JP2017117636A - 二次電池を再利用するための処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塩濃度分布の偏り（濃度ムラ）を効果的に解消する。【解決手段】バッテリ１００を再利用するための処理方法は、拘束バンド６１〜６４により拘束荷重Ｆが加えられた状態で互いに拘束された複数のセル３を含むバッテリ１を再利用するための処理方法である。処理方法は、複数のセル３の各々の濃度ムラを緩和するための緩和促進処理を実行する必要があるか否かを判定するステップＳ２０と、緩和促進処理を実行する必要がある場合に、拘束荷重Ｆを測定するステップＳ３０と、拘束荷重Ｆが所定の基準値以下の場合に、拘束バンド６１〜６４を取り外して複数のセル３を互いに分離させた状態（単セル状態）で緩和促進処理を実行するステップＳ７０と、拘束荷重Ｆが基準値よりも大きい場合に、複数のセル３が互いに拘束された状態（スタック状態）で緩和促進処理を実行するステップＳ７５とを含む。【選択図】図８

Description

本発明は、拘束機構により荷重が加えられた状態で互いに拘束された複数のセルを含む二次電池を再利用するための処理方法に関する。

近年、リチウムイオン二次電池等のバッテリを搭載した車両であるハイブリッド車および電気自動車の普及が進んでいる。これらの車両の買い替えまたは電池交換に伴い、使用済みとなったバッテリが多く発生している。よって、使用済みのバッテリを再利用（リユース）するために、各バッテリが再利用可能であるか否かを検査し、再利用可能である場合には再利用するための処理を行なう方法が求められている。

一般に、バッテリの充放電が繰り返されると、各セルの電極体内の電解液の塩濃度分布に偏り（ムラ）が生じ得る。以下、この塩濃度分布の偏りを「濃度ムラ」とも略す。濃度ムラが生じた場合、セルの内部抵抗が増加し、セルの出力特性が低くなる可性がある。そのため、濃度ムラの緩和（解消）を促進するための技術が提案されている。

たとえば特開２０１１−１５１９４３号公報（特許文献１）によれば、充電電流の平均値が放電電流の平均値よりも十分に大きい場合（具体的には１０倍以上の場合）に濃度ムラが大きくなり得る。このような場合には、放電電流が充電電流よりも大きい状態で充放電を繰り返す処理を行なう。反対に、放電電流の平均値が充電電流の平均値よりも十分に大きい場合（具体的には１０倍以上の場合）にも濃度ムラが大きくなり得る。このような場合には、充電電流が放電電流よりも大きい状態で充放電を繰り返す処理を行なう。このような処理を行なうことによって、濃度ムラを緩和して内部抵抗を減少させることができる。

特開２０１１−１５１９４３号公報

リチウムイオン二次電池等のバッテリでは、充放電サイクル数の増加または時間の経過に伴い、電解液が分解されてガスが発生することが知られている。発生したガスは、各セルの電池ケース内に蓄積される。したがって、使用済みバッテリでは、複数のセルのうちの一部または全部において、多くのガスが発生し内圧が高くなっている可能性がある。

一般に、車載用バッテリでは、複数のセルによりスタックが形成される。スタックにおいては、複数のセルが拘束バンド等によって互いに拘束されることで各セルに拘束荷重が印加されている。そのため、再利用に際し、拘束バンドを取り外して複数のセルを互いに分離させると、拘束荷重が解消されることで、内圧が高い状態のセルが膨張してしまう可能性がある。その結果、たとえば電池ケースと蓋体との溶接部分に亀裂が生じて密閉性が損なわれ、そのセルの再利用が困難となり得る。

このような理由により、スタックを形成するすべてのセルの内圧が基準値を下回る場合は、各セルが互いに分離された状態（以下「単セル状態」とも称する）でバッテリを再利用する一方で、少なくとも１つのセルの内圧が基準値を上回る場合には、スタックが形成された状態（以下「スタック状態」とも称する）のままバッテリを再利用することが考えられる。これにより、再利用が困難となるセルが発生することを回避できるので、より多くのセルを再利用することが可能になる。

