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リチウムイオン電池の劣化要因と診断方法

安全対策・市販品

どうすれば劣化しているかわかりますか?

充放電特性を示すグラフの一例 【検証】3000mAh 18650 リチウムイオン電池 比較(Vape、電子タバコ) より
充放電特性ではその電池の組成や性能を知ることができる。仕様書に記載されたスペックなので、充放電カーブの比較は電池性能診断の主な手段の一つ。

リチウムイオン電池の劣化を診断する基準には、主に下記があります

・内部抵抗の増加
・無負荷電圧の低下
・自己放電の増加
・動作時の熱
・容量の低下
・充放電特性の変化

これらが発生したら、電池の劣化が進んでいる可能性があります。
計測機器をもたない一般ユーザーは、「すぐ電池がなくなる」「使用時や充電時に異様に熱い」といった症状で感知できるでしょう。

SOC(State Of Charge)

SOC(State Of Charge)は充電率です。
満充電状態を100%として、どの程度充電できているかを指します。
1000mAhの電池で250mAhの放電を行った場合、SOCは75%となります。

SOC=残容量/満充電量×100(%)

SOH(State Of Health)


SOH(State Of Health)は、電池の劣化状態を表します。
劣化の可能性がある電池の満充電容量が、初期の状態での満充電容量に対してどの程度の割合かを示します。
初期満充電容量が1000mAhである電池の満充電容量が750mAhになっていた場合、SOHは75%です。
初期の75%の容量しか発揮できない状態ということです。

SOH=満充電容量/初期の満充電量×100(%)


より詳しく調べるならセル解体

電池の容量劣化や不具合原因を解析する手段として、電池解体があります。
これにより、さまざまなことがわかります。

・コンタミ
・正極、負極、セパレータの劣化(しわ、ゆがみ、色の変化など)
・正極、負極、セパレータの設計(サイズ設計により正負極接触の可能性が高まる、など)
・リチウム析出
・タブの状態
・巻回の状態

電気は目に見えず、電池の化学反応も目視することはできません。
セルを解体することで、どこに問題があるのか、もしくはないのかを具体的に見て切り分けることができます。
劣化の要因である、不具合原因の解析に最も役立つ方法の一つです。

電池解体の一例はこちら(不具合を起こしたワイヤレスイヤホンの電池を解体してみました)でご覧いただけます。



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(容量、状態の危険度などで対応できない場合もあります。まずはお問合せフォームよりお気軽にお問合せください)


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