(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解器と、
前記熱分解器にキャリアガスを供給するラインと、
標準ガスを捕集するためのサンプリングループと、
前記サンプリングループに捕集された標準ガスを前記キャリアガスと共に前記熱分解器に注入するためのスイッチング弁と、
前記サンプリングループを真空減圧するための真空ポンプと、を含み、
前記サンプリングループは、前記スイッチング弁に結合され、
前記スイッチング弁は、第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート、第５ポート及び第６ポートを含み、
前記スイッチング弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとが連結部にて接続され、前記第３ポートと前記第４ポートとが連結部にて接続され、前記第５ポートと前記第６ポートとが連結部にて接続される第１の状態、および、前記第２ポートと前記第３ポートとが連結部にて接続され、前記第４ポートと前記第５ポートとが連結部にて接続され、前記第６ポートと前記第１ポートとが連結部にて接続される第２の状態のいずれかの状態でスイッチングされるものであり、
前記第１ポートは、キャリアガス供給ラインと接続され、
前記第２ポートおよび前記第５ポートは、前記サンプリングループと接続され、
前記第３ポートは、前記標準ガスを供給するラインと接続され、
前記第４ポートは、前記真空ポンプと接続され、
前記第６ポートは、前記熱分解器にキャリアガスを供給するラインと接続され、
前記第３ポートに接続される前記標準ガスを供給するラインには、第１の弁が設けられ、
前記第４ポートと前記真空ポンプとを接続する流路には、第２の弁が設けられ、
前記サンプリングループは、前記第１の弁が閉鎖され、前記第２の弁が開放され、前記スイッチング弁が前記第２の状態にスイッチングされた状態において、真空が形成され、
前記標準ガスは、前記第１の弁が開放され、前記第２の弁が閉鎖され、前記スイッチング弁が前記第２の状態にスイッチングされた状態のときに真空が形成された前記サンプリングループに供給されるガス試料の定量分析装置。
【請求項２】
前記熱分解器が、ＥＧＡである請求項１に記載のガス試料の定量分析装置。
【請求項３】
前記ガス試料が、電池材料で熱分解器によって熱を加える時に発生するガスである請求項１または２に記載のガス試料の定量分析装置。
【請求項４】
前記電池材料が、リチウム遷移金属酸化物（ＬｉＭｅＯ２）正極材料である請求項３に記載のガス試料の定量分析装置。
【請求項５】
前記電池材料で熱分解器によって熱を加える時に発生するガスが、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素及び水蒸気から選択される１つ以上である請求項３または４に記載のガス試料の定量分析装置。
【請求項６】
前記キャリアガスが、Ｈｅ、Ｎ２またはＡｒである請求項１から５のいずれか一項に記載のガス試料の定量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年７月３１日付の韓国特許出願第１０−２０１７−００９６９５５号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、電池材料から発生するガス、特に、酸素を定量分析する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
リチウムイオン電池は、作動時に、水素、酸素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパンなどのガス成分が発生する。このように発生したガスの組成及び含量についての情報は、電池の熱的・構造的退化を評価することができる技術であって、電池開発において、核心的評価指標として作用する。したがって、このような情報は、電池材料の開発、電池製造工程の最適化、電池不良原因の把握などにおいて、有用に用いられる。
【０００４】
電池内部から発生するガスを定量分析するためには、発生したガスを捕集し、該捕集されたガスを分析しなければならない。一般的に、固体試料を定量分析するか、固体試料から発生するガスを定性分析するのには、ＥＧＡ−ＭＳ（ｅｖｏｌｖｅｄ  ｇａｓ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法を使用する。ところで、電池材料から発生するガスは、従来の熱分解分析（ＥＧＡ）法を利用した定量分析が不可能であり、特に、酸素は、標準ガスの注入を通じてのみ分析が可能である。文献（参照：Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅｓ  １９５（２０１０）５０４９−５０５１；Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅｓ  １９５（２０１１）２２６０−２２６３）は、ＴＰＤ−ＭＳ法を用いて正極材料から発生する水素、水及び二酸化炭素を定性分析する方法を記載しているが、ＥＧＡ法を利用したガスの定量分析技術については、開示していない。
