リチウムイオン電池の安全性評価・計測技術と安全化技術

第1部. 安全性を担保するための電池の計測・モニタリングの基礎技術

(2017年10月27日 10:20〜14:10)

　種々の電池や蓄電デバイスが実用化されている。特にリチウムイオン電池は高性能蓄電デバイスとして適用用途が急速に拡がっている。例えば、発電はできるが電力を貯蔵できない装置との組み合わせ、太陽電池や風力発電等の補助電源等として使用される。具体例として、モバイル機器用電源、電気自動車や電力貯蔵装置などがある。今後、蓄電デバイスには性能の向上のみならず工業製品として一層の信頼性が求められている。 　本講座では、リチウムイオン電池を例として安全性の視点から、どのように管理するかに焦点を絞り、リチウム電池の基礎と計測・モニタリング技術について議論する。

1. 電池の技術革新の歴史から電池の基礎を読み解く
2. 電池を過充電させないためのモニタリング法
   1. 基本は定電流充放電曲線
   2. dQ/dV
   3. 電流遮断法
   4. ACインピーダンス法
   5. 温度
3. 動作状態の電池の内部状態に思いをはせる
4. 電池の劣化状態をどのように検出する?
5. 金属リチウム析出による内部短絡をどのように検出する?
6. 今後の展開
• 質疑応答

第2部. リチウムイオン電池の発熱反応と高容量・高出力化に向けた安全化技術

(2017年10月27日 14:20〜16:20)

　リチウムイオン電池は、その優れた特徴により民生用分野において需要が拡大しており、さらに、高エネルギー化、高性能化の進展とともに各種電気自動車 (xEV) や電力貯蔵の基盤技術として社会インフラ構築にも欠かせないものとなってきた。 　その一方、高エネルギー化に伴って、誤使用時など正常なプロセスから外れた場合に発熱や安全弁作動、さらには極めてまれなケースではあるが発火に至る事故が見られるようになった。リチウムイオン電池の応用分野が拡大するに伴い、電池の使用条件・使用環境は多岐にわたり、安全化技術の高度化がますます重要となっている。 　本講演ではリチウムイオン電池の安全化技術という視点から、電池における種々の発熱要因、リチウムイオン電池材料・部品と安全機構、電池内部の自己発熱反応メカニズムと安全化施策等について解説する。

1. リチウムイオン電池の市場と課題
2. リチウムイオン電池の発熱要因と安全化機構
   1. 電池内部の自己発熱反応
      • 正・負極、電解液の発熱挙動
      • 電池誤使用時の発熱要因
   2. 現行電池の主な安全機構
3. 高容量化・高出力化に必須な安全化技術
   1. 過充電時の発熱反応解析と対策
      • 過充電時の電圧変化・発熱挙動
      • 過充電過程で発生するガス
      • 過充電反応解析
      • 過充電耐性の向上
   2. 高温貯蔵時のガス発生反応解析と対策
   3. 内部短絡時の発熱反応解析
      • 内部短絡が原因の事故例
      • 内部短絡時の発熱挙動解析
      • 内部短絡制御技術
   4. LTO (チタン酸リチウム) 系電池の安全化技術
      • LTO系電池の発熱挙動
      • LTO系電池の安全化技術
4. 今後の展望
• 質疑応答