また、使用済みバッテリの検査において、大きな濃度ムラが生じていると判定された場合には、たとえば特許文献１に記載されているように濃度ムラの緩和を促進する処理（以下「緩和促進処理」と略す）を行なうことが望ましい。

しかしながら、従来、たとえば特許文献１では、単セル状態およびスタック状態のうちのどちらの状態において緩和促進処理を行なうことが望ましいかについて、何ら考慮されていない。よって、濃度ムラを効果的に緩和する点において改善の余地がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、拘束機構により荷重が加えられた状態で互いに拘束された複数のセルを含む二次電池を再利用するための処理方法において、濃度ムラを効果的に緩和することである。

本発明のある局面に従う二次電池を再利用するための処理方法は、拘束機構により荷重が加えられた状態で互いに拘束された複数のセルを含む二次電池を再利用するための処理方法である。処理方法は、複数のセルの各々の塩濃度分布の偏り（濃度ムラ）を緩和するための緩和促進処理を実行する必要があるか否かを判定するステップと、緩和促進処理を実行する必要がある場合に、荷重を測定するステップと、荷重が所定の基準値以下である場合に、拘束機構を取り外して複数のセルを互いに分離させた状態で緩和促進処理を実行するステップと、荷重が基準値以下でない場合に、複数のセルが互いに拘束された状態で緩和促進処理を実行するステップとを含む。

複数のセルの各々が互いに分離された状態（単セル状態）では、荷重が加えられていない分だけ、複数のセルが拘束された状態（拘束状態）と比べて、電極体内に電解液が占有可能な空間が大きい。そのため、電極体内部において、あるいは電極体の内部と外部との間において、電解液の移動が起こりやすい。したがって、単セル状態の方が拘束状態と比べて濃度ムラの緩和が進みやすい。上記方法によれば、荷重が基準値以下でない場合には、内圧が比較的高いセルが含まれるとして、拘束状態で緩和促進処理を実行する。これにより、セルの密閉性が保たれるので、再利用が困難となるセルが発生することを回避できる。一方、荷重が基準値以下である場合には、すべてのセルの内圧が十分に低いとして、単セル状態で緩和促進処理を実行する。これにより、濃度ムラを効果的に緩和することができる。

車載用バッテリの再利用を説明するための概念図である。 バッテリの斜視図である。 図２に示すｚｘ平面に沿うセルの断面図である。 緩和促進処理の効果を説明するための図である。 拘束荷重の有無に応じた内部抵抗の減少を説明するための図である。 拘束荷重の測定手法を説明するための図である。 処理システムの構成を概略的に示す回路ブロック図である。 本実施の形態に係るバッテリを再利用するための処理方法を示すフローチャートである。 緩和促進処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

以下に示す実施の形態においては、バッテリの再利用の一例として、車載用バッテリを定置用バッテリに再利用する場合を例に説明する。

＜バッテリの再利用＞
図１は、車載用バッテリの再利用を説明するための概念図である。市場において、ハイブリッド車、電気自動車または燃料自動車である車両１００に搭載されていたバッテリ１が回収される。そして、回収されたバッテリ１に処理システム３００を用いて検査し、検査後のバッテリ１に所定の処理を施すことにより、工場、住宅または店舗等の施設２００における定置用バッテリとして再利用することが可能になる。なお、バッテリ１の再利用の用途は特に限定されるものではなく、たとえば車載用バッテリを他の車両に搭載するために再利用してもよいし、定置用バッテリを車載用または別の定置用として再利用してもよい。

図２は、バッテリ１の斜視図である。図３は、図２に示すｚｘ平面に沿うセルの断面図である。本実施の形態において、バッテリ１はリチウムイオン二次電池を含んで構成される。

バッテリ１は、互いに並列に接続された複数のスタック２を含む（煩雑になるのを防ぐため図２では１つのみを示す）。複数のスタック２の各々は、ｙ方向に沿って配列された複数のセル３を含む。図２では一例として１０個のセル３が示されているが、セル３の数は複数であれば特に限定されるものではない。

