ボタン電池用EMD: 合格したCOAでもサンプルトライアルが必要な理由

2026.09.165

あらゆる限界をクリアした分析証明書には、細胞ではなく粉末が記載されています。 CR2032 は、カソード全体、つまり 0.3 ～ 0.5 g の二酸化マンガンを、IEC 60086-3 で公称直径 20.0 mm (±0.25 mm) および高さ 3.2 mm に固定されているケースに収めます。活物質を追加する余地はなく、圧着部分のヘッドスペースはほとんどなく、粉末がもたらすものと共有できる電解質はわずか 20 ～ 200 マイクロリットルです。したがって、ボタン電池用の EMD は試行する必要があります。スケジュールに従って熱処理し、レシピに従ってプレスし、ライン上で充填および圧着し、デバイスが消費する負荷で放電します。トライアルをスキップすると、バッテリーではなくパウダーが測定されたことになります。

ボタン電池には証拠金を買うための予備量がありません

IEC 60086-3 は、円形リチウム、アルカリ、酸化銀、空気亜鉛ボタン電池のケース寸法と許容差を修正しています。サイズが決まったら、容量はカソードを追加することでではなく、変換するカソードの量によって決まります。 MnO₂ 二酸化マンガンリチウム電池の正極質量の約 40 ～ 60% を占め、公表されている CR2032 定格は、2.0 V カットオフで約 0.2 mA で 220 ～ 225 mAh 付近にあります。

出荷を最小限に抑えるため、このマージンが重要になります。セルは定義されたテストに基づいて販売されるため、歩留まりを決定するのは、いくつかの手作りサンプルの平均ではなく、ロット全体のばらつきです。材料の変更により使用率がわずかに変化すると、分布の末端が移動し、そこからスクラップや現場での苦情が発生します。

他の内部予算も同様に厳しいです。コイン型セルラインは、20 ～ 200 マイクロリットルの電解液を約±1 マイクロリットルで充填し、露点 -45 °C 以下の乾燥室で組み立て、残留水分が 100 ppm 近くになるまで電極を真空乾燥します。密封された缶内で水がリチウムおよび有機電解質と反応してガスを発生するため、これらの制御が存在します。粉末がその予算に追加されるものはすべて、シールで支払われます。

仕様書では測定できない 5 つのこと

QingChong は、91% MnO の電解二酸化マンガンを指定します₂ 最小、鉄分 100 ppm 最大、水分 3% 最大、pH 5 ～ 7.5、100 ～ 400 メッシュ、ISO 9001 の品質管理の下で硫酸マンガンから電気分解によって製造されます。これらの制限は、バッテリーグレードのパウダーにとって適切なスクリーンです。 3.2 mm 缶内の動作を予測できるものはありません。

仕様ライン	何を制御するのか	細胞がまだ示さなければならないこと
MnO₂ 90%以上	グラムあたりに利用可能な活物質	圧縮密度での熱処理にどれだけ耐えられるか
水分 3% 以下	出荷時の粉末の状態	電極乾燥後の残留水と保管中のガス
Fe 200ppm以下	1 つの限界に 1 つの金属	0.3 ～ 0.5 g のカソード内の Cu、Ni、Co、アルカリ金属および可溶性硫酸塩
pH5～7.5	表面酸性度バンド	中和後の残留酸またはアルカリ、および電解液との反応
粒度100～400メッシュ	配信ではなく上映バンド	D10、D50、D90、タップ密度、かさ密度、圧縮応答、プレス上のダイ充填

これらは仕様のギャップではありません。スペックシートとサンプルトライアルでは異なる質問への答えが異なるのはこのためです。

熱処理では 2 つの同一の COA が分岐します。

EMD は出荷された状態ではリチウム電池には入りません。一般に 250 ～ 400 °C の熱処理によって脱水され、特許文献には 2 段階のルートが記載されています。約 250 °C までで表面および非結晶水を除去し、次に 250 ～ 350 °C で格子水を除去します。同じ情報筋はコストについて言及している：加熱するとガンマMnOが変換される₂ ガンマ/ベータ構造に向かって変化し、ベータリッチ相が占めるリチウムの量は少なくなります。

