JP2008243652A - リチウムイオン電池の管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】回収されたリチウムイオン電池を有効に利用でき、初期の生産コストを低減できるリチウムイオン電池の管理システムを提供することにある。
【解決手段】リチウムイオン電池１０のデータを記憶するデータ記憶手段と、前記データに基づき回収されたリチウムイオン電池１０の次の用途を特定する用途特定手段とを具備するコンピュータ１を有し、前記データは、リチウムイオン電池１０の使用時における充放電の回数とリチウムイオン電池１０の使用時間とを含むようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、リチウムイオン電池の管理システムに関する。
リチウムイオン電池は、単位重量当りの放電可能な電力容量が大きく、１セル当りの電圧が高い二次電池として知られている。リチウムイオン電池は、所定の期間使用すると著しく放電容量が低下する鉛電池と異なり、使用期間の増加に伴い放電容量が徐々に低下するサイクル特性を有することも知られている。このリチウムイオン電池では、正極材料としてＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2またはＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウム系複合金属酸化物が用いられ、負極材料としてＣ（グラファイト）が用いられ、電解液としてＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6などのＬｉイオンを含む有機電解液が用いられている。
上述したリチウムイオン電池は、携帯電話、ノート型パソコンや、ハイブリッド自動車、電気自動車、電動アシスト自転車や、ロボット、通信中継局などにおけるバックアップ電源である無停電電源装置（ＵＰＳ）などで利用されている。
リチウムイオン電池は、所定期間利用したり、各機器の所定の要求性能（放電容量）などを満たさなくなったりすると、前記リチウムイオン電池を解体して当該リチウムイオン電池に利用されていた金属などを回収する一方、それ以外は所定の処理を施し廃棄していた。
なお、特許文献１には、組電池の各モジュール電池で得られた電池状態情報（電池電圧、残容量）を集計して求められた平均値と、モジュール電池の電池状態情報との差からモジュール電池の寿命を判定する蓄電池の状態管理システムが開示されている。
特開平８−１４０２７２号公報
しかしながら、上述したリチウムイオン電池のリサイクル技術では、当該電池で利用された金属の有効な利用を図ることができるものの、リチウムイオン電池が各機器の所定の要求性能（放電容量）を満たさない場合、例えば、電気自動車への利用を終え、当初の放電容量の半分程度になった場合であっても、鉛蓄電池の１．５倍程度の蓄電能力を有している。そのため、このような当初の利用を終えたリチウムイオン電池を他の機器にて利用出来れば、リチウムイオン電池の各部材（例えば、外装ケース、セパレータ、電極など）の初期の生産コストを低減することができ、資源の有効な利用に供することができる。
特許文献１に記載の蓄電池の状態管理システムでは、組電池にて各モジュール電池の寿命を判定し、寿命を終えたモジュール電池のみを新たなモジュール電池と取り替えることで組電池に組み入れられていた他のモジュール電池を有効に利用することができるものの、寿命を終えたモジュール電池自体の他用途へ利用については検討がなされていなかった。
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、回収されたリチウムイオン電池を有効に利用でき、初期の生産コストを低減できるリチウムイオン電池の管理システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決する第１の発明に係るリチウムイオン電池の管理システムは、リチウムイオン電池のデータを記憶するデータ記憶手段と、前記データに基づき回収されたリチウムイオン電池の次の用途を特定する用途特定手段とを有し、前記データが、前記リチウムイオン電池の使用時における充放電の回数と前記リチウムイオン電池の使用時間とを含むことを特徴とする。
上述した課題を解決する第２の発明に係るリチウムイオン電池の管理システムは、第１の発明に係るリチウムイオン電池の管理システムであって、前記データに含まれる前記充放電の回数が、過充放電の発生回数が分かるよう構成されていることを特徴とする。
