電池の評価装置の中身について

質問

電池の研究について勉強しております。
電池の評価方法として、縦軸に出力電圧（もしくは電力）、横軸に出力電流がとられたI-V 曲線をよくみかけますが、これはつまり、対象の電池につなぐ抵抗を、抵抗大（電流小）から抵抗小（電流大）に変化させているわけでしょうか？

すると極々簡単に考えると、電流計と電圧計、それに可変抵抗、そして評価の対象の電池、これをつないだ回路、ということでしょうか。

どうも電池の評価装置をみると、「電池評価装置」と一つの箱に納まっており、中身がどうなっているのかシンプルに知りたいです。もちろん、他の評価もできるように一つの箱に組み込まれているのですが、I-V曲線だけの評価だと、上記の回路と考えていますが、いかがでしょうか？
たとえば、するとポテンシオスタットやガルバノスタットのような仕組みは、「電池の」I-V曲線を得る場合には必要でしょうか？　つまり、ただ電池のI-V曲線を測定したいという場合で、オールインワンタイプの電池評価装置を用いない場合、電流計、電圧計、そして可変抵抗を用意すれば良いということと理解しておりますが、いかがでしょうか。安直にオールインワンタイプの電池評価装置や電気化学測定装置を使うと、ブラックボックスの装置になり理解が得られないと危惧しております。かといって、上記の自分の理解が正しいかどうかも危惧しており、皆様にお教え頂ければと思いました。どうぞ宜しくお願いします。

回答No.2

c80s3xxx · ベストアンサー

実際，今のデジタルマルチメータを電圧計として使うときの入力インピーダンスは，ふつうの電気化学を測定するには十分に高いといえるでしょう．
なので，可変抵抗と電圧計という解釈は別に間違っていません．
ただし，電流計は使いにくいので，極力電圧計として使う方が利口です．
自作するのであれば可変抵抗は扱いにくいので，あらかじめ抵抗値を測定済みのいくつかの抵抗器をつなぎ替えられるようにして，端子電圧を測る，とやるのがいいでしょう．電流は，オームの法則から端子電圧の測定値と抵抗値から求められるので，プロットしていき，短絡電流は端子電圧0 に外挿して求めるわけです．安く測定できますし，精度も別に悪くありませんが，手間はかかります．実際，私の知っている某社の研究チームは，色素増感太陽電池の性能評価を，少なくとも研究の初期段階ではそうやっていました．
自動機械の場合は，抵抗を電気的にコントロールして，とか，その時間変化をプログラムするとか，記録のための回路とか，いろいろと付加部分が出てきます．測定者の手間は省けます．

回答No.1

noname#160321

少なくとも陽極と陰極の測定端子間のインピーダンスが無限大(正しく言えば、測定できない程大きい)様な回路を組まないと電流-電圧間の変化を正確に測定するのは無理でしょう。
回路は電気屋さんには簡単ですが(オペアンプが入っている)、化学しか分らない者には難解です。

お礼

早速の回答ありがとう御座います。
難解そうでありますが、勉強してみます。

今回の質問の発端は、電池のI-V測定に、ポテンシオスタット/ガルバノスタットが必要かどうか、でして、この点についてはいかがでしょうか。定電位、定電流測定や、ある電極の電位を走査してその際の電流値を測定する分極測定などでは、ポテンシオスタット/ガルバノスタットが必要かと思いますが、電池のI-V測定で必要でしょうか？　電流も電圧も一定にする必要がない、というか、外部から電流一定、電圧一定にするように、電流や電圧を与えたら電池の評価として正しくないと思いますので、むしろ使っていけないと思いますが、どうでしょうか。