【０００５】
特許文献１は、電池で発生するガスの定量分析のための開閉弁（スイッチング弁）及びガスサンプリングループを含むガス試料注入装置を記載しているが、この装置は、電池で発生するガスをガスクロマトグラフィー（ＧＣ）で分離して分析することである。さらに、特許文献２は、アクリロニトリルブタジエンゴム組成物の熱分解ＧＣを利用したアクリロニトリルの定量分析方法を記載している。しかし、これら２つの特許文献も、ＥＧＡ法を利用したガスの定量分析技術については、開示していない。
【０００６】
本発明者らは、ＥＧＡ法を活用して電池材料から発生するガスを定量分析するための装置を研究した結果、熱分解器にキャリアガス（ｃａｒｒｉｅｒ  ｇａｓ）が供給されるライン中間にスイッチング弁（ｐｏｒｔ  ｖａｌｖｅ）とサンプリングループ（ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｌｏｏｐ）とを取り付けて、常に一定量の標準ガスが熱分解器に注入されるようにすることにより、熱分解器内の電池材料に熱を加える時、特定温度から発生するガスを定量分析することが可能であるということを明らかにし、本発明を完成した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報第１０−２０１７−００４１１００号
【特許文献２】大韓民国公開特許公報第１０−２０１２−００１０８８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＥＧＡ法を用いて電池材料で熱分解器によって熱を加える時、特定温度から発生するガス、特に、酸素を定量分析する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を果たすために、本発明は、熱分解器；前記熱分解器にキャリアガスを供給するライン；標準ガスを捕集するためのサンプリングループ；前記サンプリングループに捕集された標準ガスを前記キャリアガスと共に前記熱分解器に注入するためのスイッチング弁；及び前記サンプリングループを真空減圧するための真空ポンプ；を含み、前記サンプリングループは、前記スイッチング弁に結合され、前記スイッチング弁は、前記熱分解器にキャリアガスを供給するラインを通じて前記熱分解器に結合され、前記熱分解器内での試料で発生するガスの定量分析が可能になるように、前記スイッチング弁及び前記サンプリングループによって、前記標準ガスが一定の量で前記熱分解器への伝達を特徴とする、熱分解器内の電池材料に熱を加える時、特定温度から発生するガスを定量分析する装置を提供する。
【００１０】
一実施態様によれば、前記サンプリングループに標準ガスが捕集され、スイッチング弁がスイッチングされることによって、キャリアガスが流れながら、前記サンプリングループに捕集された標準ガスと共に前記熱分解器に注入される。
【００１１】
一実施態様によれば、前記熱分解器は、ＥＧＡ（Ｅｖｏｌｏｖｅｄ  Ｇａｓ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）であり、Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｌａｂ社の常用機器、または、ＣＤＳ社（ｗｗｗ．ｃｄｓａｎａｌｙｔｉｃａｌ．ｃｏｍ）やＪＡＩ社（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）の熱分解器も使用することができる。
【００１２】
一実施態様によれば、前記電池材料は、正極材料であるリチウム遷移金属酸化物（Ｌｉ−ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ＿ＬｉＭｅＯ２）であって、例えば、ＮＣＭ、ＬＣＯ、ＬＭＯ、ＬＮＯまたはこれらの組合わせなど多様な材料が可能である。
【００１３】
一実施態様によれば、前記電池材料で熱分解器によって熱を加える時、特定温度から発生するガスは、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素及び水蒸気から選択される１つ以上であり得る。
【００１４】
