[发明专利]蓄电量估计装置、蓄电模块、蓄电量估计方法、和记录介质

说明书

提供能够估计包含蓄电量‑电压值特性示出迟滞的活性物质的蓄电元件的蓄电量的蓄电量估计装置、具备该蓄电量估计装置的蓄电模块、蓄电量估计方法、和计算机程序。蓄电量估计装置(6)估计在正极和负极的至少一者中包含活性物质的蓄电元件(3)的蓄电量，所述活性物质根据充放电的推移而发生2个以上的电化学反应，一个电化学反应发生的情况下示出的蓄电量‑电压值充电特性和蓄电量‑电压值放电特性的迟滞比其他电化学反应发生的情况下的迟滞更小。蓄电量估计装置(6)具备：估计单元(62)，其在一个电化学反应与其他电化学反应相比更多地发生的情况下，使用基于蓄电量‑电压值放电特性而得到的电压参照蓄电量‑电压值特性，估计蓄电量。

技术领域

本发明涉及估计蓄电元件的SOC(荷电状态，State Of Charge)等蓄电量的蓄电量估计装置、包含该蓄电量估计装置的蓄电模块、蓄电量估计方法、和计算机程序。

背景技术

在电动汽车、混合动力车等中使用的车辆用的二次电池、电力储存装置、太阳能发电系统等中使用的产业用的二次电池中，要求高容量化。迄今进行了各种各样的研究和改良，存在仅通过改良电极结构等难以实现进一步的高容量化的倾向。因此，推进了与现行的材料相比更高容量的正极材料的开发。

以往，作为锂离子二次电池等非水电解质二次电池用的正极活性物质，研究了具有α-NaFeO₂型晶体结构的锂过渡金属复合氧化物，使用LiCoO₂的非水电解质二次电池被广泛实用化。LiCoO₂的放电容量为120～160mAh/g左右。

将锂过渡金属复合氧化物用LiMeO₂(Me为过渡金属)表示时，作为Me，期望使用Mn。在作为Me而含有Mn的情况下，在Me中的Mn的摩尔比Mn/Me超过0.5的情况下，若进行充电，则引起向尖晶石型的结构变化，无法维持晶体结构，因此充放电循环性能显著地差。

提出了各种Me中的Mn的摩尔比Mn/Me为0.5以下、Li相对于Me的摩尔比Li/Me为大致1的LiMeO₂型活性物质，且进行了实用化。含有作为锂过渡金属复合氧化物的LiNi_1/2Mn_1/2O₂和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂等的正极活性物质具有150～180mAh/g的放电容量。

还已知包含相对于LiMeO₂型活性物质、Me中的Mn的摩尔比Mn/Me超过0.5、且Li相对于过渡金属(Me)的比率的组成比率Li/Me大于1的锂过渡金属复合氧化物的、所谓锂过剩型活性物质。

作为上述的高容量的正极材料，研究了作为锂过剩型的Li₂MnO₃系的活性物质。该材料依赖于充电履历和放电履历，具有对于同一SOC(State Of Charge，充电状态)的电压值或电化学的特性发生变化的迟滞(滞后，hysteresis)这一性质。

作为估计二次电池中的SOC的方法，有基于二次电池的OCV(Open CircuitVoltage，开路电压)与SOC一一对应的相关关系(SOC-OCV曲线)而确定SOC的OCV法(电压参照)；以及将二次电池的充放电电流值累算而确定SOC的电流累算法。

在使用具有迟滞的电极材料的情况下，无法相对于SOC唯一地确定电压值，因此难以利用OCV法来估计SOC。由于无法唯一地确定SOC-OCV曲线，因此也难以预测在某一时点的可放电的能量。

通过电流累算法而算出SOC的情况下，使用下述的式(1)。

SOC_i＝SOC_i-1+I_i×Δt_i/Q×100…(1)

SOC_i：当次SOC