JP2002162451A - リチウムイオン電池の容量推定方法、劣化判定方法および劣化判定装置ならびに劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リチウムイオン電池の高精度容量推定方法、高
精度劣化判定方法および高精度劣化判定装置ならびに高
精度劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パック
を提供すること。 【解決手段】リチウムイオン電池を定電流定電圧方式で
充電する過程と、該電池を放電させる過程とをそれぞれ
１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実施し、該サイク
ルにおいて、定電圧充電開始後充電電流がα倍（ここ
に、αは定数であり、０＜α＜１であるとする）になる
までの時間ｔ_αを測定し、ｔ_αが該サイクル数の増大に
伴って増加または不変の場合には関係式Ｃ＝ -Ａｔ_α＋
Ｂ（ここに、ＡおよびＢは正値定数である）を用い、そ
の他の場合には関係式Ｃ＝＋Ａｔ _α＋Ｂ'（ここに、
Ｂ’は正値定数である）を用いて、該電池の容量の公称
容量に対する百分率比容量Ｃを推定するリチウムイオン
電池の容量推定方法を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
に関し、特に、リチウムイオン電池の容量推定方法、劣
化判定方法および劣化判定装置ならびに劣化判定機能を
具備したリチウムイオン電池パックに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化、高性能
化、携帯型化によって、電池の需要が高まっている。そ
れに応じて電池の改良、開発はますます活発化してき
た。また、それに伴って電池の適用領域も拡大してき
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電池の普及とともに、
これら搭載された電池の信頼性向上の要求も高くなって
きている。特に、従来の鉛電池やニッケルカドミウム電
池（以下、Ｎｉ/Ｃｄ電池と称す）に比べて体積当た
り、あるいは重量当たり大幅な高エネルギー密度を有す
るニッケル水素電池（以下、Ｎｉ/ＭＨ電池と称す）や
リチウムイオン電池（以下、Ｌｉイオン電池と称す）で
は、その内部に蓄えられているエネルギーが大きいた
め、電池の異常に伴って起こる事故による被害の程度も
より深刻となりうるので、信頼性の確保が重要な課題と
なっている。

【０００４】また、鉛電池、Ｎｉ/Ｃｄ電池、およびＮ
ｉ/ＭＨ電池が、過充電による副反応で発生するガスを
吸収する反応機構を有するのに対して、Ｌｉイオン電池
は、正極活物質としてリチウムを挿入脱離できる金属酸
化物、負極活物質としてリチウムを挿入脱離できる炭素
化合物、電解液としてリチウム塩を溶質として溶解した
非水有機化合物混合溶液とから構成されていて、この電
池には、過充電により発生するガスの吸収反応が起こら
ないなど安全性維持の点で電池反応機構上にも大きな制
約がある。

【０００５】さらに、複数のＬｉイオン電池を直列に配
置して使用する場合には、電池の劣化が進行すると個々
の電池特性のアンバランスが過充電や過放電をもたら
し、安全性の点で大きな不安要素となりうる。特にＬｉ
イオン電池は高価なため、できる限り長期間使用し取り
かえ回数を少なくしたいが、逆に寿命末期のＬｉイオン
電池はきわめて安全性が低下するのでなるべく早期の電
池交換が望ましく、経済的にも大きな課題を残してい
た。

【０００６】信頼性のひとつとして、搭載電池の的確な
劣化状態の把握とタイムリーな電池の交換が挙げられ
る。Ｎｉ/ＭＨ電池やＬｉイオン電池の高エネルギー密
度電池に関しては、１９９４年に提唱されたスマートバ
ッテリーシステム（ＳＢＳ）が充電制御、残存容量判定
などを含めたバッテリーマネジメントシステムとして、
改良が加えられながら普及してきている（www.sbs-foru
m.org参照）。しかし、これらの電池制御・管理は、製
造メーカ、電池種類などの情報の他、電池の電流、電
圧、温度などを常時モニタする膨大な情報データ管理に
基づく方法が採用されているのみであり、極めて高価な
方式で、製品価格の高騰を来していた。

【０００７】また、安全性維持の点で重要となる電池の
劣化状態の監視については、該Ｌｉイオン電池搭載の機
器のモデルチェンジが頻繁に実施されていることもあっ
て、使用時間の確保と監視を重視する余り、なおざりに
されている傾向がある。

【０００８】特に、ＳＢＳは電池の充電制御、残存容量
などの制御・管理であり、電池の劣化状態まで把握する
機能は有しておらず、電池、または電池パックの交換は
使用者の勘に頼っているのが現状であった。

【０００９】ＳＢＳとは別に、ビデオカメラに搭載すＬ
ｉイオン電池の制御・管理方式などが提案されている
が、その方式においては、電池の劣化は、すでに測定さ
れた容量の表示から判断することができるのみであるの
で、その精度には課題を残している。

【００１０】本発明の目的は、上記現状を改善するため
に、リチウムイオン電池の高精度容量推定方法、高精度
劣化判定方法および高精度劣化判定装置ならびに高精度
劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、請求項１に記載したように、リ
チウムイオン電池の容量推定方法であって、該電池を、
該電池の電池電圧があらかじめ設定された上限電圧Ｖｃ
に達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電した後に該電
池電圧を上記Ｖｃに保って定電圧充電する定電流定電圧
方式によって充電する充電過程と、該充電過程後の該電
池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含む充放
電サイクルを複数回実施し、該充放電サイクルにおい
て、充電モードを定電流モードから定電圧モードに切り
替えた時点から、充電電流が上記Ｉｃ０のα倍（ここ
に、αは定数であり、０＜α＜１であるとする）になる
までの時間ｔ_αを測定し、該測定によって得たｔ_αの測
定値が該サイクルの繰り返し回数ｎの増大に伴って増加
するかまたは不変である場合には該電池の容量Ｃｄの該
電池の公称容量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃ（ここに、
Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝ -Ａｔ_α＋Ｂ （１） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）を用いて推定
し、該測定によって得たｔ_αの測定値が該サイクルの繰
り返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百分
率比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋Ａｔ_α＋Ｂ’ （２） （ここに、Ｂ’は正値定数である）を用いて推定し、該
電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容量
Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって推定することを特徴とするリチ
ウムイオン電池の容量推定方法を構成する。

【００１２】また、本発明においては、請求項２に記載
したように、上記αの値が１/２であることを特徴とす
る請求項１に記載のリチウムイオン電池の容量推定方法
を構成する。

【００１３】また、本発明においては、請求項３に記載
したように、請求項１または２に記載のリチウムイオン
電池の容量推定方法において、上記定数Ａ、Ｂおよび
Ｂ’の値を決定するために、容量推定対象となるリチウ
ムイオン電池と同一種類で同一公称容量Ｃｎを有するリ
チウムイオン電池を上記定電流定電圧方式によって充電
する充電過程と、該充電過程後の該電池を、該電池の電
池電圧が放電終止電圧Ｖｄに達するまで放電させる放電
過程とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルであっ
て、１回の充電時間を３時間以上１０日間以下、好まし
くは３日間以上１０日間以下とし、放電電流Ｉｄを０.
２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下（ここに、ＣｍＡは該電
池の公称容量Ｃｎを１時間で割って得る電流値である）
とし、該電池の周囲温度を０℃以上４５℃以下、好まし
くは１５℃以上３０℃以下とする充放電サイクルを５回
以上、好ましくは６回以上実施し、該充放電サイクルに
おいて、上記時間ｔ_αを測定し、放電電流Ｉｄを時間に
関して積分することによって該電池の容量Ｃｄを求め、
該容量Ｃｄの上記公称容量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃ
（ここに、Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)で与えられる）を
算出し、第ｎ回目のサイクルにおいて得たｔ_αの値およ
びＣの値を、それぞれ、上記ｎの関数ｔ_α(ｎ)およびＣ
(ｎ)として記録し、上記関係式（１）および（２）が、
ｔ_α＝ｔ_α(ｎ)およびＣ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記ｔ
_α(ｎ)とＣ(ｎ)との相関関係を近似的に表すように、上
記定数Ａ、ＢおよびＢ’の値を決定し、該決定によって
決定された値を上記関係式（１）および（２）に代入し
て得る関係式を用いて、前記容量推定対象となるリチウ
ムイオン電池の容量Ｃｄを推定することを特徴とするリ
チウムイオン電池の容量推定方法を構成する。

【００１４】また、本発明においては、請求項４に記載
したように、リチウムイオン電池の容量推定方法であっ
て、該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充
電過程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程
とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実施
し、該充放電サイクルにおいて、充電モードを定電流モ
ードから定電圧モードに切り替えた時点から、あらかじ
め設定された時間ｔｍ（ここに、０＜ｔｍ≦０.８Ｃｎ/
Ｉｃ０であり、Ｃｎは該電池の公称容量であるとする）
だけ経過した時点における充電電流Ｉ_ｔｍを測定し、該
測定によって得たＩ_ｔｍの測定値が該サイクルの繰り返
し回数ｎの増大に伴って増加するかまたは不変である場
合には該電池の容量Ｃｄの該電池の公称容量Ｃｎに対す
る百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)
で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝ -ＭＩ_ｔｍ＋Ｎ （３） （ここに、ＭおよびＮは正値定数である）を用いて推定
し、該測定によって得たＩ_ｔｍの測定値が該サイクルの
繰り返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百
分率比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋ＭＩ_ｔｍ＋Ｎ’ （４） （ここに、Ｎ’は正値定数である）を用いて推定し、該
電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容量
Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって推定することを特徴とするリチ
ウムイオン電池の容量推定方法を構成する。

【００１５】また、本発明においては、請求項５に記載
したように、上記ｔｍが１分以上１５分以内であること
を特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン電池の容
量推定方法を構成する。

【００１６】また、本発明においては、請求項６に記載
したように、請求項４または５に記載のリチウムイオン
電池の容量推定方法において、上記定数Ｍ、Ｎおよび
Ｎ’の値を決定するために、容量推定対象となるリチウ
ムイオン電池と同一種類で同一公称容量Ｃｎを有するリ
チウムイオン電池を上記定電流定電圧方式によって充電
する充電過程と、該充電過程後の該電池を、該電池の電
池電圧が放電終止電圧Ｖｄに達するまで放電させる放電
過程とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルであっ
て、１回の充電時間を３時間以上３０日間以下とし、放
電電流値Ｉｄを０.２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下（ここ
に、ＣｍＡは上記公称容量Ｃｎを１時間で割って得る電
流値である）とし、該電池の周囲温度を０℃以上４５℃
以下、好ましくは１５℃以上３０℃以下とする充放電サ
イクルを５回以上実施し、各充放電サイクルにおいて、
上記電流Ｉ_ｔｍを測定し、放電電流Ｉｄを時間に関して
積分することによって該電池の容量Ｃｄを求め、該容量
Ｃｄの公称容量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃ（ここに、
Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)）を算出し、第ｎ回目のサイ
クルにおいて得たＩ_ｔｍの値およびＣの値を、それぞ
れ、ｎの関数Ｉ_ｔｍ(ｎ)およびＣ(ｎ)として記録し、上
記関係式（３）および（４）が、Ｉ_ｔｍ＝Ｉ_ｔｍ(ｎ)お
よびＣ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記Ｉ_ｔｍ(ｎ)とＣ(ｎ)
との相関関係を近似的に表すように、上記定数Ｍ、Ｎお
よびＮ’の値を決定し、該決定によって決定された値を
上記関係式（３）および（４）に代入して得る関係式を
用いて、前記容量推定対象となるリチウムイオン電池の
容量Ｃｄを推定することを特徴とするリチウムイオン電
池の容量推定方法を構成する。

【００１７】また、本発明においては、請求項７に記載
したように、リチウムイオン電池の劣化判定方法であっ
て、該リチウムイオン電池の容量Ｃｄを請求項１、２、
３、４、５または６に記載のリチウムイオン電池の容量
推定方法によって推定し、該推定によって得られたＣｄ
の値が、あらかじめ定められた容量Ｃｅの値よりも小で
あるときに、該リチウムイオン電池は劣化したと判定す
ることを特徴とするリチウムイオン電池の劣化判定方法
を構成する。

