現在、リチウムイオン電池はノートパソコン、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの様々なデジタル機器でますます広く利用されています。さらに、自動車、携帯電話基地局、エネルギー貯蔵発電所などにおいても、幅広い用途が期待されています。この場合、電池は携帯電話のように単体で使用されるのではなく、直列または並列接続されたバッテリーパックの形で使われることが多くなります。
バッテリーパックの容量と寿命は、個々のバッテリーだけでなく、バッテリー間のばらつきにも左右されます。ばらつきが大きいと、バッテリーパックの性能は著しく低下します。自己放電のばらつきは、影響要因の中でも特に重要な要素です。自己放電がばらつくバッテリーは、一定期間保管後にSOC（充電状態）に大きな差が生じ、容量と安全性に深刻な影響を与えます。
なぜ自己放電が起こるのか？
バッテリーが開放状態の場合、上記のような反応は起こりませんが、電力は依然として低下します。これは主にバッテリーの自己放電が原因です。自己放電の主な原因は次のとおりです。
a. 電解質の局所的な電子伝導またはその他の内部短絡によって引き起こされる内部電子漏洩。
b. バッテリーのシールやガスケットの絶縁不良、または外部リードシェル間の抵抗不足（外部導体、湿度）による外部電気漏れ。
c. 電極／電解質反応、例えば電解質や不純物による陽極の腐食や陰極の還元など。
d. 電極活物質の部分的分解。
e. 分解生成物（不溶物および吸着ガス）による電極の不動態化。
f. 電極が機械的に摩耗するか、電極と集電体間の抵抗が大きくなる。
自己放電の影響
自己放電は、保管中の容量低下につながる。過剰な自己放電によって引き起こされる典型的な問題点：
1. 車が長時間駐車されていたため、エンジンがかかりません。
2. バッテリーを保管する前は電圧などが正常であったが、出荷時に電圧が低い、あるいはゼロになっていることが判明した。
3. 夏場、車載GPSを車に設置した場合、バッテリーが膨張しても、一定時間後には明らかに電力不足または使用時間が不足します。
自己放電は、バッテリー間のSOC差の拡大とバッテリーパック容量の低下につながる。
バッテリーの自己放電が一定しないため、保管後のバッテリーパック内のバッテリーのSOC（充電状態）は異なり、バッテリーの性能が低下します。お客様は、一定期間保管されたバッテリーパックを受け取った後、性能低下の問題に気づくことがよくあります。SOCの差が約20%に達すると、複合バッテリーの容量はわずか60％～70％です。
自己放電によって生じる大きなSOC差の問題を解決するにはどうすればよいでしょうか？
簡単に言うと、バッテリーの電力バランスを取り、高電圧セルのエネルギーを低電圧セルに伝達するだけでよいのです。現在、受動バランスと能動バランスの2つの方法があります。
パッシブ均等化とは、各バッテリーセルに並列にバランス抵抗を接続する方式です。セルが事前に過電圧に達した場合でも、バッテリーは充電され、他の低電圧バッテリーを充電することができます。この均等化方式の効率は高くなく、エネルギー損失は熱として発生します。均等化は充電モードで実行する必要があり、均等化電流は一般的に30mA～100mAです。
アクティブイコライザー一般的に、この均等化方式はエネルギーを伝達することでバッテリーのバランスを保ち、電圧が高すぎるセルのエネルギーを電圧の低いセルに伝達します。この均等化方式は効率が高く、充電状態と放電状態の両方で均等化が可能です。その均等化電流は、パッシブ均等化電流の数十倍で、一般的に1A～10Aです。
投稿日時：2023年6月17日
