JP2010232080A - リチウムイオン二次電池、これを用いた電池システム、これを用いた車両、及び電池搭載機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】リチウムイオン二次電池の余剰電解液の光学的性質を容易に調べうる構成とした電池、余剰電解液のリチウム塩濃度を検知しうる電池システム、また、余剰電解液のリチウム塩濃度を検知して、電池の内部抵抗の増大を抑制、減少させて電池の劣化を回復させ、内部抵抗を適切な範囲に収めうる電池システムを提供する。
【解決手段】リチウムイオン二次電池10は、正極板2、負極板3、及びこれらの間に介在するセパレータ4とを含む発電要素1と、発電要素1に含浸され、リチウムイオンを含む電解液9と、発電要素1及び電解液9を収容する電池ケース7と、を備え、電解液9は、発電要素1に含浸保持された保持電解液9A、及び、保持電解液9Aと相互の流通可能な状態で、電池ケース7内に貯留された余剰電解液9Bからなる。電池ケース7は、余剰電解液9Bに接し、余剰電解液9Bを通る光路を設定可能に配置された、一対の光透過窓11A,11Bを備える。
【選択図】図４
【解決手段】リチウムイオン二次電池10は、正極板2、負極板3、及びこれらの間に介在するセパレータ4とを含む発電要素1と、発電要素1に含浸され、リチウムイオンを含む電解液9と、発電要素1及び電解液9を収容する電池ケース7と、を備え、電解液9は、発電要素1に含浸保持された保持電解液9A、及び、保持電解液9Aと相互の流通可能な状態で、電池ケース7内に貯留された余剰電解液9Bからなる。電池ケース7は、余剰電解液9Bに接し、余剰電解液9Bを通る光路を設定可能に配置された、一対の光透過窓11A,11Bを備える。
【選択図】図４
Description
本発明は、電解液を有するリチウムイオン二次電池、これを用いた電池システムに関する。またこの電池システムを用いた車両及び電池搭載機器に関する。
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両やノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、リチウムイオン二次電池が利用されている。
例えば、特許文献１には、ＬｉＰＦ6を非水電解液に用い、リチウム塩の濃度を０．４〜０．８ｍｏｌ／Ｌとしたリチウムイオン二次電池が記載されている。
例えば、特許文献１には、ＬｉＰＦ6を非水電解液に用い、リチウム塩の濃度を０．４〜０．８ｍｏｌ／Ｌとしたリチウムイオン二次電池が記載されている。
ところで、このようなリチウムイオン二次電池（以下、単に、電池とも言う）では、比較的大きな電流の放電を繰り返すと、この電池の内部抵抗が徐々に増大する劣化現象（ハイレート劣化）が判ってきた。
さらに、本発明者らは、発電要素内に保持された電解液（保持電解液）と流通可能とされた状態で、電池ケースに貯留された余剰電解液を有する電池において、ハイレート劣化を生じた場合には、保持電解液のリチウム塩濃度が低下する一方、余剰電解液のリチウム塩濃度が上昇する現象が生じることも判ってきた。つまり、ハイレート劣化による内部抵抗の変化と、保持電解液及び余剰電解液のリチウム塩濃度との間に相関関係があることが判ってきた。
また、電解液のリチウム塩濃度と、電解液の光学的性質（例えば、波数１２００〜４００ｃｍ-1の光についての吸光度）との間には、相関関係があることも判ってきた。
加えて、この電池の充電条件あるいは放電条件を、適切に調整することで、例えば、充電時の電流を大きく、放電時の電流を相対的に小さくして充放電を繰り返すことで、このリチウムイオン二次電池の内部抵抗を徐々に低下させうること、即ち、回復させうることを発見した。
さらに、本発明者らは、発電要素内に保持された電解液（保持電解液）と流通可能とされた状態で、電池ケースに貯留された余剰電解液を有する電池において、ハイレート劣化を生じた場合には、保持電解液のリチウム塩濃度が低下する一方、余剰電解液のリチウム塩濃度が上昇する現象が生じることも判ってきた。つまり、ハイレート劣化による内部抵抗の変化と、保持電解液及び余剰電解液のリチウム塩濃度との間に相関関係があることが判ってきた。
また、電解液のリチウム塩濃度と、電解液の光学的性質（例えば、波数１２００〜４００ｃｍ-1の光についての吸光度）との間には、相関関係があることも判ってきた。
加えて、この電池の充電条件あるいは放電条件を、適切に調整することで、例えば、充電時の電流を大きく、放電時の電流を相対的に小さくして充放電を繰り返すことで、このリチウムイオン二次電池の内部抵抗を徐々に低下させうること、即ち、回復させうることを発見した。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、リチウムイオン二次電池の余剰電解液の光学的性質を容易に調べうる構成とした電池を提供することを目的とする。また、余剰電解液のリチウム塩濃度を検知しうる電池システム、また、余剰電解液のリチウム塩濃度を検知して、電池の内部抵抗の増大を抑制、さらには減少させて電池の劣化を回復させ、内部抵抗を適切な範囲に収めうる電池システムを提供することを目的とする。加えて、この電池システムを搭載した車両、および、この電池システムを搭載した電池搭載機器、を提供することを目的とする。
その一態様は、正極板、負極板、及びこれらの間に介在するセパレータとを含む発電要素と、上記発電要素に含浸され、リチウムイオンを含む電解液と、上記発電要素及び上記電解液を収容する電池ケースと、を備え、上記電解液は、上記発電要素に含浸保持された保持電解液、及び、上記保持電解液と相互の流通可能な状態で、上記電池ケース内に貯留された余剰電解液からなるリチウムイオン二次電池であって、上記電池ケースは、上記余剰電解液に接し、上記余剰電解液を通る光路を設定可能に配置された、一対の光透過窓を備えるリチウムイオン二次電池である。
この電池では、電池ケースに、一対の光透過窓を備えるので、この窓を通して、外部から容易に余剰電解液の光学的性質を測定することが出来る。例えば、前述したように、余剰電解液の所定の波数における吸光度は、そのリチウム塩濃度に依存することが判っている。従って、一方の光透過窓から、この所定の波数の光を照射し、他方の光透過窓から、余剰電解液を経由した光を受光することで、この余剰電解液の吸光度を測定することができる。これを用いて、そのリチウム塩濃度及びその変動を知ることができ、ひいては、保持電解液のリチウム塩濃度の変動を推定することができる。
さらに、前述したように、余剰電解液のリチウム塩濃度の変化と、電池の内部抵抗の増加（ハイレート劣化）とには相関関係があることなどを利用して、電池の劣化の程度や内部抵抗の変化を検知するなど、電池特性の検知することができる。
さらに、前述したように、余剰電解液のリチウム塩濃度の変化と、電池の内部抵抗の増加（ハイレート劣化）とには相関関係があることなどを利用して、電池の劣化の程度や内部抵抗の変化を検知するなど、電池特性の検知することができる。
