リチウムイオン二次電池の劣化因子、特性評価・寿命予測の基礎と応用

充放電特性の解析、劣化評価、インピーダンス測定、
高速パルス測定、最新の関連技術など


★ 知っておくべき基礎知識から充放電曲線・インピーダンス測定等の特性評価、電池の劣化要因と改善法、機械学習やカルマンフィルタ、パルス測定等を用いた最新の寿命予測・評価法まで!
★ これからリチウム電池開発をはじめたい方から包括的な知識を得る事でスキルアップしたい方、電池を使う側の方まで。あらゆる方におススメのセミナーです。


講師


エンネット株式会社 研究開発部 代表取締役社長 工学博士 小山 昇 先生
*東京農工大学大学院 工学研究院 教授


受講料


1名46,440円(税込(消費税8%)、資料・昼食付)
*1社2名以上同時申込の場合 、1名につき35,640円
*学校法人割引 ;学生、教員のご参加は受講料50%割引。


セミナー開催にあたって


■ はじめに:
 モバイル機器用途から、定置型蓄電、車などの大型用途まで、大きな市場の広がりを見せています。このために、リチウム二次電池の状態把握、安全性の確保がとても重要な開発課題になっています。
 そこで本セミナーでは、新規参入企業や新たに研究を始められた方、新たにリチウム二次電池を担当することになった方、電池の全容を把握しなければならなくなった方などのために、電池反応の中身が分かるように、リチウム二次電池の特性評価、特に充放電曲線の解析、インピーダンス特性・評価について基礎からじっくりと解説します。最新の評価測定法や開発動向も紹介し、周辺の研究課題を明らかにします。
 最初に、リチウム二次電池を理解する上で、少なくとも必要である基礎概念の解説を詳しく行います。次に、特性評価のために使用されている充電放電曲線、サイクリックボルタモグラム、パルス応答曲線の直流法の解説や、交流インピーダンス法の解説とその応答スペクトルの紹介も行います。電池特性の劣化原因やその改善法の紹介も行います。また、自社製品へのLIB電源の採用で困っている方のために、現状の汎用リチウム二次電池の基礎特性紹介と特徴についても紹介します。
 講義終了後には、受講者の講演内容に関するご質問に可能な範囲で回答いたします。

■ 受講対象者:
・リチウムイオン二次電池(LIB)の材料開発や評価法の開発に関わる研究者、技術者
・リチウムイオン二次電池に関する研究プロジェクト企画者やマネージャーの業務に活かすため、
 基礎知識と開発動向についての知見を得たいと考えている方
・電池メーカー、自動車メーカー、メンテナンスメーカーなどで
 LIBと関わっている技術者・研究者の方
・LIBの全体を把握したい方
・自社製品へのLIB電源採用に際し、どのメーカーの電池にするか選択に困っている方
・その他、本テーマに興味のある方なら、どなたでも受講可能です。

■ 必要な予備知識:
・大学1年次に学ぶ一般化学や物理化学の基礎知識
・大学1年次に学ぶ一般電気工学や電子工学の基礎知識

■ 本セミナーで習得できること(一例):
・リチウムイオン二次電池の仕組み
・充放電特性の見方
・直流パルス応答の意味
・交流インピーダンス法から得られるスペクトルの意味
・電池状態把握の診断
・性能劣化とそのメカニズム
・トピックスとして各部材の最新開発動向
・汎用リチウムイオン電池の特徴
など


セミナー内容


1.電池反応の基礎
 1.1 反応の基礎概念
  a)酸化還元電位、ネルンストの式、電気二重層、出力電位
  b)ガスー格子モデル
  c)活物質粒子の電極反応モデル
 1.2 活物質粒子の反応スキーム
  a)LTO系
  b)オリビン鉄系
 1.3 リチウムイオンの拡散過程と拡散係数

2.充放電特性
 2.1 充放電曲線(エネルギー密度、レート特性)
 2.2 差分曲線

3.直流各種評価法
 3.1 サイクリックボルタンメトリー
 3.2 パルス法

4.交流インピーダンス評価法
 4.1 測定法
  a)原理・特徴
  b)評価モデル等価回路
  c)活物質球状粒子表面上膜(SEI)界面と等価回路
  d)固体粒子/電解液界面での各種パラメータ
  e)最近の報告例のいくつか
 4.2 求められたインピーダンススペクトル(EIS)
  a)EISの温度、およびSOC依存性
  b)3D表示化

5.現在の汎用電池の特徴
 5.1 構成材料
 5.2 充放電特性

6.電池の性能劣化とそのメカニズム
 6.1 特性の経時変化(1/2乗則)と容量減少
 6.2 劣化の諸因子
 6.3 組成分析と構造解析

7.劣化度と寿命予測の評価法
 7.1 OCV曲線とdV/dQ曲線
 7.2 インピーダンス特性と評価用等価回路
 7.3 カーブフィッティング
 7.4 Newmanモデル
 7.5 カルマンフィルタ−
 7.6 機械学習法
 7.7 パルス特性と評価用等価回路

8.電池の性能確保に向けて
 8.1 界面制御
 8.2 化学修飾
 8.3 安全性対策

9.おわりに
 
 <質疑応答・個別質問・講師との名刺交換>


■ ご講演中のキーワード:

 知っておくべき電気化学反応の基礎概念、リチウムイオン電池の特徴・構成、活物質粒子のレドックス反応と電流-電圧曲線応答、リチウムイオンの拡散過程、充・放電特性、汎用リチウムイオン電池の特徴、直流各種電気化学評価法の概要、交流インピーダンス評価法、高速パルス評価法、性能劣化とそのメカニズム、特性の劣化と安全性について、トピックスとして各部材の最新開発動向