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# セル

> 化学、容量、電圧上下限、電極材料、来歴メタデータを持つセル仕様を、バッテリーの設計図として定義します

## セル仕様

**セル仕様 (Cell Specification)** は、Ionworks におけるセルの設計図です。セルの基本的なプロパティを定義し、その設計と特性の中心的な記録として機能します。扱っている特定のタイプのセルのマスターテンプレートと考えてください。データシートに記載されているような情報です。

すべての実験データとシミュレーションは、最終的にセル仕様にリンクされます。特定のセル化学と設計に関連するすべての情報を整理するための主要なコンテナとして機能します。

### 主なプロパティ

セル仕様を作成するときに、次の項目を定義します:

**基本情報**

* **Name** - セル仕様の一意でわかりやすい名前
* **Form Factor** - 物理形状（例: R2032、18650、21700、パウチ、角型）
* **Manufacturer** - セルを組み立て・製造した者

**電気的定格**

* **Capacity** - 定格容量（例: 5 Ah）。シミュレーションで C レートを電流に変換するために使用されます。
* **Voltage Min/Max** - 動作電圧上下限。シミュレーションのデフォルトカットオフとして使用されます。
* **Nominal Voltage** - 公称セル電圧（任意）
* **Energy** - 定格エネルギー（任意）
* **Energy Density** - 重量および/または体積エネルギー密度（任意）
* **Max Charge/Discharge Rates** - 最大 C レート（任意）

**構成要素**

* **Anode** - 負極材料とプロパティ
* **Cathode** - 正極材料とプロパティ
* **Electrolyte** - 電解液材料とプロパティ
* **Separator** - セパレーター材料とプロパティ
* **Case** - ケース種別とプロパティ

**ソース/来歴**

* **DOI** - 参考論文のデジタルオブジェクト識別子
* **Citation** - 出版物の引用
* **Creator** - データ作成者の名前と ORCID
* **License** - データライセンス

**追加フィールド**

* **Properties** - カスタムの非電気的プロパティ（寸法、組み立て方法など）
* **Notes** - セルに関する自由形式のメモ

## 電極ジオメトリ（ティアダウンデータ）

電極ジオメトリ — 層の厚み、空隙率、粒子半径、活物質体積分率、最大濃度 — は、**測定ではなくセル仕様に保存される設計メタデータ**です。これらの値は、仕様にリンクされたコンポーネントレコード（`anode`、`cathode`、`electrolyte`、`separator`、`case`）と、特定のコンポーネントに紐付かない設計レベルの値を保持する仕様レベルの `properties` フィールドに格納されます。

### 必要になる場面

ジオメトリは、**完全な物理ベースモデル**（DFN / SPMe — Ionworks では FPBM と呼びます）を構築するために必須です。これらの値は方程式の構造的な入力であり、欠けているとモデルを組み立てられず、ソルブを実行する前にビルド時にエラーが発生します。それ以外のモデル — ECM や集中定数／単一粒子系の **LPBM** ファミリー — はジオメトリを必要としないため、ジオメトリのない仕様でも引き続き利用できます。

実用的なチェック方法: 仕様のコンポーネントレコードがすべて未設定で `properties` が空であれば、その仕様は**プラットフォーム上にジオメトリを持たない**ものとして扱い、DFN/SPMe シミュレーションはビルドに失敗します。修正方法は別の測定を追加することではなく、仕様にジオメトリを付与することです（下記参照）。

### データの出所

モデルが必要とするのは数値そのものだけで、どのように得られたかは問いません。有効な出所には次のものがあります:

* 実際のセルのティアダウン
* 直接の計測（ノギス／マイクロメーターによる厚み測定、水銀ポロシメトリー、SEM による粒子径測定）
* ベンダーのデータシート
* 同等化学に関する公開文献

下流の利用者がその値が実測か仮定かを判断できるよう、各コンポーネントの `properties` 内に（たとえば `source` キーとして）出所と信頼度を値と一緒に記録してください。

