JP2000131405A - リチウム電池の残存容量測定方法とその測定装置 - Google Patents
リチウム電池の残存容量測定方法とその測定装置Info
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- JP2000131405A JP2000131405A JP10305030A JP30503098A JP2000131405A JP 2000131405 A JP2000131405 A JP 2000131405A JP 10305030 A JP10305030 A JP 10305030A JP 30503098 A JP30503098 A JP 30503098A JP 2000131405 A JP2000131405 A JP 2000131405A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】リチウム電池の電池容量を高精度で簡単に測定
することができる測定方法及び測定装置を提供するこ
と。 【解決手段】光学方式のセンサを用いた反射吸光度から
電池容量を測定する残存容量測定方法及び装置。
することができる測定方法及び測定装置を提供するこ
と。 【解決手段】光学方式のセンサを用いた反射吸光度から
電池容量を測定する残存容量測定方法及び装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光検出器を用いて
リチウム電池の電池容量を簡易に検出する残存容量測定
方法と測定装置に関する。
リチウム電池の電池容量を簡易に検出する残存容量測定
方法と測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リチウム電池の残存容量測定方法
として、電池電圧と残存容量の関係を予め調べておい
て、温度補正した電池電圧から電池の残存容量を求める
方法と、電池の総容量から電池の放電電流を積算して差
し引き、回生電流を積算して加算する方法とがある。
として、電池電圧と残存容量の関係を予め調べておい
て、温度補正した電池電圧から電池の残存容量を求める
方法と、電池の総容量から電池の放電電流を積算して差
し引き、回生電流を積算して加算する方法とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記技
術は電池が劣化したときに電池の総容量が減少したり、
電池容量と電圧の関係が予め調べておいた関係と異なっ
たりする問題があった。これらの問題に対して、充電で
の電池の劣化による容量減少を補正したりする方法が提
案されているが測定温度等による誤差が大きい欠点があ
る。
術は電池が劣化したときに電池の総容量が減少したり、
電池容量と電圧の関係が予め調べておいた関係と異なっ
たりする問題があった。これらの問題に対して、充電で
の電池の劣化による容量減少を補正したりする方法が提
案されているが測定温度等による誤差が大きい欠点があ
る。
【０００４】本発明の目的は、従来技術のように電気で
検出するのではなく、温度による影響を受けない光素子
を用いた方式で電池容量を測定する方法及び測定装置を
提供することにある。
検出するのではなく、温度による影響を受けない光素子
を用いた方式で電池容量を測定する方法及び測定装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、電極が充
放電によって色相変化することに着目し、電極の反射分
光特性と電池容量との関係を検討した結果、図１に示す
ように反射吸光度の変化から電池容量（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）を
算出できることを見出した。
放電によって色相変化することに着目し、電極の反射分
光特性と電池容量との関係を検討した結果、図１に示す
ように反射吸光度の変化から電池容量（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）を
算出できることを見出した。
【０００６】即ち本発明の要旨は次のとおりである。
【０００７】光源から発する単色光を照射用導光体で導
き、電池の電極表面に照射後、該電極表面からの反射光
を受光用導光体を用いて受光部に導き、演算・制御部に
おいて測定波長における反射吸光度（Ａλ）を（数２）
式を用いて求め、さらに予め記憶しておいた反射吸光度
と電池容量との関係を比較演算することにより、残存容
量を精度良く算出する残存容量測定方法にある。
き、電池の電極表面に照射後、該電極表面からの反射光
を受光用導光体を用いて受光部に導き、演算・制御部に
おいて測定波長における反射吸光度（Ａλ）を（数２）
式を用いて求め、さらに予め記憶しておいた反射吸光度
と電池容量との関係を比較演算することにより、残存容
量を精度良く算出する残存容量測定方法にある。
【０００８】
【数２】 Ａλ＝−log（Ι／Ι0） …（数２） （Ι0 ：入射光強度，Ι：電極の反射光強度） 本発明で用いる単色光の波長は５００〜２０００ｎｍの
可視及び近赤外領域の波長で、望ましくは６００〜１６
００ｎｍである。
可視及び近赤外領域の波長で、望ましくは６００〜１６
００ｎｍである。
【０００９】さらに、単色光を発する光源部と該光源部
からの照射光を電極表面に導く照射用導光体と、該電極
表面からの反射光を外部に導く受光用導光体と、該受光
用導光体からの反射光強度を測定する受光部と、該反射
光強度から反射吸光度(Ａλ)を演算し、さらに予め記憶
しておいた反射吸光度と電池容量との関係を比較演算す
ることにより残存容量を算出する演算・制御部とを備え
たことを特徴とする残存容量測定装置にある。
からの照射光を電極表面に導く照射用導光体と、該電極
表面からの反射光を外部に導く受光用導光体と、該受光
用導光体からの反射光強度を測定する受光部と、該反射
光強度から反射吸光度(Ａλ)を演算し、さらに予め記憶
しておいた反射吸光度と電池容量との関係を比較演算す
ることにより残存容量を算出する演算・制御部とを備え
たことを特徴とする残存容量測定装置にある。
【００１０】前記単色光の光源としては、波長６００ｎ
ｍ以上，２０００ｎｍ以下のピークを有する半導体レー
ザ（ＬＤ）光源あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）光源
が入手容易で寿命も長く、小型軽量で性能も安定してお
り好適である。特に、６３５，６５０，６６０，６７
０，６９５，７００，７７０，７８５，８２０，８３
０，８５０，８７０，８８０，９４０，９５０，９８
０，１３００，１３１０，１５５０ｎｍ等のＬＤ，ＬＥ
Ｄ光源が好適である。
ｍ以上，２０００ｎｍ以下のピークを有する半導体レー