複数のスタック２の各々は、複数のセル３と、複数の冷却板４と、１対のエンドプレート５１，５２と、４本の拘束バンド６１〜６４と、複数のバスバー７とを含む。各冷却板４は、隣り合うセル３間に設けられる。エンドプレート５１，５２は、その間に複数のセル３および複数の冷却板４を挟んで固定する。各拘束バンド（拘束機構）６１〜６４は、エンドプレート５１とエンドプレート５２とを連結する。このように、複数のセル３は、ｙ方向に所定の拘束荷重Ｆが加えられた状態でエンドプレート５１，５２および拘束バンド６１〜６４により拘束されている。

図３を参照して、複数のセル３の各々は、電池ケース３１と、蓋体３２と、安全弁３３と、電極体３４と、接続部材３５Ａ，３５Ｂと、正極外部端子３６Ａと、負極外部端子３６Ｂとを含む。

セル３は密閉型のセルである。電池ケース３１と蓋体３２とは全周溶接により接合されている。蓋体３２には安全弁３３が設けられている。セル３内部でガスが発生しセル３内部の圧力（内圧）が上昇すると、安全弁３３が開放されることによって、発生したガスがセル３外部へと排出される。

電極体３４は、各々がシート状である正極３４１および負極３４２がシート状のセパレータ３４３を介して捲回された捲回型の電極体である。電極体３４は、正極３４１の一部のみが重なる正極捲回部３４Ａと、負極３４２の一部のみが重なる負極捲回部３４Ｂとを含む。接続部材３５Ａ，３５Ｂは、正極捲回部３４Ａおよび負極捲回部３４Ｂにそれぞれ溶接されている。接続部材３５Ａは、正極外部端子３６Ａに電気的に接続されている。接続部材３５Ｂは、負極外部端子３６Ｂに電気的に接続されている。

さらに、図２に示すように、複数のバスバー７の各々は、隣り合う２つのセル３のうちの一方のセル３の正極外部端子３６Ａと、他方のセル３の負極外部端子３６Ｂとを電気的に接続する。これにより、複数のセル３が電気的に直列に接続されている。

＜濃度ムラの緩和＞
正極３４１の活物質層、負極３４２の活物質層、およびセパレータ３４３はいずれも多孔質物質からなるため、電極体３４の内部には図示しない電解液が含浸されている。セル３の温度変化またはＳＯＣ（State Of Charge）変化が生じると、電解液および電極体３４の体積変化が起こり得る。このような体積変化に起因して、電極体３４の内部において電解液の流れが発生し得る。その結果、電解液中の塩（本実施の形態ではリチウム塩）の濃度分布が初期状態から変化することになるので、塩濃度の偏り（濃度ムラ）が生じる劣化（いわゆるハイレート劣化）が生じ得る。ハイレート劣化が生じると、セル３の内部抵抗が大きくなり、セル３の出力特性が低くなってしまう。

この濃度ムラは、塩の拡散により時間の経過とともに緩和される。しかし、多くの場合、濃度ムラが完全に解消され初期状態へと復帰するには長時間を要する。そのため、バッテリ１の再利用工程においては、バッテリ１の充放電を行なうことによって緩和を促進することが望ましい。

本実施の形態において、処理システム３００は、バッテリ１が車両１００に搭載されていたときのバッテリ１の充放電履歴を車両１００のＥＣＵ（Electronic Control Unit）（図示せず）から取得する（図１参照）。この充放電履歴には、バッテリ１の充電電流の平均値および放電履歴の平均値等の情報が含まれる。

充電電流の平均値が放電電流の平均値よりも過度に大きい（たとえば１０倍以上）ことによるハイレート劣化が生じていた場合には、放電レートを充電レートよりも大きく設定してバッテリ１を充放電させる処理が行なわれる。放電レートは充電レートの２倍以上であることが好ましい。本実施の形態では、上記ハイレート劣化を「充電過多によるハイレート劣化」とも称し、上記充放電処理を「充電過多時の緩和促進処理」とも称する。