なお、光透過窓としては、余剰電解液の光学的性質を計測するのに適した光学的特性を有するほか、電解液が接触しても変質しない機械的性質を有するものが良く、例えば、サファイヤガラス、ドープ無しＹＡＧ結晶、ポリプロピレン、ポリエチレンからなる窓が挙げられる。
また、電解液としては、例えば、溶質（リチウム塩）として、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌＯ4を、溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）あるいはこれらの混合などの有機溶媒を用いた、非水系の電解液が挙げられる。
また、電解液としては、例えば、溶質（リチウム塩）として、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌＯ4を、溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）あるいはこれらの混合などの有機溶媒を用いた、非水系の電解液が挙げられる。
さらに、上述のリチウムイオン二次電池であって、前記光透過窓は、サファイアガラスからなるリチウムイオン二次電池とすると良い。
サファイアガラス（カラーレスコランダム）は、強酸、強アルカリに対する耐性が高く、また、例えば、波数領域１２００〜４００ｃｍ-1の広い範囲で、良好でフラットな透過率（例えば８０％以上）を有する。
このため、このサファイアガラスからなる光透過窓を用いるこの電池では、安定してかつ適切に余剰電解液の光学的特性を測定することができる。
このため、このサファイアガラスからなる光透過窓を用いるこの電池では、安定してかつ適切に余剰電解液の光学的特性を測定することができる。
さらに、リチウムイオン二次電池と、測定用光を発する光源であって、上記測定用光を、前記光透過窓のうちの一方から、上記リチウムイオン二次電池内に入射させ、前記余剰電解液を通し、他方の上記光透過窓から出射させる配置とした光源と、上記出射した測定用光を受光する配置とされ、受光した上記測定用光の強度を測定する吸光度計と、を備える電池システムとすると良い。
この電池システムでは、所定の配置とした光源と吸光度計（分光光度計）とを備えるので、余剰電解液を通った光（波数１２００〜４００ｃｍ-1）の強度を測り、また、その変動を容易に知ることができる。これにより、余剰電解液のリチウム塩濃度及びその変動を知ることができ、ひいては、電池の劣化の程度や内部抵抗の変化を検知することができる。
なお、余剰電解液のリチウム塩濃度を検知するに当たっては、光源の放射した光を、回折格子等を用いて分光して用いる。予め、余剰電解液のリチウム塩濃度が既知である場合（例えば、当初の余剰電解液）において、この余剰電解液を透過した光を受光して、この光の強度を得ておき、これと、電池を使用した後の、測定したい余剰電解液について得られた光の強さとを比較することで、測定したい時点での余剰電解液におけるリチウム塩濃度を検知する。
この場合、電池の余剰電解液について、光の強度とリチウム塩濃度との関係（検量線）を予め得ておき、これを用いて、リチウム塩濃度を得ると良い。
なお、余剰電解液のリチウム塩濃度を検知するに当たっては、光源の放射した光を、回折格子等を用いて分光して用いる。予め、余剰電解液のリチウム塩濃度が既知である場合（例えば、当初の余剰電解液）において、この余剰電解液を透過した光を受光して、この光の強度を得ておき、これと、電池を使用した後の、測定したい余剰電解液について得られた光の強さとを比較することで、測定したい時点での余剰電解液におけるリチウム塩濃度を検知する。
この場合、電池の余剰電解液について、光の強度とリチウム塩濃度との関係（検量線）を予め得ておき、これを用いて、リチウム塩濃度を得ると良い。
さらに、電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段を備え、上記充放電制御手段は、増大充放電条件に従って、上記リチウムイオン二次電池を充放電する増大モード制御手段であって、この増大モード制御手段による充放電制御を継続して行うことにより、上記リチウムイオン二次電池の前記余剰電解液の前記リチウム塩濃度が次第に増大する増大モード制御手段、および、上記増大充放電条件とは異なる減少充放電条件に従って、上記リチウムイオン二次電池を充放電する減少モード制御手段であって、この減少モード制御手段による充放電制御を継続して行うことにより、上記リチウムイオン二次電池の上記余剰電解液の上記リチウム塩濃度が次第に減少する減少モード制御手段、を含む、所定の充放電条件に従って上記リチウムイオン二次電池を充放電する、複数のモード制御手段と、複数の上記モード制御手段から、使用するモード制御手段を選択するモード選択手段と、を有してなり、上記モード選択手段は、前記吸光度計で、上記余剰電解液の上記リチウム塩濃度が相対的に高いことを検知したときに、上記減少モード制御手段を選択し、上記余剰電解液の上記リチウム塩濃度が相対的に低いことを検知したときに、上記増大モード制御手段を選択する構成とされてなる電池システムとすると良い。
この電池システムでは、充放電制御手段に、増大モード制御手段、減少モード制御手段、およびモード選択手段を備える。そのため、例えば、電池を増大モード制御手段で充放電制御することなどにより、電池の内部抵抗が徐々に増大して相対的に高くなったときには、余剰電解液のリチウム塩濃度も高くなる。そこで、減少モード制御手段での充放電制御に切り換えることで、その内部抵抗を減少させ、電池の劣化を回復させることができる。逆に、減少モード制御手段で充放電制御することなどにより、電池の内部抵抗が徐々に減少して相対的に低くなったときには、余剰電解液のリチウム塩濃度も低くなる。そこで、増大モード制御手段での充放電制御に切り替えることで、その内部抵抗が下がりすぎるのを防止できる。
かくして、電池の内部抵抗を常に適切な範囲に収めることができる。
かくして、電池の内部抵抗を常に適切な範囲に収めることができる。
電池の内部抵抗は、充放電を繰り返し行うことにより、徐々に変化する。ここで、例えば、放電において、同じ電気量を放電させるにあたり、相対的に放電電流を大きくする制御を継続した場合と、相対的に小さくする制御を継続した場合とでは、後者の方が、電池の内部抵抗の増大を抑制でき、むしろ減少させうる場合もあることが判ってきた。
一方、充電において、同じ電気量を充電するにあたり、相対的に充電電流を大きくする制御を継続した場合と、相対的に小さくする制御を継続した場合とでは、前者の方が、電池の内部抵抗の増大を抑制でき、むしろ減少させうる場合もあることが判ってきた。
一方、充電において、同じ電気量を充電するにあたり、相対的に充電電流を大きくする制御を継続した場合と、相対的に小さくする制御を継続した場合とでは、前者の方が、電池の内部抵抗の増大を抑制でき、むしろ減少させうる場合もあることが判ってきた。
