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高電界中における蓄電デバイスの充放電現象立証と解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K04089
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関金沢工業大学

研究代表者

藤田 洋司  金沢工業大学, 工学部, 教授 (40720222)

研究分担者 小山 正人  金沢工業大学, 工学部, 教授 (30748744)
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)
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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード電気化学 / リチウムイオン電池 / 燃料電池 / 信頼性技術 / 高電圧 / コロナ放電 / 負極性コロナ / 正極性コロナ / 周波数依存性 / Lithium ion batteries / High electric field / Corona discharge / 高電界 / 電池 / 電圧変化
研究成果の概要

リチウムイオン電池(以下LiB)はエネルギー,出力密度とも高いため,既に広く使用されている。送配電等の高電圧システムにも本来低電圧機器であるLiBが組み込まれる可能性があるが,高電圧機器近傍におけるLiBの挙動は学術的にほとんど検討されていない。
LiBが高電界中に放置されたことを想定し,高電圧側の電極と接地極間に試作二極電池を静置し,LiBの電圧変化並びに試験後のセル部材の状況を確認した。その結果,電気的に浮いた状態でも電池の充電状態が変動し,場合によっては,過充電状態になることを検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,高電圧機器近傍のような,高電界中にLIBが電気的に浮いた状態で放置された場合,LIBが過充電に陥る可能性があることを示した。これは,蓄電システムを建設する際や点検時等,電池が回路から切り離されていても,安全のため設置場所に配慮する必要があることを示すものである。安全性向上のための新たな視点を与えたことがこの研究成果の社会的意義である。また,高電界中での充放電現象が通常の電流による充放電と本質的な違いがないことを明らかにしたことが学術的意義である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 高電界中の蓄電デバイスの充放電現象に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      篠原瑞樹・藤田洋司・漆畑広明・河野昭彦・小山正人・花岡良一
    • 学会等名
      2020年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Study on Charge and Discharge Phenomenon of Lithium Ion Battery under High Electric Field2019

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuji, Y. Fujita, H. Urushibata, A. Kono, M. Koyama and R. Hanaoka
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON HIGH VOLTAGE ENGINEERING (ISH2019 CONFERENCE)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高電界中のリチウムイオン電池の充放電現象に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      辻翔希・藤田洋司・漆畑広明・河野昭彦・小山正人・花岡良一
    • 学会等名
      平成30年電気関係学会北陸支部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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