【００１８】また、本発明においては、請求項８に記載
したように、リチウムイオン電池の劣化判定装置であっ
て、該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充
電過程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程
とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行
する機能、および、該充放電サイクル実行中に上記時間
ｔ_αを計測する機能を有する電池制御部と、第ｎ回目の
該充放電サイクルにおいて、該計測によって得られた上
記ｔ_αの値を上記ｎの関数ｔ_α(ｎ)として記憶する記憶
部と、上記ｔ_α(ｎ)の値を用い、請求項７に記載のリチ
ウムイオン電池の劣化判定方法によって該電池の劣化を
判定する論理回路部とを有することを特徴とするリチウ
ムイオン電池の劣化判定装置を構成する。

【００１９】また、本発明においては、請求項９に記載
したように、リチウムイオン電池の劣化判定装置であっ
て、該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充
電過程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程
とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行
する機能、および、該充放電サイクル実行中に上記電流
Ｉ_ｔｍを計測する機能を有する電池制御部と、第ｎ回目
の該充放電サイクルにおいて、該計測によって得られた
上記Ｉ_ｔｍの値を上記ｎの関数Ｉ_ｔｍ(ｎ)として記憶す
る記憶部と、上記Ｉ_ｔｍ(ｎ)の値を用い、請求項７に記
載のリチウムイオン電池の劣化判定方法に従って該電池
の劣化を判定する論理回路部とを有することを特徴とす
るリチウムイオン電池の劣化判定装置を構成する。

【００２０】また、本発明においては、請求項１０に記
載したように、劣化判定機能を具備したリチウムイオン
電池パックであって、該電池パック中のリチウムイオン
電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過程
と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とをそ
れぞれ１回ずつ含む充放電サイクルが複数回実行された
場合に、該充放電サイクル実行中に上記時間ｔ_αの値を
計測する計測部と、第ｎ回目の該充放電サイクルにおい
て、該計測によって得られた上記ｔ_αの値を上記ｎの関
数ｔ_α(ｎ)として記憶する記憶部と、上記ｔ_α(ｎ)を用
い、請求項７に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方
法に従って該電池の劣化を判定する論理回路部とを有す
ることを特徴とする劣化判定機能を具備したリチウムイ
オン電池パックを構成する。

【００２１】また、本発明においては、請求項１１に記
載したように、劣化判定機能を具備したリチウムイオン
電池パックであって、該電池パック中のリチウムイオン
電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過程
と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とをそ
れぞれ１回ずつ含む充放電サイクルが複数回実行された
場合に、該充放電サイクル実行中に上記電流Ｉ_ｔｍを計
測する計測部と、第ｎ回目の該充放電サイクルにおい
て、該計測によって得られた上記Ｉ_ｔｍの値を上記ｎの
関数Ｉ_ｔｍ(ｎ)として記憶する記憶部と、上記Ｉ
_ｔｍ(ｎ)の値を用い、請求項７に記載のリチウムイオン
電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判定する論
理回路部とを有することを特徴とする劣化判定機能を具
備したリチウムイオン電池パックを構成する。

【００２２】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態においては、任
意の時間使用したＬｉイオン電池、またはリチウムイオ
ン電池パックを、電池電圧があらかじめ設定された上限
電圧に達するまで一定電流で定電流充電した後に該電池
電圧を一定に保って定電圧充電する定電流定電圧（ＣＣ
−ＣＶ）方式の充電を行う充電器、あるいは、Ｌｉイオ
ン電池搭載の機器であって、該電池を該定電流定電圧方
式によって充電する機能を有する機器を商用電源に接続
して、充電モードが定電流（ＣＣ）モードから定電圧
（ＣＶ）モードに変更されてから、充電電流値が減衰
し、たとえば、１/２に達するまでの所要時間から、あ
るいは、定電圧（ＣＶ）モード充電が開始されてから一
定時間後、たとえば、５分後における充電電流値から、
該電池または該電池パックの容量推定、劣化判定を行
い、さらに、この概念になる容量推定機能、劣化判定機
能を具備した装置あるいはＬｉイオン電池パックを構成
する。

【００２３】本発明に係るＬｉイオン電池の容量推定方
法および劣化判定方法を、図面を用いてさらに詳しく説
明する。

【００２４】Ｌｉイオン電池の定電流定電圧（ＣＣ−Ｃ
Ｖ）方式による充電における電池電圧Ｖと充電電流Ｉｃ
の経時変化を図１に示す。

【００２５】図１において、Ｌｉイオン電池またはリチ
ウムイオン電池パック（以下、これらをＬｉイオン電池
と総称する）を定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式によっ
て充電する場合、該電池は、まず、定電流（ＣＣ）モー
ドによって、所定の一定充電電流Ｉｃ０で、該電池の電
圧Ｖがあらかじめ設定された上限電圧Ｖｃに到達するま
で、時間ｔｃｓからｔ_０に到る間、定電流充電され、そ
の後、該電池は定電圧（ＣＶ）モードによって、電池電
圧はＶｃで一定のまま、定電圧充電され、充電電流Ｉｃ
は時間とともに減衰する。

【００２６】通常、上記充電上限電圧Ｖｃは、４.１Ｖ
／セルないし４.２Ｖ／セル（ここに、セルは単一の電
池を意味する）であり、充電電流は０.０３３ＣｍＡ以
上１.０ＣｍＡ以下（ここに、ＣｍＡは公称容量Ｃｎを
１時間で割って得る電流値である）であり、放電終止電
圧は２.７５Ｖ／セル以上３.０Ｖ／セル以下に設定され
る。

【００２７】本願発明者らは、Ｌｉイオン電池に対し
て、該電池を電池電圧があらかじめ設定された上限電圧
Ｖｃに達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電した後に
電池電圧をＶｃに保って定電圧充電する充電過程と、該
充電過程後の該電池を放電させる放電過程（これは該電
池を電源として使用する過程に該当する）とをそれぞれ
１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実施し、該充放電
サイクルにおける放電電流を時間に関して積分して求め
た該電池の放電容量Ｃｄ（以下、単に容量と称す）と、
定電圧（ＣＶ）モード充電（以下、ＣＶ充電と称す）に
おける充電電流の変化との相関関係を鋭意検討評価した
結果、ＣＶ充電における充電電流の減衰パターンが該充
放電サイクルの繰り返しにつれて変化する特徴を発見す
るに至った。その充電電流減衰パターンの変化の特徴を
図２に例示した。

【００２８】図２は、上記充放電サイクルごとのＣＶ充
電における充電電流の時間的変化を示した図である。図
２において、いずれのサイクルにおいても、充電電流は
充電時間とともに減衰するが、その減衰速度は、４０サ
イクル目までは単純に遅くなっている。しかし、それを
過ぎると、ＣＶ充電過程の初期には充電電流の減衰が４
０サイクル目に較べて早くなり、その後は充電時間とと
もに減衰が緩慢になってくることがわかる。すなわち、
図２によれば、４０サイクル経過後は、それ以前の充放
電サイクルとは、サイクルごとの充電電流の減衰傾向に
異なったパターンが存在することが明らかになった。

【００２９】図３は、ＣＶ充電電流値が半減するときの
経過時間（図中、ＣＶ電流半減時間ｔ_１／２で表す）
と、電池の容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対する百分率比容
量Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)（以下、このＣを単に比容
量と称する）との関係を示した図である。

【００３０】図３において、比容量Ｃがサイクルの繰り
返し数の増大に伴って減少するにつれて、ＣＶ充電の電
流値半減時の経過時間ｔ_１／２は増加するが、比容量Ｃ
が８５(％)となる近辺で、今度は、比容量Ｃの減少とと
もに経過時間ｔ_１／２も減少する。その変化傾向はちょ
うど尖点（曲線の勾配が不連続的に変わる点、ｔ_{１／ ２}
のピークに相当する）を通るＣ＝一定の直線（図中破線
で示す）に関して対称の形を示している。しかも、この
変化傾向は上記の直線に関して対称な２本の直線によっ
て近似され、ｔ_１／２がサイクルの繰り返し数の増大に
伴って増加するか変化しなくなる場合には関係式 Ｃ＝ -Ａｔ_１／２＋Ｂ （１'） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）で近似され、
ｔ_１／２がサイクルの繰り返し数の増大に伴って減少す
る場合には関係式 Ｃ＝＋Ａｔ_１／２＋Ｂ’ （２'） （ここに、Ｂ’は正値定数である）によって近似され
る。

【００３１】関係式（１'）におけるｔ_１／２の係数 -
Ａと関係式（２'）におけるｔ_１／２の係数＋Ａとは符
号が反対で絶対値が等しいから、上記尖点における比容
量ＣをＣ_Ｃで表せば、等式Ｂ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｂが成り立
つ。

【００３２】図４は、ＣＶ充電開始後の一定経過時間
（この場合には５分）後の充電電流値Ｉ_５ｍｉｎと比容
量Ｃとの関係を示した図である。

【００３３】図４において、比容量Ｃがサイクルの繰り
返し数の増大に伴って減少するにつれて、充電電流値Ｉ
_５ｍｉｎは直線的に増加するが、図３と同様に、比容量
Ｃが８５(％)となる近辺で、今度は、比容量Ｃの減少と
ともに充電電流値Ｉ_５ｍｉｎは直線的に減少する。そし
て、この場合も、図３の場合と同様に、その変化傾向
は、Ｉ_５ｍｉｎのピークに相当する尖点を通るＣ＝一定
の直線（図中、破線で示す）に関して対称形を成してい
ることが明らかになった。

【００３４】この場合にも、この変化傾向は上記の直線
に関して対称な２本の直線によって近似され、Ｉ
_５ｍｉｎがサイクルの繰り返し数の増大に伴って増加す
るか変化しなくなる場合には関係式 Ｃ＝ -ＭＩ_５ｍｉｎ＋Ｎ
（３'）（ここに、ＭおよびＮは正値
定数である）で近似され、Ｉ_５ｍｉｎがサイクルの繰り
返し数の増大に伴って減少する場合には関係式 Ｃ＝＋ＭＩ_５ｍｉｎ＋Ｎ’ （４' ） （ここに、Ｎ’は正値定数である）によって近似され
る。

【００３５】この場合にも、関係式（３'）におけるＩ
_５ｍｉｎの係数 -Ｍと関係式（４'）におけるＩ
_５ｍｉｎの係数＋Ｍとは符号が反対で絶対値が等しいか
ら、上記尖点における比容量ＣをＣ_Ｃで表せば、等式
Ｂ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｂが成り立つ。 （容量推定、劣化判定の手法１）本発明に係るＬｉイオ
ン電池の容量推定、劣化判定の第１の手法においては、
上記の関係式（１'）および（２'）を一般化した関係式
を用いて容量推定、劣化判定をおこなう。すなわち、図
１に示したように、上記ＣＣ−ＣＶ方式の充電におい
て、電池電圧Ｖが充電上限電圧Ｖｃに到達して充電モー
ドが定電圧（ＣＶ）モードに変更になってから、充電電
流ＩｃがＩｃ０からＩｃ０のα倍（ここに、αは定数で
あり、０＜α＜１であるとする）すなわちαＩｃ０に到
達するまでの時間ｔ_αをモニタし、電池使用の初期、す
なわち、充放電サイクルの繰り返し数ｎが比較的小さ
く、ｎの増大に伴ってｔ_αが増加するか変化しなくなる
場合においては、比容量Ｃを、時間ｔ_αの一次関数で示
される関係式 Ｃ＝ -Ａｔ_α＋Ｂ （１） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）によって推定
し、充放電サイクルの繰り返し数ｎが増大して、ｎの増
大に伴ってｔ_αが減少する場合においては、比容量Ｃ
を、時間ｔ_αの一次関数で示される関係式 Ｃ＝＋Ａｔ_α＋Ｂ’ （２） （ここに、Ｂ’は正値定数である）によって推定し、こ
の推定値と電池の公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって、容量推定の対象となったＬｉ
イオン電池の容量Ｃｄを推定する。

