【プログラム】

　高エネルギー密度の蓄電デバイスとしてリチウムイオン蓄電池への注目が高まる一方で、温度特性や劣化特性の把握が難しく、蓄電池を安全かつ長寿命に運用するための効果的なBMS（バッテリーマネジメントシステム）手法が求められている。

　また、電池のリユースや状態管理への関心の高まりに加え、バッテリーパスポート対応などを背景に、BMSで得られるデータをもとに、残量だけでなく劣化状態やSOHをどのように把握し、運用に活かすかも重要なテーマとなっている。

　本セミナーでは、蓄電池やスマートグリッド関連の初学者、若手技術者を対象に、リチウムイオン蓄電池の基本特性とモデル化手法を理解し、効果的な残量予測や劣化予測に関する基本的な考え方を習得することを目的とする。

　蓄電池残量に関しては、各種提案手法を概説し、蓄電池の温度特性や劣化特性も含めて正しく測定するための手法と、マイコンを用いた実装例について解説する。また、蓄電池劣化については、基本的な劣化メカニズムを理解した上で、その測定方法、SOH推定・劣化診断の考え方、劣化抑制方法について紹介する。さらに、組電池のバランス制御、残量・劣化の扱い、SOHデータの活用、安全な使い方についても説明する。

1.リチウムイオン蓄電池の基礎

2.電池特性の理解とモデル化

　2-1 蓄電池の電気的特性、等価回路表現

　2-2 蓄電池の温度特性

3.BMS設計と高精度な残量推定技術

　3-1 BMSの設計

　3-2 カルマンフィルタを用いた高精度残量推定手法

　3-3 電池リユース

4.劣化メカニズムの理解とSOH・劣化診断への活用

　4-1 蓄電池の劣化現象とモデル化

　4-2 SOH推定・劣化診断の考え方

　4-3 劣化と安全性

【質疑応答】

【キーワード】

SOH・劣化診断、安全性

【講演のポイント】

リチウムイオン蓄電池の劣化現象とSOCや内部インピーダンス等の状態推定に関して全体像と基礎理論をわかりやすく把握することができる。

【習得できる知識】

・リチウムイオン電池の基本特性、動作原理、温度特性を理解できる

・リチウムイオン電池の等価回路表現、モデル化手法の基礎を学べる

・BMS（バッテリーマネジメントシステム）の役割と設計の考え方を理解できる

・カルマンフィルタを用いた高精度な残量推定手法の概要を学べる

・SOH推定・劣化診断の基本的な考え方と、BMSデータを運用に活かすポイントを学べる

【プログラム】

　リチウムイオン電池(LIB)はモバイル機器・定置・産業機器・自動車等の用途に使用され、近年では変動性再生可能エネルギーの出力変動・時間帯偏在性の解決やマイクログリッドのエネルギー貯蔵設備として期待されている。 本講演ではLIBの劣化についてそのメカニズムから症状に至るまでを理論的に解説するとともに、劣化診断技術を基礎から体系的にまとめて説明する。また、容量劣化診断と効率劣化診断の違いについて、当社事例を交えて紹介する。

1.リチウムイオン電池(LIB)の基礎事項

2.LIBの劣化現象とその症状

3.残量推定・劣化診断技術の体系

4.容量劣化診断と効率劣化診断(当社事例紹介含む)

【質疑応答】

【キーワード】

リチウムイオン電池、劣化メカニズム、劣化症状、性能評価、残量推定、劣化診断、差電圧法、変動制再生可能エネルギー、マイクログリッド

【講演のポイント】

昨今、太陽光発電の余剰電力が顕在化し増加しています。これを蓄電池に充電し、夜間に放電して使うための系統用蓄電所やマイクログリッドが注目されています。より多くの太陽光発電電力を導入・利活用するための蓄電池運用技術の基本を解説します。

