CN109428134A - 二次电池的再利用方法和二次电池系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电池组的再利用方法，其包括第1～第3步骤。第1步骤是通过利用电池组的电压值和温度来推定电池组的正极内的Ni2O3H的生成量的步骤。第2步骤是在所推定出的生成量为预定的第一基准量以下的情况下将电池组再利用于大容量用途的步骤。第3步骤是在所推定出的生成量大于第一基准量并且为第二基准量以下的情况下将电池组再利用于高输入输出用途的步骤。

Description

二次电池的再利用方法和二次电池系统
技术领域
本公开涉及二次电池的再利用方法和二次电池系统，更具体而言，涉及用于包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池的再利用的技术。
背景技术
近年来，作为环保车辆，一直在普及混合动力车等电动车辆。这些电动车辆有的会搭载由包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池(镍氢电池等)构成的电池组。一般随着电动车辆的行驶距离的增加或时间的经过，电池组会劣化，电池组的满充电容量降低。
例如日本特开2011-233423号公报记载了由于在镍氢电池的正极内生成Ni2O3H导致满充电容量降低。根据专利文献1，通过适当设计正极的长度和高度(宽度)，可抑制正极内的Ni2O3H的生成。其结果，能够抑制镍氢电池的满充电容量的降低。
发明内容
随着电动车辆的普及，由于正极内的Ni2O3H生成而使满充电容量降低的电池组的数量也会增加。因此，对于满充电容量降低的电池组，期望适当判定其能否再利用，从而将可再利用的电池组再次利用。专利文献1中，虽然记载了由于Ni2O3H的生成导致满充电容量降低的劣化现象，但是没有特别考虑到满充电容量降低的电池组的再利用。
本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的是提供一种包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池的再利用方法，有效利用可再次利用的二次电池。
另外，本公开的另一目的是提供一种用于判定包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池的再利用的用途的二次电池系统，判定能够有效利用二次电池的用途。
(1)本公开涉及的二次电池的再利用方法，是包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池的再利用方法。该再利用方法包括第1～第3步骤。第1步骤是通过利用检测二次电池的状态得到的检测值(电压值、电流值或温度)来推定二次电池的正极内的Ni2O3H的生成量的步骤。第2步骤是在所推定出的生成量低于预定的基准量的情况下将二次电池再利用于大容量用途的步骤。第3步骤是在所推定出的生成量大于基准量的情况下将二次电池再利用于高输入输出用途的步骤。
(2)随着Ni2O3H的生成量增加，二次电池的满充电容量降低。优选上述基准量基于二次电池的满充电容量而确定。
(3)随着上述生成量的增加，二次电池可输入输出的电力降低得到缓解。优选上述基准量基于二次电池可输入输出的电力而确定。
(4)优选大容量用途是车载用途。
(5)优选高输入输出用途是作为固定设置的电力调整用电源的用途。
(6)优选推定的步骤(第1步骤)包括通过利用表示二次电池的电压和温度与正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的数据(例如后述的图表MP1)，根据二次电池的电压和温度来推定正极内的Ni2O3H的生成量的步骤。
(7)优选推定的步骤(第1步骤)包括利用表示二次电池的满充电容量与正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的数据(例如后述的图表MP2)，根据由二次电池的电压和电流求出的满充电容量来推定正极内的Ni2O3H的生成量的步骤。
(8)本公开涉及的二次电池系统，是用于判定包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池的再利用的用途的二次电池系统。该二次电池系统具备存储装置和判定装置。存储装置存储二次电池的电压值和电流值与二次电池的正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的数据。判定装置根据二次电池的电压值和电流值算出所述二次电池的满充电容量，通过利用算出的满充电容量和上述数据来推定正极内的Ni2O3H的生成量，并利用所推定出的生成量来判定二次电池的再利用的用途。判定装置在所推定出的生成量低于预定的基准量的情况下判定为可将二次电池再利用于大容量用途，在所推定出的生成量超过基准量的情况下判定为可将二次电池再利用于高输入输出用途。