【００３６】さらに、このようにして推定した容量Ｃｄ
の値があらかじめ設定された容量Ｃｅの値よりも小であ
るときに、該Ｌｉイオン電池は劣化したと判定する。

【００３７】本手法が有効であるためには、定数αが不
等式０＜α＜１を満足することが必要であり、さらに、
高精度の推定を行うために好ましいαの値の範囲があ
る。すでに示した図３から明らかなように、１/２はそ
のような好ましいαの値の１つである。 （容量推定、劣化判定の手法２）本発明に係るＬｉイオ
ン電池の容量推定、劣化判定の第２の手法においては、
上記の関係式（３'）および（４'）を一般化した関係式
を用いて容量推定、劣化判定をおこなう。すなわち、図
１に示したように、上記ＣＣ−ＣＶ方式の充電におい
て、一定充電電流Ｉｃ０による定電流充電によって、電
池電圧Ｖが充電上限電圧Ｖｃに到達して充電モードが定
電圧（ＣＶ）モードに変更になってから、あらかじめ設
定された時間ｔｍ（ただし、０＜ｔｍ≦０.８Ｃｎ/Ｉｃ
０であり、Ｃｎは該電池の公称容量であるとする）だけ
経過した時点における充電電流Ｉ_ｔｍを測定し、電池使
用の初期、すなわち、充放電サイクルの繰り返し数ｎが
比較的小さく、ｎの増大に伴ってＩ_ｔｍが増加するか変
化しなくなる場合においては、比容量Ｃを、充電電流Ｉ
_ｔｍの一次関数で示される関係式 Ｃ＝ -ＭＩ_ｔｍ＋Ｎ （３） （ここに、ＭおよびＮは正値定数である）によって推定
し、充放電サイクルの繰り返し数ｎが増大して、ｎの増
大に伴ってＩ_ｔｍが減少する場合においては、比容量Ｃ
を、充電電流Ｉ_ｔｍの一次関数で示される関係式 Ｃ＝＋ＭＩ_ｔｍ＋Ｎ’ （４） （ここに、Ｎ’は正値定数である）によって推定し、こ
の推定値と電池の公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって、容量推定の対象となったＬｉ
イオン電池の容量Ｃｄを推定する。

【００３８】さらに、このようにして推定した容量Ｃｄ
の値があらかじめ設定された容量Ｃｅの値よりも小であ
るときに、該Ｌｉイオン電池は劣化したと判定する。

【００３９】本手法によって高精度の推定を行うために
好ましいｔｍの値の範囲がある。すでに示した図４から
明らかなように、５分はそのような好ましいｔｍの値の
１つであり、後述の実施例、たとえば実施例５、におい
て説明するように、そのような好ましいｔｍの値は１分
以上１５分以下の範囲内にある。なお、ｔｍは不等式０
＜ｔｍ≦０.８Ｃｎ/Ｉｃ０を満足しなければならない
が、後述するように、Ｉｃ０は最大１.０ＣｍＡである
ので、そのような場合においても、上記不等式は０＜ｔ
ｍ≦４８分となり、上記の好ましいｔｍの値はこの不等
式を満足している。

【００４０】上記手法１および２のいずれにおいても、
容量推定に用いる関係式が２つあり、そのいずれを用い
るかの判断は、上記ｔ_αが前回充放電サイクルと比較し
て増加しているか変化していないか減少しているか、あ
るいは、上記Ｉ_ｔｍが前回充放電サイクルと比較して増
加しているか変化していないか減少しているか、によっ
て行う必要がある。もしも、すでに図３および４に示し
たように、上記ｔ_αの前回充放電サイクルと比較しての
増加あるいは不変あるいは減少が、上記Ｉ_ｔｍの前回充
放電サイクルと比較しての増加あるいは不変あるいは減
少と一致して起こることが保証されている場合には、上
記の関係式選択の判断を上記ｔ_αあるいはＩ_ｔｍの一方
のみを監視することによって行ってもよい。

【００４１】なお、上記ｔ_α（あるいはＩ_ｔｍ）が、前
回充放電サイクルと比較して減少していても、これが何
らかの機器のトラブルなどで偶発的に起こり、再びもと
のように前回充放電サイクルと比較して増加する状態に
戻る場合もある。そのような場合には、再び関係式
（１）(または（３）)を使用するようにしておけばよ
く、本発明の新規性を何ら損なうものではない。

【００４２】本発明における容量推定方法および劣化判
定方法が、その対象とする定電圧（ＣＶ）充電モードに
おける充電電流値の減衰が、いったん充放電サイクルの
回数増加とともに上記ｔ_α、たとえば充電電流値半減時
間ｔ_１／２が長くなり、ＣＶ充電開始後一定時間経過時
の充電電流値Ｉ_ｔｍが大きくなり、ある一定充放電サイ
クル数を境に、この傾向が逆となる理由は必ずしも明確
ではないが、以下のように解釈することが可能である。

【００４３】すなわち、Ｌｉイオン電池では、正極活物
質である金属酸化物が電解液中に溶解し、その一部が負
極上に生成したり、電解液とＬｉ^＋イオンとが反応して
（電解液が分解して）その生成物が負極表面上に皮膜を
形成することによって、オーミック抵抗、電荷移動抵抗
が増大し、充電による正極活物質からのＬｉ^＋イオンの
溶出、負極炭素材料へのＬｉ^＋イオンの挿入における固
体内拡散速度などに遅れが生じて、その結果、ＣＶ充電
電流の減衰が緩慢になる。ところが一定充放電サイクル
を経過すると、表面皮膜の成長や活物質結晶の崩壊など
によって正極、負極活物質内のリチウム収容サイト数の
喪失が起こってくる。そうすると、収容サイト数当たり
の充電電流値が増大して、ＣＶ充電開始初期には充電電
流値の減衰速度がそれまでのサイクルより大きくなり、
そしてその後はオーミック抵抗や電荷移動抵抗がさらに
増大しているために充電電流値の減衰はそれまでのサイ
クルより緩慢となるのである。

【００４４】上記関係式（１）、（２）、（３）および
（４）が、Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定に有効
となるためには、該電池を、０.０３３ＣｍＡ以上１.０
ＣｍＡ以下の電流値で充電する。０.０３３ＣｍＡ未満
の微少電流では充電が十分に行われなかったり、自己放
電の影響が無視できなくなり、上記関係式（１）、
（２）、（３）および（４）により算定した比容量が実
際の比容量と異なり、容量推定、劣化判定に好ましくな
い。また、１.０ＣｍＡを上回る大電流での充電の場
合、所要時間自体が短く、時間の測定値に大きな誤差を
生じたり、劣化による充電時間の変化が異なる場合があ
り、同様に本発明の容量推定、劣化判定の条件としては
好ましくない。そのため、ほとんどすべてのＬｉイオン
電池搭載機器、および充電器に適用されている充電電流
値はこの範囲にある。これ以外の範囲の電流値を採用す
る機器、および充電器は、特殊な用途、例えば緊急時に
使用するために超急速充電を必要とする場合など、きわ
めて限定された用途に用いるもののみのごく少数であ
り、本発明の関係式をほとんど必要としない機器、およ
び充電器である。

【００４５】Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定に用
いる上記関係式（１）、（２）、（３）および（４）
は、これを適用するＬｉイオン電池の搭載機器、または
充電器の充電条件における定電圧（ＣＶ）充電開始から
電流値がα倍になるまでの所要時間ｔ_αと、その条件下
における比容量Ｃとの関係、あるいはＣＶ充電開始から
一定の所要時間における充電電流値Ｉ_ｔｍと比容量Ｃと
の関係を反映していることを前提としている。もしも、
上記関係式（１）および（３）を作成したとき（関係式
（２）および（４）は、関係式（１）および（３）が作
成されていれば、これと尖点における比容量の値とを基
に作成が可能）の初期の充電電流値と、搭載機器、また
は充電器の定電圧（ＣＶ）モード充電開始初期の充電電
流値が異なる場合には、あらかじめ別途、それぞれの充
電条件におけるＣＶモード充電開始から電流値がα倍に
なるまでの所要時間ｔ_α、またはＣＶ充電開始後所定時
間における充電電流値Ｉ_ｔｍを求めておき、上記関係式
（１）の作成時の条件における所要時間ｔｅと搭載装
置、または充電器に相当する条件での所要時間ｔｆとの
比ｔｆ/ｔｅを上記関係式（１）のｔ_αに乗じて換算
し、あるいは該関係式（３）の作成時の条件における充
電電流値Ｉｃと搭載装置、または充電器に相当する条件
での充電電流値Ｉｃｆとの比Ｉｃｆ/Ｉｃを上記関係式
（３）のＩ_ｔｍに乗じて換算する必要がある。

【００４６】なぜならば、定電流（ＣＣ）モード充電に
おける充電率（全充電期間におけるＣＣモード充電の充
電割合）は電流値が小さいほど大きくなり、そのため、
ＣＣモードの充電率に依存してＣＶモードの充電時間も
変化し、併せて電流値の半減に要する時間も影響を受け
ることになるからである。また、その影響は、電池サイ
ズ、電池形状、製造メーカ、電池構成材料などによって
異なるため、別途、実際に試験を実施して、電流値の影
響を把握する必要がある。

【００４７】上記Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定
に用いる関係式（３）および（４）を構成する充電電流
値Ｉ_ｔｍは、すでに述べたように、定電圧（ＣＶ）モー
ド充電開始後１分以上１５分以内の所定時間ｔｍにおけ
るモニタリングが適当である。１分未満の短期間だと、
電池内の状態に充電電流値の変化が極めて影響されやす
く測定値に誤差が生じやすい。また、１５分を超える長
期間での充電電流値Ｉ _ｔｍと比容量Ｃとの関係は、尖点
を境にした対称形となりにくく判定誤差が大きくなって
好ましくない。 （定数Ａ、Ｂ、Ｂ'、Ｍ、ＮおよびＮ'の決定方法)上記
Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定に用いる上記関係
式（１）および（３）を作成するためには、該関係式
（１）中の定数Ａ、Ｂの値、および該関係式（３）中の
定数Ｍ、Ｎの値を決定しなければならない。該関係式
（１）および（３）作成のためには、容量推定、劣化判
定の対象となるＬｉイオン電池と同一種類で同一公称容
量の電池または電池パックを試験して上記定数Ａ、Ｂ、
ＭおよびＮを決定するのが最も妥当である。なぜなら
ば、市販のＬｉイオン電池は、使用する正極活物質、負
極カーボンおよび電解液の種類が多様であり、電池の劣
化に伴う充電電圧挙動の変化だけでなく、初期の電池の
充電挙動も異なっているからである。

【００４８】本発明においては、上記関係式（１）の定
数ＡおよびＢ、関係式（３）の定数Ｍ、Ｎを決定し、定
数の値が確定した関係式を作成するために、極めて短時
間で実現が可能な作成方法も併せて提案する。

【００４９】すなわち、上記関係式（１）および（３）
を用いて容量推定、劣化判定を実施するリチウムイオン
電池または電池パックの使用条件と同じ充電上限電圧Ｖ
ｃ、ＣＣモード充電電流値Ｉｃ０、放電終止電圧Ｖｄを
設定し、充電時間を３時間以上１０日間以下、好ましく
は３日間以上１０日間以下に設定し、放電電流値Ｉｄを
０.２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下に設定し、このような
ＣＣ-ＣＶ方式充電過程１回と放電過程１回とを含む充
放電サイクルを、容量推定の対象となるＬｉイオン電池
と同一種類、同一公称容量の電池に対して５回以上実施
し、試験温度（電池の周囲温度）を０℃以上４５℃以
下、好ましくは１５℃以上３０℃以下に設定して充放電
サイクル試験を実施し、各充放電サイクルにおける充電
において、定電圧（ＣＶ）モード充電が開始されてから
充電電流値がＩｃ０のα倍に減少し到達するまでの所要
時間ｔ_αの値と、ＣＶモード充電開始後、１分以上１５
分以内に設定された時間ｔｍだけ経過した時点における
充電電流Ｉ_ｔｍの値と、公称容量Ｃｎに対する放電容量
Ｃｄ（放電電流を時間に関して積分して得る）の百分率
比容量Ｃ（Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)）の値とを記憶
し、第ｎ回目のサイクルにおいて得たｔ_αの値、Ｉ_ｔｍ
の値およびＣの値を、それぞれ、ｎの関数ｔ_α(ｎ)、Ｉ
_ｔｍ(ｎ)およびＣ(ｎ)と考えて、関係式（１）が、ｔ_α
＝ｔ_α(ｎ)、Ｃ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記ｔ_α(ｎ)と
Ｃ(ｎ)との相関関係を近似的に表すように、上記定数Ａ
およびＢの値を決定し、上記関係式（３）が、Ｉ_ｔｍ＝
Ｉ_ｔｍ(ｎ)、Ｃ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記Ｉ _ｔｍ(ｎ)
とＣ(ｎ)との相関関係を近似的に表すように、定数Ｍお
よびＮを決定する。

