[发明专利]密闭型二次电池的劣化诊断方法及劣化诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及诊断密闭型二次电池的劣化的方法及系统。

背景技术

近年来，以锂离子二次电池为代表的密闭型二次电池(以下有时简称为“二次电池”)不仅作为便携电话、笔记本电脑等移动设备的电源来利用，而且还作为电动汽车、混合动力车这样的电动车辆用电源来利用。二次电池因反复充放电而劣化，并且随着该劣化的进行而难以准确地掌握剩余容量。

专利文献1中记载了边进行二次电池的恒定电流充电或恒定电流放电边逐次测定每规定时间的电池电压的变化、并基于该电池电压的变化为规定值以下的时间而计算二次电池的劣化率的方法。但是，该每规定时间的电池电压依赖于直至测定时间点为止的充放电历程而发生变化，因此不适合用于在反复充放电状态下使用的用途、例如不适合在搭载于频繁反复充放电的电动车辆的环境下使用。

专利文献2中记载通过使电池组暂时完全放电后进行满量充电、并对此时的充电用电流的电流量进行累计来计算充电容量的方法。但是，实际的使用中很少使电池组完全放电，不适合用于在反复充放电的状态下使用的用途、例如不适合在搭载于频繁反复充放电的电动车辆的环境下的使用。

专利文献3中记载了检测二次电池的电压和内部压力、并使用不发生劣化的二次电池的电压与内部压力的关系数据、以及二次电池的内部压力与电池容量的关系数据来计算二次电池的劣化的方法。但是，由于有时劣化机制根据使用二次电池的环境、条件而不同，因此必须准备各种图案的关系数据，而且还难以判断属于何种图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-340997号公报

专利文献2：日本特开2008-278624号公报

专利文献3：日本特开2013-92398号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述实际情况完成的发明，其目的在于提供即使为在反复充放电的状态下使用的用途也能简便且高精度地诊断密闭型二次电池的劣化的方法及系统。

用于解决课题的手段

本发明的密闭型二次电池的劣化诊断系统如下所述，在密闭型二次电池的劣化诊断方法中，包括：检测上述密闭型二次电池的变形，求出第1曲线的步骤，其中所述第1曲线表示自满充电状态的放电容量或直至满充电状态为止的充电容量与所检测到的上述密闭型二次电池的变形量的关系；求出第2曲线的步骤，其中所述第2曲线表示该充放电容量与上述第1曲线的斜率的关系；和在基于在上述第2曲线出现的峰的宽度所计算的充放电容量大于基于与其对应的规定基准状态下的峰的宽度所计算的充放电容量时，判断为由反应分布的扩大所致的劣化模式的步骤。

在第2曲线出现的峰(山)起因于电极的阶段变化，表示该容量下的阶段变化结束的各个活性物质量。因此，基于该峰的宽度，可以掌握电极内的活性物质的反应分布，并通过与基准状态的比较，可以判定反应分布是否扩大、即是否为由反应分布的扩大所致的劣化模式。另外，成为第2曲线的出处的第1曲线为自满充电状态的放电容量或直至满充电状态为止的充电容量与二次电池的变形量的关系，即使在如电动车辆那样频繁反复充放电的环境下也时常有成为满充电状态的机会。因此，只要为该方法，则即使为在反复充放电的状态下使用的用途，也能简便且高精度地诊断密闭型二次电池的劣化。

在判定为由反应分布的扩大所致的劣化模式时，优选包括在不超过在上述第2曲线出现的峰起点的充电容量加上充电开始时的剩余容量所得的值的2倍的范围内进行恒定电流充电的步骤。由此，可以避免发生锂金属析出等不良情况，而且因此无需使电池处于完全放电状态。

本发明的密闭型二次电池的劣化诊断方法中，优选：在上述密闭型二次电池贴附高分子基质层，上述高分子基质层分散含有根据该高分子基质层的变形而对外磁场赋予变化的填料，通过检测上述外磁场根据该高分子基质层的变形产生的变化，从而检测上述密闭型二次电池的变形。由此高灵敏度地检测密闭型二次电池的变形，并且可以精度良好地诊断密闭型二次电池的劣化。

上述当中，优选：上述高分子基质层含有作为上述填料的磁性填料，通过检测作为上述外磁场的磁场的变化，从而检测上述密闭型二次电池的变形。由此，可以在无布线下检测伴随高分子基质层的变形而产生的磁场的变化。另外，由于可以利用灵敏度区域广的霍尔元件，因此可以在更广范围内进行高灵敏度的检测。