EMDを340℃から420℃の間で等級分けした研究では、340℃から380℃の範囲では放電が良好であり、水分の除去と細孔の開口により拡散抵抗が低下し、400℃から420℃の範囲では酸素の損失により活性MnOがカットされるため、結果が悪くなることがわかりました。₂ そして反応表面積。窓は現実のものであり、普遍的なものではありません。それは出発粉末の含水量、細孔構造、および相混合に依存するため、現在の材料に合わせたスケジュールは新しいロットに関する仮説であり、引き継ぐことができる設定ではありません。

表面化学も同様に動作します。 EMD は電解槽に残留酸性を残しますが、使用前に中和されます。水酸化ナトリウムが中和塩基である場合、ナトリウムは表面部位を占め、電解質中に放出され、リチウムアノード上にめっきされ、溶媒と反応してガスを発生し、保管寿命を短縮する可能性があります。 COA ラインには中和ルートや残留ナトリウムが記載されていないため、両方を要求して保管セルで測定する必要があります。

回線上、プロトコル上でトライアルを実行してください

使用可能な試作では、サンプル量が許す限り正確に生産を再現します。

生産ツール、レシピ、電解液充填および圧着パラメータを使用して構築します。現在のマテリアルの 1 つのアームをコントロールとして保持し、両方を同じ期間に実行し、単一セルではなく分布を比較します。
基準ドレインでの容量を測定し、デバイスプロファイルで再度容量を測定します。連続 0.2 mA で定格 mAh を供給するセルでも、キーフォブまたは無線モジュールが消費する 10 ～ 15 mA パルスの下では低下する可能性があります。
保管を含めます: セルを高温に保持し、容量を再測定し、圧着部分に漏れがないか検査します。ここでは、水とアルカリの残留物が表面に現れますが、初日ではありません。
開始する前に、最小容量、許容可能な広がり、保管後の保持、およびトライアルを終了する漏れセルの数などのしきい値を修正します。しきい値のないデータは何も決定しません。

少なくとも 2 つの製造ロットからのサンプルと、それぞれからの保持されている参照を要求し、バルクが同じ製造ルートから得られることを書面で確認します。パイロットバッチからのサンプルは、日常的な出力から抽出されたサンプルよりも少ないことがわかります。

サンプルリクエストで送信するもの

リクエストと一緒に送信	サンプルを持って戻ってくるよう依頼する
セルの指定、定格目標、カットオフおよびサービス時間	テスト方法と TDS および SDS を示すバッチ COA
熱処理ウィンドウ、カソードレシピ、導電性添加剤およびバインダー	中和ルート、残留ナトリウム、熱処理ガイダンス
圧縮またはコーティング対象、電極直径、気孔率	D10、D50、D90 (メソッド付き)、タップ密度、かさ密度、表面積
電解質システム、充填量および乾燥室露点	発送時の湿気、梱包ライナーおよび保管に関する推奨事項
放電プロトコル、パルスプロファイル、および保存しきい値	サンプル数量、サンプルとバルクが同じルートを共有するかどうか、加えてMOQとリードタイム

よくある質問

COA がすでに実行しているグレードと一致する場合、トライアルをスキップできますか?

いいえ。COA は発送時の構成を管理します。ボタン電池の出力は、熱処理の応答、圧縮、残留水、表面残留物によって異なります。 COA を受入検査として保持し、セル結果に関する資料をリリースします。

リチウムボタン電池のEMDは熱処理する必要がありますか?

はい。 EMDは、二酸化マンガンリチウム電池で使用する前に、特許文献に記載されている200～350℃の2段階経路により、通常250～400℃で脱水されます。ある発表された研究では、340 ～ 380 °C の間で放電が良くなり、400 ～ 420 °C の間で放電が悪化することがわかりました。自分のオーブンとセルと照らし合わせてスケジュールを確認してください。

サンプルはどれくらいあれば十分ですか？

少なくとも 2 つのロットにわたって生産レシピに基づいてセルを構築し、それぞれからの参照を保持するのに十分です。

ボタン電池のEMDを低コストのマンガン粉末で置き換えることはできますか?

缶の中の代替品の価格を確認してください。 QingChong の EMD は 91% の MnO を含有₂ 最小値は鉄で最大 100 ppm、放電マンガン粉末は 60% MnO と指定されています₂ 最低でも鉄は 6%、シリカは 15% です。体積が固定されている場合、不活性材料が活性材料に置き換わるため、質量を元に戻すことはできません。決定する前に、同じセルビルドで両方を実行してください。

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