ところで、電池の実使用時には、例えばハイブリッド自動車での使用を考えれば判るように、一定の充放電パターンで電池を駆動する場合は少なく、様々な充放電パターンが組み合わせられることになる。しかし、充放電条件の設定如何により、ある程度の長期間（例えば３ヶ月以上）にわたって観察すると、内部抵抗が徐々に増大する条件と、内部抵抗が徐々に低下する条件がありうる。
すなわち、減少充放電条件とは、この条件に従う減少モード制御手段によって、電池の充放電を継続して行うことにより、電池の内部抵抗が次第に減少する結果となる充放電条件である。従って、電池の内部抵抗が次第に減少するよう、例えば放電において、相対的に放電電流を小さくする放電条件や、充電において、相対的に充電電流を大きくする充電条件を含む、充放電条件が挙げられる。
また、増大充放電条件とは、この条件に従う増大モード制御手段によって、電池の充放電を継続して行うことにより、電池の内部抵抗が次第に増大する結果となる充放電条件である。従って、電池の内部抵抗が次第に増大するよう、例えば放電において、相対的に放電電流を大きくする放電条件や、充電において、相対的に充電電流を小さくする充電条件を含む、充放電条件が挙げられる。
すなわち、減少充放電条件とは、この条件に従う減少モード制御手段によって、電池の充放電を継続して行うことにより、電池の内部抵抗が次第に減少する結果となる充放電条件である。従って、電池の内部抵抗が次第に減少するよう、例えば放電において、相対的に放電電流を小さくする放電条件や、充電において、相対的に充電電流を大きくする充電条件を含む、充放電条件が挙げられる。
また、増大充放電条件とは、この条件に従う増大モード制御手段によって、電池の充放電を継続して行うことにより、電池の内部抵抗が次第に増大する結果となる充放電条件である。従って、電池の内部抵抗が次第に増大するよう、例えば放電において、相対的に放電電流を大きくする放電条件や、充電において、相対的に充電電流を小さくする充電条件を含む、充放電条件が挙げられる。
さらに、上述のいずれかに記載の電池システムを搭載し、前記リチウムイオン二次電池の電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両とすると良い。
この車両は、上述の電池システムを搭載しているので、得られた余剰電解液のリチウム塩濃度をもとに適切な制御を行うことができる。あるいは、余剰電解液のリチウム塩濃度を基に、増大モード制御手段または減少モード制御手段を選択した制御により、内部抵抗を適切な範囲に収めることができる。
さらに、上述のいずれかに記載の電池システムを搭載し、前記リチウムイオン二次電池の電気エネルギーを使用して作動する電池搭載機器とすると良い。
この電池搭載機器は、上述の電池システムを搭載しているので、得られた余剰電解液のリチウム塩濃度をもとに適切な制御を行うことができる。あるいは、余剰電解液のリチウム塩濃度を基に、増大モード制御手段または減少モード制御手段を選択した制御により、内部抵抗を適切な範囲に収めることができる。
（実施形態１）
次に、実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる車両３０について説明する。図１に車両３０の斜視図を示す。
本実施形態１にかかる車両３０は、ＨＶ制御装置３１により、エンジン３５、フロントモータ３３およびリアモータ３４を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両３０は、車体３９、エンジン３５、これに取り付けられたフロントモータ３３、リアモータ３４、ケーブル３６、インバータ３７、および、組電池３２を有している。
次に、実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる車両３０について説明する。図１に車両３０の斜視図を示す。
本実施形態１にかかる車両３０は、ＨＶ制御装置３１により、エンジン３５、フロントモータ３３およびリアモータ３４を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両３０は、車体３９、エンジン３５、これに取り付けられたフロントモータ３３、リアモータ３４、ケーブル３６、インバータ３７、および、組電池３２を有している。
このうち、ＨＶ制御装置３１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータを含んでいる。そして、このＨＶ制御装置３１は、フロントモータ３３、リアモータ３４、エンジン３５、インバータ３７、および、通信ケーブル３８で接続した後述する電池監視装置３２Ｂとそれぞれ通信可能となっており、各部の状況に応じて様々な制御を行う。例えば、車両３０の走行状況に応じて最も燃費効率が良くなるよう、エンジン３５の駆動力とモータ３３，３４の駆動力との組み合わせを制御している。また、その制御に伴い、組電池３２への充放電制御も行っている。
また、組電池３２は、図２〜図４に示すと共に後述する電池１０のほか、この電池１０とは、光透過窓１１及び窓シール部剤１２を有さない点を除き、同一の構成とした図示しない複数の他の電池を収容した電池部３２Ａと、これらの電池を監視する電池監視装置３２Ｂとを有する。このうち、電池監視装置３２Ｂは、電池部３２Ａに収容した電池１０及び他の電池の状態（電池の温度、端子電圧）のほか、後述するように、電池１０の余剰電解液の吸光度に関するデータを取得して、ＨＶ制御装置３１にこれを通報している。
なお、電池１０と、複数の他の電池とは、直列に接続されている。また、電池１０及び他の電池を併せて指称するときは、電池１０等と言うこととする。
なお、電池１０と、複数の他の電池とは、直列に接続されている。また、電池１０及び他の電池を併せて指称するときは、電池１０等と言うこととする。
次いで、電池１０について、図２〜図４を参照して説明する。電池１０は、矩形箱形の電池ケース７内に、発電要素１と電解液９を収容した捲回形のリチウムイオン二次電池である。
このうち、発電要素１は、帯状の正極板２および負極板３を、ポリエチレンからなる帯状のセパレータ４を介して扁平形状に捲回してなる（図４参照）。なお、この発電要素１の正極板２および負極板３には、それぞれ、クランク状に屈曲した板状の正極集電部材５あるいは負極集電部材６が接合している。具体的には、図３，４に示すように、正極板２のうち、セパレータ４の第１端辺４Ａから突出した正極リード部２Ａに、正極集電部材５が溶接されている。また、負極板３のうち、セパレータ４の第２端辺４Ｂから突出した負極リード部３Ａに、負極集電部材６が溶接されている。