上述した課題を解決する第３の発明に係るリチウムイオン電池の管理システムは、第１の発明または第２の発明に係るリチウムイオン電池の管理システムであって、前記リチウムイオン電池が、定期的に検査が行われる車両に搭載された電池であり、前記車両が、前記過充放電の回数を含む前記充電の回数を記憶する過充放電回数記憶手段を有することを特徴とする。
上述した課題を解決する第４の発明に係るリチウムイオン電池の管理システムは、第１乃至第３の発明の何れか一つに係るリチウムイオン電池の管理システムであって、前記リチウムイオン電池の次の用途が、無停電電源装置への利用を含むことを特徴とする。
本発明に係るリチウムイオン電池の管理システムによれば、リチウムイオン電池のデータを記憶するデータ記憶手段と、前記データに基づき回収されたリチウムイオン電池の次の用途を特定する用途特定手段とを有し、前記データが、前記リチウムイオン電池の使用時における過充放電の回数を含む前記充電の回数と前記リチウムイオン電池の使用時間とを含むことにより、前記データに基づいて、充放電サイクルによる劣化や経年劣化を高精度に推定することができ、この推定に応じて回収されたリチウムイオン電池の次の用途を特定することができる。その結果、リチウムイオン電池の各部材（例えば、外装ケース、セパレータ、電極など）の初期の生産コストを低減することができる。
以下に、本発明に係るリチウムイオン電池の管理システムを実施するための最良の形態について図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムを説明するための図であり、図２は、それが有するコンピュータにおける処理フローを示す図であり、図３は、図２におけるステップＳ２にて用いられるデータ表の一例を示す図である。
本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムは、図１および図２に示すように、リチウムイオン電池１０のデータを記憶する記憶手段であるハードディスク、メモリなどの記憶装置を具備するコンピュータ１を有する。コンピュータ１は、前記データに基づき、回収されたリチウムイオン電池１０の次の用途を特定する用途特定手段も有する。
以下に、リチウムイオン電池１０を車両２に搭載して１次利用し、１次利用されたリチウムイオン電池１０を通信中継局などの無停電電源装置３に搭載して２次利用した場合について説明する。
コンピュータ１には、図２および図３に示すように、リチウムイオン電池１０のデータとしてシリアル番号（製造番号）や製造日や放電容量などの初期性能が入力されて登録される（ステップＳ１）。
続いて、コンピュータ１に登録されたリチウムイオン電池１０が車両２に搭載される。この車両２としては、車両検査（定期的な検査）が行われる車両である、電気自動車、ハイブリッド自動車などが挙げられる。また、この車両２は、リチウムイオン電池１０の使用時間および充放電の回数ならびに使用環境（周囲温度）を記憶する記憶手段としての自動車制御装置（図示せず）を具備する。ただし、前記充放電の回数は、過充放電の回数が分かるように構成されている。
続いて、上述した車両検査時において、上記データ（使用時間、充放電の回数（所定の電圧以上となる充電の回数、所定の電圧以下となる放電の回数を含む）、使用環境（周囲温度、充放電レート（充放電の速さ）））などは、コンピュータ１に入力されて記録される。なお、前記充放電レートが大きいほど、電池寿命が短くなる。
続いて、所定の期間が経過したり、所定の要求性能（放電容量）を満たさなくなったりしてリチウムイオン電池１０が回収される。このときにも、データ（使用時間、充放電の回数（過充放電の回数を含む）、使用環境、回収した後の検査時における放電容量）などは、コンピュータ１に入力されて記録される。
続いて、ステップＳ２に進み、コンピュータ１に入力されたデータに基づき回収されたリチウムイオン電池１０の次の用途（２次利用）が特定される。すなわち、前記データにより回収されたリチウムイオン電池１０の充電容量などの性能が特定され、この性能に応じて次の用途が特定される。ここでは、リチウムイオン電池１０の次の利用として通信中継局などの無停電電源装置３が特定される。
続いて、次の用途として特定された、通信中継局などの無停電電源装置３に回収されたリチウムイオン電池１０が搭載されて２次利用される。
したがって、本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムによれば、充放電の回数および使用時間などのデータに基づいて、充放電サイクルによる劣化や経年劣化を高精度に推定することができ、この推定に応じて回収されたリチウムイオン電池１０の次の用途を特定することができ、リチウムイオン電池１０の各部材（例えば、外装ケース、セパレータ、電極など）の初期の生産コストを低減することができる。
