リチウムイオン電池の劣化とは、充放電曲線の形状が変形する事です。例えば、新品の電池と容量80%まで劣化した電池との間には、図１の様な充放電曲線形状の違いが出てきます。 図１．新品電池と容量80%劣化電池の充放電曲線形状の違い では、この違いはどのようにして生じるのでしょうか。ここでは大きく分けて２つのメカニズムが関わっています。 リチウムイオン電池には内部インピーダンス（抵抗）があり、充電や放電 … 1.1. [ﾘﾁｳﾑ] リチウム乾電池の上手な保管方法は？ pz18188 [ｱﾙｶﾘ･ﾏﾝｶﾞﾝ] 乾電池からの液もれ！（白い粉）どうしたら良いでしょうか？ pz18143 [ｱﾙｶﾘ･ﾏﾝｶﾞﾝ] 乾電池液もれの主な原因 pz18155; リチウム乾電池の液もれを起こす原因、処置方法は？ リチウムイオン電池の容量劣化の原因として，サイクル劣 化と保存劣化がある[4]．サイクル劣化とは，充放電サイク ルを繰り返すことによって発生する容量劣化であり，サイク ル回数に依存する．保存劣化とは，充電状態の電池に発生す 　2つめの原因は、バッテリパックに内蔵された調整用コンピュータです。リチウムイオンバッテリは充電時の電流・電圧を細かくコントロールする必要があるため、過充電・過放電を防止するためのコンピュータがバッテリパックに内蔵されています。充放電を繰り返しているうちにコンピュータの精度に狂いが生じ、実際にはまだ充電できる状態で充電が止まってしまうことがあります。この現象は、バッテリの完全放電によって調整できますが、放電しすぎで過放電（放電しすぎて電圧を加えても、充電のための化学反応が発生しない状態）にならないように注意が必要です。 リチウムイオンバッテリーが発火、爆発したという話をご存知ですか。リチウムイオンバッテリーは私たちの身近なところにもある一般的な電池ですが、発火や爆発といった事故が世界中で起きています。今回はリチウムイオン電池のしくみと危険性、発火させない方法をご紹介します。 リチウムイオンバッテリーを使っていて、「膨張した！」という報告が多いようです。実際、私も使っていたリチウムイオンバッテリーのパッケージが膨張してしまったものがあります。リチウムイオンバッテリーから発火した事故も報告されているので、このまま使 保存時のリチウムイオン電池の寿命向上のために はその劣化要因を詳細に把握する必要がある．本 研究では，市販の18650 型電池を用いて駐車を模 擬した保存試験を実施し，定期的に容量と抵抗を 測定するとともに，保存試験前後に交流インピー 逢沢 明 捨てたと思っていた iPad が出てきたので、充電しようと思ったら、できませんでした。 リチウムイオン電池には「過放電」という現象があります。 191. 1) と電池を使用しなくても起こる保存劣化 2) が ある．車両では走行期間より駐車期間の方が長い場 合が多く，駐車中の電池の性能低下（保存劣化）抑 制による寿命の向上は重要な課題である． リチウムイオン電池の保存劣化の原因としては， ●リチウムイオン電池 【電池はなぜ劣化する？】リチウムイオン電池の劣化のメカニズム（原理） いまでは「スマホバッテリー」「電気自動車搭載バッテリー」「家庭用蓄電池」などに採用されているリチウムイオン電池ですが、iot化が進むにつれさらにその重要性が増していきます。 %%EOF 　劣化を防ぐためには、自己放電によるメモリ効果と容量低下を防ぐため、充電せずカラの状態で置くことが望ましいです。ただし、その場合いざ使用する時に、長時間の充電が必要になるというデメリットもあります。 h�bbd```b``.����� 146. 　同じぐらい放電したところからの再充電を繰り返していると、この傾向は顕著になります。結果的に、再充電ポイントを超えても放電を継続する時に電圧が急降下します。機器側のバッテリ容量検知は放電電圧で判定しているため、電圧の急降下により「バッテリ切れ」と判定されるようになります。 リチウムイオン電池の抵抗増加と部材劣化との関係解析。株式会社コベルコ科研は神戸製鋼グループの総合試験研究会社です。分析・解析・測定から試作・製造まで、最新の設備と技術でお応えします。 