本发明人着眼于Ni2O3H的生成量超过基准量的二次电池中满充电容量降低，而这样的二次电池具有适合像电容器一样使用的特性(详细情况会在后面说明)。在大容量用途(例如车载用途)中，二次电池的满充电容量的降低会导致油耗恶化、驾驶性能的恶化，因此满充电容量是非常重要的性能。另一方面，也存在并不十分重视满充电容量大小，但高输入输出特性重要的用途(例如发电厂等供电设施中的电力调整用二次电池的用途，以下也称为“高输入输出用途”)。因此，根据上述结构和上述方法，判定二次电池的用途适合于大容量用途还是适合于高输入输出用途。由此，能够有效利用可再次利用的二次电池。特别是通过将Ni2O3H的总生成量超过基准量的二次电池再利用于供电设施等，能够缓和伴随Ni2O3H生成的满充电容量的降低这一缺点，并且能够有效利用高输入输出特性这一优点。也就是说，能够有效利用可再次利用的二次电池。
本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点，可以根据与附图相关联而理解的关于本发明的以下详细说明来明确。
附图说明
图1是用于说明电池组的再利用的概念图。
图2是实施方式1涉及的电池组和二次电池系统的结构图。
图3是表示关于正极内的Ni2O3H的存在比率与满充电容量之间的关系的实验结果的一例的图。
图4是表示第1预备实验中的处理步骤的流程图。
图5是表示在有意将大量Ni2O3H混入正极之后，采用X射线衍射法分析正极的结果的一例的图。
图6是表示通过第1预备实验求出的试料内的Ni2O3H的比例与X射线衍射法中的峰面积比之间的关系的一例的图。
图7是表示第2预备实验中的处理步骤的流程图。
图8是表示将通过第1和第2预备实验得到的结果汇总的图表的一例的图。
图9是表示Ni2O3H生成量增加了的单电池的放电特性的一例的图。
图10是表示Ni2O3H生成量增加了的单电池的相对于温度变化的输出维持率的一例的图。
图11是用于说明供电设施中的电力供需的示意图。
图12是表示实施方式1中的电池组的再利用判定处理步骤的流程图。
图13是表示进行电池组的重建时的处理步骤的流程图。
图14是表示第3预备实验中的处理步骤的流程图。
图15是表示实施方式2中的图表的一例的图。
图16是表示实施方式2中的电池组的再利用判定处理步骤的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。再者，对图中相同或相当的部分附带相同标记并省略其说明。
通常，电池组的“再利用”大致分为重复使用、重建和再生。重复使用的情况下，所回收的电池组经过必要的出厂检查，原样作为重复使用品投入使用。重建的情况下，所回收的电池组例如暂时分解为单电池。然后，将单电池之中能够原样利用的单电池组合，制造新的电池组。新制造的电池组经过出厂检查，作为重复使用品投入使用。与此相对，再生是从各单电池中取出可再生的材料，不会将所回收的电池组作为另一电池组使用。本公开中，能够再利用的电池组包括能够重复使用或重建的电池组。另一方面，不能再利用的电池组是指应该进行再生(或废弃)的电池组。
[实施方式1]
图1是用于说明电池组的再利用的概念图。参照图1，市场中，将车辆1搭载的电池组10回收。车辆1例如是混合动力车。但电池组10的回收来源不限定于车辆，也可以回收固定设置用电池组用于再利用。
实施方式1中，对所回收的电池组10实施预定的处理，对于处理后的电池组10，通过判定系统100(参照图2)判定能够再利用以及再利用的用途。对于被判定为不能再利用(不适合再利用)的电池组，进行再生或废弃。另一方面，对于被判定为能够再利用(适合于再利用)的电池组，进一步判定其适合于大容量用途还是高输入输出用途。
被判定为适合于大容量用途的电池组10，在实施用于恢复电池组10的容量的处理(刷新充电处理)等之后，例如担载于另一车辆2(例如混合动力车)进行再利用。这是由于通过将大容量的电池组10担载于车辆2，能够提高车辆2的燃油效率或提高车辆2的驾驶性能。再者，车载用途不限于面向普通汽车的用途，例如可以是面向巴士、卡车等大型车辆的用途，也可以是面向于两轮车(电动两轮车、电动自行车)的用途。
被判定为适合于高输入输出用途的电池组，在实施刷新充电处理之后，例如作为发电厂等供电设施3的电力调整用的电池组进行再利用。高输入输出用途可以是工厂、办公楼、医院、住宅或商店等设施(未图示)中的电力调整用途。关于高输入输出用途的详细情况会在后面进行说明。
＜判定系统的结构＞
图2是实施方式1涉及的电池组和判定系统(二次电池系统)的结构图。参照图1和图2，在实施方式1中，以车辆1是混合动力车、并且电池组10和判定系统100搭载于车辆1的结构(车载结构)为例进行说明。再者，车辆1也可以是其它电动车辆(具体而言有插电式混合动力车、电动汽车或燃料电池车)。