### 仕様へのジオメトリの付与

ジオメトリは、仕様のコンポーネントを更新することで付与します。Quantity 辞書（`{"value": ..., "unit": ...}`）と人間が読みやすい単位を使用してください — `um`、`percent`、`mm`、`mol.m-3` などはすべて自動的に解釈されます。単位は PyBaMM 記法（符号付き整数の指数を持つ `.` 区切りのアトム）を使用します。`mol/m**3` のような Pint 形式の文字列も受け付けられ、PyBaMM 記法に正規化されます。

```python theme={null}
client.cell_spec.update(
    spec_id,
    {
        "anode": {
            "material": {"name": "NK-SC", "manufacturer": "Novonix"},
            "properties": {
                "thickness": {"value": 70, "unit": "um"},
                "porosity": {"value": 33.6, "unit": "percent"},
                "particle_radius": {"value": 5.05, "unit": "um"},
                "active_material_volume_fraction": {
                    "value": 62.7,
                    "unit": "percent",
                },
                "current_collector_thickness": {"value": 10, "unit": "um"},
                "source": "vendor datasheet",
            },
        },
        "cathode": {
            "material": {"name": "M83E300"},
            "properties": {
                "thickness": {"value": 65, "unit": "um"},
                "porosity": {"value": 30.0, "unit": "percent"},
                "particle_radius": {"value": 3.8, "unit": "um"},
                "active_material_volume_fraction": {
                    "value": 66.0,
                    "unit": "percent",
                },
                "source": "teardown",
            },
        },
        "separator": {
            "material": {"name": "Celgard 2325"},
            "properties": {
                "thickness": {"value": 25, "unit": "um"},
                "porosity": {"value": 39.0, "unit": "percent"},
            },
        },
    },
)
```

更新後、仕様の `anode_id`、`cathode_id`、`separator_id` が設定され、その仕様からパラメータを解決する任意のパラメータ化モデルでジオメトリを利用できるようになります。

<Note>
  **仕様**に付与されたジオメトリは設計目標を表します。特定の物理セルがその設計から逸脱する場合（たとえば特定ロットで実測された電極ローディング）は、その逸脱をセルインスタンスの `measured_properties` に記録してください。[データのアップロード](/ja/data/uploading)を参照してください。
</Note>

## プロジェクトへの所属

各セル仕様は、[組織](/ja/core-concepts/organizations)内の 1 つの[プロジェクト](/ja/core-concepts/projects-studies)に属します。その仕様から派生するセルインスタンス、測定データ、パラメータ化モデルはすべて同じプロジェクト内に存在します。

仕様の電極、電解液、セパレータ、ケースの **コンポーネント** と、それらが参照する **材料** も同じプロジェクトにスコープされます。あるプロジェクトの仕様でコンポーネントやその材料を編集しても、名前・製造元・製品 ID が同じであっても、別プロジェクトのコピーが変更されることはありません。

<Note>
  同じセル設計を別のプロジェクトで使用したい場合は、そのプロジェクト内で新しいセル仕様を作成してください。そのコンポーネントと材料は、新しいプロジェクト内の独立したコピーになります。これにより、各プロジェクトのセルデータ、測定値、パラメータ化モデルがそのプロジェクトに明確にスコープされます。
</Note>

<Note>
  プロジェクトを持たないコンポーネントや材料 — セル仕様を経由せず直接作成されたもの、またはプロジェクトごとのスコープ導入以前から存在するもの — は組織全体で共有されたままです。異なるプロジェクトの仕様がこれらの共有レコードを参照している場合、編集するとそれを参照するすべての仕様に影響します。
</Note>

## 次のステップ

* セルの実験データをアップロードする — [データの概要](/ja/data/overview)を参照
* シミュレーションのための数学的フレームワークを定義する[モデル](/ja/build/models)について学ぶ
* すぐに実行可能なシミュレーションエンジンを作成する[パラメータ化モデル](/ja/build/parameterized-models)を試す