JP2011086451A - リチウムイオン二次電池の評価方法及び評価装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するステップと、
前記周波数特性に基づき、フィッティング処理により、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するステップと、
最適値を決定したパラメータの内、SEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するステップと、
経時的な測定毎に抽出された前記Rpeパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定するステップと、
を備える。
【選択図】図1
Description
(1)被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するステップと、
前記周波数特性に基づき、フィッティング処理により、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するステップと、
最適値を決定したパラメータの内、SEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するステップと、
経時的な測定毎に抽出された前記Rpeパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価方法。
前記周波数特性に基づくナイキストプロットの高周波領域の形状を抽出するステップと、
抽出された高周波領域の形状より、SEI皮膜生成の状態を反映するReパラメータ値を抽出するステップと、
経時的な測定毎に抽出された前記Reパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価方法。
前記周波数特性に基づき、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するフィッティング処理手段と、
最適値を決定したパラメータの内、SEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するパラメータ抽出手段と、
経時的な測定毎に抽出された前記Rpeパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定する判定処理部と、
を備えることを特徴とする二次電池のリチウムイオン評価装置。
前記周波数特性に基づくナイキストプロットの高周波領域の形状を抽出する、高周波領域抽出手段と、
抽出された高周波領域の形状より、SEI皮膜生成の状態を反映するReパラメータ値を抽出するパラメータ抽出手段と、
経時的な測定毎に抽出された前記Reパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定する判定処理部と、
を備えることを特徴とする二次電池のリチウムイオン評価装置。
前記周波数特性に基づき、フィッティング処理により、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するステップと、
最適値を決定したパラメータの内、前記リチウムイオン二次電池の電解液抵抗等を反映するRsolパラメータ値及びSEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するステップと、
抽出された前記Rsolパラメータ値及び前記Rpeパラメータ値と、出荷時のRsolパラメータ値及びRpeパラメータ値との比較により、劣化過程を推測するステップと、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価方法。
前記周波数特性に基づき、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するフィッティング処理手段と、
最適値を決定したパラメータの内、前記リチウムイオン二次電池の電解液抵抗等を反映するRsolパラメータ値及びSEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するパラメータ抽出手段と、
抽出された前記Rsolパラメータ値及び前記Rpeパラメータ値と、出荷時のRsolパラメータ値及びRpeパラメータ値との比較により、劣化過程を推測する劣化過程推測手段と、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価装置。
(1)非破壊でリチウムイオン二次電池内のSEI皮膜の生成状態を把握することができる。
(2)長時間の充放電サイクル試験を行う前に、SEI皮膜の生成状態を把握することができ、良否判定に要する時間を大幅に短縮することができる。
(3)エージング工程の条件を最適化することができる。
(4)出荷後の劣化過程を高精度で推定することができる。
f(z)=|-Im[Z]calc| = α・Re[Z] + β (式1)
Δ=|-Im[Z]|- f(z) (式2)
20 SEIパラメータ抽出ユニット
21 インピーダンス測定部
22 ナイキストプロット生成部
23 パラメータ推定部
23a 等価回路モデル
23b フィッティング処理手段
23c パラメータ抽出手段
24 統括制御部
30 判定ユニット
31 トレンドデータ保持手段
32 判定処理部
32a トレンド生成手段
32b 閾値判定手段
33 表示・出力手段
Claims (15)
- 被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するステップと、
前記周波数特性に基づき、フィッティング処理により、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するステップと、
最適値を決定したパラメータの内、SEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するステップと、
経時的な測定毎に抽出された前記Rpeパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価方法。 - 被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するステップと、
前記周波数特性に基づくナイキストプロットの高周波領域の形状を抽出するステップと、