このうち、発電要素１は、帯状の正極板２および負極板３を、ポリエチレンからなる帯状のセパレータ４を介して扁平形状に捲回してなる（図４参照）。なお、この発電要素１の正極板２および負極板３には、それぞれ、クランク状に屈曲した板状の正極集電部材５あるいは負極集電部材６が接合している。具体的には、図３，４に示すように、正極板２のうち、セパレータ４の第１端辺４Ａから突出した正極リード部２Ａに、正極集電部材５が溶接されている。また、負極板３のうち、セパレータ４の第２端辺４Ｂから突出した負極リード部３Ａに、負極集電部材６が溶接されている。
このうち、正極板２は、帯状のアルミ箔と、このうち一方の長辺に沿う正極リード部２Ａを残して、その両面に担持された図示しない正極活物質層とからなる。
また、負極板３は、帯状の銅箔と、このうち一方の長辺に沿う負極リード部３Ａを残して、その両面に担持された図示しない負極活物質層とからなる。
また、負極板３は、帯状の銅箔と、このうち一方の長辺に沿う負極リード部３Ａを残して、その両面に担持された図示しない負極活物質層とからなる。
また、電解液９は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを、体積比でＥＣ：ＥＭＣ＝３：７に調整した混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ6を添加し、リチウムイオンの濃度ＮＩを１ｍｏｌ／Ｌとした有機電解液である。
なお、本実施形態１では、この電解液９を、位置する部位の違いにより、以下のように分類する。即ち、上述の発電要素１のうち、正極板２と負極板３との間に保持されている電解液を、保持電解液９Ａとする。一方、発電要素１に保持させるよりも多くの電解液を電池ケース７内に注入したことにより、図３，４に示すように、保持電解液９Ａと相互に流通可能とされた状態で、電池ケース７（ケース本体７Ａ）内の本体底面７ＡＳ上に貯められている電解液を余剰電解液９Ｂとする。
なお、本実施形態１では、この電解液９を、位置する部位の違いにより、以下のように分類する。即ち、上述の発電要素１のうち、正極板２と負極板３との間に保持されている電解液を、保持電解液９Ａとする。一方、発電要素１に保持させるよりも多くの電解液を電池ケース７内に注入したことにより、図３，４に示すように、保持電解液９Ａと相互に流通可能とされた状態で、電池ケース７（ケース本体７Ａ）内の本体底面７ＡＳ上に貯められている電解液を余剰電解液９Ｂとする。
さらに、この電池１０の電池ケース７は、ステンレス鋼製で、有底矩形箱形の電池ケース本体７Ａおよび蓋体７Ｂからなり（図３参照）、発電要素１を収容後、液密に互いに溶接されている。この蓋体７Ｂからは、正極集電部材５の正極端子部５Ａ、及び、負極集電部材６の負極端子部６Ａが突出している。これらと蓋体７Ｂとの間は、シール部材８で気密にシールされている。
その上、本実施形態１の電池１０では、この電池ケース７（ケース本体７Ａ）の本体底面７ＡＳ付近に、一対の光透過窓１１（１１Ａ，１１Ｂ）が、窓シール部材１２によって嵌め込まれている（図４参照）。この光透過窓１１は、無色のサファイアガラスからなり、一対の光透過窓１１Ａと１１Ｂとは、余剰電解液９Ｂを介して、互いに平行でかつ対向するように配置されており、これによって、一方の窓から、他方の窓を通して外を視認することができる。即ち、図４に示すように、測定用光ＬＴを、一方の窓１１Ａから入射し、余剰電解液９Ｂ内を透過させた後、他方の窓１１Ｂから出射させることができる配置とされている。
その上、本実施形態１の電池１０では、この電池ケース７（ケース本体７Ａ）の本体底面７ＡＳ付近に、一対の光透過窓１１（１１Ａ，１１Ｂ）が、窓シール部材１２によって嵌め込まれている（図４参照）。この光透過窓１１は、無色のサファイアガラスからなり、一対の光透過窓１１Ａと１１Ｂとは、余剰電解液９Ｂを介して、互いに平行でかつ対向するように配置されており、これによって、一方の窓から、他方の窓を通して外を視認することができる。即ち、図４に示すように、測定用光ＬＴを、一方の窓１１Ａから入射し、余剰電解液９Ｂ内を透過させた後、他方の窓１１Ｂから出射させることができる配置とされている。
このように、本実施形態１では、光透過窓１１に、サファイアガラスを用いたので、安定してかつ適切に余剰電解液９Ｂの光学的特性（例えば吸光度）を測定することができる。
なお、この電池１０と、組電池３２において共に用いられる他の電池（図示しない）は、この光透過窓１１及び窓シール部材１２を備えない点でのみ異なり、他は同一の構成を有している。
なお、この電池１０と、組電池３２において共に用いられる他の電池（図示しない）は、この光透過窓１１及び窓シール部材１２を備えない点でのみ異なり、他は同一の構成を有している。
本実施形態１の電池１０は、このように構成されているので、この光透過窓１１を通して、外部から容易に余剰電解液９Ｂの光学的性質を測定することができる。
例えば、余剰電解液９Ｂの所定の波数における吸光度は、そのリチウム塩濃度ＮＩに依存することが判っている。従って、一方の光透過窓１１Ａから、この所定の波数の透過前の測定用光ＬＴ１を照射し、他方の光透過窓１１Ｂから、余剰電解液９Ｂを経由した、透過後の測定用光ＬＴ２を受光することで、この余剰電解液９Ｂの吸光度を測定することができる。
これを用いて、そのリチウム塩濃度ＮＩ及びその変動を知ることができ、ひいては、保持電解液９Ａのリチウム塩濃度ＮＩの変動を推定することができる。
さらに、前述したように、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩの変化と、電池１０の内部抵抗の増加（ハイレート劣化）とには相関関係があることなどを利用して、電池１０の劣化の程度や内部抵抗の変化を検知するなど、電池特性の検知することができる。
例えば、余剰電解液９Ｂの所定の波数における吸光度は、そのリチウム塩濃度ＮＩに依存することが判っている。従って、一方の光透過窓１１Ａから、この所定の波数の透過前の測定用光ＬＴ１を照射し、他方の光透過窓１１Ｂから、余剰電解液９Ｂを経由した、透過後の測定用光ＬＴ２を受光することで、この余剰電解液９Ｂの吸光度を測定することができる。
これを用いて、そのリチウム塩濃度ＮＩ及びその変動を知ることができ、ひいては、保持電解液９Ａのリチウム塩濃度ＮＩの変動を推定することができる。
さらに、前述したように、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩの変化と、電池１０の内部抵抗の増加（ハイレート劣化）とには相関関係があることなどを利用して、電池１０の劣化の程度や内部抵抗の変化を検知するなど、電池特性の検知することができる。
そこで、本実施形態１では、図４に示すように、この光透過窓１１を用いて、余剰電解液９Ｂの吸光度を測定する吸光度測定部２１を構成してある。この吸光度測定部２１は、光源２２と吸光度計２３とからなる。このうち、光源２２は、分光器によって分光して得た波数１２００〜４００ｃｍ-1の測定用光ＬＴを放射する。一方、吸光度計２３は、受光した測定用光ＬＴの強度を計測する。この吸光度測定部２１を用いて、以下のようにして、余剰電解液９Ｂの吸光度を測定する。