电池组10例如包含串联的M个模块11～1M。各模块例如包含串联的N个单电池。M、N是2以上的自然数。在本实施方式中，各单电池是镍氢电池的单电池。但单电池的种类不限定于镍氢电池，只要是包含镍系化合物(氢氧化镍)作为正极活性物质的碱性二次电池即可，例如可以是镍锌电池。
电池组10例如设有电流传感器22、M个电压传感器211～21M以及M个温度传感器231～23M。电压传感器211～21M与M个模块对应设置，检测对应的模块的端子间电压(电压VBi)(i是1～M中的任一个自然数)。电流传感器22检测电池组10的充放电电流(电流IB)。温度传感器231～23M与M个模块对应设置，检测对应的模块的温度(温度TBj)(j是1～M中的任一个自然数)。各传感器将表示其检测结果的信号向判定系统100输出。再者，并不是必须将电压和温度的监控单位设为模块，例如也可以对每个单电池监控电压和温度。
再者，对M、N是2以上的自然数进行了说明，但在本公开中，不特别限定电池组10内的模块结构和单电池结构。以下，关于电压和温度，在没有提到M个模块之中的特定的模块或N个单电池之中的特定的单电池的情况下，简单记为电池组10的电压和温度。后述Ni2O3H生成量、满充电容量等其它参数也是同样的。
判定系统100具备判定装置110、存储装置120、控制装置130、电力转换装置140和显示装置150。判定装置110和控制装置130分别是包含CPU(中央处理单元；CentralProcessing Unit)、存储器和输入输出接口(都未图示)而构成的微型计算机。
判定装置110执行用于判定能否再利用电池组10以及再利用的用途的“再利用判定处理”。关于再利用判定处理会在后面进行详细说明。
关于存储装置120会在后面进行详细说明，其存储有表示电池组10的电压和温度与正极内的Ni2O3H生成量之间的关系的图表MP1(参照图8)。存储装置120存储的图表MP1向判定装置110输出。
控制装置130通过控制电力转换装置140来控制电池组10的充放电。再者，图2中，示出单独构成判定装置110、存储装置120和控制装置130的例子，但这些装置之中的任意两个或三个可以一体构成。
电力转换装置140被构成为按照来自控制装置130的控制指令，执行电池组10的充放电。电力转换装置140例如包含AC/DC转换器和DC/DC转换器(都为图示)，在电池组10与未图示的电动发动机之间电连接。
显示装置150例如是汽车导航系统的显示器，显示由判定装置110进行的再利用判定处理的结果。再者，在判定系统100没有搭载于车辆1的结构(车外结构)中，显示装置150例如是计算机终端的显示器。
＜镍氢电池的再利用判定＞
在电池组10的正极内，随着时间的经过而生成Ni2O3H。特别是在高温环境下，Ni2O3H的生成明显。像这样根据电池组10的使用状况而生成的Ni2O3H在正极内逐渐积存。随着正极内积存的Ni2O3H增加，电池组10的满充电容量降低。
图3是表示关于正极内的Ni2O3H的存在比率与满充电容量之间的关系的实验结果的一例的图。参照图3，横轴表示正极内的Ni2O3H的存在比率，纵轴表示电池组10的满充电容量。由该实验结果可知，如果Ni2O3H的存在比率提高，则满充电容量降低。
如图3所示，即使随着Ni2O3H生成量的增加，电池组10的满充电容量一定程度降低，也有可能能够再利用电池组10。但是，如果在判定能否再利用电池组10的情况下需要再次测定正极内的Ni2O3H的生成量，则工作时间和成本的负担会增大。
因此，在实施方式1中采用以下技术构成。存储装置120存储表示电池组10的电压和温度与正极内的Ni2O3H的单位充电时间的生成量之间的关系的图表MP1(参照图8)。判定装置110在电池组10的使用中(例如车辆1的系统工作中)，利用电池组10的电压VB和温度TB以及表格MP1来推定Ni2O3H生成量。判定装置110利用所推定出的生成量来判定能否再利用电池组10，在判定为能够再利用的情况下，进一步判定再利用的用途。
＜图表MP1的制作＞
图表MP1通过多个实验而预先制作。以下，首先对图表MP1的制作方法进行说明，然后对利用图表MP1的再利用判定处理进行说明。
用于制作图表MP1的实验，例如按照以下顺序进行。首先，进行用于调查正极内的Ni2O3H的混入量与采用X射线衍射法分析正极时得到的峰面积比之间的关系的实验(以下也称为“第1预备实验”)。然后，进行利用经过耐久试验(后述)的镍氢电池和第1预备实验的结果，调查耐久条件(电压和温度)与正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的实验(以下也称为“第2预备实验”)。在第2预备实验中，最终制作表示耐久条件与镍氢电池中的Ni2O3H的单位时间生成量之间的关系的图表MP1。以下，依次对第1和第2预备实验进行说明。
＜第1预备实验＞
图4是表示第1预备实验中的处理步骤的流程图。图4以及后述的表示第2和第3预备实验中的处理步骤的流程图(参照图7和图14)中示出的处理，由实验者进行。
