1799年、初めて電池は誕生しました。
Autographic sketch by Alessandro Volta of the application
of the electric pile to the electrolysis of water
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電池の種類
鉛-鉛酸化物
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ニッケル-カドミウム
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亜鉛-マンガン
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3種類の電池の特徴と用途
LEAD ACID:
自動車、予備電気供給、工業、牽引用等
NICKEL CADMIUM:
予備電気供給、工業、飛行機エンジン起動、鉄道照明等
ZINC CARBON:
小さいポータブル電源 (例：トーチ、ラジオ、おもちゃ・・・)
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電池特性の評価
-電圧（VOLTAGE）
-電流（CURRENT）
-容量（CAPACITY）
-電気貯蔵密度（ELECTRICITY STORAGE DENSITY）
-エネルキー密度（ENERGY DENSITY）
-パーワ密度（POWER DENSITY）
-放電レート（DISCHARGE RATE）
-サイクル寿命（CYCLE LIFE）
-エネルキー効率（ENERGY EFFICIENCY）
-過充電時の特性（BEHAVIOUR ON OVERCHARGE）
電圧と電流
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容量
容量は電池から得られる電荷量です。通常は電流（A)/時間（ｈ）で表示します。容量は電池のサイズに依存します。
毎電極の容量はファラデー法則に従って、
C = wnF / M
w= weight of active material
M= molar mass of active material
The flatness of the discharge curve (V vs t)
and the development of the expected current
are very important for the quality of batteries
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電気貯蔵密度
エネルキーとパーワ密度
ELECTRICITY
STORAGE DENSITY
: Charge per unit weight stored in the
battery.
Es: one lithium battery of only 7g gives 1F of charge
ENERGY DENSITY:
energy per unit weight of battery
POWER DENSITY:
power per unit weight of battery
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放電レートとサイクル寿命
The DISCHARGE
RATE is measured in C/n or C/n-hour,
is the current to discharge the nominal capacity of the Battery
in “n” hours. For secondary battery it is expected to be capable
of repetitive charge/discharge cycles.
The CYCLE LIFE
is the number of charge/discharge cycles that are possible
before failure occurs
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エネルキー効率
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過充電時の特性
But for overpotential a new electrode
reaction must occur (e.g. electrolysis of water) and it is important
that these reactions do not represent a hazard (like fire or
explosion) or damage of active material
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電池特性の評価
定電流の放電と充電
直接の電池容量とサイクル寿命の測定
定電圧の放電と充電
最大パーワ出力、定電位充放電時の容量の測定
放電中の固定抵抗
電圧と電流ｖｓ.時間プロット
サイクル寿命パフォーマンス
電極/セパレーター反応
メカニズム研究
反応速度研究
新材料特性の評価
衝撃、振動、過充電、ショット、火災、過圧など周り環境の影響
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電池評価のテクニック
DC
テクニック: GPESソフトウェーア
CV 電位スキャン 低或いは高速度（10KV/s)
CV 電流スキャン
第2信号をモニタリングより、電池の温度と内部圧力の制御。温度と圧力が高すぎる時の打ち切り、特に、オーバーチャージ問題に役にたつ。
クロノポテンションL
ステップ電流のアプリケーション
電流=0時のクロノポテンション
自然放電のモニター
クロノアンペロメトリー
各電位のアプリケーションとテスト
クロノクーロメトリー
チャージvs. 時間の制御
AC テクニック: FRA ソフトウェーア
周波数スキャン
電位(Ｖ)制御のポテンション方法
電流（Ｉ）制御のカレント方法
印加直流電位或いは電流のステップ変化中の周波数スキャン
タイムスキャンの設定
ミックステクニック
例：連続測定、Projectファイルを利用し、クロノポテンションメトリーでマルチ充電後、自動にインピーダンス測定:
1. クロノポテンションメトリーマルチ定電流充放電(或いは自然放電）
2. 最後の充電- 自然放電後にセルオフ
3. インピーダンス測定
4. 繰り返し測定
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MULTI CYCLE
TEST
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インピーダンス測定データ
Battery in Amiens: FL125: WE is anode
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インピーダンス測定データ
Fully charged NiCd battery of opencircuit
OCP=1.381V
Slightly discharged NiCd battery of
opencircuit OCP=1.375V
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インピーダンス測定データ
GREEN= FULL CHARGE
BLACK= SLIGHTLY DISC.
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インピーダンス測定データ
RED=
FULL CHARGE
BLACK= SLIGHTLY DISC
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インピーダンス測定データ
VARIATION OF TIME
Measurement during 1mA discharge of Duracell of Alkaline
Battery
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インピーダンス測定データ
VARIATION OF TIME
Measurement during 1mA discharge of Duracell of Alkaline
Battery
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インピーダンス測定データ
VARIATION OF TIME
Measurement during 1mA discharge of Duracell of Alkaline Battery
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インピーダンス測定データ
Y’ vs t LONG TIME DETERMINATIONS
Measurement during 1mA discharge of Duracell of Alkaline Battery
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