【習得できる知識】

リチウムイオン電池の性能に関する基礎知識、劣化のメカニズムから症状に関する知識、劣化診断に関する体系的知識、容量劣化診断と効率劣化診断の違いに関する知識

【プログラム】

　EV市場の拡大に伴い、高性能・低コストなリチウムイオン電池の需要が増加しています。一方で、電池の長寿命化や安全性確保が重要課題となっており、その実現には電池内部で発生する劣化のメカニズムを解明する劣化解析技術がますます重要になってきています。日産アークでは、日産LEAFなどのの電池開発をセルの分析・解析で支えてきました。本講座では、多くの電池分析実績と事故0が実証する高品質の解析技術を包括的に紹介します。セル劣化解析に必要な考え方やセル解体分析に必要な前処理方法・分析技術を実例とともに解説します。

1.リチウムイオン電池のセル劣化 (容量低下) と要因解析

　1-1 電池性能と内部状態

　1-2 電池内の主な反応と容量低下要因

　1-3 単極容量評価による内部状態の把握

2.リチウムイオン電池の副反応解析-SEI形成反応解析技術-

　2-1 内部ガス回収と定性･定量分析

　2-2 電解液原液回収と組成･物性分析

　2-3 負極SEI分析

3.リチウムイオン電池の主反応解析-電極活物質構造解析技術-

　3-1 電極・活物質の形態観察

　3-2 活物質の微細構造解析

　3-3 活物質の価数評価

【質疑応答】

【キーワード】

リチウムイオン電池、劣化解析、セル解体、ガス、電解液、SEI、活物質

【講演のポイント】

リチウムイオン電池セル内部の劣化状態を解体分析により把握し劣化要因を解明するために必要な知識・前処理方法・分析技術を実例とともに包括的に解説します。

【習得できる知識】

リチウムイオン電池のセル劣化解析の考え方

リチウムイオン電池のセル劣化解析に必要な前処理方法

リチウムイオン電池のセル劣化解析に必要な分析手法

【プログラム】

　本講演では、リチウムイオン電池（LIB）の安全性評価において、安全性試験と発生ガス分析を組み合わせた総合解析手法を紹介する。特に、低温サイクル劣化セルを対象に、解体分析による劣化モードの把握から、加熱試験による熱暴走挙動評価、さらに発生ガス組成解析までを一連で実施した事例を解説する。これにより、Li析出やSEI成長、電解液減少などの劣化現象が熱暴走時のガス発生や安全性に与える影響を理解するとともに、発生ガス分析を活用した熱暴走メカニズム解明の考え方と実践的な評価アプローチを学ぶことを目的とする。

1.安全性試験、発生ガス分析の取り組み

　1.1 安全性試験（全般）

　1.2 密閉容器を使用した安全試験と発生ガス分析の流れ

2.事例1 試作ラミネートセルの釘刺し試験と発生成分（ガス、ミスト、ダスト）

　2.1 釘刺試験方法と結果

　2.2 発生ガス分析

　2.3 ミスト、ダスト分析

3.事例2 高温サイクル劣化セルの安全性試験・発生ガス分析に関する評価事例

　3.1 高温サイクル劣化試験

　3.2 安全性試験

　3.3 発生ガス分析

4.事例3 低温サイクル劣化セルの安全性試験・発生ガス分析に関する評価事例

　4.1 低温サイクル劣化試験

　4.2 劣化セルの状態

　4.3 安全性試験

　4.4 発生ガス分析

5.事例4 LIBとナトリウムイオン電池（SIB）との比較

【質疑応答】

【キーワード】

リチウムイオン電池（LIB）,安全性試験,熱暴走（Thermal Runaway）,発生ガス分析,低温サイクル劣化,Li析出（Lithium Plating）,加熱試験

【講演のポイント】

高度な安全性試験とガス分析・解体分析技術を組み合わせ、熱暴走試験から発生ガス解析、劣化要因解析までを一貫して実施できる点が最大の強みであり、安全性試験を多角的に評価できる実践的な事例を紹介する。

【習得できる知識】

・LIB安全性試験の種類と実施方法

・熱暴走時の温度・圧力計測における発生ガス量の評価方法

・発生ガス分析（GC、GC/MS、IC等）の活用方法

・熱暴走時に発生する主要ガス（H₂、CO、CO₂、炭化水素等）の生成要因

・発生ガス量と電解液量の相関関係

・TPD-MSを用いたガス発生源解析手法