粉体における一次粒子・二次粒子とは?違いは?

粉体における一次粒子・二次粒子とは?違いは?

 

リチウムイオン電池などの電池では、正極材(活物質)・負極材(活物質)といった電極材に粉体を使用することが基本です。

 

粉体を混練したスラリーを基材箔に塗布・乾燥することで、電極が作られていきます。この際に、「粒子が均一に分散しているかどうか」が電池の性能に大きな影響を与えます。

 

この粉体粒子の状態を表す用語として、「一次粒子」「二次粒子」とよばれるものがあります。

 

ここでは、一次粒子、二次粒子に関する以下の内容を解説していきます。

 

・一次粒子・二次粒子とは?その違いは?

 

 

というテーマで解説していきます。

 

 

一次粒子・二次粒子とは?その違いは?

 

実は一次粒子・二次粒子は金属におけるものと電池材料として使用する粉体とでは、扱いが若干異なるため、ここでは炭素材料などをはじめとした電池構成部材に関する一次粒子・二次粒子について解説していきます。

 

一次粒子とは、基本的に粒子一粒のことを指します。そのため、粒子の半径はnmオーダーと非常に小さいです。大きくても100nm程度です。

 

以下のようなイメージです。

 

 

一方で二次粒子とは、いくつかの単粒子があつまって凝集体となったものを粒子と考えるものです。別名では造粒体などとよぶことがあります。

 

リチウムイオン電池を量産化する上では、ナノレベルの小さい材料を使用する際に、健康への被害が懸念されることから、造粒体を採用するケースも多くあります。

 

ただ、電池性能的には一次粒子がベースとなている粉体材料を使用した方が反応サイトが大きくなるために、ハイレート特性があがるというメリットもあります。そのため、粉体のサイズといった各種物性の最適化は各企業によって大きく異なります。

 

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