2015年4月3日 . 192. 0 　電池の種類別に、劣化の仕組みと長持ちさせるためのコツをみてきましたが、注意して使用しても、電極や電解液の経年劣化による性能低下は避けられません。バッテリの持ちや充電にかかる時間をよく見て、適切な時期に交換しましょう。 リチウムイオン電池の最高許容周囲温度は、約45℃といわれています。高温の環境に置くと、それだけで電池の劣化が進みます。例えば、直射日光下の車のダッシュボードや暖房の前に放置してしまう、などです。 リチウムイオン電池は長寿命かつ大出力という利点がある高性能な電池だが、使い方によって寿命が短くなる。代表的な「寿命低下」の原因を紹介する。 満充電の継続による電池性能の劣化 TDK logo is a trademark or registered trademark of TDK Corporation. 劣化原因究明のためのセル解体分析調査 . リチウムイオン二次電池は、ノート型pcや携帯電話、自動車（ev・phv)・航空機・電力貯蔵システムなど様々な用途に用いられ高性能化、安全性改善が進められていますが、まだ完全なものではなく、一部に不具合が発生しており、その原因解明と改善が急務となっています。 1966年大阪府出身。京都大学理学部卒業。独立系SIベンダーに6年間勤務の後、フリーランス。インターネットを中心としたIT系を専門分野として、執筆・Webプロデュース・コンサルティングなどを手がける 　原因ははっきりしませんが、現象の解決には、「深い放電」（バッテリを完全に使い切るまでの放電）が有効なことが分かっています。最近の製品では、充電器そのものに、充電前に一度バッテリを完全に使い切るまで放電する「リフレッシュ機能」がついているものも多くみられます。 誰でもできる簡単な方法です . しかし多くの人が、「リチウムイオン電池で継ぎ足し充電をやっていると電池の劣化が早いようだ」といいます。 リチウムイオン電池は保存状態により劣化の程度が変化します。満充電に近く、保存温度が高いほど容量劣化が大きくなります。 過去の記事を整理・一部リライトして再掲載したものです。 古い技術情報や、 現在、TDKで扱っていない製品情報なども含まれています。, 携帯電話やノートパソコン、デジタルカメラなど、私達の生活で身近に使っているバッテリ。長い間使っていると、購入したばかりの時に比べて、どうも持ちが悪くなるように思えます。これは、バッテリの劣化という現象ですが、その発生メカニズムはバッテリの種類によって異なり、また対策も異なります。, 個別のバッテリの種類の話をする前に、「電池」の種類についてざっとおさらいをしておきましょう。電池には、大きく分けて、一次電池と二次電池があります。どちらも化学反応により電気を取り出すのですが、大きな違いは、一次電池で使う化学反応は、元の状態に戻ることのない「非可逆的反応」なのに対し、二次電池で使う化学反応は、放電した電池に電気エネルギーを与えることで元に戻る「可逆的反応」であることです。すなわち、一次電池は簡単に言えば、元に戻る「充電できない使い捨ての電池」なのに対し、二次電池は「充電によって繰り返し利用できる」という点です。, 電池の基本的な構造は、正極と負極と電解質により構成されています。発電時に起こる反応は、まず、負極の金属が電子を放出して電解質に溶け出します。自由になった電子は負極から導線を通って正極へと移動します。電解質に溶け出した金属は、正極で電子を受け取り、金属に戻ります。 　これらの電池の劣化における特徴は、「メモリ効果」と呼ばれる現象です。バッテリを完全に使い切らず途中から再充電すると、前回の充電ポイントで大きく放電電圧が低下する現象です。「浅い深度の放電を受けた経歴を記憶（メモリ）」しているように見えるのでそう呼ばれています。 %PDF-1.6 %���� 　バッテリの充電器は、セルのうち1つが満充電になると「充電完了」と判断して、充電を終了します。そのため全体としてみれば満充電ができていない状態となります。, 充放電を繰り返すたびにセルバランスの崩れは大きくなっていくため、全体として容量が低下するようにみえます。