リチウムイオン電池の充放電性能・劣化診断と蓄電システムなどに向けた劣化・安全性のマネジメント【LIVE配信・WEBセミナー】

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・ＥＶなど規模の大きなものに向けて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、充放電エネルギー効率の議論があまり進んでおらず、劣化が充放電エネルギー効率を低下させ、エネルギー損失を増加させ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領域においては電池のリユースの取組みが進められており、また電力系統領域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。 　リユース電池はそれぞれが元々多様な劣化状態であり、かつ前述の通り劣化が充放電エネルギー効率（蓄電システムの場合はＲＴＥ：Ｒｏｕｎｄ　Ｔｒｉｐ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙと呼ばれる）を低下させることから、個々の電池の劣化診断、とくにRTEを推定する効率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する場合には、個々の蓄電池のＲＴＥを把握し適切な充電を図ることで、群全体の運用エネルギー効率を向上させることができます。 　このような状況をふまえ、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。

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．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）
（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

大和製罐株式会社　 技術管理部エネルギーソリューション開発室　 有馬　理仁　氏
略歴
2006年3月　東京工業大学大学院 生命理工学研究科（修士）修了
2006年4月　大和製罐入社
2009年～　リチウムイオン電池に関する研究、事業化に従事
2017年4月～　立命館大学理工学研究科（博士）
2019年3月　IEEE CASS JJC Best Student Award

2021年3月　立命館大学 理工学研究科 博士課程後期課程 修了。

セミナー受講料

【1名の場合】49,500円(税込、テキスト費用を含む)
  2名以上は一人につき、16,500円が加算されます。