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リチウムイオン電池の電気化学インピーダンスを用いた非破壊詳細劣化状態診断法の確立

利用锂离子电池电化学阻抗无损详细劣化状态诊断方法的建立

基本信息

批准号：
22K04072
负责人：
乾義尚
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

研究目的は，リチウムイオン電池を対象として，その電気化学インピーダンスの各素過程が正負どちらの電極のどの素過程に起因するものであるのかを同定し，同定結果を用いて非破壊の詳細劣化状態診断手法を確立することである．具体的には，(1) 負極材料は同じであるが，正極材料が異なる2種類の電池を作製し，両電池の電気化学インピーダンスの測定，(2) 両電池の電気化学インピーダンスの測定結果を6個の素過程に分離し，それらの比較検討により，それらが電池内のどの素過程に起因するものであるのかの同定，(3) 複数種類の電池をそれぞれ多数個準備し，種々の条件で繰り返し充放電を行い，劣化状態が互いに異なる多数の劣化電池の調製，(4) 全ての劣化電池の電気化学インピーダンスを測定し，劣化の進行にともなう電気化学インピーダンスの変化を素過程ごとに総合的に検討して，非破壊の詳細劣化状態診断手法の確立，の4項目である．2022年度は，上記の研究目的のうちの(1)および(2)の前半部を遂行した．まず，電極材料が，負極がグラファイトで共通で，正極がNMC（ニッケル・マンガン・コバルト）系とNCA（ニッケル・コバルト・アルミニウム）系の2種類のリチウムイオン電池を試験電池のメーカーに特注して作製した．さらに，特注した電池および市販電池について，電気化学インピーダンスを測定し，それらの測定結果に対して，中周波数領域にはDRT（緩和時間分布）法を，低周波数領域にはDDT（拡散時間分布）法を適用した素過程分離を試み，中周波数領域に4個と低周波数領域に2個の合計6個の素過程に分離することに成功した．

は research purpose, リチウムイオン battery を like と seaborne して, その electric chemical イ気ンピーダンスのが each element process plus or minus どちらの electrode のどにの element process causes するものであるのかを with し, with set of results をいて in 壊の degradation state diagnosis technique in detail を establish することである. Specific には, (1) cathode materials with じはであるが, cathode material が different なる 2 kinds のし the battery を cropping, struck の battery 気 chemical インピーダンスの measurement, (2) struck の battery 気 chemical インピーダンスの determination results を six の separation process にし, それらの is beg に検より, それらが cell のどにの element process causes するものであるのかの with calm, (3) the plural kinds の battery をそれぞれ most prepared し, a kind of 々の conditions で Qiao り return し charge-discharge をい, degradation state が mutual いに different なる most のの modulation degradation battery, (4) the whole てのの battery degradation 気 chemical インピーダンスをし, Degradation to にのともなう electric chemical イ気ンピーダンスのを element - process ごとに総に of beg し検て, not broken 壊の degradation state diagnosis technique の established in detail, の 4 project である. In 2022, うち, the research objective of the above is うちうちおよび(1)および(2) the first half of を is to carry out た. がまず, electrode material, the cathode がグラファイトでで, common anode が NMC (ニッケル · マンガン · コバルト) department と NCA (ニッケル · コバルト · アルミニウム) is の 2 kinds のリチウムイオンを battery test battery のメーカーに special note して cropping した. さらに, note した battery および city selling batteries について, electric chemical イ気ンピーダンスをし, それらの determination results にし seaborne て, cycle number field in には DRT を (moderate time distribution) method, low cycle for field には DDT method (scattered time distribution company) を applicable した element separation process をみ, In the medium-frequency wavenumber domain, there are に4 と, and in the low-frequency wavenumber domain, there are に2 <s:1>, totaling 6 pherin processes. The に separation するとにとにとに was successful, and た.