参照图4，在S100中，试验者向新的正极粉末中均匀混入预定量(例如试料内的Ni2O3H的比例P1)的Ni2O3H粉末，制作试料。然后，实验者采用X射线衍射法进行试料的分析(S110)。具体而言，实验者对于预定的衍射角度，测定X射线的峰面积。以下，对如何确定X射线的衍射角度进行说明。
图5是表示在正极中有意混入大量Ni2O3H之后，采用X射线衍射法分析正极而得到的结果(衍射图案)的一例的图。参照图5，横轴表示衍射角度(2θ)，纵轴表示衍射强度。在包含大量Ni2O3H的正极进行了完全放电的情况下，正极中会含有Ni2O3H、β-Ni(OH)2和金属Ni(集电体)。再者，在没有完全放电的情况下，还会包含β-NiOOH。
与图中“◇”的位置相对应的衍射角度的衍射峰，包含Ni2O3H的衍射的影响。与“○”的位置相对应的衍射角度的衍射峰，包含β-Ni(OH)2的衍射的影响。与“×”的位置相对应的衍射角度的衍射峰，包含金属Ni的衍射的影响。
例如，衍射角度D1～D4的峰，主要受到Ni2O3H的衍射的影响，几乎不会受到其它化合物的衍射的影响。因此，试验者通过利用衍射角度D1～D4之中的任一衍射角度的X射线，能够测定由Ni2O3H产生的峰的面积。在实施方式1中，作为一例，将衍射角度D1的峰面积用于X射线衍射法分析。但例如也可以将所有衍射角度D1～D4的峰面积(4个峰的合算面积)用于X射线衍射法分析。
再次参照图4，如果在S110中采用X射线衍射法进行试料的分析，则实验者记录作为分析结果的衍射角度D1的峰面积(S120)。如上所述，通过S100～S120的处理，求出向试料内混入预定量(例如比例P1)的Ni2O3H时的衍射角度D1的峰面积。
接着，与Ni2O3H同样地，着眼于属于Ni(OH)2的峰(例如图5所示的D’1、D’2)，算出混入预定量(在此为K1)的Ni2O3H时的衍射角度D’1的峰面积。
在第1预备实验中，变更混入试料内的Ni2O3H的量(例如变更为预定量K2、K3等)，进行多次S100～S120的处理。其结果，能够求出试料内的Ni2O3H的比例(＝Ni2O3H量/(Ni(OH)2量+Ni2O3H量))与衍射角度D1的峰面积比(＝D1/(D1+D’1))之间的关系。
图6是表示通过第1预备实验求出的试料内的Ni2O3H的比例与采用X射线衍射法得到的峰面积比之间的关系的图。参照图6，横轴表示试料内的Ni2O3H的比例，纵轴表示采用X射线衍射法得到的峰面积比。
在试料内混入比例P1～P3的Ni2O3H的情况下，设想衍射角度D1的峰面积比分别为A1～A3的状况。根据该实验结果，作为试料内的Ni2O3H的比例与衍射角度D1的峰面积比之间的关系，例如能够求出图6所示的关系。通过求出试料内的Ni2O3H的比例与衍射角度D1的峰面积比之间的关系，第1预备实验结束。再者，在此基于峰面积规定了图6的关系，但例如也可以基于峰强度规定图6的关系。
＜第2预备实验＞
图7是表示第2预备实验中的处理步骤的流程图。参照图7，实验者设定耐久条件(电压条件和温度条件)之后，对从新的电池组10取出的任一单电池进行耐久试验(S200)。例如，在该耐久试验中，单电池设置于在恒温槽内设置的充电系统(都未图示)。恒温槽内的温度维持在由实验者设定的温度。以恒定电压进行单电池的充电。认为该恒定电压之中由于金属电阻而上升的电压，不会影响到单电池的正极内的Ni2O3H的生成。
耐久试验例如通过以单电池的SOC(充电状态；State OfCharge)在预定范围内的方式，反复进行预定时间的充电和预定时间的放电而进行。SOC的预定范围例如是在判定系统100中控制SOC的控制范围(例如50％～80％的范围)。再者，耐久试验例如作为整体进行几天～几个月。
当耐久试验结束时，实验者将单电池分解，取出正极，采用X射线衍射法进行分析(S210)。然后，实验者利用电极内的Ni2O3H的比例与采用X射线衍射法得到的峰面积比之间的关系(由第1预备实验导出的图6所示的关系)、以及作为分析结果的峰面积比，推定单电池中的Ni2O3H的单位充电时间的生成量(S220)。
例如，在峰面积为A的情况下，Ni2O3H的生成比(正极内的Ni2O3H的比例)推定为P(参照图6)。将能够根据所推定出的Ni2O3H的比例P算出的Ni2O3H的生成量除以耐久试验的总充电时间，由此能够算出Ni2O3H的单位充电时间的生成量。单位时间例如为1秒。再者，作为没有除以耐久试验的时间、而是除以耐久试验中的总充电时间的理由，是由于Ni2O3H必须对镍氢电池(更通常而言为包含镍化合物作为正极活性物质的碱性二次电池)施加一定程度的电压才会生产，在放电时难以生成。
然后，实验者将在S220中推定的Ni2O3H的单位充电时间的生成量作为根据所设定的耐久条件而导出的单电池的电压和温度的结果进行记录(S230)。如上所述，通过S200～S230的处理，求出所设定的耐久条件下的各单电池的单位充电时间的Ni2O3H的生成量。