【００５０】上記の定数決定方法において、上記関係式
（１）の場合には、好ましくは充放電サイクルを６回以
上実施し、４サイクル目以降の各充放電サイクルにおけ
る充電において、定電圧（ＣＶ）モード充電が開始され
てから充電電流値がＩｃ０のα倍に減少し到達するまで
の所要時間ｔ_αのデータを使用する。

【００５１】上記関係式（２）および（４）における定
数Ｂ'およびＮ'の決定も、上記の充放電サイクルの繰り
返し回数を多くして、上記ｔ_α(ｎ)またはＩ_ｔｍ(ｎ)が
ｎの増大とともに減少する状態を実現させて、上記と同
様の手法によって行うことができる。なお、上記ｔ
_α(ｎ)またはＩ_ｔｍ(ｎ)がｎの増大とともに増加する状
態から減少する状態に転ずるときの比容量Ｃの値、すな
わちｔ_α(ｎ)またはＩ_ｔｍ(ｎ)が最大となる尖点におけ
る比容量Ｃの値Ｃ_Ｃが判明した場合には、その値Ｃ _Ｃと
定数ＢまたはＭの値とから、等式Ｂ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｂまた
はＮ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｎによって決定することができる。

【００５２】試験を０℃以上４５℃以下で実施する理由
は、該温度範囲が通常、Ｌｉイオン電池の使用温度範囲
であり、この温度における電池の劣化の進行状況を反映
した上記所要時間ｔ_αと比容量Ｃとの関係を把握するこ
とがより正確な劣化判定を実現できるからである。さら
に、１５℃以上３０℃以下の温度で試験を実施すると、
大半の場合の使用温度条件がこの温度範囲内であること
を考慮すると、より実際の劣化を反映した上記所要時間
ｔ_αと比容量Ｃの関係を把握できることになり、より好
ましい。

【００５３】また、１サイクル当たりの充電時間は、３
時間以上１０日以下に設定する。この設定により、サイ
クルごとの電池の劣化が適度に進み、推定精度の良い関
係式（１）または（３）を作成するために必要なデータ
を効率的に取得できる。特に、充電時間を３日間以上１
０日間以下に設定した場合、充放電サイクルに伴う容量
の低下が明瞭に認められ、上記関係式（１）または
（３）を作成するために効率のよいデータ収集が可能と
なり、しかも、実施例２に示すように、推定精度の高い
関係式を得ることができて、より好ましい。

【００５４】３時間未満の充電時間の場合、Ｌｉイオン
電池の劣化の進行が遅く、推定精度の良い関係式（１）
または（３）を作成するためのデータ取得に数百サイク
ルを必要とし、膨大な時間を浪費することになり、また
場合によっては充電不足となり劣化と充電不良が混在し
て正しい劣化と特性の把握が不可能となり、いずれも好
ましくない。

【００５５】また、１サイクル当たりの充電時間を１０
日間より長く設定すると、１サイクル当たりの経過時間
が長くなり、データ取得に時間がかかって同様に好まし
くない。

【００５６】上記充放電サイクル試験における放電電流
値は、０.２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下に設定する。下
限電流を０.２ＣｍＡから１.０ＣｍＡ、すなわち、放電
電流値を１.０ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下に設定すれ
ば、さらに効率のよいデータ取得が可能となる。０.２
ＣｍＡ未満の低放電電流の場合、完全放電に時間がかか
り好ましくない。また、２.０ＣｍＡより大きな放電電
流では、放電時間自体が短くなりすぎ、放電容量Ｃｄの
測定値にばらつきが生じたり、劣化が進むと、容量Ｃｄ
が急激に低下して精度の良い関係式（１）および（３）
を作成することができなくなるため好ましくない。

【００５７】上記充放電サイクル試験の実施に当たって
は、装置の設定の制約などにより、必要ならば充電と放
電との間に一定時間の休止を設定することができる。上
記関係式（１）を作成するために実施する充放電サイク
ル試験においては、各サイクルごとに、充電の定電流
（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）モードに変更されて
から充電電流値が減少してα倍（ただし、０＜α＜１）
の値に到達するまでの時間ｔ_αと、引き続く放電の放電
電流を時間に関して積分して得る放電容量Ｃｄの公称容
量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃを各充放電サイクルごと
に測定する。測定した時間ｔ_αと比容量Ｃとの関係をプ
ロットし、上記関係式（１）がその関係を高精度で近似
するように式中の定数ＡおよびＢを決定する。

【００５８】上記関係式（１）の定数ＡおよびＢを決定
するために４サイクル目以降の時間ｔ_αと比容量Ｃとを
採用する理由は、上記充放電サイクル試験を開始してか
ら最初の３サイクル目の容量変化は、Ｌｉイオン電池の
電解液中の不純物の負極カーボン上での分解反応などの
ために、その後のサイクルに伴う容量変化と異なってい
る場合が多く、初期の３サイクル目までのデータを用い
ると推定誤差の大きな関係式を導く恐れがあり好ましく
ないからである。

【００５９】上記充放電サイクル試験は、容量推定、劣
化判定結果を実容量の±２０％以内の高精度とするため
に必要な時間ｔ_αと比容量Ｃのデータを充足するため、
５サイクル以上実施する。

【００６０】４サイクル目の１サイクルのみのデータを
用いると、上記関係式（１）中の定数ＡおよびＢが決定
できず該関係式（１）を作成できない。好ましくは、６
サイクル以上のデータを用いることにより、より高精度
の容量推定、劣化判定を可能とする関係式（１）を作成
することができる。

【００６１】また、上記関係式（３）を作成するために
実施する充放電サイクル試験においては、各サイクルご
とに、充電の定電流（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）
モードに変更されてから１分以上、１５分以内の所定の
経過時間ｔｍにおける充電電流値Ｉ_ｔｍと、引き続く放
電の放電電流を時間に関して積分して得る放電容量Ｃｄ
の公称容量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃとの関係をプロ
ットし、関係式（３）の定数ＭおよびＮを決定する。

【００６２】該充放電サイクル試験は、判定結果を実容
量の±２０％以内の高精度とするために必要な充電電流
値Ｉ_ｔｍと比容量Ｃのデータを充足するため、５サイク
ル以上実施する。

【００６３】以上に説明したようにして作成した関係式
（１）、（２）、（３）および（４）を用いた本発明に
おけるＬｉイオン電池の容量推定、劣化判定方法は、Ｌ
ｉイオン電池を電源またはバックアップ電源として搭載
し、定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式によって該搭載電
池を充電する機能を有する各種装置類に適用することが
できる。

【００６４】本発明におけるＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法を装置類に適用する具体的な一例を
図を用いて説明する。

【００６５】図５は、本発明におけるＬｉイオン電池の
容量推定、劣化判定の方法を実施する機能を具備したＬ
ｉイオン電池電源装置の一構成概念を示したものであ
る。

【００６６】図５において、１は電源部であり、電源部
１にはＬｉイオン電池２ａ、２ｂ、２ｃが搭載され、こ
れらの電池は電池制御部３で充放電、安全に関する制御
がなされる。４は充電器であり、電池制御部３で制御を
うけ、電池２ａ、２ｂ、２ｃを充電する。５は論理部で
あり、この論理部５に電池制御部３がインターフェイス
６を介して繋がり、搭載電池２ａ、２ｂ、２ｃに関する
情報や制御の実施の指示を受け、制御に関するデータを
送出する。７はＣＰＵ、８はメモリであり、電池の制御
に関する情報の蓄積、制御の指示、データの演算、記憶
を行う。電池２ａ、２ｂ、２ｃのＩＤ入力などはキーボ
ードコントローラ９を介して行う。

【００６７】本発明における上記関係式（１'）および
（２'）はＣＰＵ７の空きメモリなどにあらかじめ入力
され、あるいは必要ならばＣＰＵ７に加えてＩＣメモリ
を増設して入力される。ＣＰＵ７は電源制御部５に、充
電モードが定電流（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）モ
ードに変更されてから充電電流値が半減するまでの時間
ｔ_１／２を測定する指示を行ったり、逆に、制御部５が
行った時間ｔ_１／２の測定の結果を制御部５から受け取
り記憶する。ＣＰＵ７は、受け取り記憶した時間ｔ
_１／２を上記関係式（１'）または（２'）に代入して演
算を行い、上記容量推定、劣化判定の手法１による容量
推定、劣化判定を行いその結果を算出する。必要なら
ば、この結果をメモリ８に記憶させる。容量推定、劣化
判定の結果は、システムマネジメントバスなど適当な配
線１０を介して、図５に示した構成を装備している装置
本体の表示部、または音声部に表示、あるいは警告音と
して発出する。

【００６８】このようにして、本発明におけるＬｉイオ
ン電池の容量推定方法または劣化判定方法を実施する機
能を具備した装置、たとえば上記の場合のように、電池
の容量推定機能および電池の劣化判定機能を具備したＬ
ｉイオン電池電源装置を構成することができる。ただ
し、上記概念になるＬｉイオン電池の容量推定、劣化判
定が実施できれば、何ら上記の構成に限定されることは
ない。たとえば、上記関係式（１）および（２）、ある
いは上記関係式（３）および（４）を用いてＬｉイオン
電池の容量推定、劣化判定を行う機能を具備したＬｉイ
オン電池電源装置は、図５に示した構成において、ＣＰ
Ｕ７内の演算様式の変更と、電源制御部５における測定
対象の変更とによって実現させることができる。

【００６９】なお、図５に示した構成において、電池制
御部５は請求項８に記載の電池制御部に該当し、ＣＰＵ
７は請求項８に記載の記憶部と論理回路部とを内蔵し、
電池制御部５とＣＰＵ７とから構成されるリチウムイオ
ン電池の劣化判定装置は請求項８に記載のリチウムイオ
ン電池の劣化判定装置に該当している。

【００７０】本発明におけるＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法は、また、Ｌｉイオン電池のパック
内の制御用マイコン、あるいは必要ならば簡単な増設メ
モリをパック内に付与することによって、電池パックに
適用することができる。本発明におけるＬｉイオン電池
の容量推定、劣化判定の方法を電池パックに適用する具
体的一構成例を、図６によって説明する。

【００７１】図６において、Ｌｉイオン電池１２−１、
１２−２、１２−３が直列に搭載されている。１１は電
池パック本体であり、１３は安全機構の保護用ＩＣであ
り、電圧、電流、温度などのモニタ、ソフト的な安全制
御を行う。１４−Ａ、１４−Ｂ、１４−Ｃ、１４−１、
１４−２、１４−３は電池パック１１内の電流制御、お
よび、電池１２−１、１２−２、１２−３の充電電流制
御を目的とするＦＥＴである。１５は温度ヒューズであ
るＰＴＣ素子であり、１６は電流ヒューズであり、それ
ぞれ温度上昇時、異常大電流時に電流を遮断する役目を
負う。１７はプラス端子、１８はマイナス端子、１９は
情報出力、コントロールのための端子である。これらの
構成要素は、通常のＬｉイオン電池パックに設置されて
いるものである。