一実施態様によれば、前記キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ２またはＡｒである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、熱分解器にスイッチング弁とサンプリングループとを結合させて、標準ガスを一定量で熱分解器に注入させることにより、通常、固体試料から発生するガスの定性分析のみに使われてきたＥＧＡ法を、熱分解器内の電池材料に熱を加える時、特定温度から発生するガスの定量分析にも利用可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術によるＥＧＡ−ＭＳ装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施態様による定量分析装置の概略図である。
【図３Ａ】図２による定量分析装置の作動によるスイッチング弁とサンプリングループとの状態を示した図面である。
【図３Ｂ】図２による定量分析装置の作動によるスイッチング弁とサンプリングループとの状態を示した図面である。
【図３Ｃ】図２による定量分析装置の作動によるスイッチング弁とサンプリングループとの状態を示した図面である。
【図４】従来技術によってＮＣＭ系正極から発生する酸素を測定したデータを示した図面である。
【図５】ＮＣＭ系正極で発生した酸素量を本発明による定量分析装置で測定したデータを示した図面である。
【図６】本発明の一実施態様による標準ガス（酸素）に関する検出面積と酸素のｍｏｌ比に関する検量曲線（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｃｕｒｖｅ）とを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の定量分析装置について詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、多様な変換を加え、さまざまな実施態様を有することができるので、特定実施態様を例示する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる、あらゆる変換、均等物または代替物を含むものと理解しなければならない。本発明を説明するに当って、関連した公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
また、図面符号に関係なく、同一または対応する構成要素は、同じ参照番号を付与し、これについての重複説明は省略し、説明の便宜上、示された各構成部材のサイズ及び形状は、誇張または縮小される。
【００２０】
前述したように、従来技術としては、ＥＧＡ法では電池材料から発生するガスの定量分析を行うことができなかった。これにより、本発明では、熱分解器にスイッチング弁とサンプリングループとを設置して標準ガスを一定量で熱分解器に注入することにより、電池材料で熱分解器によって熱を加える時、特定温度から発生するガスの定量分析が可能であるということを確認した。
【００２１】
具体的に、本発明の電池材料から発生するガスの定量分析装置は、熱分解器；前記熱分解器にキャリアガスを供給するライン；標準ガスを捕集するためのサンプリングループ；前記サンプリングループに捕集された標準ガスを前記キャリアガスと共に前記熱分解器に注入するためのスイッチング弁；及び前記サンプリングループを真空減圧するための真空ポンプ；を含み、前記サンプリングループは、前記スイッチング弁に結合され、前記スイッチング弁は、前記熱分解器にキャリアガスを供給するラインを通じて前記熱分解器に結合され、前記熱分解器内での試料で発生するガスの定量分析が可能になるように、前記スイッチング弁及び前記サンプリングループによって、前記標準ガスが一定の量で前記熱分解器への伝達を特徴とする、電池材料で熱分解器によって熱を加える時、特定温度から発生するガスを定量分析する装置を提供する。
【００２２】
一実施態様によれば、前記サンプリングループに標準ガスが捕集され、スイッチング弁がスイッチングされることによって、キャリアガスが流れながら、前記サンプリングループに捕集された標準ガスと共に前記熱分解器に注入される。
【００２３】
一実施態様によれば、前記熱分解器は、ＥＧＡであり、Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｌａｂ社の常用機器、または、ＣＤＳ社（ｗｗｗ．ｃｄｓａｎａｌｙｔｉｃａｌ．ｃｏｍ）やＪＡＩ社（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）の熱分解器も使用することができる。
【００２４】
一実施態様によれば、前記電池材料は、正極材料であるリチウム遷移金属酸化物（ＬｉＭｅＯ２）であって、例えば、ＮＣＭ、ＬＣＯ、ＬＭＯ、ＬＮＯまたはこれらの組合わせなど多様な材料が可能である。
【００２５】
一実施態様によれば、前記電池材料で熱分解器によって熱を加える時、特定温度から発生するガスは、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素及び水蒸気から選択される１つ以上であり得る。
【００２６】
