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非接触センシングがもたらす電池評価技術の深化

製造ラインにおける品質検査から、稼働中の実機診断まで——「電流分布イメージング」技術の提案

Advantages

- 非破壊で電流分布を可視化: 電池の分解や電池内へのプローブ挿入が不要なため、電池に影響を与えずに、品質検査できる
- 火災・事故リスクの劇的低減:稼働中の電池の電流分布の異常をリアルタイムに検知し、事故の予兆を早期発見できる。

Current Stage and Key Data

Current stage: 実験のコンセプトを実証済み。POC(概念実証)完了。

Key Data:
- 固体高分子形燃料電池(PEMFC)を用いた実証実験を行ったところ、通常状態・ドライ状態の電流分布変化を非接触で捉えることに成功し、実測値との整合を確認した。
- ラミネート型LIBの放電試験において、わずか4つの磁気センサから面内の電流分布の偏りを可視化できることを示した(図参照)

Partnering Model

筑波大学では、本技術にご興味のある電池メーカー様、磁場測定機器メーカー様、電池のユーザー企業様等を広く募集しています 。本技術を活用した製品開発や品質管理への導入についてご関心がございましたら、弊社へお問い合わせください。秘密保持契約(NDA)の締結により、研究者との直接の面談や、POCの詳細データを含む未公開情報を開示可能です。また、導入に伴う技術指導や共同研究などもご相談いただけます。

Background and Technology

燃料電池(FC)やリチウムイオン電池(LIB)などの高性能電池市場における競争軸は、今やスペック競争から「製造品質と絶対的な安全性」へとシフトしています。いかに高性能でも、量産時の微細な不具合による発火リスクを排除できなければ、その製品は市場から淘汰されてしまいます。
従来の「破壊検査」や「侵襲的検査(センサ埋め込み)」では、全数検査の非効率さや製品本来の挙動が変わるという構造的欠陥がありました。この壁を突破するのが、筑波大学が確立した「電流分布イメージング技術」です。

■ 技術の核心:磁気センサ×数理モデルによる「透視」
本技術は、電池内部の電流が発する微細な磁気を外部センサで捉え、独自のアルゴリズムで解析することで、非破壊・非接触で内部電流の偏りを可視化。

■導入メリット1:新しい競争軸に適応した品質管理を実現
燃料電池およびラミネート型や角形など主流の電池に対し、内部を可視化。既存の出力検査、容量検査時に導入可能。X線検査よりも手軽に、不良品流出を水際で阻止。

■導入メリット2:医療のような診断で、予知保全を実現
製造時のみならず、稼働中の自動車(EV・FCV)や電力貯蔵システムでも診断が可能。医師がMRIで病巣を見つけるように、リアルタイムで「電流の偏り」を特定し、事故を未然に防ぐ。この「予知保全」能力こそが、御社の製品に圧倒的な信頼という競争優位性をもたらします。

Principal Investigator

秋元 祐太朗 助教 (筑波大学 システム情報系) 

Patents and Publications

特許出願中(未公開)

プロジェクト番号:da-05446