反対に、放電電流の平均値が充電電流の平均値よりも過度に大きい（たとえば１０倍以上）ことによるハイレート劣化が生じていた場合には、充電レートを放電レートよりも大きく設定してバッテリ１を充放電させる処理が行なわれる。充電レートは放電レートの２倍以上であることが好ましい。本実施の形態では、上記ハイレート劣化を「放電過多によるハイレート劣化」とも称し、上記充放電処理を「放電過多時の緩和促進処理」とも称する。

このような緩和促進処理を行なうことによって、濃度ムラの緩和を促進してセル３の内部抵抗を減少させ、再利用に適した状態へと復帰させることができる。なお、緩和促進処理には、充放電サイクルとして、バッテリ１の充電および放電を１回ずつ行なう場合も含むし、２回以上行なう場合も含む。

図４は、緩和促進処理の効果を説明するための図である。図４では、１つのセル３について、ＳＯＣを所定値（たとえば６０％）に調整した状態で室温にて放置した場合の内部抵抗の変化を示す。図４において、横軸は経過時間（放置時間）を示し、縦軸はセル３の内部抵抗を示す。

曲線Ｌ１は、放電過多のハイレート劣化が生じたセル３について、緩和促進処理を実行せずに放置した場合の内部抵抗の時間変化を示す。緩和促進処理を行なわなかった場合、放置開始から長時間（数１０時間）が経過した時刻ｔ１においても内部抵抗が減少し続けており収束していないことが分かる。これは、塩の拡散だけでは濃度ムラが十分に緩和されにくいことを意味する。

これに対し、曲線Ｌ２は、曲線Ｌ１と同様に放電過多のハイレート劣化が生じたセル３について、緩和促進処理を行なった後に放置した場合の内部抵抗の時間変化を示す。ここでの緩和促進処理とは、放電レートを０．４Ｃに設定し、充電レートを２Ｃに設定して、ＳＯＣの許容範囲の上限値と下限値との間でセル３の充放電サイクルを行なったものである。

曲線Ｌ２を曲線Ｌ１と比較すると、緩和促進処理により内部抵抗が大きく（ΔＲだけ）減少したことが分かる。また、時刻ｔ１よりも早い時刻ｔ２において、内部抵抗の減少がほぼ収束している。このことは、緩和促進処理を行なうことで濃度ムラが緩和されやすくなることを意味する。なお、上記充電レートおよび放電レートは一例に過ぎず、他の値を用いることも可能である。

＜拘束荷重の解消＞
バッテリ１では、充放電サイクル数の増加または時間の経過に伴い、電解液が分解されてガスが発生することが知られている。発生したガスは、各セル３の電池ケース３１内に蓄積される。したがって、使用済みのバッテリ１では、複数のセル３のうちの一部または全部において、多くのガスが発生し内圧が高くなっている可能性がある。

上述のように、バッテリ１のスタック２においては、複数のセル３が拘束バンド６１〜６４によって互いに拘束されることで各セル３に拘束荷重が印加されている。そのため、再利用に際し、拘束バンド６１〜６４を取り外して複数のセル３を互いに分離させると、拘束荷重Ｆが解消されることで、内圧が高い状態のセル３が膨張してしまう可能性がある。その結果、たとえば電池ケース３１と蓋体３２との溶接部分に亀裂が生じて密閉性が損なわれ、そのセル３の再利用が困難となり得る。

このような理由により、スタック２を形成するすべてのセル３の内圧が所定の基準値を下回る場合は、各セル３が互いに分離された状態（単セル状態）でバッテリ１を再利用する一方で、少なくとも１つのセル３の内圧が基準値を上回る場合には、スタック２が形成された状態（スタック状態）のままバッテリ１を再利用することが考えられる。これにより、より多くのセル３を再利用することが可能になる。

ここで、本発明者は、拘束荷重Ｆが解消された単セル状態と、拘束荷重Ｆが印加されたスタック状態とでは、緩和促進処理の効果が異なり得ることを見出した。

図５は、拘束荷重Ｆの有無に応じた内部抵抗の減少を説明するための図である。図５において、横軸は、緩和促進処理の実行回数（充放電サイクルの回数）を示す。縦軸は内部抵抗を示す。曲線Ｌ３は、拘束荷重Ｆが加えられたスタック状態での内部抵抗の時間変化を示す。曲線Ｌ４は、拘束荷重Ｆが解消された単セル状態での内部抵抗の時間変化を示す。

