横川慎二 研究室i-パワードエネルギー・システム研究センター （J専攻兼務）

西３号館 202 ・ 201 yokogawa@uec.ac.jp

研究テーマ①： リチウムイオン二次電池の残容量予測に関する研究

発電

蓄電

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二次電池技術は，再生可能エネルギーの利用拡大，効果的な電気の利用を支えるための重要な技術です．現在，Home Electronics Management System(HEMS)やSmart Gridを支えるキーデバイスとして，リチウムイオン二次電池（LiB）が広く用いられています．

当研究室では，この二次電池をより長く，安全に使用するための予測技術について，研究・開発しています．

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【LiBの充放電原理】

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【市場で発生するLiBの重大製品事 故の分類】

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【LiBの劣化要因】

1

10

100

1000 10000 100000

Cap

acity

deg

rada

tion

[%]

Cumulative discharged capacity [mAh]

n=0.74, Ea=0.57 [eV]

�2.5

SOH=80%

SOH=60%

Storage time

Cum

ulat

ive

failu

re p

roba

bilit

y

Cycle times

Condition 1

Condition 2

Condition 1: Higher frequency in cycleCondition 2: Longer storage time

Drastic change in usage condition:Condition 1 Condition 2

0 1

2

2

【アイリングモデルによるストレス依存 性評価 】

【3Dワイブル解析による信頼度予測】

【リスクセットを考慮した累積ハザードのノン

パラメトリック推定】���

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【解体による電極の表面目視分析】

Intensity

Position【X-CTを用いた電池内部の非破壊解析・

内部抵抗の交流インピーダンス測定】

【XPSによる電極の表面分析・相間固体電

解質（SEI）の同定】

.[V]

. [mAh]

40 cyc80120160200

Ta=60 deg.C, Voltage range 3.0-4.15VCharge: CC-CV (0.49A-4.15V), Discharge: CC (0.49A)

dQ/dV

. [V]

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【電池の充放電試験】

【残容量の時系列変化】

【充放電波形変化の分析】

信頼性試験(Reliability test)

故障解析(Failure analysis)

寿命予測(Lifetime prediction)

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