[发明专利]锂离子二次电池的劣化判定系统以及劣化判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池的劣化判定系统以及劣化判定方法，尤其涉及用于判定锂离子二次电池能否再利用的劣化诊断。

背景技术

近年来，作为电动汽车以及混合动力汽车的马达驱动用电源或便携设备的电源，正在推进锂离子二次电池的使用。

特别是，在用于电动汽车或混合动力汽车等电动车辆的用途中，为了确保所需的输出电压或蓄积电力量，使用将多个单位电池（cell）包装而成的电池组（battery pack：电池包），所以电池价格比较高。因此，电池的再利用（再使用（reuse）以及再循环（recycle））是成本方面重要的课题，通过对电池的劣化状态进行诊断来判定能否再利用的技术成为重要的事情。

例如，在日本特开2003-7348号公报（专利文献1）中，记载了以判别使用完的电池是否已劣化为特征的电池提供系统以及电池提供方法。专利文献1中记载了如下的系统：根据是否已劣化的判别，在能继续使用的情况下二次电池在售货店侧被充电后而被再销售，另一方面，在不能继续使用的情况下二次电池被从售货店侧送到工厂侧而被再循环。

另外，在日本特开平9-232008号公报（专利文献2）中，记载了在以锂二次电池为首的各种电池等所使用的非水类电解液的再生方法。专利文献2中记载了如下的再生方法：在非水系电解液中添加活性碳并进行搅拌然后将其放置所需时间之后，对添加液进行过滤来除去活性碳。由此，通过除去活性碳所吸附的添加液中的劣化原因物，从而能够进行已劣化的电解液的再生。

作为二次电池的劣化诊断的技术，在日本特开2008-241246号公报（专利文献3）中记载了以在线方式执行基于电池模型公式的状态推定的二次电池的状态推定装置。记载了如下内容：根据该状态推定装置，关于电池模型公式中的参数，预先制作新品时的参数值相对于电池状态的变化而变化的特性映射，并且基于在二次电池使用中基于电池模型公式进行参数确定而确定的参数值与对应于当前电池状态的新品时参数值的比率（变化率）来对劣化进行诊断。

关于锂离子二次电池，在日本特开2009-63555号公报（专利文献4）中记载了如下内容：对于搭载于能够外部充电的车辆的锂离子二次电池，基于外部充电时的满充电容量的降低来判定有无锂析出。在专利文献4中还记载了如下内容：在判定为有锂析出的情况下，在限制了锂离子二次电池的充放电之后进行使用。另外，在日本特开2009-199936号公报（专利文献5）中记载了如下内容：基于锂二次电池的充电次数和工作时间这样的使用履历信息，算出负极的锂析出量。在专利文献5中还记载了如下内容：根据所算出的锂析出量来启动用于将树枝状晶体溶解除去的控制。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2003-7348号公报

专利文献2：日本特开平9-232008号公报

专利文献3：日本特开2008-241246号公报

专利文献4：日本特开2009-63555号公报

专利文献5：日本特开2009-199936号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1以及2所记载的二次电池的再循环中，并没有言及在单位电池解体前判定该二次电池的劣化状态是否处于能再循环的范围内。因此，劣化至不能再循环的状态的二次电池通过单位电池解体后的化学分析等被初次判别，因此由于无用的解体作业和化学分析，有可能导致再循环成本上升。

另外，在锂离子二次电池中，已知金属锂的析出对电池劣化产生很大影响，因此优选将其反映于用于再利用的劣化判定。

然而，在专利文献3中，虽然能够对内部电阻的增大和正极以及负极的活性物质的扩散系数的降低（即扩散电阻的增大）进行推定，但无法对锂析出量进行诊断。另外，在专利文献4中，关于定期地通过外部电源成为满充电的锂离子二次电池，记载了通过使满充电容量降低来判定有无锂析出，但对于定量地把握锂析出量的方法并没有记载。

另一方面，在专利文献5中记载了根据锂离子二次电池的使用履历来算出锂析出量。然而，作为使用履历仅止于使用充电次数信息、高速充电次数信息、满充电次数信息以及工作时间信息，锂析出量通过使这些信息为变量的回归式来算出。因此，不是基于电池的实际的电压、电流、温度等的推定，所以无法充分确保锂析出量的推定精度，有可能无法执行适当的劣化判定。

本发明是为了解决这样的问题而完成的，本发明的目的在于，不必使劣化状态的锂离子二次电池解体，基于锂析出量的推定在非破坏的状态下适当地判定能否再利用（再循环以及再使用）。

用于解决问题的技术方案