できるだけ充電回数を少なくする使い方をすることが劣化を防ぐためのポイントになります。, まとめると、リチウムイオンバッテリの劣化を防ぐためには、充電回数をできるだけ少なくするために、できるだけ使ってから一気に充電します。また、長期間使わない場合は「電池の充電量を50〜80％程度まで減らして」「高温にならないところ」で保管することが重要です。 リチウムイオン電池の劣化機構を解明し、その劣化過程をサイクル経過途中でも非 破壊で簡便・迅速に診断できる解析法を開発する。 主な成果 Graphite/LiCoO2 系電池を対象に容量低下原因とその劣化診断法を検討し、以下の 成果を得た。 1．容量低下原因 1.3. 　充電時には電圧をかけることによって、この逆の反応を発生させます。すなわち、正極の金属が電子を放出してイオンになり、負極側で導線を通ってきた電子を受け取り金属に戻るのです。, 放電時には、負極側で金属のイオン化が起こり、電子が負極にわたされる。電子は負極から出て正極側に戻り（つまり電流としては正極側から）、正極側ではその電子と電解質内の金属イオンが反応して、金属として正極側に析出する。充電時には逆の反応が起こり、正極側から負極側へ電子が移動する。, 電池のサイズ（大きさ、形）や容量（電流、電圧）などには、それぞれ数種類の規格がありますが、必要となるバッテリの能力や形は使用する機械によって異なります。これらの規格にあった電池を「セル」と呼びます。実際に私達が目にするバッテリは、必要な数のセルを集めた「バッテリパック」です。携帯電話の場合は必要な容量が小さいため、1つのセルで1つのバッテリパックとなっていることが多いですが、例えばパソコンのバッテリなどは、容量が大きいため、複数のセルを持ちます。, さて、二次電池は、充放電を繰り返すうちに、だんだん使える時間が短くなっていきますが、実はその理由は電池の種類によって異なります。したがって対策も異なります。 193. 1) と電池を使用しなくても起こる保存劣化 2) が ある．車両では走行期間より駐車期間の方が長い場 合が多く，駐車中の電池の性能低下（保存劣化）抑 制による寿命の向上は重要な課題である． リチウムイオン電池の保存劣化の原因としては， 「WindowsとMacintoshを一緒に使う本」　「HTMLレイアウトスタイル辞典」（ともに秀和システム） そもそもリチウムイオン電池が発火する原因は複数ある。電池内の正極と負極を分離している「セパレーター」が充電の繰り返しなどで破損し、電極がショートする場合。また電池材料のコバルト酸リチウムが過充電により分解され、燃焼につながる場合―などが主な原因とされる。 2015年4月3日 . リチウムイオンバッテリの容量が減るのには、大きく3つの原因があります。 1つめの原因は、電極自体の劣化です。 負極材料として使用されている炭素の分子構造が徐々に変化することで、炭素内に収められるリチウムイオンの量が減ります。 　サルフェーションを急速に進行させるのが、過放電です。放置しておいても、勝手に発生する自己放電によっても反応は進行していきます。車に長期間乗らずに放置していると、バッテリがあがってしまい、充電ができなくなるのも、このためです。完全に放電しきるまえに充電することが、鉛蓄電池を長持ちさせるためには重要なのです。 　例えば、携帯電話を自宅で毎晩充電器に載せるような使い方をしていると、バッテリはほぼ常に満充電状態になります。この状態で暑い屋外に外出したり、車のダッシュボードに放置したりすると、バッテリの劣化は急速に進行します。 　1つめの原因は、電極自体の劣化です。負極材料として使用されている炭素の分子構造が徐々に変化することで、炭素内に収められるリチウムイオンの量が減ります。この変化は熱によって加速され、また充電されている状態でも加速されます。 Li-ion 電池の損傷や劣化による爆発 . 1．充電器を使用するタイプのリチウムイオン電池について リチウムイオン電池は、スマホや、ノートパソコン、デジカメ等様々な機器に使用されるようになったが、たま吉の経験上、これらの機器は、使用して2、3年経過すると、電池が充電できなくなるトラブルが発生しやすい。 