OCV(開回路電圧、開放電圧)とは?

OCV(開回路電圧、開放電圧)とは?

 

こちらのページでは電池の基礎的な用語である

 

・OCV(開回路電圧、開放電圧)

 

という言葉について解説しています。

 

 

OCV(開回路電圧、開放電圧)

電池の分野におけるOCVとはOpen Circuit Voltageの略であり、訳しますと開回路電圧や開放電圧のことを指します

 

言い換えますと、通電していない時の電池の電圧であると言えます。

 

電池を放電しているときの作動電圧はこのOCVから通電電流値×電池の内部抵抗の値を引いたものとなります(オームの法則によりE(作動電圧)=OCV-IRが成立)。

 

ここで、OCVは標準電極電位の差、さらに活量(反応物質の実質的な濃度のようなもの)も考慮したネルンストの式により、決定されます。

 

噛み砕いた表現しますと、OCVは正極活物質(コバルト酸リチウムやリン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウムなど)や負極活物質(黒鉛や難黒鉛化炭素、チタン酸リチウムなど)の種類、また正負極の容量のバランスなどにより大きく変化します

 

現在ではスマホ向けバッテリーであったり、電気自動車(EV)など、作動電圧が高いリチウムイオン電池が求められている中で、OCVが高いほど作動電圧も高くできる傾向にあるため、OCVを高くするための材料開発が求められています。

 

リチウムイオンを使用しているために充電時に負極の電位がリチウム基準で0Vに達さないことが必要であるため(低温急速充電時の電析により安全性が低下する可能性があるため)黒鉛などの材料より電位(開回路電位、開放電位)が低い材料は使用しにくいため、正極の電位(開回路電位、開放電位)が高い材料の開発が求められています。

 

また、同時に高電圧に耐えられる電解液も必要になります。

 

 

このOCVを含んだ良く使う別の電池用語としてSOC-OCV曲線というものがあります。

 

SOCとは電池の充電率のことを指すため、このSOC-OCV曲線とはSOCとOCVの関係を表した曲線のことを指します。

 

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