即ち、光源２２を用い、波数１２００〜４００ｃｍ-1の透過前の測定用光ＬＴ１を、一方の光透過窓１１Ａから電池１０内に入射させる。入射した測定用光ＬＴは、余剰電解液９Ｂ内を透過し、他方の光透過窓１１Ｂから透過後の測定用光ＬＴ２となって出射する。この余剰電解液９Ｂ内を透過する際に、測定用光ＬＴは、リチウム塩濃度ＮＩに応じて吸光されるので、他方の光透過窓１１Ｂから出射する測定用光ＬＴ２の強度は、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩに応じて変化することになる。そこで、この測定用光ＬＴ２の強度を、吸光度計２３で計測する。
即ち、光源２２を用い、波数１２００〜４００ｃｍ-1の透過前の測定用光ＬＴ１を、一方の光透過窓１１Ａから電池１０内に入射させる。入射した測定用光ＬＴは、余剰電解液９Ｂ内を透過し、他方の光透過窓１１Ｂから透過後の測定用光ＬＴ２となって出射する。この余剰電解液９Ｂ内を透過する際に、測定用光ＬＴは、リチウム塩濃度ＮＩに応じて吸光されるので、他方の光透過窓１１Ｂから出射する測定用光ＬＴ２の強度は、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩに応じて変化することになる。そこで、この測定用光ＬＴ２の強度を、吸光度計２３で計測する。
具体的には、電池１０の余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩを様々に異ならせた場合の、測定用光ＬＴ２の強度を、予め測定しておき、これから、測定用光ＬＴ２の強度と、リチウム塩濃度ＮＩとの関係（検量線）を予め得ておく（図５参照）。そして、測定用光ＬＴ２の強度を測定した場合に、記憶しておいたこのリチウム塩濃度ＮＩとの関係（検量線）を用いて、該当するリチウム塩濃度ＮＩを得る。これにより、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩ及びその変動を知ることができ、ひいては、電池１０の劣化の程度や内部抵抗の変化を検知することができる。
なお、リチウム塩濃度ＮＩの取得まで吸光度計２３で行っても良いし、測定用光ＬＴ２の強度をＨＶ制御装置３１に送信し、このＨＶ制御装置３１で、検量線を用いて余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩを得るようにしても良い。
また、得られたリチウム塩濃度ＮＩは、後述するように、電池１０等の充放電制御に利用する。
なお、リチウム塩濃度ＮＩの取得まで吸光度計２３で行っても良いし、測定用光ＬＴ２の強度をＨＶ制御装置３１に送信し、このＨＶ制御装置３１で、検量線を用いて余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩを得るようにしても良い。
また、得られたリチウム塩濃度ＮＩは、後述するように、電池１０等の充放電制御に利用する。
ついで、本実施形態１にかかる車両電池システム２０及び車両３０について、図１，６を参照して説明する。本実施形態１の車両３０は、電池１０の充放電を制御することにより、この電池１０の内部抵抗の増大を抑制、あるいは、その内部抵抗を低下・回復させ、内部抵抗を適切な範囲に収めうる車両電池システム２０を備えている。この車両電池システム２０は、組電池３２、ＨＶ制御装置３１、フロントモータ３３、リアモータ３４、エンジン３５、ケーブル３６、インバータ３７で構成されている。
まず、車両３０を起動すると、ＨＶ制御装置３１のＣＰＵが立ち上がり、車両電池システム２０を制御するプログラムに従って作動を開始する。そしてまず、組電池３２について通常モードで充放電を制御する（ステップＳ１）。
充放電制御として、例えば、モータ３３，３４で必要とされる電力を供給すべく、組電池３２（電池１０等）に、その電力に見合った大きさの電流をインバータ３７に向けて放電させたり、モータ３３，３４あるいはエンジン３５から供給される電力を、インバータ３７を通じて組電池３２（電池１０等）に充電する。
なお、ＨＶ制御装置３１は、通常モードでの充放電制御では、力行時、具体的には、車両３０の急加速時、急発進時等に対応する放電条件において、組電池３２（電池１０等）から放電される最大放電電流ＩＤｍａｘを、１０Ｃに制限している。
一方、回生時、具体的には、ブレーキ時などにおけるエネルギー回収時の充電条件において、最大充電電流ＩＣｍａｘを、１０Ｃに制限している。
充放電制御として、例えば、モータ３３，３４で必要とされる電力を供給すべく、組電池３２（電池１０等）に、その電力に見合った大きさの電流をインバータ３７に向けて放電させたり、モータ３３，３４あるいはエンジン３５から供給される電力を、インバータ３７を通じて組電池３２（電池１０等）に充電する。
なお、ＨＶ制御装置３１は、通常モードでの充放電制御では、力行時、具体的には、車両３０の急加速時、急発進時等に対応する放電条件において、組電池３２（電池１０等）から放電される最大放電電流ＩＤｍａｘを、１０Ｃに制限している。
一方、回生時、具体的には、ブレーキ時などにおけるエネルギー回収時の充電条件において、最大充電電流ＩＣｍａｘを、１０Ｃに制限している。
ＨＶ制御装置２０は、自身にタイマ（図示しない）を有しており、適時のタイミング（例えば１０日ごとなど）で、電池１０の余剰電解液についてのリチウム塩濃度ＮＩ（余剰電解液９Ｂの吸光度）を、上述の吸光度測定部２１を用いて検知する（ステップＳ２）。
そして、ステップＳ３において、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、１．２Ｍ（１．２mol/L)以上であるとされた場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４に進む。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、１．２Ｍ未満の場合には、ステップＳ７に進む。
そして、ステップＳ３において、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、１．２Ｍ（１．２mol/L)以上であるとされた場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４に進む。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、１．２Ｍ未満の場合には、ステップＳ７に進む。
ステップＳ４では、通常モードによる充放電制御に代えて、放電制限モードによる充放電制御を行う。即ち、ＨＶ制御装置３１が、力行時に、車両３０の急加速時、急発進時等に対応する放電条件において、組電池３２（電池１０等）から放電される最大放電電流ＩＤｍａｘを、上述の通常モードの８０％である、８Ｃに制限している。
一方、回生時の最大充電電流ＩＣｍａｘは、通常モード（ステップＳ１）と同じ１０Ｃに制限している。