リチウムイオン電池は、プラスチックリサイクル工場における第一段階である「ベール解砕機」や「破袋機」の刃によって、リチウムイオン電池が押し潰されて、ショート・発火し、周囲にあるプラスチックに着火してしまうことがあります。 リチウムイオンバッテリーの劣化原因として電池内部の材料、電解液、電極界面等様々な原因が考えられる 電極材料と電解質界面では電解液の分解反応、Li（リチウム）の析出によりデンドライトが生成され充放電容量が低下することが劣化の原因となっている 　メモリ効果が発生する原因は、実はよく分かっていませんが、再充電時に放電不可能な物質が蓄積していく、電極に使用している金属の合金が生成され、充放電サイクルに戻らなくなるなど、いくつかの説があります。 542 0 obj <>stream リチウムイオン電池を復活させる. ��ͺ�-�x�%U#H�.���Ql٠=B��c�$���t�� L?��J�b����*�.�j���aC���&�yJ�ǜ���>�$Ƈ�p�dc. 　ニッケル水素電池・ニッカド電池と比べたリチウムイオン電池の大きな特徴は、「メモリ効果がない」ことです。最近の携帯電話やパソコンのバッテリの多くが、リチウムイオン電池に置き換わっています。しかし、バッテリを使い続けているうちに、どんどんバッテリの持続時間が短くなっていくのが事実です。リチウムイオンバッテリの容量が減るのには、大きく3つの原因があります。 劣化. テーマ：リチウムイオン電池の性能・劣化・寿命評価 開催日時：2020年12月22日（火）10:30～16:30 参 加 費：50,000円 + 税 ＊ 資料付 ※ 資料付 リチウムイオン電池には寿命があり、長く使用すれば劣化していきます。 しかし、事前に対策しておけば、バッテリーの寿命を延ばすことも可能です。 バッテリーが劣化する原因と対策を見ていきましょう。 リチウムイオン電池の劣化とは ●ニッケル水素電池（ニッケル・カドミウム電池） リチウムイオンバッテリーが劣化する原因は大きく分けて2つあります。サイクル劣化と保存劣化です。 サイクル劣化とは リチウムイオン電池を復活させる. 保存時のリチウムイオン電池の寿命向上のために はその劣化要因を詳細に把握する必要がある．本 研究では，市販の18650 型電池を用いて駐車を模 擬した保存試験を実施し，定期的に容量と抵抗を 測定するとともに，保存試験前後に交流インピー 　最近の製品は、自己放電を抑えると同時にわずかに電圧を高めています。自己放電が抑えられているため、充電状態で保存していても容量低下が起こりにくくなっています。また、電圧は、メモリ効果による電圧の降下が起こっても機器の検知ポイントを上回るように設定されており、機器の動作に対してメモリ効果の影響を受けにくくなっています。 191. 著者プロフィール：板垣朝子（イタガキアサコ） 蓄電池はどれだけもつのか、寿命が気になるところです。蓄電池の寿命は、その仕組みによって変わります。鉛などは17年程もちますが、ニッケル水素電池だと5～7年程と大きく異なります。近年需要が急速に高まることで開発が進み、今後蓄電池の寿命は更に伸びると予測されます。 リチウムイオン二次電池 の ... 寿命を迎え、劣化 ・膨張したnec製携帯電話用リチウムイオン二次電池。左上は新品のもの. リチウムイオン電池が劣化する原因. 　鉛蓄電池では、放電することによって、電極そのものが劣化する。正極側の電極は、放電により、はがれ落ちます（脱落する）。また、負極側では、鉛の表面が白色硫酸鉛という化合物になるサルフェーションという現象が起こり、電極自体の表面積が減ります。硫酸鉛は電気を通さず抵抗となり、また溶解度が低いため金属鉛が充放電のサイクルに戻らないため、発電効率が著しく低下します。 