ザ（ＬＤ）光源あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）光源
が入手容易で寿命も長く、小型軽量で性能も安定してお
り好適である。特に、６３５，６５０，６６０，６７
０，６９５，７００，７７０，７８５，８２０，８３
０，８５０，８７０，８８０，９４０，９５０，９８
０，１３００，１３１０，１５５０ｎｍ等のＬＤ，ＬＥ
Ｄ光源が好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照して
説明する。ただし，本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
説明する。ただし，本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
【００１２】（実施例１）図２は残存容量測定装置の適
用の一形態を示す模式図である。また、図３には残存容
量算出のための演算のフローチャートを示す。図２にお
いて演算・制御部１０は測定データ記憶用メモリー，読
み出し専用メモリーを内蔵したマイクロプロセッサから
なっている。反射光強度の測定は受光部９で行われる。
まず、入射光強度（Ｉ０）として使用する波長１３１０
ｎｍの光源の出力光強度を入力する。
用の一形態を示す模式図である。また、図３には残存容
量算出のための演算のフローチャートを示す。図２にお
いて演算・制御部１０は測定データ記憶用メモリー，読
み出し専用メモリーを内蔵したマイクロプロセッサから
なっている。反射光強度の測定は受光部９で行われる。
まず、入射光強度（Ｉ０）として使用する波長１３１０
ｎｍの光源の出力光強度を入力する。
【００１３】波長１３１０ｎｍの半導体レーザを用いた
光源部８からの入射光は照射用導光体６内を通り、プロ
ーブ５に導かれる。プローブ５は図４に示すような内部
構造を有している。電極からの反射光は並設された受光
用導光体７内に再び入射し、受光部９に導かれる。受光
部９にて反射光強度（Ｉ）を測定し、演算・制御部１０
に反射吸光度（Ａλ）として演算，記憶する。演算・制
御部１０では図５に示したような予め記憶させていた電
池容量と反射吸光度との関係図から容量を算出する。
光源部８からの入射光は照射用導光体６内を通り、プロ
ーブ５に導かれる。プローブ５は図４に示すような内部
構造を有している。電極からの反射光は並設された受光
用導光体７内に再び入射し、受光部９に導かれる。受光
部９にて反射光強度（Ｉ）を測定し、演算・制御部１０
に反射吸光度（Ａλ）として演算，記憶する。演算・制
御部１０では図５に示したような予め記憶させていた電
池容量と反射吸光度との関係図から容量を算出する。
【００１４】残存容量は、充電後の反射光強度を測定
し、演算・制御部１０で容量を算出して記憶する。次に
放電後の反射光強度を測定し、演算・制御部１０で容量
を算出し充電容量から差引いた結果を残存容量として表
示部１１に表示する。また、電池使用初期の充電容量と
経年使用した充電後の容量との関係から電池の劣化によ
る寿命予測も可能である。
し、演算・制御部１０で容量を算出して記憶する。次に
放電後の反射光強度を測定し、演算・制御部１０で容量
を算出し充電容量から差引いた結果を残存容量として表
示部１１に表示する。また、電池使用初期の充電容量と
経年使用した充電後の容量との関係から電池の劣化によ
る寿命予測も可能である。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、リチウム電池の電池容
量を電極の反射吸光度を測定することで温度による影響
もなく簡単に測定できる。
量を電極の反射吸光度を測定することで温度による影響
もなく簡単に測定できる。
【図１】電池容量の異なる電極の反射吸光度スペクトル
の特性図。
の特性図。
【図２】残存容量測定装置の適用形態を示す模式図。
【図３】プローブ内光センサの内部構造を示す側断面
図。
図。
【図４】残存容量算出のためのフローチャート。
【図５】反射吸光度と電池容量との関係を示す特性図。
１，２…電極、３…セパレータ、４…電解液、５…プロ
ーブ、６…照射用導光体、７…受光用導光体、８…光源
部、９…受光部、１０…演算・制御部、１１…表示部、
１２…プリズム。
ーブ、６…照射用導光体、７…受光用導光体、８…光源
部、９…受光部、１０…演算・制御部、１１…表示部、
１２…プリズム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 雄三 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2G016 CC04 CC07 CC27 CC28 CD16 CE31 2G020 AA03 AA04 BA02 BA20 CA02 CB22 CB23 CB42 CB43 CD12 CD22 CD36 2G059 AA03 BB15 EE02 EE11 FF04 GG01 GG02 HH01 HH02 HH06 JJ12 JJ17 KK01 MM05 5H030 AA08 AS20 FF51
Claims (3)
- 【請求項１】単色光を照射用導光体で導き、リチウム電
池の電極表面に照射後、該電極表面からの反射光を受光
用導光体を用い受光部に導き、演算・制御部において反
射吸光度（Ａλ）を（数１）式を用いて求め、さらに予
め記憶しておいた反射吸光度と電池容量との関係を比較
演算することにより、電池容量を算出するリチウム電池
の残存容量測定方法。 【数１】 Ａλ＝−log（Ι／Ι0） …（数１） （Ι0 ：入射光強度，Ι：電極の反射光強度） - 【請求項２】単色光として、波長５００ｎｍ以上，２０
００ｎｍ以下のピーク波長を有する半導体レーザあるい
は発光ダイオードを用いることを特徴とする請求項１記
載のリチウム電池の残存容量測定方法。 - 【請求項３】単色光を発する光源部と該光源部からの照
射光を電極表面に導く照射用導光体と、該電極表面から
の反射光を外部に導く受光用導光体と該受光用導光体か
らの反射光強度を測定する光量測定部と、該反射光強度
から反射吸光度（Ａλ）を求め、さらに予め記憶してお
いた反射吸光度と電池容量との関係を比較演算すること
により残存容量を算出する演算・制御部とを備えたこと