抽出された高周波領域の形状より、SEI皮膜生成の状態を反映するReパラメータ値を抽出するステップと、
経時的な測定毎に抽出された前記Reパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価方法。 - 抽出された高周波領域の直線部分の長さを前記Reパラメータ値として抽出することを特注とする請求項2に記載のリチウムイオン二次電池の評価方法。
- 前記リチウムイオン二次電池の初回充電開始より所定時間もしくは所定充放電サイクル回数以内に、前記パラメータ値が所定の閾値以下に低下した場合に良品と判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の評価方法。
- 前記リチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性の測定は、前記リチウムイオン二次電池の電極内での固相内拡散の影響が出ない下限以上の周波数域において実行されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の評価方法。
- 前記パラメータ値の変化傾向監視は、前記リチウムイオン二次電池のエージング工程において実施されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の評価方法。
- 前記リチウムイオン二次電池のエージング工程において、エージング時の負荷及び環境条件の少なくともいずれかを変化させ、前記リチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性の測定を実行することにより、負荷及び環境条件を最適化することを特徴とする請求項6に記載のリチウムイオン二次電池の評価方法。
- 被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するインピーダンス測定部と、
前記周波数特性に基づき、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するフィッティング処理手段と、
最適値を決定したパラメータの内、SEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するパラメータ抽出手段と、
経時的な測定毎に抽出された前記Rpeパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定する判定処理部と、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価装置。 - 被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するインピーダンス測定部と、
前記周波数特性に基づくナイキストプロットの高周波領域の形状を抽出する、高周波領域抽出手段と、
抽出された高周波領域の形状より、SEI皮膜生成の状態を反映するReパラメータ値を抽出するパラメータ抽出手段と、
経時的な測定毎に抽出された前記Reパラメータ値の変化傾向に基づき、前記SEI皮膜の正常生成の有無を判定する判定処理部と、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価装置。 - 抽出された高周波領域の直線部分の長さを前記Reパラメータ値として抽出するパラメータ抽出手段を備えることを特徴とする請求項9に記載のリチウムイオン二次電池の評価装置。
- 前記判定処理部は、前記リチウムイオン二次電池の初回充電開始より所定時間もしくは所定充放電サイクル回数以内に、前記パラメータ値が所定の閾値以下に低下した場合に良品と判定することを特徴とする請求項9または10に記載のリチウムイオン二次電池の評価装置。
- 被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するステップと、
前記周波数特性に基づき、フィッティング処理により、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するステップと、
最適値を決定したパラメータの内、前記リチウムイオン二次電池の電解液抵抗等を反映するRsolパラメータ値及びSEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するステップと、
抽出された前記Rsolパラメータ値及び前記Rpeパラメータ値と、出荷時のRsolパラメータ値及びRpeパラメータ値との比較により、劣化過程を推測するステップと、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価方法。 - 抽出された前記Rsolパラメータ値が出荷時のRsolパラメータ値より所定値増加している場合に、抽出された前記Rpeパラメータ値が出荷時のRpeパラメータ値に対して変化していない場合と、抽出された前記Rpeパラメータ値がRsolパラメータ値と共に増加している場合により、劣化過程を推測することを特徴とする請求項12に記載のリチウムイオン二次電池の評価方法。
- 被評価対象のリチウムイオン二次電池のインピーダンスの周波数特性を測定するインピーダンス測定部と、
前記周波数特性に基づき、前記リチウムイオン二次電池の等価回路モデルのパラメータの最適値を決定するフィッティング処理手段と、
最適値を決定したパラメータの内、前記リチウムイオン二次電池の電解液抵抗等を反映するRsolパラメータ値及びSEI皮膜生成の状態を反映するRpeパラメータ値を抽出するパラメータ抽出手段と、
抽出された前記Rsolパラメータ値及び前記Rpeパラメータ値と、出荷時のRsolパラメータ値及びRpeパラメータ値との比較により、劣化過程を推測する劣化過程推測手段と、
を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の評価装置。 - 前記劣化過程推定手段は、抽出された前記Rsolパラメータ値が出荷時のRsolパラメータ値より所定値増加している場合に、抽出された前記Rpeパラメータ値が出荷時のRpeパラメータ値に対して変化していない場合と、抽出された前記Rpeパラメータ値がRsolパラメータ値と共に増加している場合により、劣化過程を推測することを特徴とする請求項14に記載のリチウムイオン二次電池の評価装置。
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