財団法人 電力中央研究所

電力中央研究所 研究報告書(電力中央研究所報告)
[CRIEPI Research Report]

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研究報告書 詳細情報
[Detailed Information]

報告書番号 [Report Number]
Q15013
タイトル
定置用リチウムイオン電池の寿命評価方法の開発(2)―容量変化要因の分離手法の改良―
[Title]
Development of Lifetime Evaluation Method of Lithium-Ion Battery for Stationary Use (2)- Improvement of the Analysis Method by Separating the Fading Factors -
概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)
継続して長期的な電池容量の変化を把握し、電池容量減少量を各要因に分離する手法を改良し、解析することにより、電池の寿命を予測するため、 チタン酸リチウム負極のリチウムイオン電池を、45℃にて定電流充放電によるサイクル劣化試験と充放電しない保存劣化試験を行い、定期的な容量確認試験(25℃)で得られる放電容量の変化を解析した。
本研究では、容量減少量を内部抵抗によるエージング因子、可逆容量によるエージング因子、内部抵抗による通電因子、可逆容量による通電因子の4つに分離し、各因子の変化を調べた。
本電池系についてはエージング因子はほぼ可逆容量の変化を反映するということが分かった。
内部抵抗による通電因子は前報に引き続き運転時間の1/2乗に比例して増加する傾向であった。可逆容量による通電因子は本報告では充放電レートが0.5 C、1 Cの場合、長期的には比例の関係から上方にずれることを見出した。これは、同じ電圧範囲で充放電を実施しても、充放電レートにより実質的な充放電SOC範囲に違いが生じたためと考えられる。
[Abstract]
We carried out quantitative analysis of the capacity changes of commercially available lithium-ion batteries with lithium titanate (LTO) anode. Charge-discharge and storage deterioration tests of the cells were examined at 5 degC, 25 degC, and 45 degC, and they were periodically interrupted for the capacity confirmation tests at 25 degC. The capacity change obtained from the cycle deterioration test was assumed to be composed of the cycle fading factor and the storage fading factor. The capacity change obtained from the storage deterioration test was defined as the storage fading factor. It was found that the capacity changes of the cells for storage deterioration tests at SOC (State of charge) 70% were more reasonable than those at SOC50% for the determination of the storage fading factor. The storage fading factor and the cycle fading factor were composed of the capacity changes due to the internal resistance and the other factors. The capacity change due to the internal resistancce in the storage fading factor was almost 0 Ah instead of the tested temperature. The capacity change instead of the internal resistance in the storage factor turned to be constant after initial decreasing, and then slightly increased at 45 degC. The increasing behavior of the capacity changes due to the internal resistance and the other factors in the cycle fading factor at 25 degC became moderate. In the case of 45 degC, the capacity change due to the internal resistance in the cycle fading factor was proportional to the square root of operation time, and the capacity change instead of the internal resistance in the cycle fading factor was initially proportional to the cycle numbers and began deviating upward.
報告書年度 [Report's Fiscal Year]
2015
発行年月 [Issued Year / Month]
2016/05
報告者 [Author]

担当

氏名

所属

吉田 洋之

材料科学研究所 電気化学領域

三田 裕一

材料科学研究所 電気化学領域

小林 陽

材料科学研究所 電気化学領域

小林 剛

材料科学研究所 電気化学領域

宮代 一

材料科学研究所

キーワード [Keywords]
和文 英文
リチウムイオン電池 Lithium-ion Battery
寿命評価 Life Evaluation
非破壊評価 Non-destructive Analysis
劣化因子 Fading Factors
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