【００７２】本発明に係る劣化判定機能を具備したリチ
ウムイオン電池パックが上記従来のリチウムイオン電池
パックと異なる点は以下のとおりである。すなわち、本
発明においては、安全機構の保護用ＩＣ１３内にタイマ
ーを搭載し、空きメモリに上記関係式（１'）および
（２'）をあらかじめ入力しておき、図６におけるＬｉ
イオン電池１２−１、１２−２、１２−３の両端の電圧
をＶｃｃとＶｓｓとにより保護用ＩＣ１３がモニタし、
充電モードが定電流（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）
モードに変更されてから充電電流値が半減するまでの経
過時間ｔ_１／２をカウントし記憶し、この測定し記憶さ
れた時間ｔ_１／２の値を上記関係式（１'）または
（２'）に代入、演算して比容量Ｃを算出する。必要な
らば、保護用ＩＣ１３とは別にパック内の適当な位置に
増設ＩＣを設けることもできる。

【００７３】演算した結果は端子１９を通して適当なデ
ィスプレイ、あるいは警告音などに表示、発出するため
に、電池パック１１を搭載している装置本体に出力す
る。

【００７４】このように、既存のＬｉイオン電池パック
の最小限の変更によって、本発明における劣化判定の機
能を具備したしｉイオン電池パックを提供できる。ただ
し、上記概念になるＬｉイオン電池の劣化判定が実施で
きれば何ら上記の構成に限定されることはない。たとえ
ば、上記関係式（１）および（２）、あるいは上記関係
式（３）および（４）を用いてＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定を行う機能を具備したＬｉイオン電池パッ
クは、図６に示した構成において、保護用ＩＣ内の演算
様式の変更と、電池の容量推定、劣化判定を行うための
測定対象の変更とによって実現させることができる。

【００７５】なお、図６に示した構成において、保護用
ＩＣ１３が請求項１０に記載の計測部と記憶部と論理回
路部とを内蔵していて、図６に示した構成全体が請求項
１０に記載の劣化判定機能を具備したリチウムイオン電
池パックに該当する。

【００７６】本発明におけるＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法、および該容量推定機能、劣化判定
機能を具備したＬｉイオン電池の適用対象としては、特
に高信頼性を必要とする機器が考えられ、該容量推定、
劣化判定によって的確な電池の劣化状態を把握し、タイ
ムリーな電池の交換を実現することによって、機器のト
ラブルを回避する。しかしながら、Ｌｉイオン電池を搭
載する機器であれば何ら上記容量推定、劣化判定の方
法、および容量推定機能、劣化判定機能を具備したＬｉ
イオン電池パックを採用することに問題はなく、しかも
ムダのない電池交換を実現することができるため使用す
る利点はきわめて大きい。

【００７７】

【実施例】以下に本発明に係るリチウムイオン電池の容
量推定方法、劣化判定方法および劣化判定装置ならびに
劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックにつ
いて具体的実施例によって説明するが、本発明は何らこ
れに限定されることはない。 ［実施例１］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）を２５℃の恒温槽に設置し、該電池をデータ収集・
保管機能を有する電池充放電自動試験装置に接続し、定
電流充電電流６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、充電上限電
圧４.１Ｖ、充電時間７日間の定電流定電圧（ＣＣ−Ｃ
Ｖ）方式による充電と、放電電流値６００ｍＡ（１.０
ＣｍＡ）、放電終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放
電との間に休止を１時間はさんだ充放電サイクル試験を
１０サイクル実施し、各サイクルにおける定電圧（Ｃ
Ｖ）モード充電開始時から充電電流値がＣＶ充電初期の
１/２に到達するまでの経過時間ｔ_１／２（ｈｒ）と、
放電電流を時間に関して積分して得る容量Ｃｄの公称容
量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃ（％）とを測定した。こ
こに、Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ）である。

【００７８】試験により得られた４サイクル目から１０
サイクル目までに得られた時間ｔ_{１ ／２}（ｈｒ）と比容
量Ｃとの関係から下記の関係式（５）を得た。

【００７９】 Ｃ＝ -３３.７ｔ_１／２＋１０１ （５） これとは別に、使用済み角形Ｌｉイオン電池（公称容量
６００ｍＡｈ）を用意し、定電流充電電流６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、充電上限電圧４．１Ｖ、充電時間３
時間の定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充電と、
放電電流６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧２.
７５Ｖの放電と、充電・放電の間に１０分間の休止をは
さんだ充放電サイクルを実施して、各サイクルごとのＣ
Ｃ充電モードからＣＶ充電モードに変更となってから電
流値が半減するまでの経過時間ｔ_{１ ／２}（ｈｒ）と、放
電電流を時間に関して積分して得る容量Ｃｄの公称容量
６００ｍＡｈに対する比容量Ｃ（％）とを記録した。

【００８０】比容量Ｃの低下とともに時間ｔ_１／２は増
大したが、第９サイクル目を境に逆に比容量Ｃの低下と
ともに時間ｔ_１／２も減少に転じた。そこで、第９サイ
クル目以降の時間ｔ_１／２と比容量Ｃとの関係は、上記
関係式（２'） Ｃ＝Ａｔ_１／２＋Ｂ’ （２'） によって近似されることになるが、そのためには、上記
関係式（２'）における定数Ａの値および定数Ｂ'の値を
決定する必要がある。定数Ａの値は上記関係式（５）に
おける定数Ａの値と同じく３３.７（１/ｈｒ）とすれば
よく、定数Ｂ'の値は、第９サイクル目におけるｔ
_１／２の値すなわち０.４５（ｈｒ）を上記関係式
（５）に代入して求めたＣの値：Ｃ_Ｃ＝８５.８３５
（％）と等式Ｂ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｂとから算出して、Ｂ'＝７
０.６７（％）とすればよい。このように定数を決定す
れば、上記関係式（２'）は下記の関係式（６）とな
る。

【００８１】 Ｃ＝３３.７ｔ_１／２＋７０.６７ （６） 以上のようにして求めた上記関係式（５）および（６）
の妥当性を検討した。

【００８２】結果を図７に示す。

【００８３】図７は、試験電池の充放電サイクル試験に
おけるＣＶ充電開始後、充電電流値が半減するまでの経
過時間ｔ_１／２と比容量Ｃとの関係を示した図であり、
図中７−１は関係式（５）を示す直線であり、７−２
は、第９サイクル目のデータ（測定点）であり、７−３
は関係式（６）を示す直線である。

【００８４】また、図７において、７−４、７−５は関
係式（５）に従って求めた容量推定値の±１０％（すな
わち誤差が±１０％）を示す直線であり、７−６、７−
７は関係式（６）に従って求めた容量推定値の±１０％
を示す直線である。

【００８５】図７に示すように、測定データはすべて誤
差±１０％以内に収まっており、しかも関係式（５）お
よび（６）を示す直線７−１、７−３に極めて近接して
おり、このことから、本発明に係るリチウムイオン電池
の容量推定方法および劣化判定方法が高精度の容量推定
結果および劣化判定結果を与えることを示している。 ［実施例２］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）６個を２５℃の恒温槽に設置し、データ収集・保管
機能を有する電池充放電自動試験装置にそれぞれの電池
を個別に接続し、充電電流値６００ｍＡ（１.０Ｃｍ
Ａ）、充電上限電圧４.１Ｖ、充電時間を２時間、３時
間、３日間、７日間、１０日間、および１１日間の各時
間に設定して定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充
電と、放電電流値６００ｍＡｈ（１.０ＣｍＡ）、放電
終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放電との間に休止
を１時間はさんだ充放電サイクル試験を１０サイクル実
施し、各サイクルにおける定電圧（ＣＶ）モード充電開
始時から充電電流値がＣＶ充電初期の１/２に到達する
までの経過時間ｔ_１／２（ｈｒ）と、放電電流を時間に
関して積分して得る容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対する比
容量Ｃ（％）とを測定した。

【００８６】試験により得られた４サイクル目から１０
サイクル目における時間ｔ_１／２と比容量Ｃとから表１
に示す関係式Ｉを得た。表中、ｔ_１／２を単にｔと記
し、各関係式Ｉに対して、その関係式を得るために用い
た測定点の図８における記号を付記してある。

【００８７】

【表１】 これとは別に、使用済み角形Ｌｉイオン電池（公称容量
６００ｍＡｈ）を調達し、室温で、充電電流６００ｍＡ
充電電流６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、充電上限電圧４.
１Ｖ、充電時間３時間の定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方
式による充電と、放電電流６００ｍＡ（１.０Ｃｍ
Ａ）、放電終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放電と
の間に１０分間の休止をはさんだ充放電サイクルを４５
サイクル実施して、各サイクルごとのＣＣ充電モードか
らＣＶ充電モードに変更となってから電流値が半減する
までの所要時間ｔ_１／２（ｈｒ）と容量Ｃｄの公称容量
６００ｍＡｈに対する比容量Ｃ（％）とを記録し、表に
示した関係式Ｉの妥当性を検討した。

【００８８】この試験において、３０サイクル目にＣＶ
充電電流値の半減に到達するに要した時間ｔ_１／２は最
大値０.４５５時間を示し、以後はサイクルとともに、
ＣＶ充電電流値半減時間ｔ_１／２は減少に転じた。この
ときの最大ＣＶ充電電流値半減時間ｔ_１／２と、それに
対応する比容量Ｃ_Ｃ＝９１.８％と、等式Ｂ'＝２Ｃ_Ｃ−
Ｂとを用いて、表１の各関係式Ｉに対応した関係式IIを
作成し、その妥当性を併せて検討した。

【００８９】結果を図８に示す。

【００９０】図８は、該充放電サイクルで求めたＣＶ充
電モード開始から電流値半減までの所要時間ｔ_１／２と
比容量Ｃとの関係を示した図であり、図中、４５サイク
ル目までの測定データを灰色丸印で示してある。

【００９１】また、図８には、表１に示した各関係式Ｉ
を作成するための試験データ（図中、表１に付記した記
号で表す）とともに作成した関係式Ｉを直線で示してあ
り、８−１は充電時間２時間のデータから作成した関係
式Ｉであり、８−２は充電時間３時間の試験データから
作成した関係式Ｉであり、８−３は充電時間３日間の試
験データから作成した関係式Ｉであり、８−４は充電時
間７日間の試験から作成した関係式Ｉであり、８−５は
充電時間１０日間の試験データから作成した関係式Ｉで
あり、さらに８−６は充電時間１１日間の試験データか
ら作成した関係式Ｉである。

【００９２】さらに、図８において、８−７は、測定デ
ータのＣＶ充電電流値半減時間ｔ_{１ ／２}が最大を示す測
定点（尖点に該当する）であり、併せて、この値を用い
て作成した関係式IIを直線で示してあり、８−８は充電
時間２時間のデータから作成した関係式IIであり、８−
９は充電時間３時間の試験データから作成した関係式II
であり、８−１０は充電時間３日間の試験データから作
成した関係式IIであり、８−１１は充電時間７日間の試
験から作成した関係式IIであり、８−１２は充電時間１
０日間の試験データから作成した関係式IIであり、さら
に８−１３は充電時間１１日間の試験データから作成し
た関係式IIである。

【００９３】また、測定したＣＶ充電電流値の半減する
までの所要時間ｔ_１／２を各関係式Ｉに代入して算出し
た推定比容量と実測比容量との最大誤差と、この最大誤
差が最も小さかった充電時間７日間の試験から作成した
関係式IIを基準にして、ＣＶ充電電流値半減時間が０.
１ｈｒの場合の関係式IIから算出した推定比容量との差
を最大誤差として併せて表１に示しておいた。

【００９４】図８、表１に示したように、充電時間を３
時間以上１０日間以内に設定した試験から得られた関係
式Ｉにより算出した比容量は、いずれも誤差±１０％以
内であり、優れた判定結果を示した。特に、表１に示し
たように、充電時間を３日以上１０日以下に設定すると
判定誤差は±５％未満に収まりきわめて精度の高い判定
が可能になることが明らかになった。

