| 研究課題/領域番号 |
20K14729
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 一般財団法人日本自動車研究所 |
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研究代表者 |
安藤 慧佑 一般財団法人日本自動車研究所, 環境研究部, 研究員 (80866161)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | リチウムイオン電池 / 劣化診断 / 残存容量評価 / インピーダンス測定 / 拡散過電圧 / 蓄電池 / 交流インピーダンス / 劣化診断技術 / 劣化要因分離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リチウムイオン電池（LIB）は使用により徐々に劣化する．安心して中古LIBを利用するために使用履歴不明のLIBの残存容量を簡便かつ正確に評価できる劣化診断技術が求められている．内部抵抗を評価する交流インピーダンス法は，測定時間が短く，劣化診断技術として期待されているが，容量減少とインピーダンス変化の関係が複雑である．本研究では，申請者らが開発した「劣化要因分離解析技術」を基盤に，異なる充電状態で取得した交流インピーダンススペクトルの差から劣化したLIBの『正極の劣化』，『負極の劣化』および『電解液の劣化』それぞれの影響度を定量化し，残存容量を簡便かつ正確に算出する劣化診断技術を開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，リチウムイオン電池（LIB）の代表的な電極材料について，そのインピーダンスの充電状態（SOC）依存性を明確化した．その結果から，インピーダンス測定によりリチウムイオン電池の劣化現象である正極と負極のずれを評価し，残存容量を算出する新規な劣化診断手法の開発に成功した．また，インピーダンスに及ぼす活物質内イオン拡散の影響について電池性能シミュレーターを用いて調査し，拡散係数が小さいと大きなインピーダンスになることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境問題に対する意識の高まりから，LIBを搭載した電気自動車の普及が進められているが，課題の一つとして車載LIBの劣化による航続距離の低下が挙げられる．車載用LIBはその使用環境・方法が様々であることから，中古車両の残存性能評価には，車載用LIBの性能低下を個々に診断する技術が求められている．本研究では，LIBのインピーダンス特性について電極材料ごとに解析を進め，特に拡散係数がインピーダンスに及ぼす影響を明らかにしたことは学術的な意義は高いと考える．また，電極材料のインピーダンスのSOC依存性を応用した，LIBの劣化メカニズムに基づいた劣化診断術を開発したことは社会的意義も大きいと考える．
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