を特徴とするリチウム電池の残存容量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10305030A JP2000131405A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | リチウム電池の残存容量測定方法とその測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10305030A JP2000131405A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | リチウム電池の残存容量測定方法とその測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131405A true JP2000131405A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17940259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10305030A Pending JP2000131405A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | リチウム電池の残存容量測定方法とその測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131405A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051317A1 (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-17 | Arkray, Inc. | 光センサ、ならびに分析装置における検知機構および測光機構 |
| JP2004177205A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Arkray Inc | 光センサ、試験用具の測光機構、およびこの測光機構を備えた分析装置 |
| JP2004177204A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Arkray Inc | 試験用具の検知機構、およびこの検知機構を備えた分析装置 |
| KR20160012074A (ko) * | 2014-07-23 | 2016-02-02 | 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드 | 배터리 관리용 매몰형 광섬유 케이블들 |
| KR101609467B1 (ko) | 2014-09-05 | 2016-04-05 | 금오공과대학교 산학협력단 | 3원계 리튬 이차 전지 양극 재료 원료액 조성 분석 방법 |
| JP2021157950A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | ユウラシア真空技術株式会社 | バッテリーマネジメントシステム、及び、バッテリーマネジメント方法 |
| DE102021113915A1 (de) | 2021-05-28 | 2022-12-01 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Optisches Verfahren zur Bestimmung des Lithiierungsgrades von Li-Ionen-Batterien |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP10305030A patent/JP2000131405A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051317A1 (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-17 | Arkray, Inc. | 光センサ、ならびに分析装置における検知機構および測光機構 |
| JP2004177205A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Arkray Inc | 光センサ、試験用具の測光機構、およびこの測光機構を備えた分析装置 |
| JP2004177204A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Arkray Inc | 試験用具の検知機構、およびこの検知機構を備えた分析装置 |
| US7382460B2 (en) | 2002-11-26 | 2008-06-03 | Arkray, Inc. | Light sensor, and detecting mechanism and light-measuring mechanism in analyzing device |
| KR20160012074A (ko) * | 2014-07-23 | 2016-02-02 | 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드 | 배터리 관리용 매몰형 광섬유 케이블들 |
| JP2016025081A (ja) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド | 電池管理のための埋め込み光ファイバケーブル |
| KR102230889B1 (ko) | 2014-07-23 | 2021-03-24 | 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드 | 배터리 관리용 매몰형 광섬유 케이블들 |
| KR101609467B1 (ko) | 2014-09-05 | 2016-04-05 | 금오공과대학교 산학협력단 | 3원계 리튬 이차 전지 양극 재료 원료액 조성 분석 방법 |
| JP2021157950A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | ユウラシア真空技術株式会社 | バッテリーマネジメントシステム、及び、バッテリーマネジメント方法 |
| JP7300181B2 (ja) | 2020-03-27 | 2023-06-29 | ユウラシア真空技術株式会社 | バッテリーマネジメントシステム、及び、バッテリーマネジメント方法 |
| DE102021113915A1 (de) | 2021-05-28 | 2022-12-01 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Optisches Verfahren zur Bestimmung des Lithiierungsgrades von Li-Ionen-Batterien |
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