分極と過電圧、充電方法、放電方法

電池の知識 分極と過電圧、充電方法、放電方法とは?

 

こちらのページでは分極と過電圧、電池の充電方法、放電方法について解説します。

 

 

分極と過電圧

 

電池の理論起電圧と実際の作動電圧ではズレが生じます

 

この電池の理論起電圧と実際の作動電圧のズレのことを分極と呼びます。

 

また、単位面積当たりの電流(電流密度)を電池に通電し、分極が起きているときのズレている電圧のことを過電圧と呼びます。

 

電極と電解液界面における電子授受反応の反応物質の濃度が一定である場合、Butler-Volmer式Tafel式が成り立ちます。

 

過電圧には活性化過電圧、濃度過電圧、IR損の大きく3つに分類することができます。

 

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電池の充電方法

電池の評価や製品として使用する際の充電方法には大きく分けて2種類あります。

 

@CC充電(定電流充電)
ACCCV充電(定電流定電圧充電)

 

@CC(Constant Current)放電は、ある電池に所定かつ一定の電流値で、指定した電圧や時間に達するまで充電する方法です。
極端に充電電流が低い場合(例えば自然エネルギー等で発電した電気を蓄電池にためる場合等)は過電圧が小さく、かつCC充電制御の方がシンプルでコスト面でも有利なため、CC充電の制御方法が採用される場合があります。

 

ACCCV(Constant Current Constant Voltage)充電は、ある電池に対して指定した電圧に到達するまでは、指定した一定の電流値で充電されます。そして、指定した電圧に到達後は、電流は可能な限り大きい電流値を保ちながら徐々に小さくなっていきます。

 

充電電流が大きい場合や低温下にて内部抵抗が大きい場合は、過電圧が大きくなる可能性があるため、こちらのCCCV充電方法が採用されます。

 

ただしCC充電より複雑な機能が必要な分、コストは高くなります。

 

電池を厳密にSOCを100%まで充電したいときはこの方法で充電を行います。

 

 


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電池の放電方法

 

電池の評価や製品として使用する際の放電方法には大きく分けて2種類あります。

 

@CC放電
ACCCV放電
BCP放電

 

@CC(Constant Current)放電は、ある電池に所定かつ一定の電流値で、指定した電圧や時間に達するまで放電する方法です。
一般的な特性評価を行う場合はCC放電で評価を行います。
なお、使用する正極活物質、負極活物質等により終止電圧は変化します。

 

ACCCV(Constant Current Constant Voltage)充電は、ある電池に対して指定した電圧に到達するまでは、指定した一定の電流値で充電されます。そして、指定した電圧に到達後は、電流は可能な限り大きい電流値を保ちながら徐々に小さくなっていきます。

 

電池を厳密にSOC を0%まで放電したいときはこの方法で放電を行います。

 

BCP(Constant Power)放電は、ある電池に所定かつ一定の電力(出力)値で、指定した電圧や時間に達するまで放電する方法です。

 

車載用電池では、電力(出力)特性に重きを置くため、CP放電で評価する場合もあります。
(例えば、一定時間の電力(出力)で放電し続ける場合にある電圧を下回らないかどうか等の検討を行う場合等)

 

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