リチウムイオン電池の動特性モデル開発　=負荷変動時の電池制御技術への貢献＝

锂离子电池动态特性模型的开发=对负载波动时电池控制技术的贡献=

• 批准号: 21K04031
• 负责人: 河野 昭彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04031/
• 关键词: リチウムイオン電池; モデル化; 充放電シミュレーション

本研究では，高性能2次電池であるリチウムイオン電池（Lithium-Ion Battery: LIB）を効率的かつ安全に使用するため，“電池と負荷（モータ等）を繋ぐインターフェース”としての“LIB制御理論”の高度化を目指している。LIB制御のためには実際の電池の特性を精度よく再現できる電池モデルが不可欠である考え，電気回路理論と電気化学反応速度論を融合した新概念に基づくLIBモデルを開発に取り組んでいる。本年度は，昨年度開発した集中定数系のシミュレーションモデルを発展させるためのベースデータを得るため，測定技術の高度に主に取り組んだ。すなわち，次年度に研究予定である反応分布が解析可能な分布定数系のシミュレーションモデルの構築のためには，正極の応答と負極の応答が混在した2極セルでの測定値は複雑すぎて使いにくいため，正極の応答と負極の応答を分離して測定する必要がある。このため，本年度は電極の動作特性を分離して測定することができる，3極セルによる解析技術の高度化を行った。まず，3極セルの構造を新たに設計することにより，従来は電極静特性の解析に特化していた3極セルを，大きな電流を流す電極動特性の解析に適用できるようにした。つぎに，この3極セルをLIBの正極，負極の単独の特性解析に適用し，充放電曲線やインピーダンス等の多くのデータを測定した。さらに，この3極セルでの測定精度を検証するため，別途対称セルによるインピーダンス解析およびシミュレーションを進め，データの信頼性向上に努めた。

This study aims to improve the efficiency and safety of Lithium-Ion Battery (LIB), and to improve the control theory of LIB. The characteristics of LIB control system are accurate and reproducible. The battery control system can not be improved. The theory of electric circuit and the theory of electric chemical reaction speed are combined. The basic concept of LIB control system is developed. This year, we started to focus on the development of digital measurement systems, and we started to focus on the development of digital measurement systems. For the next year's study, it is necessary to analyze the inverse distribution of the distribution of the number system and the structure of the electrode. This year, the separation and determination of electrode performance characteristics, three-pole analysis technology to improve The new design of the three-pole electrode structure has been applied to the analysis of the static characteristics of the three-pole electrode. For example, the electrode of the three-pole LIB is suitable for the analysis of the individual characteristics of the electrode, and the measurement of the multi-parameter parameters such as the charge curve. In addition, the accuracy of the measurement of the three poles is verified by the analysis of the three poles and the improvement of the information quality of the three poles.

项目成果

リチウムイオン電池多孔質電極解析のための3極セル設計と測定技術開発

锂离子电池多孔电极分析的三电极电池设计与测量技术开发

• 发表时间: 2021
• 作者: M. Tajima;Y. Kikuchi;T. Aota;S. Maenaka;K. Fujita;S. Takamura;高山彰優;中村勝海;藥師寺康平，河野昭彦，藤田洋司，漆畑広明
• 通讯作者: 藥師寺康平，河野昭彦，藤田洋司，漆畑広明

3 極セルを応用したリチウムイオン電池多孔質電極の高負荷特性解析

采用三电极电池的锂离子电池多孔电极高负载特性分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Kikuchi;T. Aota;K. Kadowaki;M. Tajima;S. Maenaka;K. Fujita;S.Takamura;藥師寺康平，河野昭彦，藤田洋司，漆畑広明，小山正人
• 通讯作者: 藥師寺康平，河野昭彦，藤田洋司，漆畑広明，小山正人

リチウムイオン電池多孔質電極（正極）の1-10C放電特性に及ぼす電解液濃度の影響

电解液浓度对锂离子电池多孔电极（正极）1-10C放电特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Sekiya;K. Sakuma;片瀬貴也，河村尚輝，長谷川勝，柴田昌明;藥師寺康平，川瀬龍，河野昭彦，藤田洋司，漆畑広明
• 通讯作者: 藥師寺康平，川瀬龍，河野昭彦，藤田洋司，漆畑広明

リチウムイオン電池多孔質電極の解析（Ⅰ） －3極セル方式による高負荷特性の解析－

锂离子电池多孔电极分析（一）-利用3电极电池系统的高负载特性分析-

• 发表时间: 2023
• 作者: TAKAYAMA Teruou;YAMAGUCHI Takazumi;SAITOH Ayumu;KAMITANI Atsushi;NAKAMURA Hiroaki;河野昭彦，佐藤颯太，藥師寺康平，鈴木勇士，藤田洋司，漆畑広明
• 通讯作者: 河野昭彦，佐藤颯太，藥師寺康平，鈴木勇士，藤田洋司，漆畑広明

藤田洋司・河野昭彦 研究室

藤田洋二和河野明彦实验室