リチウムイオン電池（LIB）の普及に伴い、過酷な環境下での安全性に関する課題がますます注目されています。新エネルギー技術の核心部品として、LIBの信頼性は電気自動車やエネルギー貯蔵システムなどの重要分野における安全性と性能に直接影響します

1. 過酷な環境下での故障メカニズム

LIBは極端な温度条件下で複雑な電気化学的劣化を受けます。

1.低温（例：-40°C）：電解液の粘度が大幅に上昇し、リチウムイオンの移動が阻害され、放電容量が急激に低下します。同時に、負極表面でのリチウムの不均一な析出によりリチウムデンドライトが成長し、セパレーターを突き破ってショートを引き起こす可能性があります。

2.高温（>60°C）：負極の固体電解質界面（SEI）膜の分解が加速します。電解液と電極間の副反応が強まり、ガスが発生し内部圧力が上昇します。温度が150°Cを超えると、セパレーターの融解により大規模な内部ショートが発生し、最終的に熱暴走を引き起こし、ベント、発火、さらには爆発に至る可能性があります。

3.温度ショック（例：ΔT≈50°C）：電極内の活物質粒子の亀裂や界面接触不良を引き起こし、内部抵抗が継続的に増加するとともに容量劣化が加速します。

4.高温・高湿度（例：85°C/85%RH）：電極界面での副反応が加速し、熱暴走の連鎖反応を引き起こす可能性があります。その結果、容量が急激に低下し、致命的な故障につながります。

2. 過酷環境下信頼性向上のためのコア技術

I. 低温対策

電解液の耐凍結性：FEC/EMC混合溶媒（凝固点 -45°C）を使用することで、-30°Cでの放電容量保持率が35％から65％に向上します。

負極界面強化：シリコン炭素負極表面に3D LiF@C複合層を構築することで、低温下でのリチウムイオン挿入反応速度を改善します。

II. 高温保護

高温耐性電解液：エチレンスルホン酸（DTD）を添加することでSEI膜を安定化させ、その熱分解温度を150°Cから190°Cに引き上げます。

正極コーティング改質：LiNi₀.₈Mn₀.₁Co₀.₁O₂（NMC811）表面に厚さ20nmのLi₃PO₄層をコーティングすることで、遷移金属の溶出を抑制します（溶出率 <0.5％）。

III. 温度・湿度対策

耐湿性電解液：疎水剤としてトリメチルリン酸（TMP）を添加することで、水分透過率を60％以上低減します。

耐腐食性集電体：アルミ箔に微小アーク酸化処理（厚さ3μm膜）を施すことで、湿熱環境下での腐食電流を<0.05 μA/cm²に抑制します。

3. 過酷環境下試験検証システム

I. 低温試験

1.低温放電／始動試験：極低温（例：-40°C、-30°C）での放電性能、コールドクランキング能力（車両の低温始動を模擬）、および容量保持率を評価します。

2.低温充電試験：低温下での安全充電限界（電流・電圧）およびリチウム析出リスクを評価します。

3.低温サイクル試験：低温下での充放電サイクルを実施し、容量劣化および内部抵抗の増加を評価します。

4.低温保存試験：長期低温保存後、常温での性能回復を評価します。

II. 高温試験

1.高温放電試験：極高温（例：+60°C、+70°C、+85°C）での放電性能、レート特性、温度上昇を評価します。

2.高温充電試験：高温下での充電受入能力、熱管理要件、安全リスクを評価します。

3.高温サイクル試験：高温下での充放電サイクルを実施し、寿命劣化や老化メカニズムの評価を加速します。

4.高温保存試験：長期高温保存後（例：7日、30日、60日）、容量回復、内部抵抗の変化、安全状態（膨張・液漏れなど）を評価します。

III. 温度衝撃／サイクル試験

1.急速温度変化試験：極低温と極高温（例：-40°C ↔ +85°C）を短時間で繰り返し切り替え、材料界面の安定性およびシール性を評価します。

2.温度サイクル試験：定められた温度範囲（例：-40°C〜+85°C）内で複数回の緩慢なサイクルを実施し、熱機械的応力の影響を評価します。

4. NEWARE 環境試験チャンバー

— 精密な温度制御により、特定または過酷な温度環境をシミュレーション

特定または過酷な温度条件下での電池性能（容量劣化、熱安定性、安全性、サイクル寿命などの重要指標）を評価し、研究開発の最適化に向けたデータに基づく洞察を提供します。

1.精密な温度制御：温度変動 ≤0.5°C により、安定した試験環境を確保します。

2.過酷温度シミュレーション：-70°C〜150°C の広範囲温度試験に対応します。

3.高い互換性：電池種別（リチウムイオン電池、鉛蓄電池など）に応じたカスタマイズ可能な試験プロトコルを提供します。

4.インテリジェント機能：温度制御の自動化、故障警報、安全機構を備え、実験効率と安全性を向上させます。

NEWARE 環境試験チャンバー & オールインワン電池試験システム

— 電池の研究開発および生産向けに、精密な環境制御と試験ソリューションを提供します。本統合システムは、電池の充放電試験と環境チャンバー機能を組み合わせており、さまざまな温度条件下での性能試験を可能にします。

1.コンパクトな統合設計：充放電モジュールと環境シミュレーション（定温/変温）を組み合わせ、設置面積を削減します。

2.多目的試験：定電流/定電圧充放電、容量分析、サイクル寿命試験、DCIR測定などに対応します。

3.統一操作：BTS 上位制御との互換性により、複数デバイス間でシームレスな操作が可能です。

4.マルチゾーン温度制御：複数ゾーンの独立温度制御により、複雑な試験要求に対応します。

5.柔軟な適用範囲：材料研究、3C 電池、EV 電池などの用途に応じた電圧/電流範囲をカスタマイズ可能です。

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