在第2预备实验中，改变耐久条件，进行多次S200～S230的处理。其结果，能够求出单电池的电压和温度与单电池的正极的单位充电时间的Ni2O3H的生成量之间的关系。由此，第2预备实验结束。
图8是表示通过将第1和第2预备实验得到的结果汇总的图表MP1的一例的图。参照图8，横轴表示耐久条件的温度，纵轴表示耐久条件的电压。
在图表MP1中，对于每个模块的温度(Ta、Tb、Tc···)与电压(Va、Vb、Vc···)的组合，对应附上了模块的单位充电时间的Ni2O3H的生成量(waa、wab、wba···)。再者，电压是从通过电压传感器检测到的电压减去由金属电阻导致的电压上升量而得到的值。单位充电时间的Ni2O3H的生成量是通过第2预备实验得到的结果(将单电池的测定结果换算为模块的值)。在实施方式1涉及的判定系统100中，通过第1和第2预备实验预先制作图表MP1，制作出的图表MP1存储于存储装置120。以下，对于利用图表MP1判定能否再利用电池组10以及再利用的用途的步骤进行说明。
＜电容器的特性＞
本发明人进行实验的结果，了解到Ni2O3H生成量增加了的电池组10中满充电容量降低，而这样的电池组10适合用于电容器用途。
图9是表示Ni2O3H生成量增加了的单电池的放电特性的一例的图。图9中，横轴表示单电池的容量，纵轴表示的单电池的正极电位。参照图9，由于放电导致单电池的正极电位下降，而容量与正极电位之间的关系是线性的。这表示从单电池释放的电荷量Q、单电池的静电容量(电容)C、以及单电池的电压变化量ΔV之间成立Q＝CΔV的关系。也就是说，Ni2O3H生成量增加了的单电池会显示出电容器特性。
通常，二次电池的输入输出特性具有温度依赖性，在低温环境下与常温环境下相比，能够对二次电池充电(输入)的电力和能够从二次电池放电(输出)的电力减小。
图10是表示Ni2O3H生成量增加了的单电池的相对于温度变化的输出维持率的一例的图。图10中，对于正极材料为Ni(OH)2的单电池和正极材料为Ni2O3H的单电池，示出以常温(25℃)下的放电电力为基准的低温(-10℃)下的放电电力的比率(输出维持率)。根据图10，正极材料为Ni(OH)2的情况下输出维持率大约降低至30％，与此相对，正极材料为Ni2O3H的情况下保持了大于80％的输出维持率。像这样，根据与正极材料为Ni(OH)2的情况相比输出维持率的温度依赖性小可知，Ni2O3H生成量增加了的单电池显示出电容器特性。
随着使用而使Ni2O3H生成量增加的情况下，电池组10的满充电容量下降。在车载用途(面向混合动力车的用途)中，电池组10的满充电容量下降会导致油耗的恶化或驾驶性能的恶化，因此满充电容量是重要的性能之一。另一方面，也存在不太重视满充电容量(可存储的电量)的、高输入输出特性(参照图9)和输入输出维持率的温度特性(参照图10)等其它性能更重要的用途。作为这样的用途，例如可举出发电厂等供电设施的电力调整用的预备电源。
图11是用于说明供电设施中的电力供需的示意图。图11中，横轴表示经过时间，纵轴表示来自供电设施的输出电力。在供电设施中，如图11所示，随着电力需求的突发性变动，输出电力有时会急剧增加或减少。通过设置随着Ni2O3H生成量的增加而具有高输入输出特性的电池组10(或将多个电池组10组合而成的电池单元)作为电容器使用，能够应对电力需求的变动。即，通过设置电池组10，能够协助对供电设施的输入或协助从供电设施的输出。
再者，在此作为供电设施举出了发电厂的例子，但供电设施只要是会断续发生短时间的高输入输出需求的设施即可。供电设施例如可以是固定设置于工厂、办公楼、医院等，在来自主电源(外部的发电设施)的电力供给不稳定时(例如包括瞬间停电时的停电时)供给紧急电源的设施。
＜再利用判定处理＞
实施方式1涉及的判定系统100中，在电池组10的使用中(车辆1的行驶中等的车辆系统的工作中)推定Ni2O3H的生成量。利用所推定出的Ni2O3H的生成量来判定能否再利用电池组10。因此，根据判定系统100，即使在判定能否再利用时不再次测定Ni2O3H的生成量，也能够通过利用在电池组10的使用中推定的Ni2O3H的生成量，容易地判定能否再利用电池组10。
图12是表示实施方式1中的电池组10的再利用判定处理步骤的流程图。图12和后述的图16所示的流程，在预定的条件成立时从主程序(未图示)中调用，以单位时间为1次循环，通过判定装置110反复执行。另外，这些流程中所含的各步骤(以下简称为“S”)基本上通过判定装置110的软件处理来实现，但也可以通过判定装置110内的专用硬件(电路)来实现。
参照图2和图12，判定装置110通过反复执行S300～S330的处理，依次更新模块11～1M中的Ni2O3H的总生成量。由此，确认各模块11～1M的由Ni2O3H导致的劣化程度。再者，各模块11～1M中，在1次循环前所推定出的Ni2O3H的总生成量，存储于存储装置120。
