電気化学測定法の基礎固めと蓄電デバイスへの応用

蓄電デバイスの研究開発に携わることになったエンジニアは電気化学の基礎を十分理解しているとは限らないため、 専門知識以前に基礎的な理解を求めていることが多い。基本的過ぎて今さら誰に聞いたらいいのかわからない、という声も多い。そこで本講義では蓄電デバイスの基礎知識、電気化学測定法の基礎知識の要点を平易に解説する。

1. 電気の流れ道と物質のかかわり
   1. 電気の伝わり方と流れ方 – 豆電球の点灯順序 -
   2. 静電気と動電気 – ガルバーニ電池 -
   3. 電極の呼び方と電池式 – プラスとマイナス -
   4. 直列つなぎと並列つなぎ – ボルタ電堆 -
   5. 電池と電気分解 – ファラデー電気分解の法則 -
   6. 電気を担うもの、電子を阻むもの – イオンの存在 -
   7. 電気のたまり方と分極の種類 – イオン結合と共有結合 -
   8. 電池の起電力の測定 – 半電池とネルンストの式 -
   9. 電池の歴史 – ダニエル電池からリチウム電池まで
   10. キャパシタの歴史 – ライデン瓶から電気二重層キャパシタまで
   11. 充電式電池と負極材料 – カタチの可逆性 -
2. 蓄電デバイスの動作と構造
   1. 電池の起電力 – 電池のONとOFF -
   2. 電池の内部抵抗 – 出力特性と出力密度 -
   3. 電池とキャパシタは何が違うか? – 電池容量と静電容量 -
   4. 分解電圧の測定と電解液の電位窓 – 過電圧と過充電 -
   5. リチウムイオン電池の構造 – どこを流れてどこがせき止められるのか? -
   6. 電気二重層キャパシタの構造 – どこを流れてどこがせき止められるのか? -
   7. 高速充放電と電位プロファイル – 電気に流れを早くするには -
   8. 電極の構成要素とその役割 – 活物質・集電体・導電助材・バインダー -
3. セルの組立と電気化学測定
   1. 活物質と導電助材の混合と分散
   2. 合材スラリーの集電体への塗布と乾燥
   3. 電解液とセパレータの選定
   4. 電気化学セルのいろいろ – コインセルと三電極セル
   5. コンダクトメトリー
   6. サイクリックボルタンメトリー
   7. クロノポテンショメトリー – 充放電曲線 -
   8. クロノアンペロメトリー
   9. 交流インピーダンス法
• 質疑応答