機械系技術者のためのリチウムイオン電池の活用法

背景

　日常生活において、我々は、家電製品やモバイル機器、精密機械、輸送用機器、産業用機械など、さまざまな電気機械に囲まれて生活している。これらを直接利用したり、間接的に利便性や恩恵を受けている。このような精密機器を含めた機械製品の設計開発や製造などを担っているのが機械系技術者である。 　機械系技術者にかぎらず、一般に技術者の役割は、製品の構想から設計まで担当する設計開発と製品の製造工程を管理する生産技術に分けることができる。それぞれのチーム、プロジェクトが一緒に取り組んで与えられた分担、作業を進めることで、製品化の品質向上や一定の成果物に結びついている。 　機械系技術者は、製造業のあらゆる分野で働いている。製造分野において、機械系技術者は、主として、製造設備の設計や改良、生産技術、品質検査機器や治具、これらの品質向上など製造にかかわる重要な役割を担っている。いずれの製造業種においても、生産ラインや製造設備、検査機器や治具、機器の信頼性維持、生産管理は、機械系技術者に負うところが大きい。

ポイント

　工場の製造設備や製造機器、検査機器の駆動用電源は、通常は、商用電源 (単相、AC100V) または動力電源 (3相または単相、AC220V) を使用している。近年、リチウムイオン電池は、高電圧化と大容量化が進み、長時間の使用に耐えるようになったため、工場全体のみならず個々の製造ラインや製造機器における省エネルギー化が検討されている。特に、太陽電池などの自然エネルギーとのコラボレーションによる蓄電システムや異常時に一時的に使用する非常用給電システムが提案、実用化され、蓄電池として大容量リチウムイオン電池が使われている。この流れは、いずれの製造業においても共通した課題、問題意識となり、特に、機械を動かす機械系技術者にとって今後重要な問題提起となってくる。

1. リチウムイオン電池とはどのような電池
   1. 電池の種類
   2. リチウムイオン電池に要求される性能
   3. リチウムイオン電池の特徴
   4. リチウムイオン電池の基本原理
   5. リチウムイオン電池の構成
2. リチウムイオン電池の製作
   1. リチウムイオン電池の製法
   2. 電極合剤スラリーの調合 (リチウムイオン電池の川上の工程)
   3. 正負電極の製作
   4. 電池セルの製作 (リチウムイオン電池の川下の工程)
3. リチウムイオン電池の充放電評価と内部抵抗評価
   1. リチウムイオン電池セルの充放電評価
   2. 複数直並列接続する場合の内部抵抗測定の重要性
4. リチウムイオン電池のプロテクタ機能
   1. リチウムイオン電池セルのプロテクタ
   2. リチウムイオン電池パックのプロテクタ
5. リチウムイオン電池の釘刺し試験
   1. 釘刺し試験法のモデル
   2. 釘刺し試験機の製作
   3. 釘刺し試験の実例
6. リチウムイオン電池を使用した大容量給電システムの製作と応用
   1. リチウムイオン電池給電システムの構成と製作
   2. リチウムイオン電池給電システムの家電機器への使用
   3. リチウムイオン電池給電システムを使用した電気溶接
7. リチウムイオン電池を使用した電池スタックと小容量給電システム
   1. 電池スタックの設計と製作
   2. 電池スタックの充放電特性
   3. 電池スタックを使用した給電システム
8. 機械を動かすリチウムイオン電池
   1. リチウムイオン電池の多様な用途開発
   2. リチウムイオン電池を搭載した産業機械
9. トピックス<蓄エネ技術と直流家電>
• 質疑応答