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設計技術シリーズ

高信頼性蓄電システム技術と設計法―二次電池の高容量・高出力・長寿命・高速充電の実現―

著者: 下位 法弘氏(東北大学)
価格: 3,600円(本体)+税
判型: A5
ページ数: 162 ページ
ISBN: 978-4-904774-55-7
発売日: 2017/4/27

【著者紹介】

下位 法弘(しもい のりひろ)
静岡県浜松市出身。仙台在住。家族は妻と娘。博士 (工学)。
1996年 東北大学大学院工学研究科 応用物理学専攻修士課程修了後、ソニー株式会社に入社。ブラウン管等ディスプレイデバイスの開発設計を経てリチウムイオン二次電池の開発設計に従事する。ソニーに在籍しながら2010年に東北大学大学院工学研究科 金属フロンティア工学専攻博士課程を修了。2011年にソニーを退社し、現職 (東北大学大学院 環境科学研究科) に至る。
専門は材料工学(固体物理学)と計算物理学だが職歴上、有機無機電気化学にも携わっており、基本的に器用貧乏である。

【目次】

序論

第1章 二次電池 基本原理

  1. 1.二次電池の発電原理
    1. 1-1 二次電池構成要素と材料
    2. 1-2 電池の起電力とギブスの自由エネルギー
  2. 2.二次電池の充放電特性
    1. 2-1 Cレート
    2. 2-2 過充放電
    3. 2-3 定抵抗/定電流/定出力放電
    4. 2-4 定電流/定電圧充電
    5. 2-5 トリクル充電
    6. 2-6 フロート充電
  3. 3.電池用語
    1. 3-1 容量
    2. 3-2 エネルギー
    3. 3-3 出力
    4. 3-4 自己放電
    5. 3-5 クーロン効率/エネルギー効率
    6. 3-6 サイクル特性
    7. 3-7 充放電特性
  4. まとめ

第2章 二次電池 セル構造

  1. 1.18650円筒型電池
    1. 1-1 電極工程
    2. 1-2 組立工程
  2. 2.ポリマー電池
    1. 2-1 電極工程 (電解質ポリマージェルコート→巻取り)
    2. 2-2 パッキング
  3. 3.充放電工程
  4. 4.セル評価項目
    1. 4-1 安全性評価について
  5. まとめ

第3章 正極

  1. 1.概要
  2. 2.高容量・高出力化へのアプローチ
    1. 2-1 LiCoO2の構造変化
    2. 2-2 LiCoO2充放電特性改善方法
  3. 3.オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO4
    1. 3-1 構造
    2. 3-2 熱安定性
    3. 3-3 エネルギー密度
  4. まとめ

第4章 負極・電解液・セパレータ

  1. 1.負極活物質
    1. 1-1 黒鉛系負極
    2. 1-2 高容量負極活物質の紹介
  2. 2.負極活物質 高容量化への取り組み
    1. 2-1 Sn系アモルファス負極活物質の合成
    2. 2-2 ナノSi系コンポジット負極活物質の合成
    3. 2-3 合成粉体の構造
    4. 2-4 充放電特性
  3. 3.電解液・セパレータ
    1. 3-1 電解液 (電解質)
    2. 3-2 セパレータ
  4. まとめ

第5章 二次電池解析技術

  1. 1.電極解析
    1. 1-1 電極表面被膜 (SEI) 解析
      1. 1-1-1 XPSによる解析例
      2. 1-1-2 TOF-SIMSによる解析例
    2. 1-2 電極構造解析
      1. 1-2-1 CPによる電極断面試料作製
      2. 1-2-2 極低加速電子顕微鏡 (SEM) による解析
      3. 1-2-3 TOF-SIMSによる解析
      4. 1-2-4 グロー放電発光分析 (GD-OES) による解析
  2. 2.電解液分析
    1. 2-1 誘導結合プラズマ発光分光分析 (ICP-AES)
    2. 2-2 ガスクロマトグラフ/質量分析 (GC/MS)
  3. 3.ガス分析
  4. 4.電池内部構造
    1. 4-1 X線CTスキャンによる非破壊観察
    2. 4-2 核磁気共鳴 (NMR) による分子構造解析
  5. まとめ

第6章 二次電池用充電システム

  1. 1.ニッケル水素用充電システム
    1. 1-1 概要
    2. 1-2 電圧・電流出力特性
    3. 1-3 急速充電
    4. 1-4 充電フローチャート
  2. 2.リチウムイオン二次電池用充電システム
    1. 2-1 特徴
    2. 2-2 充電器回路ブロック図
    3. 2-3 検出方式
  3. 3.リチウムイオン二次電池初期充電
    1. 3-1 初期充電カーブ
    2. 3-2 電池パック保護回路
    3. 3-3 急速充電 充電終了方式
    4. 3-4 電流検出方式の逆流性放電電流防止
    5. 3-5 充電フローチャート
    6. 3-6 充電システム保護機能
  4. まとめ

第7章 近未来における応用:
スマートビルDC/ACハイブリッド制御システムの開発・実証
-東北大学における取り組み-

  1. 1.概要
  2. 2.東北大学 DC/ACハイブリッド制御システム
    1. 2-1 DC/ACハイブリッドシステム系統概念図
    2. 2-2 蓄電システム
    3. 2-3 システムの効率化を行う高電圧DC給電
    4. 2-4 エネルギーの最適制御
    5. 2-5 安全制御
    6. 2-6 メンテナンス
  3. 3.再生可能エネルギーによる創電システム
    1. 3-1 発電量変動時の電力安定供給
    2. 3-2 発電力変動時の需給バランス
    3. 3-3 直流駆動LED照明による電源変換損失の改善
    4. 3-4 直流駆動型LED照明システム 安全対応
    5. 3-5 非常時の電力確保
  4. 4.エネルギーマネジメントシステム
    1. 4-1 EMSによる最適制御
    2. 4-2 EMSの三つの機能部
    3. 4-3 EMS機能と効果
  5. まとめ

【参考文献】

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【口コミ】

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