研究開発成果
※研究者の所属・肩書および参画企業等記載は課題採択または記事掲載時のものであり、現在とは異なる場合があります。
機能材料
プロトタイプ
多チャンネル同期検波IC搭載・高感度高速2次元アレイ磁気イメージセンサ
キーワード :  ナノグラニュラー、TMR、薄膜磁石、同期検波IC、リチウムイオン二次電池、非破壊検査、電流検出
研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)  シーズ顕在化タイプ
研究開発課題名 多チャンネル同期検波IC搭載・高感度高速二次元アレイ磁気イメージセンサ(開発期間:平成27年12月〜平成28年12月)
プロジェクトリーダー所属機関 セイコーNPC株式会社 研究者 小林 伸聖(電磁材料研究所)

リチウムイオン二次電池の微小金属異物の混入や、デンドライト成長等による短絡電流の発生とその位置を、短時間で検査できる磁気センサモジュールを開発した。
まず、薄膜バイアス磁石を一括形成した「ナノグラニュラーTMR型磁気センサ素子」を製作し、漏洩磁界が0.02mT以下を達成した。次に、5ch/チップの「多チャンネル同期検波IC」を製作し、入力換算ノイズ870nV/√Hz @1Hz、検波周波数1kHzを達成した。最後に、前述の「センサ素子」と「多チャンネルIC」を一体化した300chの「2次元アレイ磁気イメージセンサモジュール」を製作し、リチウムイオン二次電池に流れる微小電流1.6mAを数秒程度の短時間で検出できることを実証した。空間分解能は約2mmであった。リチウムイオン二次電池の検査時間を大幅に短縮できる可能性を示した。

成果説明画像

期待されるインパクト(効果、意義、市場規模、売り上げ予測)

今回開発した2次元アレイ磁気イメージセンサが実用化されると、短時間(数秒〜数十秒)で微小なリーク電流の検出が可能となる。検査時間の大幅な短縮・合理化によりリチウムイオン二次電池の生産性が向上し、また直接的にリーク電流を検出することにより不良品の市場流出リスクを低減でき、安全性の向上に貢献することができる。

開発者の声

磁気センサを2mm間隔で2次元アレイ状に配置した磁気センサモジュールを用いて微小電流を検出するという、リチウムイオン二次電池の新たな検査方法を提案した。比較的小さい空間分解能で電流を検出できるため、電池の非破壊検査に限らず他用途への応用も模索したい。


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