515 0 obj <>/Encrypt 484 0 R/Filter/FlateDecode/ID[<7341533F798D254B9F7DCAD33F4CDB0B><96B60811DC117441A2FFA624C1657A78>]/Index[483 60]/Info 482 0 R/Length 134/Prev 421150/Root 485 0 R/Size 543/Type/XRef/W[1 3 1]>>stream 系統図を用いた劣化要因の特定の例. リチウムイオン電池を自動車のダッシュボードや窓際など直射日光の当る場所、炎天下駐車の車内など、高い温度になる場所に放置しないでください。リチウムイオン電池を漏液させる原因になる恐れがあ … 劣化要因の調査. 前回、リチウムイオンバッテリーを長持ちさせる方法とその理由についてご説明しました。それを読むと、「自分が聞いた話と違う」ということもあるかもしれません。では、どちらかが間違っているのかというと、そうでもないケースが実はあります。 1.2. 191. また、先にも述べたようにリチウムイオン電池が過放電になったときには、明らかな劣化が起こります。 過放電の程度が大きければ短絡部分が多く発生することとなるため、「充電してもすぐに放電される」という電池としての機能が全くない状態となります。 そのため、容量の減少や内部抵抗の上昇といった劣化以前の問題と考えるといいです。 なお、一時的に過放電領域に入っただけの場合は、ほとんど劣化しておらず、顕著な容量の減少や自己放電速度の上昇も起こらないため、そのまま使用できる … 劣化（異常）事象の発見. リチウムイオン電池の抵抗増加と部材劣化との関係解析。株式会社コベルコ科研は神戸製鋼グループの総合試験研究会社です。分析・解析・測定から試作・製造まで、最新の設備と技術でお応えします。 誰でもできる簡単な方法です . 気候変動抑制のための二酸化炭素排出量削減に向けて、リチウムイオン電池は電気自動車のエネルギー貯蔵用途およびアグリゲーション用途で期待されています。このような形で使用されるリチウムイオン電池をより経済的に運用するために、劣化と寿命の理解が重要です。 191. リチウムポリマー電池が60度以上になると急激に劣化 し、寿命が短くなると言われています。 バッテリー内部に可燃性ガスが発生し膨らむこともあり、発煙や発火の危険性も出てくるので、使用環境は整えたほうがよさそうですね。 はじめに. リチウムイオン電池を長持ちさせる方法. ぜひ、爆発を避けるために、こちらもお読みください。 （抜粋） リチウムイオン電池の使用環境に関する注意 1. ●鉛蓄電池 Copyright(c) 2020 TDK Corporation. 著書／共著書 リチウムイオン電池の劣化機構を解明し、その劣化過程をサイクル経過途中でも非 破壊で簡便・迅速に診断できる解析法を開発する。 主な成果 Graphite/LiCoO2 系電池を対象に容量低下原因とその劣化診断法を検討し、以下の 成果を得た。 1．容量低下原因 電池や再生エネルギー（re）の出力変動を平滑化させること を目的とした電池など，lib の用途別に劣化要因がlib の残 存性能に与える影響を考察した研究がなされている(9）．これ らの研究は，リチウムイオン電池の劣化の要因と劣化の現象 All rights reserved. 電池バッテリーが膨らむのは、リチウムイオン電池の特性として、充放電の繰り返し、高温環境下におけるご利用によって電池の劣化が進む過程で起きる現象です。 電池バッテリーが大きく膨らむ原因としては、リチウムイオン電池の電気を発生させる仕組みと材質、構造によるもので、バッテリーの内部で、劣化に伴って、電解質が酸化しガスが発生するからです。 普通に使っていて膨らんだなら、それは言い換えると消耗品である電池パックの寿命に近づいたということです。 現状、リチウムイオン電池 … リチウムイオン電池には寿命があり、長く使用すれば劣化していきます。 しかし、事前に対策しておけば、バッテリーの寿命を延ばすことも可能です。 バッテリーが劣化する原因と対策を見ていきましょう。 リチウムイオン電池の劣化とは 「誰でも成功するインターネット導入法—今から始める企業のためのITソリューション20事例 」（リックテレコム）など. リチウムイオンバッテリーが発火、爆発したという話をご存知ですか。