👨‍🏫 0002.  電池のインピーダンスと材料物性

電池の性能とインピーダンス―電池の起電力と内部抵抗―

電池は電気を流さなくても電圧があります。これを電池の起電力といいます。このときの内部抵抗は無限大とみなせます。電池から電流を取り出すと電圧が下がります。この見かけの抵抗を内部抵抗と呼びます。

電池性能とセル定数―電極面積と電極間距離―

全電池と半電池―参照電極を使った測定―

界面とバルク―等価回路―

図 バルクと界面
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図 ランドルス型等価回路
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界面を表す特性とバルクを表す物性があります。等価回路ではときどき不明瞭なものがありますので、単位で確認しましょう。

界面特性値―電気二重層容量、反応抵抗―

バルク物性値―誘電率、導電率―

電池の内部抵抗と過電圧¹⁾

https://edu.yz.y…

起電力 E 〔V〕内部抵抗 R 〔Ω〕

インピーダンス Z 〔Ω〕＝電気抵抗 R 〔Ω〕＋虚数単位×リアクタンス X 〔Ω〕

実部：電気抵抗 R 〔Ω〕（ジュール熱となる）

虚部：リアクタンス X 〔Ω〕（電力損失が生じない）

動径：インピーダンス Z 〔Ω〕の絶対値

偏角：位相角 φ 〔rad〕＝リアクタンス X 〔Ω〕÷電気抵抗 R 〔Ω〕の逆正接

キャパシタンス＝誘電率 ε 〔F/m〕÷セル定数 a 〔1/m〕

キャパシタンス＝誘電率 ε 〔F/m〕×電極面積 A 〔m²〕÷電極間距離 d 〔m〕

反応抵抗 R 〔Ω·m²〕＝活性化過電圧 η_a 〔V〕÷電流密度 J 〔A/m²〕

活性化過電圧 η_a 〔V〕は電流密度 J 〔A/m²〕の対数に依存するので（ターフェルの式）、上記は微小な過電圧でのみ。

• (1) 立花和宏, 仁科辰夫. 電気化学特論：電池の内部抵抗と過電圧. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=4298.  (参照2015-01-05).