鉛蓄電池の劣化メカニズムとバッテリマネジメント

近年、電気自動車や自然エネルギーの活用などで用いられる蓄積デバイスの重要性が増しており、鉛蓄電池やリチウムイオン蓄電池が注目されている。鉛蓄電池は歴史が古く安価でリサイクルが容易などの理由で広く使われ続けており、特に最近ではアイドリングストップ用などの新用途で需要を伸ばしている。今後の課題としてはリサイクル電池の活用や広SOC領域での活用の要求が増えてくることに伴う劣化や寿命管理であろうと思われる。 　本セミナーでは、蓄電池やスマートグリッド関連の初学者、若手技術者を対象に、鉛蓄電池の基本特性と、その動作原理を理解し習得することを目的とする。今後のエネルギーシステムにおいては、リチウムイオン蓄電池との比較あるいは連携も考慮する必要があるため、それらの違いや置き換えの可能性、最適な用途などについても説明する。また、蓄電池劣化に関しても、基本的な、劣化のメカニズムを理解した上で、そのモデル化とシミュレーション方法について紹介する。

1. 鉛蓄電池の最近の動向と要求事項
   1. 鉛蓄電池の歴史
   2. 用途の変化と最近の動向
2. リチウムイオン蓄電池との違い
   1. 特性と用途の違い
   2. 置き換えと棲み分け
3. 動作原理とモデル化
   1. 主反応と副反応
   2. 等価回路モデル
   3. 温度特性
4. 劣化のメカニズム
   1. 劣化現象
   2. 硫酸鉛の生成とサルフェーション
   3. 反応距離
   4. 反応ばらつきの影響
5. 劣化シミュレーションとモデル化
   1. 粒子径分布の計算
   2. 充放電動作と粒子径分布
6. 今後の研究課題