[发明专利]二次电池的内部信息检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池的内部信息的检测方法以及具备该功能的装置。

背景技术

已知二次电池(例如锂二次电池)如果在高温环境下或充电深度深的状态下保存、或者进行充放电循环的话会发生劣化，造成容量降低。即使对已发生了容量降低的电池进行充分的充电也无法恢复到原来的电池容量。这种容量的减小被认为是由于正极以及负极中对充放电有贡献的电极材料的减少、电极材料和电解液的界面处的不可逆的化学反应等造成的。以往，在制成了电池后，就难以再非破坏地分别判定这些电池内部的劣化因子。因此，以往的电池的状态判定方法是对电池整体的劣化程度进行判定。

另外，二次电池是在一定范围内的电池电压或充电状态下使用的。但是，随着二次电池的劣化，与某个电池电压或充电状态对应的正极电位以及负极电位会发生变化。因此，在与劣化前相同的电池电压范围或充电状态范围内继续使用二次电池的情况下，正极电位或负极电位进入不期望的区域，电池寿命以及安全性有可能降低。在以往的内部信息检测方法中，无法高精度地分别获得正极电位以及负极电位，所以难以避免这种情况。

作为目前为止提出的代表性的二次电池的劣化判定方法，可以举出使用电池电压对于规定时间的变化ΔV来进行电池的劣化判定等方法。

专利文献1：日本特开2002-340997号公报

专利文献2：日本特开2001-292534号公报

上述的二次电池的劣化判定方法是对电池整体的劣化率进行数值化的方法。但是，即使求出电池整体的劣化率，也无法判定在劣化了的电池的内部正极和负极、不可逆的化学反应分别处于什么样的状况，存在应用范围受到限制的问题。另一方面，为了判定电池的内部正极和负极、不可逆的化学反应分别处于什么样的状况，需要将电池解体，存在电池无法继续使用的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于提供一种使用非破坏且简便的方法来对二次电池的内部正极的状况和负极的状况进行检测的技术。

本发明者发现了如下的情况：在以微小的电流进行二次电池的充放电的情况下，通过将分别独立测定出的正极单独的充放电曲线以及负极单独的充放电曲线进行叠加计算，可以良好地再现所得到的二次电池的充放电曲线；以及作为在该计算中使用的参数，只要确定了对充放电有贡献的正极活性物质量m_p、对充放电有贡献的负极活性物质量m_n、关于正极和负极的充放电曲线的位置关系的指标C就足够了。另外，在本说明书中，将“对充放电有贡献的活性物质量”记为“有效活性物质量”。

本发明的第一形式的二次电池的内部信息检测方法包括如下的步骤：

第1步骤，获得正极材料固有的充/放电曲线和负极材料固有的充/放电曲线，并且获得基于上述二次电池的实测的电池整体的充/放电曲线；

第2步骤，使用用于修正对充/放电有贡献的活性物质量的第1修正参数，对上述正极材料固有的充/放电曲线以及上述负极材料固有的充/放电曲线进行修正，求出正极整体的充/放电曲线以及负极整体的充/放电曲线；使用用于修正充/放电曲线的位置关系的第2修正参数，对上述正极整体的充/放电曲线以及负极整体的充/放电曲线的位置关系进行修正，进而进行叠加，从而求出电池整体的充/放电曲线(称为“基于计算的电池整体的充/放电曲线”)，求出基于上述计算的电池整体的充/放电曲线和基于上述实测的电池整体的充/放电曲线的相关性；

第3步骤，确定在上述第2步骤中上述相关性变高时的上述第1修正参数以及上述第2修正参数；以及

第4步骤，将使用在上述第3步骤中确定的第2修正参数修正了位置关系的上述正极整体的充/放电曲线以及上述负极整体的充/放电曲线推定成上述二次电池的正极整体的充/放电曲线以及负极整体的充/放电曲线。

另外，本发明的第二形式的二次电池的内部信息检测方法包括如下的步骤：

第1步骤，获得作为基础数据的正极材料固有的充/放电曲线以及负极材料固有的充/放电曲线，并且获得作为实测值的被检测电池的充/放电曲线；

第2步骤，使用上述正极材料固有的充/放电曲线、上述负极材料固有的充/放电曲线、以及作为上述实测值的被检测电池的充/放电曲线、和规定的修正参数，求出被检测电池内部的正极的充/放电曲线以及负极的充/放电曲线；以及

第3步骤，输出在上述第2步骤中求出的、上述正极的充/放电曲线、上述负极的充/放电曲线、以及在计算中使用的上述修正参数中的至少一个。

另外，在本发明中，还包括实现这些的方法的装置。

附图说明