在S300中，判定装置110例如根据电流传感器22以及与模块11相对应的电压传感器211和温度传感器231，分别取得表示电压VB1、温度TB1、电流IB的信号。判定装置110计算从电压VB1中减去由金属电阻导致的电压上升量而得到的电压。再者，电压上升量的电压基于预先确认的金属电阻和电流IB而算出。
判定装置110通过参照存储于存储装置120的图表MP1(参照图8)，取得与在S300中算出的电压和温度TB1相对应的、表示模块11中的单位充电时间的Ni2O3H的生成量的信息(S310)。如上所述，将单位时间作为1次循环反复进行处理的情况下，Ni2O3H的单位时间的生成量与每1次循环的Ni2O3H的生成量相等。因此，判定装置110通过在存储于存储装置120的1次循环前的Ni2O3H的总生成量上加上在S310中算出的Ni2O3H的生成量，更新模块11的Ni2O3H的总生成量(S320)。
然后，判定装置110对于所有模块11～1M，判定Ni2O3H的总生成量是否更新了(S330)。对于任一模块，Ni2O3H的总生成量没有更新的情况下(在S330中为否)，处理再次返回S300，对Ni2O3H的总生成量没有更新的模块继续进行处理。
在对于所有模块11～1M更新了Ni2O3H的总生成量的情况下(在S330中为是)，判定装置110判定是否通过操作部(未图示)从操作者(例如经销商、电池组的再利用者)那里接收到电池组10的再利用判定的指示(S340)。在没有接收到指示的情况下(在S340中为否)，处理移至返回，回到主程序。
另一方面，如果判定为接收到来自操作者的指示(在S340中为是)，判定装置110判定在模块11～1M的每一个中，Ni2O3H的总生成量是否大于预定的基准量Ref1(S350)。基准量Ref1是模块具有值得再利用(重新使用或重建)的最低限度的满充电容量的情况下的Ni2O3H的总生成量。
在任一模块11～1M中Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref1的情况下(在S350中为否)，判定装置110判定为电池组10不能再利用(重新使用或重建)(不适合再利用)(S384)。
另一方面，在所有模块11～1M中Ni2O3H的总生成量都为基准量Ref1以下的情况下(在S350中为是)，判定装置110判定为电池组10能够再利用(S360)。判定装置110进一步判定模块11～1M的每一个中，Ni2O3H的总生成量是否为预定的基准量Ref2以下(S370)。
基准量Ref2是小于基准量Ref1的值(Ref2＜Ref1)，可以如以下这样确定。在某一模块的Ni2O3H的总生成量为基准量Ref2以下的情况下，该模块具有值得在大容量用途中再利用的满充电容量。另一方面，在某一模块的Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2并且为基准量Ref1以下的情况下，该模块具有适合于高输入输出用途中的再利用的输入输出特性。例如，基准量Ref1更优选作为如图11所示的能够吸收输出电力的峰值的值进行设定。另外，在考虑到大容量用途的情况下，基准量Ref2优选考虑燃油效率和驾驶性能进行确定。
在所有的模块11～1M中Ni2O3H的总生成量为基准量Ref2以下的情况下(在S370中为是)，判定装置110判定为电池组10能够在大容量用途中再利用(适合于大容量用途的再利用)(S380)。
与此相对，在至少一个模块11～1M中的Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2的情况下(在S370中为否)，即、Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2并且为基准量Ref1以下的情况下，判定装置110判定为电池组10适合高输入输出用途的再利用(S382)。
再者，S380～S384的判定结果显示于显示装置150。例如，在S382中，显示装置150显示出表示哪一个模块的Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2的信息。另外，例如在S380中，显示装置150显示出表示各模块中的Ni2O3H的总生成量的信息。由此，操作者能够确认电池组10的再利用判定处理的结果并进行适当的应对。
再者，在S380、S382的处理之后，可以利用未图示的充放电系统执行电池组10的刷新充放电(也可以仅执行刷新充电和刷新放电中的一者)。由此，能够消除(或缓解)电池组10中产生的记忆效应(由记忆效应导致的电压降低)。关于通过刷新充放电消除记忆效应，例如根据日本特开平8-223812号公报、日本特开2001-186682号公报或日本特开2015-80291号公报等为公知常识，因此不再重复详细的说明。