こうして、しばらく、この放電制限モードによって充放電制御を行う。
この放電制限モードでは、最大充電電流ＩＣｍａｘに比して、最大放電電流ＩＤｍａｘの大きさをより制限している。このため、この放電制限モードで車両３０を走行させると、徐々に、電池１０等の内部抵抗が低下すると共に、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが低下することが判っている。
一方、回生時の最大充電電流ＩＣｍａｘは、通常モード（ステップＳ１）と同じ１０Ｃに制限している。
こうして、しばらく、この放電制限モードによって充放電制御を行う。
この放電制限モードでは、最大充電電流ＩＣｍａｘに比して、最大放電電流ＩＤｍａｘの大きさをより制限している。このため、この放電制限モードで車両３０を走行させると、徐々に、電池１０等の内部抵抗が低下すると共に、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが低下することが判っている。
そして再び、所定タイミングで、電池１０の余剰電解液についてのリチウム塩濃度ＮＩ（余剰電解液９Ｂの吸光度）を検知する（ステップＳ５）。
そして、ステップＳ６において、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、１．１Ｍ（１．１mol/L)以下に低下したと判断された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１に進み、通常モードに戻る。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、未だ１．１Ｍ以上の場合には、ステップＳ４に進み、放電制限モードでの充放電制御を維持する。
そして、ステップＳ６において、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、１．１Ｍ（１．１mol/L)以下に低下したと判断された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１に進み、通常モードに戻る。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、未だ１．１Ｍ以上の場合には、ステップＳ４に進み、放電制限モードでの充放電制御を維持する。
ステップＳ３でＮｏとされ、ステップＳ７に進んだ場合には、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、０．８Ｍ（０．８mol/L)未満であるとされた場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ８に進む。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、０．８〜１．２Ｍの場合には、ステップＳ１に戻る。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、０．８〜１．２Ｍの場合には、ステップＳ１に戻る。
ステップＳ８では、通常モードによる充放電制御に代えて、充電制限モードによる充放電制御を行う。即ち、ＨＶ制御装置３１が、回生時の放電条件、即ち、組電池３２（電池１０等）かに充電する最大充電電流ＩＣｍａｘを、上述の通常モードの８０％である、８Ｃに制限している。
一方、回生時の最大放電電流ＩＤｍａｘは、通常モードと同じ１０Ｃに制限している。
こうして、しばらく、この充電制限モードによって充放電制御を行う。
この充電制限モードでは、最大放電電流ＩＤｍａｘに比して、最大充電電流ＩＣｍａｘの大きさをより制限している。このため、この充電制限モードで車両３０を走行させると、徐々に、電池１０等の内部抵抗が増加すると共に、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩも増加することが判っている。
一方、回生時の最大放電電流ＩＤｍａｘは、通常モードと同じ１０Ｃに制限している。
こうして、しばらく、この充電制限モードによって充放電制御を行う。
この充電制限モードでは、最大放電電流ＩＤｍａｘに比して、最大充電電流ＩＣｍａｘの大きさをより制限している。このため、この充電制限モードで車両３０を走行させると、徐々に、電池１０等の内部抵抗が増加すると共に、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩも増加することが判っている。
そして再び、所定タイミングで、電池１０の余剰電解液についてのリチウム塩濃度ＮＩ（余剰電解液９Ｂの吸光度）を検知する（ステップＳ９）。
そして、ステップＳ１０において、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、０．９Ｍ（０．９mol/L)よりも大きくなったと判断された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１に進み、通常モードに戻る。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、未だ０．９Ｍ未満の場合には、ステップＳ８に進み、充電制限モードでの充放電制御を維持する。
そして、ステップＳ１０において、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩが、０．９Ｍ（０．９mol/L)よりも大きくなったと判断された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１に進み、通常モードに戻る。
一方、Ｎｏ即ち、リチウム塩濃度ＮＩが、未だ０．９Ｍ未満の場合には、ステップＳ８に進み、充電制限モードでの充放電制御を維持する。
このようにして、本実施形態１の車両電池システム２０により車両３０を走行させることで、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩを、０．８Ｍ〜１．２Ｍの範囲に維持することができる。
前述したように、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩと、電池１０の内部抵抗には相関関係があることから、電池１０等の内部抵抗も、所定の範囲内に維持できることが判る。かくして、電池１０等の内部抵抗が増加し続けて電池１０等が劣化するのを防止し、電池１０等の内部抵抗を常に適切な範囲に収めることができる。
前述したように、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩと、電池１０の内部抵抗には相関関係があることから、電池１０等の内部抵抗も、所定の範囲内に維持できることが判る。かくして、電池１０等の内部抵抗が増加し続けて電池１０等が劣化するのを防止し、電池１０等の内部抵抗を常に適切な範囲に収めることができる。
