[发明专利]电池系统以及锂离子电池的控制方法

说明书

本发明提供一种电池系统以及锂离子电池的控制方法。电池系统具备作为具有包含正极活性物质的电极体的锂离子电池的电池组件。ECU计算表示高倍率劣化的发展程度的劣化指标值ΣD，在劣化指标值ΣD超过了阈值的情况下控制电力变换装置或者PCU，以使电池组件的电压处于包括特定电压的电压范围内。特定电压为dQ/dV电压特性线上的峰值电压，所述峰值电压是由正极活性物质的构造变化得到的。dQ/dV电压特性线为表示蓄电量变化量dQ相对于电池组件的电压变化量dV的比率即dQ/dV与电池组件的电压之间的关系的线。

技术领域

本公开涉及电池系统以及锂离子电池的控制方法，更特定的是涉及用于抑制锂离子电池的高倍率劣化的技术。

背景技术

近年来，作为行驶用电池组件而搭载锂离子电池的车辆正在普及。已知伴随锂离子电池的大电流(高倍率)下的充放电，锂离子电池可能发生劣化。该劣化还被称为“高倍率劣化”。用于抑制锂离子电池的高倍率劣化的各种技术被提出。

例如日本特开2014-154399号公开一种控制方法，通过在适当的定时加热二次电池，能够抑制二次电池的高倍率劣化。另外，日本特开2010-251025公开一种电池系统，通过对锂离子电池的电解液施加振动，能够抑制锂离子电池的高倍率劣化。

发明内容

一般而言，车载用途等的锂离子电池价格昂贵。因此，在锂离子电池的高倍率劣化发展的情况下，对于用户而言，最好恢复(或者抑制)锂离子电池的高倍率劣化，防止锂离子电池的价值下降。

在典型的电池系统中，设置有使锂离子电池充放电的电压变换装置。但是，在日本特开2014-154399、日本特开2010-251025所公开的技术中，高倍率劣化的恢复需要电压变换装置以外的仪器。具体而言，在日本特开2014-154399中，需要对二次电池进行加热的加热器。在日本特开2010-251025中，需要对锂离子电池的电解液施加振动的装置。这样，最好不使用在通常的电池系统中未设置的追加的仪器，而利用更简易的结构来恢复锂离子电池的高倍率劣化。

本公开是为了解决上述课题而完成的，本公开的目的在于利用简易的结构来恢复(抑制)锂离子电池的高倍率劣化。

(1)依照本公开的某个方面的电池系统具备：锂离子电池，具有电极体；电压变换装置，构成为能够使锂离子电池的电压变化；以及控制装置，控制电压变换装置。控制装置计算表示在电极体的内部由锂离子的浓度分布产生偏差所引起的锂离子电池的劣化的发展程度的指标值，在指标值超过阈值的情况下控制电压变换装置，以使锂离子电池的电压处于包括特定电压的规定的电压范围内。特定电压为dQ/dV电压特性线上的峰值电压，所述峰值电压是由电极体所包含的正极活性物质的构造变化得到的。dQ/dV电压特性线为表示锂离子电池的蓄电量变化量dQ相对于锂离子电池的电压变化量dV的比率即dQ/dV与锂离子电池的电压之间的关系的线。

(2)控制装置在指标值超过阈值的情况下控制电压变换装置，以使得在电压范围内重复锂离子电池的充电和放电。

(3)控制装置在指标值超过阈值的情况下控制电压变换装置，以使将锂离子电池在电压范围内为恒定电压的状态维持规定时间。

在上述(1)～(3)的结构中，在锂离子电池的劣化指标值超过阈值的情况下，以使锂离子电池的电压处于包括特定电压的电压范围内的方式被调整。详细内容将在后面叙述，由此，发生与正极活性物质的构造变化相伴的正极的收缩，所以负极相对地膨胀。伴随负极的膨胀而电解液被负极吸收，其结果是电极体的内部的锂离子的浓度分布的偏差被缓和。在该处理中，通常使用设置于锂离子电池的电压变换装置，所以不需要追加的仪器。因而，根据上述(1)～(3)的结构，能够利用简易的结构来恢复锂离子电池的高倍率劣化。

(4)正极活性物质包含由LiNi_xM_yO₂表示的具有层状构造的锂镍复合氧化物。M包括从由Co、Mn以及Al构成的组中选择的至少1种。满足0.6≤x1，0y，x+y＝1的关系。