【００９５】また、関係式IIに関しても、充電時間を３
時間以上１０日間以内に設定すると±１０％以内に誤差
が収まり、優れた精度の判定が期待できることがわかっ
た。

【００９６】これに対して、充電時間を２時間、あるい
は１１日間に設定した試験から作成した関係式Ｉおよび
IIによると、精度のよい劣化判定が困難であることがわ
かった。 ［実施例３］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）４個を室温下に設置し、データ収集・保管機能を有
する電池充放電自動試験装置にそれぞれの電池を個別に
接続し、充電電流値６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、充電
上限電圧４.１Ｖ、充電時間を７日間に設定して定電流
定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充電と、放電電流値６
００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧２.７５Ｖの放
電と、充電と放電との間に休止を１時間はさんだ充放電
サイクル試験を１０サイクル実施し、各サイクルにおけ
る定電圧（ＣＶ）モード充電開始時から充電電流値がＣ
Ｖ充電初期の１/２に到達するまでの経過時間ｔ_１／２
（ｈｒ）と、容量Ｃｄ公称容量Ｃｎに対する比容量Ｃ
（％）を測定した。

【００９７】試験により得られたデータのうち、１サイ
クル目から４サイクル目の時間ｔ_{１ ／２}と比容量Ｃか
ら、４および５サイクル目の時間ｔ_１／２と比容量Ｃか
ら、４サイクル目から６サイクル目の時間ｔ_１／２と比
容量Ｃから、および、４サイクル目から１０サイクル目
の時間ｔ_１／２と比容量Ｃからそれぞれ４つの関係式を
得た。

【００９８】この４つの関係式に、実施例２において試
験した使用済み角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍ
Ａｈ）の４５サイクル分のＣＣ充電モードからＣＶ充電
モードに変更となってから電流値が半減するまでの所要
時間ｔ_１／２（ｈｒ）と放電容量Ｃｄの公称容量６００
ｍＡｈに対する比容量Ｃの実測データを適用して、算定
比容量と実測の比容量との比較を行った。

【００９９】結果を図９に示す。

【０１００】図９は、ＣＶ充電モード開始から電流値半
減までの所要時間ｔ_１／２（ｈｒ）と比容量Ｃとの関係
を示した図であり、図中、灰色丸印は実施例２で測定し
た使用済み角形電池の実測データであり、９−１の直線
は１サイクル〜４サイクル目の測定データから作成した
関係式を、９−２の直線は４サイクル目と５サイクル目
のデータから作成した関係式を、９−３は４サイクル目
から６サイクル目までのデータから作成した関係式を、
さらに９−４の直線は４サイクル目から１０サイクル目
までのデータから作成した関係式を示している。図９の
右側に、各直線を得るために用いた測定点とサイクルと
の対応を示した。

【０１０１】図９から明らかなように、本発明になる関
係式作成の方法に従えば、精度の高い判定が可能とな
り、４サイクル目と５サイクル目のデータから作成した
関係式で算出した比容量の値は実測値に対して最大誤差
（絶対値）は３.２％に留まり、４サイクル目から６サ
イクル目までのデータから作成した関係式で算出した値
は実測値に対して最大誤差（絶対値）は５.４％に留ま
り、また、４サイクル目から１０サイクル目までのデー
タから作成した関係式で算出した値は実測値に対して最
大誤差（絶対値）は２.１％に留まる優れた判定精度で
あった。

【０１０２】これに対して、１サイクル目から４サイク
ル目までのデータから作成した関係式で算出すると、実
測値に対して最大誤差（絶対値）は４３.５％となり、
±２０％を越える誤差となって好ましくないことがわか
った。 ［実施例４］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）５個を５℃の恒温槽に設置し、データ収集・保管機
能を有する電池充放電自動試験装置にそれぞれの電池を
個別に接続し、充電電流値を６００ｍＡ（１.０Ｃｍ
Ａ）、充電上限電圧４.１Ｖ、充電時間を７日間に設定
して定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充電と、放
電電流値６００ｍＡｈ（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧
２.７５Ｖの放電と、充電と放電との間に休止を１時間
はさんだ充放電サイクル試験を１０サイクル実施し、各
サイクルにおける定電圧（ＣＶ）モード充電開始５分後
のＩ_５ｍｉｎ（１.０ＣｍＡを単位として表す）と、公
称容量に対する比容量Ｃ（％）を測定した。

【０１０３】試験により得られたデータのうち、それぞ
れ４サイクル目から１０サイクル目のＣＶ充電開始５分
後の電流値Ｉ_５ｍｉｎ（ＣｍＡ）と比容量Ｃ（％）とか
ら下記の関係式（７）を得た。

【０１０４】 Ｃ＝ -５８.６Ｉ_５ｍｉｎ＋１４３ （７） この５つの電池から得られた関係式（７）に対して、実
施例２において試験した使用済み角形Ｌｉイオン電池
（公称容量６００ｍＡｈ）の４５サイクル分のＣＶ充電
開始から５分後の充電電流値Ｉ_５ｍｉｎ（ＣｍＡ）と放
電容量の公称容量６００ｍＡｈに対する比容量Ｃ（％）
のデータを適用して算定比容量と実測の比容量との比較
を行った。

【０１０５】また、３０サイクル目にＩ_５ｍｉｎは最大
値を示し、それ以後はサイクルとともに減少に転じたた
め、Ｉ_５ｍｉｎが最大値を示したときの容量Ｃ_Ｃ＝９
１.８（％）と等式Ｂ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｂとから、以後のサイ
クルのデータに適用する関係式 Ｃ＝５８．６Ｉ_５ｍｉｎ＋４０．５ （８） を作成し、同様に算定比容量と実測容量との比較を行っ
た。

【０１０６】結果を図１０に示す。

【０１０７】すなわち、図１０は、上記充放電サイクル
試験で求めたＣＶ充電開始５分後の電流値Ｉ
_５ｍｉｎ（ＣｍＡ）と公称容量比Ｃ（％）との関係を示
した図であり、図中灰色丸印が使用済み角形Ｌｉイオン
電池の測定データを示し、黒四角が上記関係式（７）お
よび（８）を得るために行ったサイクルにおいて得た測
定点を示している。また、図中１０−１は関係式（７）
を示す直線であり、１０−３は、測定データにおける尖
点（Ｉ_５ｍｉｎが最大となる点）１０−２から定数を決
定して求めた関係式（８）を示す直線である。

【０１０８】図１０に示したように、測定データはすべ
て±２０％以内に収まっており、本発明の実施によっ
て、高精度の容量推定および劣化判定が可能であること
が判る。 ［実施例５］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）６個を、２５℃に設定した恒温槽内に設置し、デー
タ収集・保管機能を有する電池充放電自動試験装置にそ
れぞれの電池を個別に接続し、充電電流値を６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、充電上限電圧４.１Ｖ、充電時間を７
日間に設定して定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による
充電と、放電電流値６００ｍＡｈ（１.０ＣｍＡ）、放
電終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放電との間に休
止を１時間はさんだ充放電サイクル試験を１０サイクル
実施し、各サイクルにおける定電圧（ＣＶ）モード充電
開始時から３０秒後、１分後、５分後、１５分後、２０
分後の充電電流値Ｉ_{３０ｓｅｃ}、Ｉ_{１ｍ ｉｎ}、Ｉ
_５ｍｉｎ、Ｉ_{１５ｍｉｎ}、Ｉ_{２０ｍｉｎ}（ＣｍＡ）と、
放電容量の公称容量に対する比容量Ｃ（％）を測定し
た。

【０１０９】結果を図１１に示す。

【０１１０】図１１は、試験により得られた測定データ
と、それぞれ各条件における４サイクル目から１０サイ
クル目の充電電流値（Ｉ_{３０ｓｅｃ}、Ｉ_１ｍｉｎ、Ｉ
_{５ｍｉ ｎ}、Ｉ_{１５ｍｉｎ}、Ｉ_{２０ｍｉｎ}）と比容量Ｃか
ら求めた関係式を示した図である。図中、１１−１はＣ
Ｖ充電開始３０秒後の電流値Ｉ_{３０ｓｅｃ}と比容量とか
ら求めた関係式を示す直線であり、１１−２は１分後の
電流値Ｉ_１ｍｉｎと比容量とから求めた関係式を示す直
線であり、１１−３は５分後の電流値Ｉ_５ｍｉｎ、１１
−４は１５分後の電流値Ｉ_{１５ｍｉｎ}、そして１１−５
は２０分後の電流値Ｉ_{２０ｍｉｎ}の場合の関係式を、そ
れぞれ、示した直線である。また、測定点と、ＣＶモー
ド充電開始時から充電電流測定時点までの時間との対応
は図の右側に示したとおりである。

【０１１１】また、比容量が９１.８％のとき、充電電
流値は最大値を示し、以後のサイクルでは、サイクル数
とともに充電電流値が減少に転じる尖点となることがわ
かった。この値に基づいて、それぞれの関係式の傾きの
符号を逆にした別の関係式を作成した。作成した関係式
は、充電電流を測定する時点が３０秒後の場合が１１−
６で示される直線であり、１分後、５分後、１５分後、
２０分後の場合がそれぞれ、１１−７、１１−８、１１
−９、１１−１０で示される直線である。

【０１１２】図１１から明らかなように、ＣＶ充電開始
から１分後以降１５分後までは、優れた容量推定、劣化
判定を実施しうることがわかる。これに対し、２０分後
では、尖点以降で誤差が大きくなるため、好ましくな
い。また、３０秒後では、関係式と測定データとの全体
の整合性は良好であるものの、個々の電流値のばらつき
が大きく、この値で容量推定を行うと誤差が大きくなる
恐れがありいずれも好ましくないことがわかった。

【０１１３】以上、実施例１〜５の説明によって明らか
なように、本発明の実施によって、リチウムイオン電池
の高精度容量推定方法および高精度劣化判定方法を提供
することができる。 ［実施例６］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）３本直列の電池パックの充電のため、充電上限電圧
１２.３Ｖ（２.７５Ｖ／セル）、充電電流値６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、充電を終了するためのしきい値であ
る収束電流値を３０ｍＡ（０.０５ＣｍＡ）とした定電
流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式で充電し、充電時に該電池
パックの容量推定機能と、電池寿命判定基準Ｃｅを３６
０ｍＡｈ（公称容量の６０％）として、本発明の実施に
よって劣化判定を行う機能を有する充電器、すなわち、
本発明に係るリチウムイオン電池の劣化判定装置を搭載
した充電器を作製した。

【０１１４】作製した充電器の構成概念を図１２に示
す。すなわち、図１２において、２０は本実施例におい
て作製した充電器であり、この充電器２０は商用電源２
１に端子２２、および２３で接続される。また、該充電
器２０に対し、Ｌｉイオン電池パック２４が充電のため
に端子２５および２６に接続され装着されるようにし
た。

【０１１５】充電器２０は、商用電源２１から供給され
る電気をＡＣ/ＤＣコンバータ２７によって直流に変換
し、充電電流、電池パック２４の電圧をモニタし、また
サーミスタ２８により温度モニタを行いながら、電源マ
イコン２９、充電制御用マイコン３０により、上述の充
電条件と、過充電、過放電、異常大電流、異常電池温度
上昇など危険状態を検知し回避をするための制御を行
い、電池パック２４を充電する。充電はスイッチ３１に
より、充電完了時、あるいは異常を検知した時、充電を
停止する。

【０１１６】充電制御用マイコン３０は本発明に係るリ
チウムイオン電池の容量推定方法および劣化判定方法を
実行する機能を有し、該容量推定方法および劣化判定方
法の実行結果を表示部３２に出力する。

【０１１７】表示部３２は充電の完了、劣化表示、推定
容量表示、その他、何らかの異常を制御用マイコン３０
の出力に従って表示する。表示部３２は、充電関係の表
示を行うＬＥＤ（赤：充電中、緑：充電完了）と、劣化
判定結果を表示するＬＥＤ（赤：電池取りかえ、黄：ま
もなく電池取りかえ、緑：電池は取りかえ不要）と、推
定容量算出結果の数値表示、異常の表示を行うＬＣＤデ
ィスプレイとから構成されている。

