2022 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of the effect of high voltage pulse application on the porous electrode reaction characteristics of lithium-ion batteries
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22K04077
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 洋司 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40720222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河野 昭彦 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (40597689)
漆畑 広明 金沢工業大学, 電気・光・エネルギー応用研究センター, 教授 (40723367)
仁科 辰夫 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (60172673) [Withdrawn]
花岡 良一 金沢工業大学, 電気・光・エネルギー応用研究センター, 教授 (90148148)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 交流パルス / インピーダンス / リチウムイオン電池 / 電解液 / 多孔質電極 / 電極モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高インピーダンス（φ2mm）のリチウムイオン電池（正極，コバルト酸リチウム，負極．グラファイト，電解質，6フッ化リン酸リチウム，溶媒，エチレンカーボネート：ジエチルカーボネート 1:1，セパレータ，セルロース）を試作し，交流パルスを印加し，電池容量，インピーダンスを評価した．さらに，バトラーフォルマ―式によりRctを可変とする多孔質電極等価回路モデルにより，細孔内電流電圧分布を計算し以下の結果を得た．
1．100kHz 1kHz ±100の交流パルス印加時の最大電流は約1Aで23000Cに対応した． 2. 交流パルス印加後，電池容量，インピーダンスに顕著な劣化は見られなかった． 3．Ｒctにかかる電圧は1V以下と計算され，電極活物質への影響が微小であるため，電池性能がそれほど低下しなかったと推測される．
4．一方，電解液には高い電圧がかかることがわかり電解液の分解反応発生が懸念される．
5．LiBに高電圧信号が継続的に加わることにより，電解液の劣化が進み，電池性能の低下が懸念される．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高インピーダンス試作セル試作方法をほぼ確立することができたこと，多孔質電極シュミレータの基本回路を構築できたため、今後 順調な進捗を期待することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ステップ応答電圧入力に対する応答を計算することができた。今年度は交流信号入力に対する応答計算を行うとともに，実験結果との比較を行う。
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| Causes of Carryover |
交流電圧印可に必要なバイポーラアンプを次年度年初に購入し、研究を加速するため次年度使用額が発生。
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