一実施態様によれば、前記キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ２またはＡｒである。
【００２７】
以下、当業者が容易に実施できるように、本発明の実施態様について詳しく説明する。しかし、本発明は、さまざまな異なる形態として具現可能であり、ここで説明する実施態様に限定されるものではない。
【００２８】
図２は、本発明の一実施態様による定量分析装置１を概略的に図示した図面である。本発明の一実施態様による定量分析装置１は、熱分解器１０、熱分解器にキャリアガスを供給するライン２０の前端に結合されたスイッチング弁１００、スイッチング弁１００に結合されたサンプリングループ１１０、及びサンプリングループを真空減圧するための真空ポンプ６０を含む。
【００２９】
熱分解器１０は、一実施態様としてＥＧＡであり、Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｌａｂ社の常用機器、または、ＣＤＳ社（ｗｗｗ．ｃｄｓａｎａｌｙｔｉｃａｌ．ｃｏｍ）やＪＡＩ社（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）の熱分解器も使用することができる。また、本発明によれば、ＭＳ（Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）機器やＧＣ（Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）機器なしでも、ＥＧＡ機器にサンプリングループ１１０及びスイッチング弁１００を結合する方式で具現しても良く、追加的に、ＥＧＡにＭＳ機器やＧＣ機器、または、ＩＲ（ＦＴ−ＩＲ、ＮＩＲ）と各種ガスセンサー（Ｏ２センサー、ＣＯ２センサーなど）、レーザ分析器（酸素分析用）などを共に適用することができる（Ｏ２センサー適用については、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔｏｕｃｈ．ｃｏ．ｋｒ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｄｅｔａｉｌ０２？ｓｅｑ＝３２１＆ｃｏｄｅ＝０２０３０１参照）。
【００３０】
一方、従来技術によれば、熱分解器への標準ガスの定量的な注入が困難であり、試料を熱分解する時、試料から発生するガスは、定性的に分析するしかなかった。基本的に試料を熱分解すれば、これより発生するガスは、小さな気体分子単位に分けられるが、このような気体を熱分解器に定量的に入れることができなかったためである。これにより、本発明では、ガスの定量分析のために、標準ガス制御用弁システムを構築したものである。
【００３１】
これにより、本発明による定量分析装置１は、熱分解器１０にキャリアガスを供給するライン２０の前端にスイッチング弁１００及びサンプリングループ１１０を結合して、熱分解器１０内の試料に熱を加える時、特定温度から発生するガスを定量的にも分析可能にした。
【００３２】
まず、熱分解器１０にキャリアガスを供給するライン２０の前端に結合されたスイッチング弁１００及びサンプリングループ１１０によって、熱分解器１０に標準ガスを注入させながら、熱分解器１０には試料を置かれていない状態で標準ガスに関する検量曲線を先に作成する。例えば、後述する図６は、一実施態様として標準ガス（酸素）に関する検出面積と酸素のｍｏｌ比に関する検量曲線とを図示したものである。
【００３３】
次いで、熱分解器１０にキャリアガスを供給するライン２０の前端に結合されたスイッチング弁１００及びサンプリングループ１１０によって、熱分解器１０にキャリアガスを注入しながら、熱分解器１０では試料を熱分解してガスを発生させた後、前記から作成された標準ガスに関する検量曲線を用いて試料で発生するガスの量を算出することができる。
【００３４】
まとめれば、スイッチング弁１００とサンプリングループ１１０とによって標準ガスを一定の量で熱分解器１０に供給することができるので、結果として熱分解器１０内の試料で発生するガスのうち、酸素の発生量を定量することができる。
【００３５】
スイッチング弁１００は、標準ガスがサンプリングループ１１０内に捕集されるように調節する一方、前記ガスが熱分解器１０に一定量注入されるように調節する役割を果たす。スイッチング弁１００としては、当該技術分野で使用する弁であれば、特に制限はないが、一実施態様として６ポート弁（ｓｉｘ−ｐｏｒｔ  ｖａｌｖｅ）、９ポート弁または１０ポート弁を使用することができる。
【００３６】
