祥英2019.07.01本記事の内容は、発行日現在の情報です。製品名や組織名など最新情報と異なる場合がございますので、あらかじめご了承ください。評価手法の一つとして電気化学インピーダンス測定法(EIS法)があります。この手法では、周波数応答アナライザ(FRA)を使用して電池のインピーダンスを測定するのが一般的ですが、ここで紹介する「矩形波インピーダンス測定法」(Square-EIS法)1)では、電池をはじめとしたさまざまな電気化学セルに矩形波を印加することでインピーダンスを測定することができます。FRAを使用できない環境での測定など、応用が期待されています。特許第6226261号。2014-126532。電気化学系のインピーダンスEIS法は、微弱な交流信号を入力した際の応答信号からフーリエ変換によって電気化学系の複素インピーダンスを得る測定手法です。FRAを使用したEIS法では、測定対象周波数の信号(サイン波)を電池に印加しその際の応答信号を測定してインピーダンスを算出します。そのため、測定対象周波数の数だけ、印加・測定が必要となります。これに対しSquare-EIS法では、励起信号としてある周波数の矩形波を電池に印加し、その際の応答信号を測定します。1回の矩形波印加で広い周波数範囲のインピーダンスを得ることができるため、測定に要する時間を短縮することができます。(短縮の手法として、他にもホワイトノイズやマルチサイン波を用いる手法などがあります。逢坂教授らにより報告されたFFTインピーダンス法などの研究をもとに発展・実用化された手法です。矩形波をフーリエ級数展開すると下の式になります。この応答信号には矩形波周波数とその奇数次高調波の成分が含まれています。よって、この応答信号から、矩形波周波数とその奇数次高調波のインピーダンスを得られます。一つの周波数の矩形波を印加することで、多数の周波数のインピーダンスを得られます。機器構成FRAを使用したEIS法では、電池にサイン波を印加するため、ポテンショガルバノスタット(PGS)を使用するのが一般的です。これに対し、Square-EIS法では、生成・印加がより簡便な矩形波を利用するため、FRA機能のないPGSやパワーコントローラなどでも印加できます。電池での測定への応用が期待されています。Square-EIS法での測定に必要な機器は以下の通りです。・矩形波を印加するためのPGSまたはパワーコントローラなど・フーリエ変換、インピーダンス算出などを行うためのPCとソフトウェア<実データ解析例>図2は、同じリチウムイオン電池を、FRAとSquare-EIS法の両方で測定した結果です。Square-EIS法でも、FRAを使用した測定とほぼ同じ結果が取得できています。ナノ・ライフ創新研究機構の技術支援をいただき、矩形波インピーダンス測定を行うソフトウェアを新たに開発しました。時彦教授にご協力いただきました。さまざまな技術分野の旬で身近な情報が満載!!「東陽テクニカルマガジン」は、2011年7月に東陽テクニカの情報発信ツールとして創刊し、冊子でお配りしてきました。2021年7月、さらに多くの皆さまにお届けできるよう、ウェブコンテンツにリニューアルいたしました。事業・製品に関する業界や技術分野の情報や最新動向を特集し、業界の第一人者や著名人の寄稿文、対談やインタビュー、社員の執筆記事など、さまざまな記事を掲載しています。CorporationX本ウェブサイトではサイト利用の利便性向上のために「クッキー」と呼ばれる技術を使用しています。サイトの閲覧を続行されるには、クッキーの使用に同意いただきますようお願いいたします。詳しくはプライバシーポリシーをご覧ください。