如上所述，实施方式1涉及的判定系统100中，判定装置110在电池组10的使用中推定每一个模块的Ni2O3H的总生成量(参照S300～S330)。判定装置110通过利用所推定出的总生成量，判定能否再利用电池组10(参照S350)。根据判定系统100，即使在判定能否再利用电池组10时不再次测定Ni2O3H的总生成量，也能够通过利用已推定的Ni2O3H的总生成量，容易地判定能否再利用电池组10。
另外，对于判定为能够再利用的电池组10，判定装置110进一步判定电池组10适合于大容量用途还是适合于高输入输出用途(参照S370、S380、S382)。由此，能够有效利用判定为可再利用的电池组10。特别是通过将包含Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2的模块(Ni2O3H的总生成量为基准量Ref2与基准量Ref1之间的模块)的电池组10再利用于会断续产生短时间的高输入输出需求的供电设施，能够缓和伴随Ni2O3H生成的满充电容量降低的影响，有效利用高输入输出特性。
再者，图12中，以对每个模块判定能否再利用以及再利用的用途的技术构成为例进行了说明。这是由于通过电池组10内的温度不均，有可能导致每个模块的劣化程度参差变动。但是，再利用判定的单位并不必须是模块单位。例如，也可以计算电池组10整体的劣化程度。相反地，也可以对比模块更小的单位(例如单电池单位)判定能否再利用以及用途。
＜电池组的重建＞
图12所示的流程图中，对进行电池组10的重复使用的处理步骤进行了说明，但也可以进行电池组10的重建。
图13是表示进行电池组10的重建时的处理步骤的流程图。该流程图所示的处理，由操作者(例如电池组的再利用者)对在图12的S370的处理中判定为包含Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2并且为基准量Ref1以下的模块的电池组10进行。
在S400中，操作者将包含Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2并且为基准量Ref1以下的模块的电池组10分解。操作者选择Ni2O3H的总生成量为基准量Ref2以下的模块(在S410中为是)，再构建仅包含这些模块的新的电池组(S420)。这样再构建(重建)的电池组再利用于大容量用途(S430)。
另外，操作者选择Ni2O3H的总生成量大于基准量Ref2并且为基准量Ref1以下的模块(在S410中为否)，再构建仅包含这些模块的电池组(S422)。这样再构建的电池组再利用于高输入输出用途(S432)。
如上所述，在进行电池组10的重建的情况下，与进行电池组10的重复使用的情况相比，虽然模块的再构建的工时增加，但是能够将回收的模块效率更好地进行再利用。再者，在S350的处理中，即使只包含一个Ni2O3H的总生成量为基准量Ref1以下的模块的情况下，也可以将该电池组分解并进行再构建(重建)。
[实施方式2]
在实施方式1中，以在判定系统100担载于车辆上的状态(车载状态)下实施电池组10的再利用判定的技术构成为例进行了说明。但是，判定系统100也可以是设置在车辆外部的状态(车外状态)。在实施方式2中，对于对从车辆1、2回收的电池组10执行再利用判定处理的例子进行说明。再者，实施方式2涉及的判定系统的结构，与实施方式1涉及的判定系统100的结构(参照图2)基本相等，因此不重复说明。
在实施方式2中，代替图表MP1(参照图8)，使用以下说明的图表MP2。图表MP2是基于第3预备实验结果而制作的。
图14是表示第3预备实验中的处理步骤的流程图。参照图14，实验者例如将从市场上回收的电池组分解并取出模块，对该模块的满充电容量进行了实际测定(S500)。更详细而言，实验者利用未图示的充电系统使模块成为满充电状态(例如充电至与SOC＝100％相对应的电压的状态)，从该状态开始使该模块放电直到模块的电压降低至预定电压(例如与SOC＝0％相对应的电压)为止。通过将伴随该放电的电流进行累计，能够算出模块的满充电容量。
另外，实验者将实际测定了满充电容量C的模块分解，从该模块之中取出正极。实验者采用X射线衍射法进行分析(S510)。然后，实验者通过利用电极内的Ni2O3H的比例与采用X射线衍射法得到的峰面积比之间的关系(在第1预备实验中导出的图6所示的关系)、以及作为分析结果的峰面积比，推定模块的Ni2O3H的生成量W(S520)。
然后，实验者将在S520中推定的Ni2O3H的生成量W与在S500中测定的满充电容量C之间的关系进行记录(S530)。在第3预备实验中，将在各种条件下使用的电池组回收，进行多次S500～S530的处理。其结果，能够求出Ni2O3H的生成量W与满充电容量C之间的关系。由此，第3预备实验结束。
图15是表示实施方式2中的图表MP2的一例的图。参照图15，在表格MP2中，基于通过第3预备实验得到的结果，对于每个模块的满充电容量(Ca、Cb、Cc···)，相对应地附上模块的Ni2O3H的生成量(Wa、Wb、Wc···)。像这样，在实施方式2中，通过第3预备实验预先制作图表MP2，将制作的图表MP2存储于存储装置120。
