リチウムイオン電池の状態推定・劣化診断技術

第1部 リチウムイオン電池のリユースと性能評価・残量推定・劣化診断技術

(2023年6月15日 10:30〜12:00)

　リチウムイオン電池はモバイル機器・定置・産業機器・自動車等の用途に使用され、近年では変動性再生可能エネルギーの出力変動・時間帯偏在性の解決のためのデバイスとして期待されている。一方で価格や資源制約などの課題からリユース・リサイクルの取り組みが進んでおり、特に直近ではリユース電池の注目が高まっている。リユース電池活用の際にはその性能を評価する残量推定・劣化診断技術が重要である。 　本講演では性能評価・残量推定・劣化診断法を基礎から体系的にまとめて説明するとともに、当社の差電圧法を用いた劣化診断法の事例を紹介する。

1. リチウムイオン電池の基礎事項
2. リチウムイオン電池の劣化現象とその症状
3. リチウムイオン電池のリユース
4. リチウムイオン電池の性能評価項目
5. 残量推定・劣化診断技術の体系
6. 当社事例の紹介 〜差電圧法を用いた劣化診断法〜
• 質疑応答

第2部 電気化学インピーダンスを活用した電池状態の把握、推定、診断

(2023年6月15日 13:00〜14:30)

　リチウムイオン電池は様々な物理的・化学的・機械的現象が複合的に発生している複雑なシステムです。性能評価や劣化診断を適切に行うためには、電池の内部現象の把握と正確な計測が不可欠です。 　本セミナーでは、まずリチウムイオン電池の基礎事項・電気特性の計測技術について解説し、それらを踏まえて交流インピーダンス (電気化学インピーダンス) とその活用方法を議論します。

1. リチウムイオン電池の基礎と性能指標
   1. リチウムイオン電池の挙動
   2. 基本的なパラメーター
      • 容量
      • OCV
      • 内部抵抗
      • SOC
      • SOHなど
   3. 電池の劣化メカニズム
   4. 電池の性能指標・劣化指標
   5. 電池の劣化とインピーダンスの関係の概観
2. リチウムイオン電池のインピーダンス
   1. 基本原理
   2. 解析手法
      • 等価回路解析
      • 緩和時間解析など
   3. 各種過渡現象とインピーダンスの関係
   4. インピーダンスの正確な測定
3. インピーダンスを活用した電池状態の把握、推定、診断
   1. 電池状態とインピーダンスの関係
   2. 電池の劣化診断技術の概観
   3. ルールベースの劣化診断の実例
   4. 機械学習ベースの劣化診断の実例
   5. 電池状態を代表するパラメーターとしてのインピーダンスの可能性
• 質疑応答

第3部 リチウムイオン電池の非破壊劣化評価技術

(2023年6月15日 14:45〜16:15)

　リチウムイオン電池といっても使用する材料は多岐にわたり、その材料に依存してリチウムイオン電池の性能は異なます。電池の構成およびその劣化挙動を理解した上で、電池の劣化分析手法の種類や特徴を把握してもらうことを本講座の目的とします。

1. リチウムイオン電池の構成
   1. 負極
   2. 正極
   3. 電解液
2. リチウムイオン電池の特徴・用途
3. リチウムイオン電池の劣化挙動
   1. 負極
   2. 正極
   3. 電解液
4. 解体分析と非破壊分析の特徴
   1. 解体分析
   2. 非破壊分析
      1. 放射光を用いた分析
         1. X線回折測定
         2. X線吸収微細構造測定
      2. 電圧解析
         1. 混合正極
         2. 正負極の解析
         3. 新しいモデルの導入
5. まとめ
• 質疑応答