図５より、単セル状態の方がスタック状態と比べて、内部抵抗が減少しやすいことが分かる（たとえばΔＲ３，ΔＲ４参照）。つまり、バッテリ１をセル３単体に分離してから緩和促進処理を行なった方が、セル３がスタック２に組まれた状態で緩和促進処理を行なう場合と比べて、濃度ムラが緩和されやすい。

これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、単セル状態の場合、拘束荷重Ｆが印加されていない分だけ、スタック状態と比べて電極体３４内に電解液が占有可能な空間（スペース）が大きい。そのため、電極体３４内部において、あるいは電極体３４の内部と外部との間において、電解液の移動が起こりやすい。したがって、単セル状態の方がスタック状態と比べて濃度ムラの緩和が進みやすいと考えられる。

そこで、本実施の形態においては、緩和促進処理を実行する必要がある場合に拘束荷重Ｆを測定し、拘束荷重Ｆに基づいて、バッテリ１が単セル状態およびスタック状態のうちのどちらの状態で緩和促進処理を実行するのが良いかを判定する手法を採用する。より具体的には、拘束荷重Ｆが所定の基準値以下の場合に、単セル状態で緩和促進処理を実行し、拘束荷重Ｆが基準値よりも大きい場合（基準値以下でない場合）に、スタック状態で緩和促進処理を実行する。

＜処理システムの構成＞
図６は、拘束荷重Ｆの測定手法を説明するための図である。図６には、本実施の形態に係る処理システム３００におけるバッテリ１（スタック２）の上面図が示されている。図６に示すように、荷重測定装置８は、測定プレート８１，８２を含む。測定プレート８１，８２は、それぞれ、エンドプレート５１，５２と隙間なく接触している。この状態で４つの拘束バンド６１〜６４を取り外す（切断する）と、測定プレート８１の内側面８１Ａと測定プレート８２の内側面８２Ａとには、スタック２に加えられていた拘束荷重Ｆの反力が作用する。荷重測定装置８は、この反力を測定できるように構成されている。

図７は、処理システム３００の構成を概略的に示す回路ブロック図である。処理システム３００は、処理装置１０と、インバータ３１０と、コンバータ３２０と、負荷３３０と、電圧センサ３４０と、電流センサ３５０とを備える。

インバータ３１０は、外部電源（たとえば商用電源）４００から供給された交流電力を、バッテリ１を充電するための直流電力に変換する。コンバータ３２０は、バッテリ１から放電された直流電力を電圧変換して負荷３３０に供給する。負荷３３０は、バッテリ１からの放電電力を消費する。電圧センサ３４０は、バッテリ１（より特定的には各スタック２）の電圧ＶＢを検出する。電流センサ３５０は、バッテリ１（より特定的には各スタック２）に入出力される電流ＩＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号を処理装置１０に出力する。

処理装置１０は、たとえばマイクロコンピュータにより実現され、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、入出力インターフェイスとを含んで構成される。処理装置１０は、各センサからの信号に基づき、予めＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読み出して実行することによって、バッテリ１の充放電を制御する。これにより、緩和促進処理が実行される。また、処理装置１０は、拘束荷重Ｆに基づいて、バッテリ１が単セル状態およびスタック状態のうちのどちらの状態で緩和促進処理を実行するのが良いかを判定する。

より詳細には、処理装置１０は、データ取得部１１と、履歴判定部１２と、荷重判定部１３と、充放電制御部１４と、報知部１５とを含む。

データ取得部１１は、車両１００からバッテリ１の充放電履歴（たとえば劣化評価値Ｄを積算した積算値ΣＤ）を取得し、その充放電履歴を履歴判定部１２に出力する。また、データ取得部１１は、荷重測定装置８（図６参照）により測定された拘束荷重Ｆを取得し、その拘束荷重Ｆを荷重判定部１３に出力する。さらに、データ取得部１１は、電圧センサ３４０により検出された電圧ＶＢと、電流センサ３５０により検出された電流ＩＢを取得し、電圧ＶＢおよび電流ＩＢを充放電制御部１４に出力する。

