0014.  電池の評価法〜交流インピーダンス法

•  過渡応答（緩和特性）―時間領域―
•  等価回路
•  交流と直流
•  ボードプロットとコールコールプロット（ナイキストプロット）
•  静電容量と誘電率
•  電気抵抗と導電率
•  オシロスコープによる波形の確認

交流インピーダンス法は電池の評価によく使われます。

太陽光発電（photovoltaics、以下ＰＶと略す）をはじめとした、再生可能エネルギーにコスト競争力を持たせ、持続可能なものとすることが求められている。太陽光発電は、天候に左右されるため、蓄電池と組みあわせなければならない。そのような状況にあって、バッテリーマネジメントシステム（以下ＢＭＳと略す）の重要性が増している。そのＢＭＳでの電池診断の要となるのが電気化学インピーダンス測定だ。

インピーダンス Z 〔Ω〕を使いこなすには複素数やフーリエ変換を復習するといいですね。

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インピーダンス Z 〔Ω〕はレジスタンス電気抵抗 R 〔Ω〕（実数部）とリアクタンス X 〔Ω〕（虚数部）の和です。

アドミタンス Y 〔S〕はインピーダンスの逆数で、コンダクタンス G 〔S〕（実数部）、サセプタンス B 〔S〕（虚数部）の和です。

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〕

【物理量】角周波数 ω 〔〕位相差 φ 〔rad〕セル定数 a 〔1/m〕

³⁾

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https://edu.yz.y…

リチウムイオン二次電池のための交流インピーダンス法による結果の解析

サイクリックボルタモグラムを読む―分解電圧―

電流時間曲線を読む―漏れ電流―

充放電曲線を読む−電池の容量、内部抵抗−

ボーデプロットをを読む−周波数特性−

コールコールプロットを読む−溶液抵抗、二重層容量−

ＡＣボルタモグラムを読む−反応電位−

波形の歪を読む−高調波解析−

パルス応答やステップ応答を読む−非直線抵抗−

コンダクトメトリーによる炭素材料の分散性の評価

液晶場を使った炭素材料の表面活性の評価

表計算ソフトの活用

透磁率 μ 〔N/A²〕

【関連講義】エネルギー変換化学特論,電池の評価法〜交流インピーダンス法〜（２０１１＿Ｈ２３）⁵⁾

【関連講義】卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４〜）,交流インピーダンス法⁶⁾

【製品】関数発生器

表 インピーダンスに出てくる諸元

	表現	関連する物理量
インピーダンス Z 〔Ω〕		電気抵抗 R 〔Ω〕、リアクタンス X 〔Ω〕
アドミタンス Y 〔S〕		コンダクタンス G 〔S〕、サセプタンス B 〔S〕
	R
静電容量 C 〔F〕

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表 インピーダンスと物性

	測定値	界面の特性値	バルクの物性値
電気の流しにくさ	溶液抵抗 R 〔Ω〕	反応抵抗 R 〔Ω·m²〕	抵抗率 ρ 〔Ω·m〕
電気のためやすさ	静電容量 C 〔F〕	電気二重層容量 Cd 〔F/m²〕	誘電率 ε 〔F/m〕
電気の流れやすさ	コンダクタンス G 〔S〕		導電率 κ 〔S/m〕

関数発生器

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• (1) 伊藤智博、立花和宏、仁科辰夫. 電気化学の庵：解析学特論（論理、集合、写像、微分幾何、フーリエ級数）. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=1531.  (参照2007-07-23).
• (2) 伊藤智博、立花和宏、仁科辰夫. 電気化学の庵：複素数と図形. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=2535.  (参照2008-12-24).
• (3) 伊藤 智博、立花 和宏、仁科 辰夫. 卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４〜）：ポテンショ／ガルバノスタット. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=966.  (参照2006-10-24).
• (4) 伊藤 智博、立花 和宏、仁科 辰夫. 卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４〜）：フーリエ変換法によるインピーダンス計算. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=2526.  (参照2008-12-22).
• (5) 立花和宏. エネルギー化学特論：電池の評価法〜交流インピーダンス法〜（２０１１＿Ｈ２３）. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=3270.  (参照2011-08-03).
• (6) 伊藤 智博、立花 和宏、仁科 辰夫. 卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４〜）：交流インピーダンス法（測定をメインに）. /amenity/Syllabus/@Lecture.asp?nLectureID=1589.  (参照2008-09-11).