第1部:全固体電池の分極要因と電気化学インピーダンス解析

(2023年7月25日 12:30〜14:30)

　次世代蓄電池の一つとして、全固体電池が注目されています。他の電気化学デバイスと同様に、電気化学インピーダンスによる解析は、電池の分極要因や劣化要因の解明に有効ですが、全固体電池では従来のリチウムイオン電池と比べ、分極要因が多岐にわたり、複数の分極要因がきれいに分離できないこともあります。分極要因を正しく帰属しないと、正しい解析はできず、開発方針を誤ってしまうことになりかねません。
　本セミナーでは、実測例やシミュレーションの結果を用いながら、全固体電池固有の分極要因を基礎から説明し、それらの分離法などを説明します。

1. 全固体電池
   1. 次世代蓄電池と全固体電池
2. 電気化学デバイスの複素インピーダンス
   1. 複素インピーダンス
   2. 電気素子の複素インピーダンス
   3. 電気化学インピーダンス
3. 全固体電池に固有の分極要因と電気化学インピーダンス
   1. 固体電解質の分極要因
      1. バルク抵抗
      2. 粒界抵抗
   2. 合剤電極層の分極要因
      1. 電荷移動抵抗
      2. 拡散分極
      3. 固体電解質の抵抗
      4. 電子伝導の抵抗
   3. 全固体電池の分極要因と電気化学インピーダンスによる分離
4. 電気化学インピーダンスの測定上の注意
   1. 固体電解質のインピーダンス測定上の注意
   2. 全固体電池のインピーダンス測定上の注意
5. まとめ

第2部:緩和時間分布 (DRT) 法による全固体電池のインピーダンス解析

(2023年7月25日 14:40〜16:10)

　二次電池や燃料電池等の新規電気化学デバイスの開発において、交流インピーダンス測定を行い、等価回路モデルを用いて内部抵抗等を定量的に解析することが行われている。電気化学インピーダンスを解析する際には、一般的に等価回路モデルを作成し、非線形複素最小二乗 (CNLS) 法によって抵抗や静電容量等のパラメータの最適値を求める。しかし、全固体電池等では参照電極を設けることができず、正・負極の複数の分極抵抗が入り混じったインピーダンススペクトルが得られることが多い。いくつかのインピーダンスがオーバーラップしてCNLS法による分極抵抗の分離が難しい場合もある。
　本セミナーでは時間場へ逆フーリエ変換して求められる緩和時間分布 (DRT) からインピーダンスを解析する手法について紹介する。

1. 電気化学デバイスの概要
   1. 燃料電池
   2. 一次電池
   3. 二次電池
2. 電気化学インピーダンスの測定と解析
   1. 交流インピーダンス法の概要
   2. 緩和時間分布 (DRT) 解析
   3. DRT解析の燃料電池、二次電池への適用例