履歴判定部１２は、バッテリ１の充放電履歴に基づいて、バッテリ１が車両１００に搭載されていたときに充電過多によるハイレート劣化が生じている場合には、充電過多時の緩和促進処理を実行すると判定する一方で、放電過多によるハイレート劣化が生じている場合には、放電過多時の緩和促進処理を実行すると判定する。

荷重判定部１３は、拘束荷重Ｆの測定値と、予め定められた基準値とを比較することによって、バッテリ１が単セル状態で再利用可能か、あるいはスタック状態のまま再利用すべきかを判定する。この判定手法の詳細については後述する。

充放電制御部１４は、履歴判定部１２による判定結果に基づいて、バッテリ１の充放電を制御する。より具体的には、電圧センサ３４０および電流センサ３５０センサからの検出信号を監視しながらインバータ３１０を制御することによりバッテリ１を充電させる。また、充放電制御部１４は、各センサのからの検出信号を監視しながらコンバータ３２０を制御することによりバッテリ１を放電させる。

報知部１５は、たとえばディスプレイにより実現され、荷重判定部１３による判定結果を処理工程の作業者に報知する。作業者は、報知部１５により報知されたバッテリ１毎の判定結果を確認し、単セル状態でバッテリ１を再利用可能であると判定された場合には、複数のセル３を互いに分離する（単セル状態にする）。一方、スタック状態のままバッテリ１を再利用すべきであると判定された場合には、作業者は、複数のセル３を互いに分離することなくスタック状態のまま処理工程を進める。

図８は、本実施の形態に係るバッテリ１を再利用するための処理方法を示すフローチャートである。このフローチャートはバッテリ１毎に実行される。このフローチャートの各ステップ（以下Ｓと略す）は、基本的には処理装置１０によるソフトウェア処理によって実現されるが、処理装置１０内に作製された電子回路を用いたハードウェア処理によって実現されてもよい。

Ｓ１０において、処理装置１０は、各セル３の内部抵抗および容量のうちの少なくとも一方を特性値として測定する。そして、Ｓ２０において、処理装置１０は、Ｓ１０にて測定した特性値が許容範囲内であるか否かを判定する。なお、この処理は、緩和促進処理を実行する必要があるか否かを判定するステップに相当する。

すべてのセル３の特性値が許容範囲内の場合（Ｓ２０においてＹＥＳ）、すなわちバッテリ１のハイレート劣化が比較的小さい場合には、緩和促進処理の実行は不要であるとして一連の処理が終了する。一方、少なくとも１つのセル３について特性値が許容範囲外の場合（Ｓ２０においてＮＯ）、処理装置１０は、緩和促進処理を実行する必要があるとして処理をＳ３０に進める。

Ｓ３０において、荷重測定装置８からバッテリ１の拘束荷重Ｆの測定結果を取得する。そして、処理装置１０は、拘束荷重Ｆの測定値が所定の基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ４０）。

拘束荷重Ｆが基準値以下の場合（Ｓ４０においてＹＥＳ）、処理装置１０は、どのセル３も膨張しておらず、すべてのセル３の内圧が十分に低い状態であるとして、複数のセル３を互いに分離することが可能であると判定する。そして、処理装置１０は、単セル状態で緩和促進処理を実行することが好ましいと判定する（Ｓ５０）。この判定結果が報知されると、作業者は、複数のセル３を互いに分離する（Ｓ６０）。その後、処理はＳ７０へと進められる。

これに対し、拘束荷重Ｆが基準値よりも大きい場合（Ｓ４０においてＮＯ）、処理装置１０は、いずれかのセル３の内圧が過度に高い状態であり膨張しているとして、複数のセル３を互いに分離しない方がよいと判定する。そして、処理装置１０は、スタック状態のまま緩和促進処理を実行することが好ましいと判定する（Ｓ５５）。その後、処理はＳ７５へと進められる。