この車両３０は、上述の車両電池システム２０を搭載しているので、得られた余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩをもとに適切な制御を行うことができる。あるいは、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度ＮＩを基に、放電制限モードまたは充電制限モードを選択した制御により、内部抵抗を適切な範囲に収めることができる。
なお、本実施形態１において、ＨＶ制御装置３１が充放電制御手段に、ステップＳ４が減少モード制御手段に、ステップＳ８が増大モード制御手段に、ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０がモード選択手段に該当する。
（実施形態２）
次いで、第２の実施態様について、図７を参照して説明する。本実施形態２のハンマードリル５０は、実施形態１のリチウム二次電池（電池）１０及び吸光度測定部２１を含む電池ユニット５２を搭載した電池使用機器である。図７に示すように、このハンマードリル５０は、本体５１に、電池ユニット５２が収容されており、この電池ユニット５２を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。そして、本体５１に内蔵された電池制御装置５３により、電池ユニット５２（電池１０，吸光度測定部２１）における余剰電解液９Ｂの吸光度の測定（リチウム塩濃度ＮＩの検知）、及び、電池１０の充放電の制御を行う電池システム５４が構成されている。
次いで、第２の実施態様について、図７を参照して説明する。本実施形態２のハンマードリル５０は、実施形態１のリチウム二次電池（電池）１０及び吸光度測定部２１を含む電池ユニット５２を搭載した電池使用機器である。図７に示すように、このハンマードリル５０は、本体５１に、電池ユニット５２が収容されており、この電池ユニット５２を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。そして、本体５１に内蔵された電池制御装置５３により、電池ユニット５２（電池１０，吸光度測定部２１）における余剰電解液９Ｂの吸光度の測定（リチウム塩濃度ＮＩの検知）、及び、電池１０の充放電の制御を行う電池システム５４が構成されている。
このハンマドリル５０でも、電池システム５４により、電池１０の余剰電解液９Ｂの吸光度を測定することにより、そのリチウム塩濃度ＮＩを検知し、その濃度ＮＩを一定範囲内に制御すると共に、電池１０の内部抵抗をも制御することができる。かくして、長期間に渡る使用でも、電池１０の内部抵抗の増加（劣化）が生じ難く、良好な特性を示すハンマードリル５０を得ることができる。
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、検量線を用いて、測定用光ＬＴ２の強度から、リチウム塩濃度を得る手法を示した。しかし、リチウム塩濃度が既知の、電池１０の使用当初の余剰電解液９Ｂ（例えば、１mol/L）について、測定用光ＬＴ２の強度を測定しておく。その後、適時に、測定用光ＬＴ２の強度を測定し、測定用光ＬＴ２の強度比から、ランベルト・ベール則を利用して、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度を得るようにしても良い。
また、上記実施形態では、電池１０として、捲回型の発電要素１を有するものを例示したが、積層型の発電要素を有する電池にも適用できる。
例えば、実施形態では、検量線を用いて、測定用光ＬＴ２の強度から、リチウム塩濃度を得る手法を示した。しかし、リチウム塩濃度が既知の、電池１０の使用当初の余剰電解液９Ｂ（例えば、１mol/L）について、測定用光ＬＴ２の強度を測定しておく。その後、適時に、測定用光ＬＴ２の強度を測定し、測定用光ＬＴ２の強度比から、ランベルト・ベール則を利用して、余剰電解液９Ｂのリチウム塩濃度を得るようにしても良い。
また、上記実施形態では、電池１０として、捲回型の発電要素１を有するものを例示したが、積層型の発電要素を有する電池にも適用できる。
１０ 電池（リチウムイオン二次電池）
１ 発電要素
２ 正極板
３ 負極板
４ セパレータ
７ 電池ケース
８ シール部材
９ 電解液
９Ａ 保持電解液
９Ｂ 余剰電解液
１１ 光透過窓
１１Ａ 入射窓
１１Ｂ 出射窓
２０ 車両電池システム（電池システム）
２１ 吸光度測定部
２２ （吸光度測定部の）光源
２３ （吸光度測定部の）吸光度計
ＬＴ 測定用光
ＬＴ１ （吸光前の）測定用光
ＬＴ２ （吸光後の）測定用光
３０ 車両
３１ ＨＶ制御装置（充放電制御手段）
３２ 組電池
３２Ａ 電池部
３２Ｂ 電池監視装置
５０ ハンマードリル
５２ 電池ユニット
５３ 電池制御装置
５４ 電池システム
１ 発電要素
２ 正極板
３ 負極板
４ セパレータ
７ 電池ケース
８ シール部材
９ 電解液
９Ａ 保持電解液
９Ｂ 余剰電解液
１１ 光透過窓
１１Ａ 入射窓
１１Ｂ 出射窓
２０ 車両電池システム（電池システム）
２１ 吸光度測定部
２２ （吸光度測定部の）光源
２３ （吸光度測定部の）吸光度計
ＬＴ 測定用光
ＬＴ１ （吸光前の）測定用光
ＬＴ２ （吸光後の）測定用光
３０ 車両
３１ ＨＶ制御装置（充放電制御手段）
３２ 組電池
３２Ａ 電池部
３２Ｂ 電池監視装置
５０ ハンマードリル
５２ 電池ユニット
５３ 電池制御装置
５４ 電池システム
Claims (6)
- 正極板、負極板、及びこれらの間に介在するセパレータとを含む発電要素と、
上記発電要素に含浸され、リチウムイオンを含む電解液と、
上記発電要素及び上記電解液を収容する電池ケースと、を備え、
上記電解液は、
上記発電要素に含浸保持された保持電解液、及び、
上記保持電解液と相互の流通可能な状態で、上記電池ケース内に貯留された余剰電解液からなる
リチウムイオン二次電池であって、
上記電池ケースは、
上記余剰電解液に接し、上記余剰電解液を通る光路を設定可能に配置された、一対の光透過窓を備える
リチウムイオン二次電池。 - 請求項１に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記光透過窓は、サファイアガラスからなる
リチウムイオン二次電池。 - 請求項１または請求項２に記載のリチウムイオン二次電池と、
測定用光を発する光源であって、
上記測定用光を、前記光透過窓のうちの一方から、上記リチウムイオン二次電池内に入射させ、前記余剰電解液を通し、他方の上記光透過窓から出射させる配置とした
光源と、
上記出射した測定用光を受光する配置とされ、受光した上記測定用光の強度を測定する吸光度計と、を備える
電池システム。 - 請求項４に記載の電池システムであって、
前記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段を備え、