図２を参照すれば、一実施態様としての６ポート弁１００の各ポートに該当する番号は、便宜上名付けられ、ポート１を中心に時計回り方向にポート番号を名付けた。ポート１には、キャリアガス供給ライン３０が連結されており、ポート２とポート５には、サンプリングループ１１０が連結されており、ポート３には、標準ガス供給ライン４０が連結されており、ポート４には、真空ポンプライン５０を通じて真空ポンプ６０が連結されており、ポート６には、熱分解器にガスを供給するライン２０が連結されている。図２では、一実施態様として１つの６ポート弁１００で調節する例を図示したが、本発明は、これに限定されず、本発明が具現される多様な環境によって複数個のスイッチング弁が使われ、各構成要素が、スイッチング弁１００の多様なポートのうち、如何なるポートに連結されるか否かに関しても、本発明が具現される環境に合わせて設計することができるなど多様な変形、変更が可能である。
【００３７】
サンプリングループ１１０の材質及び体積は、制限がないが、真空減圧時に、形態及び体積の変形のないステンレス鋼、銅鋼、炭素鋼、アルミニウム鋼、合金鋼などの金属材質やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミドなどのポリマー樹脂などの強度が高い材質を使用することができる。サンプリングループ１１０の体積は、分析の正確度に影響を及ぼすために、適切に調節されなければならず、一般的に、１，０００μＬ（１ｍＬ）以下、例えば、５０μＬ、２５０μＬ、５００μＬを使用することができる。サンプリングループが大きくなれば、標準ガスの圧力を低め、ループが小さければ、標準ガスの圧力を高める。サンプリングループに満たす標準ガスの含量は、電池材料で発生するガスの含量を考慮して多様に変更することができる。
【００３８】
真空ポンプ６０は、スイッチング弁１００に連結されており、サンプリングループ１１０を真空減圧することができる。真空ポンプ６０は、一般的に回転ポンプ（ｒｏｔａｒｙ  ｐｕｍｐ）を使用（真空度：約１０−２ｍｂａｒ、２０Ｌ／ｍｉｎ）するが、これに限定されず、本発明が適用される多様な環境によって変形、変更が可能である。
【００３９】
また、本発明による定量分析装置１は、図３Ａから図３Ｃに示されたような方式へのスイッチング弁１００のスイッチング及び弁４０ａと弁５０ａとの開閉を制御することができる作動器（図示せず）や制御装置（図示せず）をさらに含むこともある。前記弁は、電子弁（ｓｏｌｅｎｏｉｄ  ｖａｌｖｅ）またはダイアフラム弁（ｄｉａｐｈｒａｇｍ  ｖａｌｖｅ）を使用することができる。
【００４０】
一方、このような本発明によるスイッチング弁１００及びサンプリングループ１１０を熱分解器１０に結合して、熱分解器１０内の試料で発生するガスを定量的に分析可能にした発明は、従来の熱分解分析法では適用されなかった新規な発明であって、新たな概念の分析装置である。
【００４１】
図３Ａから図３Ｃでは、図２による定量分析装置１の作動によるスイッチング弁１００とサンプリングループ１１０との状態について具体的に説明する。便宜上、図３Ａから図３Ｃにおいて、図２と重複される一部の構成要素及び参照番号は省略する。
【００４２】
図３Ａは、まず、サンプリングループ１１０を真空減圧する状態を図示する図面である。スイッチング弁１００のポート３に連結された標準ガス供給ライン４０に備えられた弁４０ａは、閉鎖され、スイッチング弁１００のポート４と真空ポンプ６０との間を連結する真空ポンプライン５０に備えられた弁５０ａは、開放されることにより、真空ポンプ６０によって、図３Ａにおいて、赤色で表示された部分である、ポート４と連結された真空ポンプライン５０、ポート２とポート３との連結部、ポート４とポート５との連結部、及びポート２とポート５とに連結されたサンプリングループ１１０は、真空減圧状態になる。一方、スイッチング弁１００のポート１とポート６は、互いに連結されている状態なので、キャリアガスは、キャリアガス供給ライン３０、ポート１、ポート６、ライン２０の順序で熱分解器１０に一定に供給される。
【００４３】
図３Ｂは、図３Ａに示された状態に後続して進行する状態であって、真空減圧されたサンプリングループ１１０内に標準ガスを満たす状態を図示する。ポート３に連結された標準ガス供給ライン４０に備えられた弁４０ａは、開放され、スイッチング弁１００のポート４と真空ポンプ６０との間を連結する真空ポンプライン５０に備えられた弁５０ａは、閉鎖されることにより、図３Ｂにおいて、青色で表示された部分である、ポート２とポート３との連結部、ポート４とポート５との連結部、ポート２とポート５とに連結されたサンプリングループ１１０、及び真空ポンプライン５０のうち、弁５０ａとポート４との間の部分は、ポート３に連結された標準ガス供給ライン４０を通じて供給される標準ガスで満たされる。一方、この際にも、スイッチング弁１００のポート１とポート６は、互いに連結されている状態なので、キャリアガスは、キャリアガス供給ライン３０、ポート１、ポート６、ライン２０の順序で熱分解器１０に一定に供給される。
【００４４】