リチウムイオンバッテリーは私たちの身近なところにもある一般的な電池ですが、発火や爆発といった事故が世界中で起きています。今回はリチウムイオン電池のしくみと危険性、発火させない方法をご紹介します。 　また、ニッカド電池やニッケル水素電池、特に後者では、放置しておくだけで特に機器類を使用しなくても放電する「自己放電」が比較的大きいという特徴があります。満充電の状態で放置し、少しだけ使ってはまた充電するような使い方では、再充電ポイントが高くなりやすく、すぐに使えなくなってしまいます。 endstream endobj startxref 蓄電池はどれだけもつのか、寿命が気になるところです。蓄電池の寿命は、その仕組みによって変わります。鉛などは17年程もちますが、ニッケル水素電池だと5～7年程と大きく異なります。近年需要が急速に高まることで開発が進み、今後蓄電池の寿命は更に伸びると予測されます。 劣化. 　3つめの原因は、バッテリパック内のセルバランスの崩れです。携帯電話のような小さいバッテリでは、バッテリパック内には1つのセルしかないのであまり問題になりませんが、ノートパソコンなどの大容量のバッテリに内蔵されているセルによって、同じ時間使用していても「バッテリ切れ」が表示された時点での放電量に差がでてきます。 　ニッケル・カドミウム電池の負極に使用するカドミウムが有害な重金属であるため、代替品として負極に水素吸蔵合金を使用したのがニッケル水素電池です。したがって、この2つは同じような特徴をもっています。 リチウムイオン電池と比べて課題だったエネルギー密度の低さも、今回の研究において合成されたハードカーボンを負極に用いることで解決可能となった。共同研究チームは、高エネルギー密度なナトリウムイオン電池の実現が期待されるとしている。 外観観察,x線撮影 ... リチウムイオン二次電池の劣化要因特定と寿命試験の精度向上 . 劣化要因の特定. 逢沢 明 捨てたと思っていた iPad が出てきたので、充電しようと思ったら、できませんでした。 リチウムイオン電池には「過放電」という現象があります。 リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物、負極に炭素を用いた電池で、小型軽量かつ、メモリー効果による悪影響がない高性能電池のひとつである。鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池のように、環境負荷の大きな材料を用いていないのも利点のひとつである。 正極のリチウム金属化合物と、負極の炭素をセパレーターを介して積層し、電解質を充填した構造となっており、他の電池と比較して「高電圧を維持できる」という利点がある。 リチウムイオン電池はリチウム電池と違い、使い捨てでは … [特集]リチウムイオン電池 （2）電池劣化解析の考え方と手順 1.はじめに リチウムイオン電池はその容量の大きさ、電圧の高さ から、携帯機器に多く取り入れられているが、使用して いくごとに劣化が進行していくという特徴がある。特 2. 1. リチウムイオンバッテリーの成り立ちや仕組みはそこまで重要ではないので、参考程度にご覧くださいませ。 リチウムイオンバッテリーの劣化原因として一般的なものは3つあります。 サイクル劣化; 保存劣化; 環境劣化 ɠf���A$�t�Q�"�*�� �'D�D�J�I[LZ�U> �a[�H����`�Ł$c�Lu;�Ğ��^��������1#c ��AG�g`tx` *�� 　また、充電量30%以下・保存温度15℃以下であれば、1年間の保存でも数%の容量劣化で収まりますが、満充電・45℃で保存すると、6ヶ月間の保管で60%程度の容量レベルにまで劣化するという調査結果もあるそうです。 3.1. 483 0 obj <> endobj リチウムポリマー電池が60度以上になると急激に劣化 し、寿命が短くなると言われています。 バッテリー内部に可燃性ガスが発生し膨らむこともあり、発煙や発火の危険性も出てくるので、使用環境は整えたほうがよさそうですね。