【０１１８】充電関係のＬＥＤでは、充電完了の場合の
み緑のＬＥＤが点灯し、充電中は赤のＬＥＤが点灯し、
それ以外の異常を示す場合には両方とも点灯しない。

【０１１９】劣化判定結果を示すＬＥＤでは、充電制御
用マイコン３０による容量推定の結果である推定比容量
Ｃの値が６０％未満の場合は、推定容量Ｃｄの値が電池
寿命判定基準Ｃｅの値よりも小となるので、電池は劣化
したと判定され、赤のＬＥＤが点灯し、電池パックを直
ちに新しい電池パックに交換すべきであることを示す。
また、推定比容量Ｃの値が６０％以上７０％未満の場合
には、まもなく、すなわち、使用条件にもよるが、数カ
月以内に電池パックを交換すべきであるため黄のＬＥＤ
を点灯させる。さらに比容量が７０％以上の場合は、電
池パックは新品か、または、相当長期間使用が可能で、
取りかえる必要がないため、緑のＬＥＤを点灯させる。

【０１２０】ＬＣＤディスプレイは文字による情報を表
示させることを目的として設置している。電池パックの
装着不良をはじめ、安全性に関わる警告情報など、正常
に充電を行うことが困難であることを示したり、劣化判
定結果を数値で示したりする。また、商用電源の突然の
停止の場合には、装着した電池パックの電圧が８.２５
Ｖより高い場合のみ、装着電池パックから電流を供給し
て電源切れを表示するようにしてある。

【０１２１】本実施例において作製した充電器における
劣化判定の手順を図１３および図１４（図１３続き）に
示した。

【０１２２】図１３および図１４（図１３続き）に示し
た劣化判定の手順を説明する。

【０１２３】手順Ａ：充電器に電池パックを装着してＣ
Ｃモード充電を開始し、電池パックの電圧Ｖをモニタす
る。パック電圧Ｖが充電上限値１２.３Ｖ（４.１Ｖ／セ
ル）に達した時点で充電をＣＶモードに切り替え、総充
電容量が公称容量の３倍を超えていたら、容量推定、劣
化判定のための時間計測を開始する。同時に、充電電流
値をモニタする。

【０１２４】手順Ｂ：電流値が３００ｍＡ（０.５Ｃｍ
Ａ）に到達したら時間計測を終了。充電上限電圧到達時
から電流値３００ｍＡ到達時までの所要時間ｔ
_１／２（ｈｒ）を記録する。

【０１２５】手順Ｃ：取得した所要時間ｔ_１／２（ｈ
ｒ）を劣化関係式（５） Ｃ＝ -３３.７ｔ_１／２＋１０１ （５） に代入、比容量Ｃ（％）を算出する。もしも、前サイク
ルの所要時間ｔ_１／２ｂが記録されており、ｔ_１／２＜
ｔ_１／２ｂとなる場合には、この不等式が初めて成立し
た場合にはｔ_１／２ｂを関係式（５）に代入して比容量
Ｃ（％）(この値をＣｂとする）を算出し、その他の場
合には、関係式（５）の代わりに、関係式 Ｃ＝３３.７ｔ_１／２＋Ｎ' （６'） （ここに、Ｎ'は正値定数とする)を用い、ｔ_１／２をこ
の式に代入して比容量Ｃ（％）を算出する。上記関係式
（６'）における定数Ｎ'は、ｔ_１／２が最大となる点
（尖点）におけるｔ_１／２の値と比容量Ｃの値（上記の
Ｃｂ）とを関係式（６'）に代入することによって求め
られる。この定数Ｎ'の算出方法は、すでに示した等式
Ｎ'＝２Ｃ_Ｃ−Ｎを用いる方法と等価である。なお、図
１４（図１３続き）において、上記Ｎ'は単にＮと表さ
れている。

【０１２６】手順Ｄ：算出された結果をＬＣＤとＬＥＤ
に表示する。判定結果である比容量の値に応じて、上述
したように赤、黄、縁のいずれかのＬＥＤを点灯させ、
同時にＬＣＤディスプレイに数値を表示する。ＬＣＤデ
ィスプレイ表示は３０秒間、ＬＥＤは充電器が商用電源
に接続されている問点灯させる。

【０１２７】本発明になる容量推定、劣化判定は、充電
制御用マイコン３０に、実施例１において作成した劣化
関係式（５）と、図１３および図１４（図１３続き）に
示したフロー手順をプログラムしてあらかじめ入力して
おき、電池パックの電圧と充電電流値のモニタリングを
利用しながら、内蔵タイマにより、パック電圧が１２.
３Ｖに到達してＣＣ充電モードからＣＶ充電モードに変
更されてから充電電流値が１/２の３００ｍＡに到達す
るまでの時間ｔ_１／２を測定し、上記関係式（５）また
は、関係式（６'）に適用して、Ｌｉイオン電池パック
の容量推定、劣化判定を行い、表示部３２に推定容量
値、劣化判定結果を表示するようにした。なお、本実施
例で作製した充電器には、電池の充電時間が判るよう、
ＬＣＤディスプレイ上にタイマー表示を行っている。

【０１２８】このようにして構成される充電器を用い、
この充電器に使用済みの同タイプの電池パックを装着
し、充電した。この使用済み電池パックは、定電流（Ｃ
Ｃ）モードから定電圧（ＣＶ）モードに充電形態が変更
となってから、２７分で劣化判定結果が表示され、３時
間６分で充電が終了した。ＬＣＤディスプレイには８６
％と表示され、緑色のＬＥＤが点灯した。

【０１２９】充電された上記電池パックを電池充放電自
動試験装置に設置し、放電電流値６００ｍＡ（１.０Ｃ
ｍＡ）、放電終止電圧８.２５Ｖに設定して定電流放電
を実施し、放電容量を求めたところ、５３４ｍＡｈであ
った。この実測容量を比容量に換算すると８９％とな
り、この実比容量に対する上記の推定比容量の誤差はわ
ずかに約３％であることが判る。

【０１３０】以上の通り、本発明になる容量推定機能お
よび劣化判定機能を有する充電器では、精度の高い容量
推定可能であり、従って、精度の高い劣化判定を行うこ
とが可能であることが明らかになった。本実施例におい
ては、充電制御用マイコン３０が本発明に係るリチウム
イオン電池の劣化判定装置を構成している。

【０１３１】以上の説明により明らかなように、本発明
の実施によって、リチウムイオン電池の高精度劣化判定
装置を提供することができる。 ［実施例７］充電上限電圧１２.３Ｖ、充電電流６００
ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、収束電流値が６０ｍＡの条件で
定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）モード充電を行う機能を有
した小型携帯用情報端末機器に搭載する、図６に示す構
成のＬｉイオン電池パックを作製した。該電池パックは
角形セル（公称容量６００ｍＡｈ）１２−１、１２−
２、および１２−３の３セル直列のパックであり、保護
用ＩＣに上記関係式（５）をあらかじめ入力してある。

【０１３２】また、図６に示す構成の該電池パック内の
保護用ＩＣ１３メモリには、Ｌｉイオン電池１２−１、
１２−２、１２−３各セルの両端の電圧をＶｃｃとＶｓ
ｓによりモニタし、充電上限電圧１２.３Ｖ（４.１Ｖ／
セル）に電圧が達してＣＣ充電モードからＣＶ充電モー
ドに変更となってから電流値をモニタして１/２の３０
０ｍＡ（０.５ＣｍＡ）に到達するまでの経過時間ｔ
_１／２をカウントし、この測定された時間ｔ_１／２の値
を、表示手順を除く図１３および図１４（図１３続き）
に示した手順に従って上記関係式（５）、あるいは、前
サイクルの時間ｔ _１／２ｂより小さくなる場合には上記
実施例６に示した関係式（６’）を作成、これにｔ
_１／２の値を代入、演算して比容量Ｃを算出するプログ
ラムがあらかじめ入力してある。

【０１３３】演算した結果は端子１９を通して該電池パ
ックを搭載する情報端末機器本体の液晶ディスプレイに
表示するために装置本体に出力する機構になっている。

【０１３４】液晶ディスプレイには、判定結果である数
値がパーセントで表示されるとともに、バーの長さのパ
ーセント数値に相当する割合が塗りつぶしで示されるよ
うになっている。

【０１３５】劣化判定の指示は、該機器本体から充電開
始と同時に発出される。劣化判定実施のための手順フロ
ーは、図１３および図１４（図１３続き）において、結
果の表示が機器本体のディスプレイに表示されるために
機器本体に結果を送出する以外は図１３および図１４
（図１３続き）と同様である。

【０１３６】このような構成になる電池パックを情報端
末機器に装着し、１時間使用した後、商用電源に接続し
て充電を開始し、充電開始後に表示されたディスプレイ
を見たところ、該電池パックの比容量推定の結果は８６
％と表示された。充電完了のサインがディスプレイ上に
現れたのを確認して、この情報端末機器を０ＦＦにし、
該電池パックを脱着し、適当な接続コードを用いて、電
池充放電自動試験装置に接続し、放電電流６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧８.２５Ｖ（２.７５Ｖ
／セル）で放電させ容量を測定した。その結果、実放電
容量は５０１ｍＡｈ、比容量に換算して８３.５％であ
った。

【０１３７】従って、本発明になる電池パックに搭載し
た容量推定機能による推定結果は、比容量の差として、
誤差 -２.５％と優れた推定精度を示すことが明らかに
なった。本電池パックは本発明に係る劣化判定機能を具
備したリチウムイオン電池パックでもあり、その劣化判
定機能による劣化判定は上記の優れた精度の容量推定機
能にに基づいて行われるので、本電池パックは高精度劣
化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックであ
る。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実施によ
って、リチウムイオン電池の高精度容量推定方法、高精
度劣化判定方法および高精度劣化判定装置ならびに高精
度劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックを
提供することができる。

【０１３９】リチウムイオン電池の劣化状態を知る場
合、本発明における容量推定および劣化判定方法を用い
ることにより、すぐれた精度で電池の容量、および劣化
状態を把握することが可能になり、リチウムイオン電池
の管理においてきわめて大きな貢献を果たすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推定
方法を説明する図である。

【図２】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推
定、劣化判定方法の根拠となる定電圧モード充電におけ
る充電電流減衰の変化を示した図である。

【図３】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推
定、劣化判定方法を説明する定電流（ＣＣ）充電から定
電圧（ＣＶ）充電に変更されてから充電電流が半減する
までの所要時間と比容量との関係を示した図である。

【図４】本発明におけるリチウムイオン電池の別の容量
推定、劣化判定方法を説明する一例として、定電流（Ｃ
Ｃ）充電から定電圧（ＣＶ）充電に変更されてから５分
後の電流値と比容量との関係を示した図である。

【図５】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法を装置類に適用する具体的な一例を
説明する図である。

【図６】本発明における劣化判定機能を具備したリチウ
ムイオン電池パックの回路構成例を示した図である。

【図７】本発明の実施例１における充放電サイクル試験
の結果を示したＣＶ充電電流半減時間ｔ_１／２と比容量
Ｃとの関係を示した図であり、７−１は関係式（５）を
示す直線であり、７−２は測定データの尖点であり、７
−３は別の関係式（６）を示す直線である。

【図８】本発明の実施例２における充放電サイクル試験
で求めたＣＶ充電モード開始から電流値半減に至る所要
時間ｔ_１／２と比容量Ｃとの関係と各関係式を示した図
であり、８−１、８−２、８−３、８−４、８−５、お
よび８−６は各条件での関係式を示す直線であり、８−
７は測定データの尖点であり、８−８、８−９、８−１
０、８−１１、８−１２、および８−１３はこの尖点を
基に作成した別の関係式を示す直線である。

【図９】本発明の実施例３におけるＣＶ充電モード開始
から電流値半減に至る所要時間ｔ_１／２と比容量Ｃとの
関係を示すデータと各関係式を示した図であり、９−
１、９−２、９−３、および９−４は各条件での関係式
を示す直線である。