図３Ｃは、図３Ｂに示された状態に後続して進行する状態であって、スイッチング弁１００がスイッチングされて、サンプリングループ１１０内の標準ガスが、キャリアガスを通じて押されて熱分解器１０に供給される状態を図示する。スイッチング弁１００がスイッチングされることにより、各ポート間の連結状態が、図３Ｂに図示した状態から図３Ｃに図示した状態にスイッチングされる。それにより、ポート１に供給されるキャリアガスがポート６に直接に移動するものではなく、図３Ｃに緑色で表示された部分のように、ポート１、ポート２、サンプリングループ１１０、ポート５、ポート６の順序で移動しながら、図３Ｂの状態でサンプリングループ１１０内に満たされていた標準ガスと共に、ライン２０を通じて熱分解器１０に供給される。酸素濃度が互いに異なる標準ガスをサンプリングループに満たして、同一過程を繰り返して、標準ガスに関する検量曲線を算出することができる。標準ガス（酸素）に関する検出面積と酸素のｍｏｌ比に関する検量曲線との一例を図６に図示した。
【００４５】
標準ガスに関する検量曲線を算出した後、スイッチング弁１００をスイッチングして、図３Ａに示したように、サンプリングループ１１０を再び真空減圧し、次いで、スイッチング弁１００をスイッチングして、図３Ｃに緑色で表示された部分のように、ポート１、ポート２、真空減圧されたサンプリングループ１１０、ポート５、ポート６の順序でキャリアガスが移動して、ライン２０を通じて熱分解器１０に供給され、この際に、熱分解器１０にある電池材料を熱分解して発生するガスのうち、定量しようとするガス（例えば、酸素ガス）の面積を検出する。検出されたガスの面積を標準ガスの検量曲線を用いて定量分析することができる。
【００４６】
実施例
【００４７】
１．従来技術
従来のＥＧＡ技術は、ＥＧＡ−ＭＳ装置（図１参照）を用いて固体試料から発生するガスを定性的に分析して、基準試料（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）に比べて、発生するガスの含量を相対的に比較することであった。ところで、この方法としては、電池材料から発生するガスを定量分析することができなかった。
【００４８】
２．本発明の定量分析装置を利用した電池材料から発生するガスの定量分析
本実施例では、本発明の一実施態様による定量分析装置（図２参照）を用いて電池材料から発生する酸素の含量を下記のように分析した。
【００４９】
ＭＦＣ（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてキャリアガスを１ｍＬ／ｍｉｎで流した。回転ポンプ（Ｅｄｗａｒｄ社）を用いてサンプリングループを１×１０−２ｔｏｒｒ以下の十分な真空状態で作り、標準ガス９９．９ｍｏｌ（％）を約５０ｔｏｒｒで満たした。この際、標準ガスの濃度は、９９．９ｍｏｌ（％）×５０ｔｏｒｒ／７６０ｔｏｒｒ＝６．５７２ｍｏｌ（％）になる。サンプリングループに満たされた６．５２７ｍｏｌ（％）の酸素は、キャリアガスと共に熱分解器に注入して、分析器でその含量を正確に分析した。この際、分析器（ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で酸素の分子イオン値であるｍ／ｚ＝３２を抽出して、その面積を計算した。互いに異なる標準ガスの濃度別に、このような過程を繰り返して、面積値と濃度による検量曲線とを得た。
【００５０】
ＮＣＭを正極材料としたリチウムイオン電池を充電して、Ａｒ（アルゴン）環境のグローブボックスで分解した後、正極をＤＭＣで洗浄した後、減圧乾燥させて、ＤＭＣを完全に除去した。
【００５１】
乾燥された正極を正確に５〜１０ｍｇ取って、熱分解器に注入した後、熱分解して発生した酸素の含量を分析した。この際、分析器（ＭＳ）で酸素の分子イオン値であるｍ／ｚ＝３２を抽出して、その面積を求めた。求めた面積値を標準ガスに対して作成した検量曲線に適用して、正確な酸素の含量を定量した。
【００５２】
熱分解器での温度による酸素発生量を表示したグラフを図５に示し、酸素発生量を標準ガスを用いて検量曲線を通じて定量分析した結果を図６に示した。
【００５３】
本実施例を通じて熱分解器にスイッチング弁とサンプリングループとを結合することにより、正極で発生した酸素の定量分析が可能であるということを確認することができた。
【００５４】
以上、本発明の内容の特定の部分を図面及び実施例を通じて詳しく記述したところ、当業者において、このような具体的技術は、単に望ましい実施態様であり、これにより、本発明の範囲が制限されるものではないという点は明白である。したがって、本発明の実質的な範囲は、下記の特許請求の範囲とそれらの等価物とによって定義される。
【図１】
0006874937.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006874937.tif 000005
【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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