電池の放電曲線と電池容量

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卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４〜） の単元です。

小単元

概要

ガルバノスタット1)を使います。

図 電池の充放電曲線
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【制御】電流 I 〔A〕カットオフ電圧 V 〔V〕

【測定】電位 E 〔V〕時間 t 〔s〕電池容量 Q 〔mA・h〕

【物理量】溶液抵抗 R 〔Ω〕電圧降下 VIR 〔V〕電極面積 A 〔m²〕電極間距離 d 〔m〕過電圧 η 〔V〕内部抵抗 R 〔Ω〕接触抵抗接触抵抗率 ρc 〔Ω·m²〕カットオフ電圧 V 〔V〕ＳＯＣ SOC 〔〕

通電電流、カットオフ電位などを決めておき、計時のための時計を準備します。通電電流を設定したらスイッチオン！時間とともに電位を記録してゆきます。カットオフ電位に達したら時間から電池容量を計算します。

水銀電池2)リチウムヨウ素電池3)リチウムイオン二次電池4)（リン鉄酸リチウム（オリビン）リン鉄酸リチウム（オリビン）（ＬＦＰ）5)）など二相反応で進行する物質は電位が平坦なＬ字曲線を描きます。

乾電池6)など均一固層反応で進行する物質は電位が徐々に変化するＳ字曲線を描きます。

クロノポテンショグラム7)

図○に充放電曲線（デジタルシミュレーション）のクロノポテンショグラム8)を示す。ここで、横軸は時間 t 〔s〕であり、縦軸は電位 E 〔V〕である。この図より電池の充放電のシミュレーションです。電池容量 Q 〔mA・h〕と電位 E 〔V〕が非線形先輩9)のために複雑な曲線となります。 クロノポテンショメトリー10)…であることがわかる

図 充放電曲線（デジタルシミュレーション）
。

【関連講義】

二酸化マンガンの還元（アルカリ乾電池）二酸化マンガンの還元（アルカリ乾電池）11)

電池の放電とクロノポテショグラムの基礎12)

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参考文献（ 書籍 ・論文 ・ＵＲＬ）