图16是表示实施方式2中的电池组10的再利用判定处理步骤的流程图。参照图2和图16，在S600中，判定装置110取得某一模块1k的检测值。
在S610中，判定装置110通过控制装置130的控制使电池组10充电(也可以是放电)，计算模块1k的满充电容量Ck。满充电容量Ck的计算方法是与在第3预备实验的S500的步骤中说明的方法相同的公知方法，因此这里不重复进行说明。
判定装置110，对于所有模块11～1M反复进行S600、S610的处理直到完成满充电容量的计算为止(在S620中为否)，当所有模块11～1M的满充电容量的计算完成时(在S620中为是)，处理进入S630。
在S630中，判定装置110通过参照图表MP2(参照图15)，取得与在S610中算出的满充电容量Ck相对应的、表示模块1k的Ni2O3H的总生成量的信息。
之后的S640～S674的处理分别与实施方式1中的S350～S384的处理(参照图12)相同，因此不重复详细的说明。
如上所述，根据实施方式2，代替图表MP1准备图表MP2。通过参照图表MP2，即使判定系统100在车外状态下也能够推定Ni2O3H的总生成量，并基于该推定结果容易地判定电池组10能否再利用。另外，在实施方式2中与实施方式1同样地，对于判定为能够再利用的电池组10，判定装置110进一步判定电池组10的再利用的用途适合于大容量用途还是适合于高输入输出用途(参照S660、S670、S672)。由此，能够有效利用被判定为可再利用的电池组10。再者，在实施方式2中也与图12中的说明同样地，能够进行电池组10的重建。
对本公开的实施方式进行了说明，但本次公开的实施方式在所有方面只是例示，并不进行任何限制。本公开的范围由权利要求的范围表示，包括与权利要求的范围均等的含义和范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种二次电池的再利用方法，所述二次电池包含镍系化合物作为正极活性物质，
所述方法包括以下步骤：
通过利用检测所述二次电池的状态得到的检测值来推定所述二次电池的正极内的Ni2O3H的生成量的步骤；
在所推定出的所述生成量低于预定的基准量的情况下将所述二次电池再利用于大容量用途的步骤；以及
在所推定出的所述生成量超过所述基准量的情况下将所述二次电池再利用于高输入输出用途的步骤。
2.根据权利要求1所述的二次电池的再利用方法，
随着所述生成量增加，所述二次电池的满充电容量降低，
所述基准量是基于所述二次电池的满充电容量而确定的。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池的再利用方法，
随着所述生成量增加，所述二次电池可输入输出的电力降低得到缓解，
所述基准量是基于所述二次电池可输入输出的电力而确定的。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的二次电池的再利用方法，
所述大容量用途是车载用途。
5.根据权利要求1～3的任一项所述的二次电池的再利用方法，
所述高输入输出用途是作为固定设置的电力调整用电源的用途。
6.根据权利要求1～4的任一项所述的二次电池的再利用方法，
所述推定的步骤包括通过利用表示所述二次电池的电压值和温度与所述正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的数据，根据所述二次电池的电压值和温度来推定所述正极内的Ni2O3H的生成量的步骤。
7.根据权利要求1～4的任一项所述的二次电池的再利用方法，
所述推定的步骤包括利用表示所述二次电池的满充电容量与所述正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的数据，根据由所述二次电池的电压值和电流值求出的所述满充电容量来推定所述正极内的Ni2O3H的生成量的步骤。
8.一种二次电池系统，是用于判定包含镍系化合物作为正极活性物质的二次电池的再利用的用途的二次电池系统，具备存储装置和判定装置，
所述存储装置存储表示所述二次电池的满充电容量与所述二次电池的正极内的Ni2O3H的生成量之间的关系的数据，
所述判定装置根据所述二次电池的电压值和电流值算出所述二次电池的满充电容量，通过利用算出的满充电容量和所述数据来推定所述正极内的Ni2O3H的生成量，并利用所推定出的所述生成量来判定所述二次电池的再利用的用途，
所述判定装置，在所推定出的所述生成量低于预定的基准量的情况下判定为可将所述二次电池再利用于大容量用途，在所推定出的所述生成量超过所述基准量的情况下判定为可将所述二次电池再利用于高输入输出用途。
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