【図１０】本発明の実施例４におけるＣＶ充電モード開
始から５分後の充電電流値Ｉ_{５ｍ ｉｎ}と比容量Ｃとの関
係を示すデータと各関係式を示した図であり、１０−１
と１０−３は関係式を示す直線であり、１０−２は１０
−３の関係式を作成する根拠となる測定データの尖点を
示している。

【図１１】本発明の実施例５におけるＣＶ充電モード開
始から一定時間後の充電電流値と比容量Ｃとの関係を示
すデータと各関係式を示した図であり、１１−１、１１
−２、１１−３、１１−４、１１−５、１１−６、１１
−７、１１−８、１１−９、および１１−１０は各条件
での関係式を示す直線である。

【図１２】本発明の実施例６において作製した充電器の
構成を示した図である。

【図１３】本発明の実施例６において実施した劣化判定
手順を示したフロー図である。

【図１４】図１３の続きである。

【符号の説明】

１…電源部、２ａ、２ｂ、２ｃ…Ｌｉイオン電池、３…
電池制御部、４…充電器、５…論理部、６…インターフ
ェイス、７…ＣＰＵ、８…メモリ、９…キーボードコン
トローラ、１０…配線、１１…電池パック本体、１２-
１、１２-２、１２-３…Ｌｉイオン電池、１３…保護用
ＩＣ、１４-Ａ、１４-Ｂ、１４-Ｃ、１４-１、１４-
２、１４-３…ＦＥＴ、１５…ＰＴＣ素子、１６…電流
ヒューズ、１７…プラス端子、１８…マイナス端子、１
９…情報出力、コントロールのための端子、２０…充電
器、２１…商用電源、２２、２３…商用電源と充電器と
を接続する端子、２４…Ｌｉイオン電池パック、２５、
２６…充電器と電池パックとを接続する端子、２７…Ａ
Ｃ/ＤＣコンバータ、２８…サーミスタ、２９…電源マ
イコン、３０…充電制御用マイコン、３１…スイツチ、
３２…表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB12 CB33 CC01 CC03 CC04 CC07 CC12 CC23 CC27 CC28 CD06 CD09 CD10 CD14 5G003 AA01 BA01 DA07 EA05 EA08 GA01 GC05 5H030 AA06 AA10 AS06 FF42 FF43 FF44 FF52

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リチウムイオン電池の容量推定方法であっ
   て、 該電池を、該電池の電池電圧があらかじめ設定された上
   限電圧Ｖｃに達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電し
   た後に該電池電圧を上記Ｖｃに保って定電圧充電する定
   電流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過
   程後の該電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ず
   つ含む充放電サイクルを複数回実施し、該充放電サイク
   ルにおいて、充電モードを定電流モードから定電圧モー
   ドに切り替えた時点から、充電電流が上記Ｉｃ０のα倍
   （ここに、αは定数であり、０＜α＜１であるとする）
   になるまでの時間ｔ_αを測定し、 該測定によって得たｔ_αの測定値が該サイクルの繰り返
   し回数ｎの増大に伴って増加するかまたは不変である場
   合には該電池の容量Ｃｄの該電池の公称容量Ｃｎに対す
   る百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)
   で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝ -Ａｔ_α＋Ｂ （１） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）を用いて推定
   し、該測定によって得たｔ_αの測定値が該サイクルの繰
   り返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百分
   率比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋Ａｔ_α＋Ｂ’ （２） （ここに、Ｂ’は正値定数である）を用いて推定し、 該電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容
   量Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝
   (Ｃ/１００)×Ｃｎによって推定することを特徴とする
   リチウムイオン電池の容量推定方法。
2. 【請求項２】上記αの値が１/２であることを特徴とす
   る請求項１に記載のリチウムイオン電池の容量推定方
   法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のリチウムイオン
   電池の容量推定方法において、 上記定数Ａ、ＢおよびＢ’の値を決定するために、 容量推定対象となるリチウムイオン電池と同一種類で同
   一公称容量Ｃｎを有するリチウムイオン電池を上記定電
   流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程
   後の該電池を、該電池の電池電圧が放電終止電圧Ｖｄに
   達するまで放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含
   む充放電サイクルであって、１回の充電時間を３時間以
   上１０日間以下、好ましくは３日間以上１０日間以下と
   し、放電電流Ｉｄを０.２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下
   （ここに、ＣｍＡは該電池の公称容量Ｃｎを１時間で割
   って得る電流値である）とし、該電池の周囲温度を０℃
   以上４５℃以下、好ましくは１５℃以上３０℃以下とす
   る充放電サイクルを５回以上、好ましくは６回以上実施
   し、 該充放電サイクルにおいて、上記時間ｔ_αを測定し、放
   電電流Ｉｄを時間に関して積分することによって該電池
   の容量Ｃｄを求め、該容量Ｃｄの上記公称容量Ｃｎに対
   する百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃ
   ｎ)で与えられる）を算出し、第ｎ回目のサイクルにお
   いて得たｔ_αの値およびＣの値を、それぞれ、上記ｎの
   関数ｔ_α(ｎ)およびＣ(ｎ)として記録し、 上記関係式（１）および（２）が、ｔ_α＝ｔ_α(ｎ)およ
   びＣ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記ｔ_α(ｎ)とＣ(ｎ)との
   相関関係を近似的に表すように、上記定数Ａ、Ｂおよび
   Ｂ’の値を決定し、 該決定によって決定された値を上記関係式（１）および
   （２）に代入して得る関係式を用いて、前記容量推定対
   象となるリチウムイオン電池の容量Ｃｄを推定すること
   を特徴とするリチウムイオン電池の容量推定方法。
4. 【請求項４】リチウムイオン電池の容量推定方法であっ
   て、 該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過
   程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とを
   それぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実施し、 該充放電サイクルにおいて、充電モードを定電流モード
   から定電圧モードに切り替えた時点から、あらかじめ設
   定された時間ｔｍ（ここに、０＜ｔｍ≦０.８Ｃｎ/Ｉｃ
   ０であり、Ｃｎは該電池の公称容量であるとする）だけ
   経過した時点における充電電流Ｉ_ｔｍを測定し、 該測定によって得たＩ_ｔｍの測定値が該サイクルの繰り
   返し回数ｎの増大に伴って増加するかまたは不変である
   場合には該電池の容量Ｃｄの該電池の公称容量Ｃｎに対
   する百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃ
   ｎ)で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝ -ＭＩ_ｔｍ＋Ｎ （３） （ここに、ＭおよびＮは正値定数である）を用いて推定
   し、 該測定によって得たＩ_ｔｍの測定値が該サイクルの繰り
   返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百分率
   比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋ＭＩ_ｔｍ＋Ｎ’ （４） （ここに、Ｎ’は正値定数である）を用いて推定し、 該電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容
   量Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝
   (Ｃ/１００)×Ｃｎによって推定することを特徴とする
   リチウムイオン電池の容量推定方法。
5. 【請求項５】上記ｔｍが１分以上１５分以内であること
   を特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン電池の容
   量推定方法。
6. 【請求項６】請求項４または５に記載のリチウムイオン
   電池の容量推定方法において、 上記定数Ｍ、ＮおよびＮ’の値を決定するために、 容量推定対象となるリチウムイオン電池と同一種類で同
   一公称容量Ｃｎを有するリチウムイオン電池を上記定電
   流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程
   後の該電池を、該電池の電池電圧が放電終止電圧Ｖｄに
   達するまで放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含
   む充放電サイクルであって、１回の充電時間を３時間以
   上３０日間以下とし、放電電流値Ｉｄを０.２ＣｍＡ以
   上２.０ＣｍＡ以下（ここに、ＣｍＡは上記公称容量Ｃ
   ｎを１時間で割って得る電流値である）とし、該電池の
   周囲温度を０℃以上４５℃以下、好ましくは１５℃以上
   ３０℃以下とする充放電サイクルを５回以上実施し、 各充放電サイクルにおいて、上記電流Ｉ_ｔｍを測定し、
   放電電流Ｉｄを時間に関して積分することによって該電
   池の容量Ｃｄを求め、該容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対す
   る百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃ
   ｎ)）を算出し、第ｎ回目のサイクルにおいて得たＩ
   _ｔｍの値およびＣの値を、それぞれ、ｎの関数Ｉ
   _ｔｍ(ｎ)およびＣ(ｎ)として記録し、 上記関係式（３）および（４）が、Ｉ_ｔｍ＝Ｉ_ｔｍ(ｎ)
   およびＣ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記Ｉ_ｔｍ(ｎ)とＣ
   (ｎ)との相関関係を近似的に表すように、上記定数Ｍ、
   ＮおよびＮ’の値を決定し、 該決定によって決定された値を上記関係式（３）および
   （４）に代入して得る関係式を用いて、前記容量推定対
   象となるリチウムイオン電池の容量Ｃｄを推定すること
   を特徴とするリチウムイオン電池の容量推定方法。
7. 【請求項７】リチウムイオン電池の劣化判定方法であっ
   て、該リチウムイオン電池の容量Ｃｄを請求項１、２、
   ３、４、５または６に記載のリチウムイオン電池の容量
   推定方法によって推定し、該推定によって得られたＣｄ
   の値が、あらかじめ定められた容量Ｃｅの値よりも小で
   あるときに、該リチウムイオン電池は劣化したと判定す
   ることを特徴とするリチウムイオン電池の劣化判定方
   法。
8. 【請求項８】リチウムイオン電池の劣化判定装置であっ
   て、 該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過
   程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とを
   それぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行する
   機能、および、該充放電サイクル実行中に上記時間ｔ_α
   を計測する機能を有する電池制御部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
   得られた上記ｔ_αの値を上記ｎの関数ｔ_α(ｎ)として記
   憶する記憶部と、 上記ｔ_α(ｎ)の値を用い、請求項７に記載のリチウムイ
   オン電池の劣化判定方法によって該電池の劣化を判定す
   る論理回路部とを有することを特徴とするリチウムイオ
   ン電池の劣化判定装置。
9. 【請求項９】リチウムイオン電池の劣化判定装置であっ
   て、 該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過
   程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とを
   それぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行する
   機能、および、該充放電サイクル実行中に上記電流Ｉ
   _ｔｍを計測する機能を有する電池制御部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
   得られた上記Ｉ_ｔｍの値を上記ｎの関数Ｉ_ｔｍ(ｎ)とし
   て記憶する記憶部と、 上記Ｉ_ｔｍ(ｎ)の値を用い、請求項７に記載のリチウム
   イオン電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判定
   する論理回路部とを有することを特徴とするリチウムイ
   オン電池の劣化判定装置。
10. 【請求項１０】劣化判定機能を具備したリチウムイオン
    電池パックであって、 該電池パック中のリチウムイオン電池を上記定電流定電
    圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程後の該
    電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含む充
    放電サイクルが複数回実行された場合に、該充放電サイ
    クル実行中に上記時間ｔ_αの値を計測する計測部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
    得られた上記ｔ_αの値を上記ｎの関数ｔ_α(ｎ)として記
    憶する記憶部と、 上記ｔ_α(ｎ)を用い、請求項７に記載のリチウムイオン
    電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判定する論
    理回路部とを有することを特徴とする劣化判定機能を具
    備したリチウムイオン電池パック。
11. 【請求項１１】劣化判定機能を具備したリチウムイオン
    電池パックであって、 該電池パック中のリチウムイオン電池を上記定電流定電
    圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程後の該
    電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含む充
    放電サイクルが複数回実行された場合に、該充放電サイ
    クル実行中に上記電流Ｉ_ｔｍを計測する計測部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
    得られた上記Ｉ_ｔｍの値を上記ｎの関数Ｉ_ｔｍ(ｎ)とし
    て記憶する記憶部と、 上記Ｉ_ｔｍ(ｎ)の値を用い、請求項７に記載のリチウム
    イオン電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判定
    する論理回路部とを有することを特徴とする劣化判定機
    能を具備したリチウムイオン電池パック。