[发明专利]电池的充电方法以及充电系统

说明书

本发明公开电池的充电方法以及充电系统。在蓄电池(2)的充电方法中，蓄电池(2)为具有包含石墨的负极的锂离子电池。石墨的阶段构造被划分为阶段1～阶段4。蓄电池(2)具有：阶段4与阶段3共存的SOC区域(X_L)；阶段3与阶段2共存的SOC区域(X_M)；以及阶段2与阶段1共存的SOC区域(X_H)。充电方法包括第一以及第二步骤。第一步骤为根据蓄电池(2)的电压(VB)以及电流(IB)中的至少一方推测蓄电池(2)的SOC的步骤。第二步骤为以使SOC区域(X_M)中的向蓄电池(2)的充电电流比SOC区域(X_L、X_H)中的充电电流大的方式，根据蓄电池(2)的SOC决定充电电流的步骤。

技术领域

本公开涉及电池的充电方法以及充电系统，更特定的是涉及锂离子电池的充电电流的控制技术。

背景技术

近年来，正在普及作为行驶用蓄电池而搭载有锂离子电池(非水电解液二次电池)的车辆。以下，有时将锂离子电池简化为“电池”。研究了使电池容量增大。通过使容量增大，能够使车辆的EV行驶距离(车辆能够利用积蓄于电池的电力行驶的距离)变长。另一方面，电池的充电所需的时间也变长，用户的便利性可能下降。因而，为了缩短充电时间，正在开发以大电流对电池进行充电的“急速充电”。

已知在急速充电(高速率下的充电)时电池的劣化特别容易进展。这样的劣化与经年劣化区分，还被称为“高速率劣化”。认为高速率劣化是起因于与充电相伴地在电极体内的锂离子浓度分布中产生偏差。此外，锂离子浓度分布的偏差有时被称为“盐浓度不均”。

提出了用于抑制急速充电时的高速率劣化的技术。例如日本特开2011-024412号公报公开了抑制/排除急速充电对循环寿命的影响并缩短电池的充电时间的充电系统。

发明内容

为了延长电池的寿命，针对抑制与充电相伴的电池的高速率劣化的技术的要求始终存在(例如参照日本特开2011-024412号公报)。本发明人们专心研究的结果，发现了能够有效地抑制高速率劣化的手法。

本公开是为了解决上述课题而完成的，本公开的目的在于抑制锂离子电池的高速率劣化。

(1)在本公开的某个局面的电池的充电方法中，电池为具有包含石墨的负极的锂离子电池。石墨的阶段构造被划分为阶段1～阶段4。电池具有：阶段4与阶段3共存的第一SOC区域；阶段3与阶段2共存的第二SOC区域；以及阶段2与阶段1共存的第三SOC区域。充电方法包括第一以及第二步骤。第一步骤为根据电池的电压以及电流中的至少一方推测电池的SOC的步骤。第二步骤为以使第二SOC区域中的向电池的充电电流比第一以及第三SOC区域中的充电电流大的方式，根据电池的SOC决定充电电流的步骤。

详细内容将在后面叙述，在第二SOC区域，与充电相伴的负极的膨胀程度(膨胀速率)比第一或者第三SOC区域小(参照图6)。因此，电解液不易从负极被挤出到外部，不易产生电极体内的盐浓度不均。因而，在第二SOC区域，即使将向电池的充电电流设为相对大，也能够使电池的劣化(具体而言电池的内部电阻的上升)的进展速度收敛于容许范围内。因而，根据上述(1)的方法，能够抑制锂离子电池的高速率劣化。

(2)上述决定的步骤(第二步骤)包括：在第二SOC区域，将充电电流的C速率设为1.5C以上，且将第二SOC区域中的充电电流设为第一或者第三SOC区域中的充电电流的1.25倍以上的步骤。

根据上述(2)的方法，根据本发明人的评价试验的结果(参照图13)，将充电电流的C速率的数值范围规定为超过1.5C或者小于1.5C，并且规定SOC区域间的充电电流的比率的数值范围。由此，能够更适合地抑制锂离子电池的高速率劣化。