上記充放電制御手段は、
増大充放電条件に従って、上記リチウムイオン二次電池を充放電する増大モード制御手段であって、この増大モード制御手段による充放電制御を継続して行うことにより、上記リチウムイオン二次電池の前記余剰電解液の前記リチウム塩濃度が次第に増大する増大モード制御手段、および、
上記増大充放電条件とは異なる減少充放電条件に従って、上記リチウムイオン二次電池を充放電する減少モード制御手段であって、この減少モード制御手段による充放電制御を継続して行うことにより、上記リチウムイオン二次電池の上記余剰電解液の上記リチウム塩濃度が次第に減少する減少モード制御手段、を含む、
所定の充放電条件に従って上記リチウムイオン二次電池を充放電する、複数のモード制御手段と、
複数の上記モード制御手段から、使用するモード制御手段を選択するモード選択手段と、を有してなり、
上記モード選択手段は、
前記吸光度計で、
上記余剰電解液の上記リチウム塩濃度が相対的に高いことを検知したときに、上記減少モード制御手段を選択し、
上記余剰電解液の上記リチウム塩濃度が相対的に低いことを検知したときに、上記増大モード制御手段を選択する構成とされてなる
電池システム。 - 請求項３または請求項４に記載の電池システムを搭載し、
前記リチウムイオン二次電池の電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する
車両。 - 請求項３または請求項４に記載の電池システムを搭載し、
前記リチウムイオン二次電池の電気エネルギーを使用して作動する
電池搭載機器。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102623746A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-08-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 软包装锂离子电池 |
| CN102780042A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-14 | 浙江努奥罗新能源科技有限公司 | 电动自行车用锂离子动力电池组 |
| WO2013121466A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システムおよび劣化判別方法 |
| JP2014003826A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Toyota Motor Corp | 電池システムおよび制御方法 |
| JP2014082021A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-08 | Lasertec Corp | 観察用セル及びリチウムイオン電池観察システム |
| JP2016081882A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池システム |
| WO2018230506A1 (ja) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | 株式会社村田製作所 | 電池、検査方法、検査装置、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
-
2009
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013121466A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システムおよび劣化判別方法 |
| JPWO2013121466A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システムおよび劣化判別方法 |
| US20150153424A1 (en) * | 2012-02-17 | 2015-06-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery system and deterioration determining method |
| US9529056B2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery system and deterioration determining method |
| DE112012005901B4 (de) | 2012-02-17 | 2023-08-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Batteriesystem und Verschlechterungsbestimmungsverfahren |
| CN102623746A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-08-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 软包装锂离子电池 |
| JP2014003826A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Toyota Motor Corp | 電池システムおよび制御方法 |
| CN102780042A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-14 | 浙江努奥罗新能源科技有限公司 | 电动自行车用锂离子动力电池组 |
| JP2014082021A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-08 | Lasertec Corp | 観察用セル及びリチウムイオン電池観察システム |
| JP2016081882A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池システム |
| WO2018230506A1 (ja) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | 株式会社村田製作所 | 電池、検査方法、検査装置、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| JPWO2018230506A1 (ja) * | 2017-06-16 | 2020-02-27 | 株式会社村田製作所 | 電池、検査方法、検査装置、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
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