また、リチウムイオン電池１０が定期的に検査される車両２、例えば、モータおよび内燃機関の駆動を併用したハイブリッド車、電気自動車などにて１次利用されていた場合には、リチウムイオン電池自体が、充放電サイクルによる劣化や経年劣化が当該車両の使用状況に応じて様々に変わり易いために、定期的な検査を行う時に上記データを収集しコンピュータ１に記憶させることで、回収されたリチウムイオン電池１０の個体特有の性能を特定することができ、このリチウムイオン電池１０の次の用途をより的確に特定することができる。
回収されたリチウムイオン電池１０の次の利用（２次利用）を通信中継局の無停電電源装置３とすることにより、この無停電電源装置自体が頻繁に使用状態になるものでは無く使用頻度が低いことから、回収されたリチウムイオン電池１０を有効に利用することができる。
なお、上記では、１次利用を車両２としたリチウムイオン電池１０を管理するリチウムイオン電池の管理システムを用いて説明したが、充放電の回数などのデータを記憶することができる記憶手段を備える装置をリチウムイオン電池１０の１次利用とするリチウムイオン電池の管理システムであれば良い。このようなリチウムイオン電池の管理システムであっても、上述した本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムと同様な作用効果を奏する。
上記では、リチウムイオン電池１０の個体を識別するために製造番号をデータとして有するリチウムイオン電池の管理システムを用いて説明したが、電波を使った非接触自動認識技術（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を適用したタグなどがリチウムイオン電池に付けられ、当該タグに記憶された、個体を識別するための識別番号をデータとして有するリチウムイオン電池の管理システムとしても良く、このようなリチウムイオン電池の管理システムであっても、上述した本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムと同様な作用効果を奏する。
上記では、２次利用を通信中継局の無停電電源装置３としたリチウムイオン電池１０を管理するリチウムイオン電池の管理システムを用いて説明したが、通信中継局の無停電電源装置３に利用されたリチウムイオン電池１０をさらに回収し、この通信中継局の無停電電源装置３よりも使用頻度が更に低い、大きなビル、公共交通機関である空港や駅などに用いられる無停電電源装置をリチウムイオン電池１０の次の用途とする（３次利用とする）リチウムイオン電池の管理システムとしても良い。このようなリチウムイオン電池の管理システムであっても、上述した本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムと同様な作用効果を奏する。
本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムを説明するための図である。 本発明の最良の実施形態に係るリチウムイオン電池の管理システムが有するコンピュータにおける処理フローを示す図である。 図２におけるステップＳ１にて用いられるデータ表の一例を示す図である。
符号の説明
１ コンピュータ
２ 自動車
３ 通信中継局
１０ リチウムイオン電池

Claims (4)

  1. リチウムイオン電池のデータを記憶するデータ記憶手段と、
    前記データに基づき回収されたリチウムイオン電池の次の用途を特定する用途特定手段とを有し、
    前記データは、前記リチウムイオン電池の使用時における充放電の回数と前記リチウムイオン電池の使用時間とを含む
    ことを特徴とするリチウムイオン電池の管理システム。
  2. 請求項１に記載されたリチウムイオン電池の管理システムであって、
    前記データに含まれる前記充放電の回数は、過充放電の発生回数が分かるよう構成されている
    ことを特徴とするリチウムイオン電池の管理システム。
  3. 請求項１または請求項２に記載されたリチウムイオン電池の管理システムであって、
    前記リチウムイオン電池は、定期的に検査が行われる車両に搭載された電池であり、
    前記車両は、前記過充放電の回数を含む前記充電の回数を記憶する過充放電回数記憶手段を有する
    ことを特徴とするリチウムイオン電池の管理システム。
  4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載されたリチウムイオン電池の管理システムであって、
    前記リチウムイオン電池の次の用途は、無停電電源装置への利用を含む
    ことを特徴とするリチウムイオン電池の管理システム。
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