電池評価のための交流インピーダンス測定の基礎と応用

装置の発達はすさまじく、リーズナブルな価格で、誰でも簡単に、電池のインピーダンスを測定できるようになった。でも、測定したデータを、いかに役立てるかとなると、話はそう簡単ではない。装置は、その人の目と手の延長に過ぎないからだ。信頼できるデータを集め、活用していくためには、人のスキルを向上させるほかはない。そのような状況にかんがみ、全体を見渡し、基礎から応用まで、筋道をたてられるスキルの習得をお手伝いしたい。

【受講対象】

電池や電池材料の評価法として、交流インピーダンス法を検討したり、使ったりしているが、理解が十分でないため、いまひとつ活用できず、課題を感じている人。ぜひ、抱えている課題を、お知らせください。ライブ配信を活かし、その場で、いっしょに考えていきたいと思っています。

【習得できる知識】

電池の基礎や電気化学測定法の全体像をつかみ、交流インピーダンス法の応用について理解を深めること。

【セミナー目次構成】

電池評価のための交流インピーダンス測定の基礎と応用

1. 電気化学の基礎中の基礎 🔁 (10:30～12:00)
- 1.1 身近なインピーダンス測定の応用 ―体脂肪計、塩分計―
- 1.2 直流と交流、電気抵抗と静電容量 ―電気回路の描き方―
- 1.3 回路計とオシロスコープ―電圧、電流、波形の読み取り―
- 1.4 電池の仕組みと電気の流れ― 電池式の書き方と電極の種類と呼び方 ―
- 1.5 電池の起電力と分解電圧 ―心電図にも使われる銀塩化銀電極―
- 1.6 ボルタ電堆からリチウムイオン二次リチウム電池へ－電池の進化と複雑化－
- 1.7 リチウムイオン二次リチウム電池―材料と構造―
- 1.8 電池内部における電場と電流密度、電気力線
2. ◇ 電池のインピーダンスと材料物性 🔁 (13:00～14:30)
- 2.1 電池の電気抵抗と静電容量の非直線性－電圧、電流、電気量－
- 2.2 電池の性能とインピーダンス　―電池の起電力と内部抵抗―
- 2.3 電池の形状と電池の性能－電極面積、電極間距離、セル定数―
- 2.4 全電池と半電池　―参照電極を使った測定―
- 2.5 バルクと界面 ―等価回路―
- 2.6 バルクの物性値― 溶液抵抗と導電率、静電容量と誘電率―
- 2.7 界面特性値 ―反応抵抗と反応過電圧、電気二重層容量―
- 2.8 固体間接触 ―接触抵抗、固体電解質―
3. ◇ インピーダンス測定から解析まで 🔁 (14:40～16:10)
- 3.1 評価セルの設計－材料評価、構造評価、システム評価－
- 3.2 周波数応答と過渡応答－ＬＣＲメーター、ＦＲＡ、フーリエ変換－
- 3.3 電池の直流成分の取り扱いとインピーダンス－セルの接続と測定条件－
- 3.4 デジタルノイズとインピーダンス－ＡＤ・ＤＡ変換とサンプリング精度－
- 3.5 サイクリックボルタンメトリーとインピーダンス－電位制御－
- 3.6 充放電試験とインピーダンス－電流制御－
- 3.7 ボードプロットとコールコールプロット
- 3.8 周波数特性と等価回路－ガルバニック過程の取り扱い－

【講師経歴】

山形大学工学部応用化学科 1985年03月，卒業
山形大学工学研究科修士課程，1987年03月，修了
修士（工学），山形大学，1987年03月
大日本印刷株式会社，職員（技術系），1987年04月～ 1991年03月
山形大学工学部助手 1991
博士（工学），東北大学，2003年03月
山形大学工学部助教授 2003
山形大学工学部准教授 2007

【活動内容】

図 2 . 83

コールコールプロット（ナイキストプロット）とボードプロット

交流の電流と電圧の比をインピーダンスと言います。

インピーダンスは複素数なので、実部と虚部があります。実部をリアクタンスと言い、虚部をレジスタンスと言います ^1

) 。各周波数でのインピーダンスの軌跡を複素平面上にプロットしたものをコールコールプロットあるいはナイキストプロットと言います。

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/54299/c1/Extra_Syllabus/2021_R03/20211217.asp
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