インピーダンス測定・解析

本講座ではリチウム電池の電極設計と評価のためのインピーダンス測定・解析を取り上げます。電池の分野においては、世に多くの成書があるにも関わらずインピーダンス測定・解析は難解なものとされることがあります。それは主にインピーダンスそのものよりも電池に関する理解や電気に関する予備知識が不十分であることに由来します。 　本講座ではインピーダンスに軸足をおきながらも電池や電気の関連知識をしっかりとおさらいし、講座受講後に自学自習でより深められるように、できるだけ具体的事例を紹介します。

1. 電気化学の基礎の基礎
   1. 身近なインピーダンス測定の応用 – 体脂肪計、塩分計 -
   2. 直流と交流、電気抵抗と静電容量 – 電気回路の描き方 -
   3. 回路計とオシロスコープ – 電圧、電流、波形の読み取り -
   4. 電極と電気の流れ – 電池式の書き方と電極の呼び方 -
   5. 電池の起電力と分解電圧 – 心電図にも使われる銀塩化銀電極 -
   6. リチウムイオン二次リチウム電池 – 材料と構造 -
   7. 電池内部における電場と電流密度、電気力線
2. 電池のインピーダンスと材料物性
   1. 電池の性能とインピーダンス – 電池の起電力と内部抵抗 -
   2. 電池性能とセル定数 – 電極面積と電極間距離 -
   3. 全電池と半電池 – 参照電極を使った測定 -
   4. 界面とバルク – 等価回路 -
   5. 界面特性値 – 電気二重層容量、反応抵抗 -
   6. バルク物性値 – 誘電率、導電率 -
3. インピーダンス測定の実際
   1. 電池のDC成分のキャンセル
   2. ノイズの確認とインピーダンス測定への影響
   3. ボーデプロットとコールコールプロット
   4. 粉粒体の比表面積とインピーダンス
   5. 合材スラリーの分散度とインピーダンス
   6. インピーダンス解析による電池の内部抵抗と接触抵抗の分離
   7. 高出力電池と測定器の電流検出抵抗
   8. 組電池におけるインピーダンス測定
   9. インピーダンス測定による電池劣化の遠隔監視
4. データからみる電池の状態
   1. データからみる内部抵抗 – 溶液抵抗と接触抵抗 -
   2. データからみる反応抵抗 – 電荷移動律速 -
   3. データからみる拡散抵抗 – 物質移動律速 -
   4. データからみる形状変化 – 電解液の膨潤と劣化による電極のゆるみ -
   5. データからみる複合要因 – ハーフセルとフルセル -
5. 質疑応答