リチウムイオン電池の充放電性能・劣化診断と安全マネジメント

セミナー趣旨

  リチウムイオン電池が登場してから四半世紀が経ち、携帯電話やノートＰＣのような小型電子機器だけでなく、電力系統やＥＶ向けなど規模の大きなものにも使用されるようになりました。
  リチウムイオン電池は、経時的には充放電エネルギー効率が低下する効率劣化によって運用経済性が低下するという課題があり、その劣化診断や安全性の把握が重要となります。しかし、リチウムイオン電池はこれまで、充放電エネルギー損失の議論があまり進んでおらず、劣化が充放電エネルギー損失を増大させ、それが効率に影響を与える要因になり得るということがあまり世間に認知されていないのが現状です。
  近年、ＥＶ向けにおいては、ＥＶ電池のリユースの取組みが進められており、また電力系統向けでは、再生可能エネルギーの余剰電力を効果的に活用するために蓄電池への期待が高まっています。
  リユース電池は各々多様な劣化状態であり、また劣化によって充放電エネルギー効率（ＲＴＥ：Ｒｏｕｎｄ　Ｔｒｉｐ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が低下することから、個々の電池の劣化診断が重要となります。また、再生可能エネルギーを一時的に蓄電池群に貯蔵しようとする場合には、個々の蓄電池のＲＴＥを把握し適切に充電することで、全体の運用のエネルギー効率も向上すると考えられます。
  このような昨今の状況をふまえ、本講義では、リチウムイオン電池および蓄電システムの安全性や劣化診断に関する基本的・技術的要素をできる限り体系的に説明するとともに、効率劣化診断の技術事例を紹介します。

受講対象・レベル

・リチウムイオン電池および蓄電システムの評価試験、劣化診断に関わる方
・リチウムイオン電池のリユースに関わる方
・変動性再生可能エネルギーの出力制御対策に関わる方
・リチウムイオン電池を搭載する製品・機器のビジネスに関わる方 
　など

習得できる知識

・リチウムイオン電池の性能（安全性、特性、劣化）に関する体系的知識
・リユースリチウムイオン電池の市場動向とその課題に関する基礎知識
・リチウムイオン電池の残量推定、劣化診断技術に関する体系的知識
・リチウムイオン電池群制御の運用効率最適化の重要性に関する基礎知識
・リチウムイオン電池および蓄電システムの効率劣化診断技術に関する基礎知識

セミナープログラム

1．蓄電池・リチウムイオン電池の種類・役割と課題
　（1）2050年脱炭素化に向けた社会の動向
　（2）蓄電池の種類と役割
　　　ａ．分類（一次電池、二次電池、化学電池、物理電池、水系電解液、有機電解液、固体電解質）
　　　ｂ．特徴（システム充放電効率、エネルギー密度、充放電レート）
　　　ｃ．リチウムイオン電池の分類、形態、バッテリーマネジメント、用途
　（3）リチウムイオン電池の価格面、資源面での課題とリユースの動向
　　　ａ．動作原理、潜在需要、リチウム生産量
　　　ｂ．価格動向
　　　ｃ．リユースの動向と課題
　（4）リチウムイオン電池の設計・安全マネジメント
　　　ａ．保護回路
　　　ｂ．設計・使用のポイント
　　　ｃ．安全性向上の対応
2．リチウムイオン電池の性能診断・評価と試験（安全性、特性、劣化）
　（1）評価試験の体系分類
　（2）安全性規格試験
　　　ａ．機械的安全性試験
　　　ｂ．電気的安全性試験
　　　ｃ．環境安全性試験
　（3）特性・寿命劣化規格試験
　　　ａ．電気化学特性試験
　　　ｂ．容量劣化特性試験
　（4）規格化されていない試験
　　　ａ．材料特性試験
　　　ｂ．反応特性試験
　　　ｃ．効率劣化特性試験
　　　ｄ．出入力劣化特性試験
3．リチウムイオン電池の劣化に係る現象、症状および残量推定・劣化診断技術
　（1）基本的特性を示す重要なパラメータ
　　　ａ．充電率（残量）
　　　ｂ．開回路電圧（開放端電圧）
　　　ｃ．満充電容量
　　　ｄ．内部抵抗（内部インピーダンス）
　（2）劣化の要素と症状
　　　ａ．劣化による充放電曲線の変形
　　　ｂ．劣化の要素（活物質減少、リチウム量減少、オーム抵抗増加、ファラデー効率低下、副反応層形成）
　　　ｃ．劣化の症状（満充電容量減少、充放電エネルギー効率低下、最大出入力低下）
　　　ｄ．可逆的な満充電容量減少（負極張り出し）
　（3）従来の劣化診断（容量劣化診断）
　　　ａ．交流インピーダンス法および等価回路、ＣＰＥ、ワールブルグインピーダンス
　　　ｂ．過渡応答変換法と等価回路の時定数
　　　ｃ．充放電曲線解析法
　　　ｄ．適応フィルタ（ＲＬＳ、カルマンフィルタ）
　　　ｅ．差電圧法とＣｏｕｐ　ｄｅ　Ｆｏｕｅｔ
　　　ｆ．機械学習法（ニューラルネットワーク）
4．リチウムイオン電池および蓄電システム制御に向けた効率劣化診断
　（1）効率劣化診断とは
　　　ａ．クラウドバッテリーマネジメントシステムにおける効率劣化の問題
　　　ｂ．差電圧法を用いた効率劣化診断とその定性効果
　（2）定量的な運用経済性向上シミュレーション
　　　ａ．多様な充放電パターンに対応可能な効率劣化診断の劣化モデル構築
　　　ｂ．Ｖ2Ｇによるクラウドバッテリーマネジメントシステムを模擬したシミュレーション
　（3）劣化モデルに必要な教師データの低減検討
　　　ａ．画像処理法を応用した半教師なし学習による開回路電圧プロファイル推定と効率劣化診断
　　　ｂ．半教師なし学習とカルマンフィルタの融合、および外乱プロファイルに対するロバスト性
　（4）効率劣化診断の蓄電システム全体への拡張
　　　ａ．直行変換器のモデル化
　　　ｂ．半教師なし学習の直交変換器モデルへの応用
　　　ｃ．蓄電システムのエネルギー効率最適化に向けた新たな特性プロファイルの提案
＜質疑応答＞

セミナー講師

 大和製罐（株） 技術管理部 エネルギーソリューション開発室 開発リーダー 　有馬 理仁 先生

セミナー受講料

【オンラインセミナー（見逃し視聴なし）】：1名47,300円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき36,300円

【オンラインセミナー（見逃し視聴あり）】：1名52,800円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき41,800円

＊学校法人割引；学生、教員のご参加は受講料50％割引。
　　　

受講について

• 配布資料は、印刷物を郵送で1部送付致します。お申込の際はお受け取り可能な住所をご記入ください。
  お申込みは4営業日前までを推奨します。
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