Ｓ７０，７５では、Ｓ５０，Ｓ５５での判定結果に基づいて、バッテリ１の緩和促進処理が実行される。より詳細には、Ｓ５０にて単セル状態で緩和促進処理を実行することが好ましいと判定した場合には、処理装置１０は、バッテリ１の充放電履歴に基づいて、セル単位で緩和促進処理を実行する。一方、Ｓ５５にてスタック状態で緩和促進処理を実行することが好ましいと判定した場合には、処理装置１０は、バッテリ１の充放電履歴に基づいて、スタック単位で緩和促進処理を実行する。これらの処理は、処理単位が異なるものの、処理内容は以下に示す内容で同等である。

図９は、緩和促進処理（Ｓ７０またはＳ７５）を説明するためのフローチャートである。Ｓ７１において、処理装置１０は、車両１００から充放電履歴を取得する。充放電履歴が充電過多であったことを示す場合（Ｓ７２において「充電過多」）には、処理装置１０は、上記のようにセル単位またはスタック単位で、充電過多時の緩和促進処理を実行する（Ｓ７３）。一方、充放電履歴が放電過多であったことを示す場合（Ｓ７２において「放電過多」）には、処理装置１０は、上記のようにセル単位またはスタック単位で、放電過多時の緩和促進処理を実行する（Ｓ７４）。なお、充放電履歴が充電過多でも放電過多でもなかったことを示す場合（Ｓ７２において「どちらでもない」）、処理装置１０は、緩和促進処理を実行することなく、処理を図８に示すフローチャートへと戻す。

図８に戻り、緩和促進処理（Ｓ７０またはＳ７５）が終了すると、処理装置１０は、各セル３の特性値を再び測定する（Ｓ８０）。そして、処理装置１０は、すべてのセル３の特性値が許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ９０）。

すべてのセル３の特性値が許容範囲内の場合（Ｓ９０においてＹＥＳ）には、処理装置１０は、緩和促進処理によって濃度ムラが十分に緩和されたとして、すべてのセル３について再利用可能であると判定する（Ｓ１００）。一方、少なくとも１つのセル３の特性値が許容範囲外の場合（Ｓ９０においてＮＯ）には、処理装置１０は、緩和促進処理を行なったものの濃度ムラが十分に緩和されていないセル３があるとして、そのセル３については再利用できないと判定する（Ｓ１１０）。これにより、一連の処理が終了する。

なお、特性値が許容範囲外であるセル３が単セル状態の場合には、特性値が許容範囲内である他のセル３は再利用することができる。一方、特性値が許容範囲外であるセル３がスタック２に組み込まれた状態の場合には、スタック２全体を再利用不可能と判定してもよい。あるいは、スタック２の状態から複数のセル３を互いに分離して、各セル３について再利用可能かどうかを別途判定してもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、拘束荷重Ｆが基準値よりも大きい場合には、内圧が比較的高いセル３が含まれるとして、スタック状態で緩和促進処理を実行することにより、再利用が困難となるセル３が発生することを回避できる。一方、拘束荷重Ｆが基準値以下の場合には、すべてのセル３の内圧が十分に低いとして、単セル状態で緩和促進処理を実行することにより、濃度ムラを効果的に解消することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ バッテリ、２ スタック、３ セル、４ 冷却板、５１，５２ エンドプレート、６１〜６４ 拘束バンド、７ バスバー、８ 荷重測定装置、８１，８２ 測定プレート、８１Ａ，８２Ａ 内側面、１０ 処理装置、１１ データ取得部、１２ 履歴判定部、１３ 荷重判定部、１４ 充放電制御部、１５ 報知部、３１ 電池ケース、３２ 蓋体、３３ 安全弁、３４ 電極体、３４１ 正極、３４２ 負極、３４３ セパレータ、３４Ａ 正極捲回部、３４Ｂ 負極捲回部、３５Ａ，３５Ｂ 接続部材、３６Ａ 正極外部端子、３６Ｂ 負極外部端子、１００ 車両、２００ 工場、３００ 処理システム、３１０ インバータ、３２０ コンバータ、３３０ 負荷、３４０ 電圧センサ、３５０ 電流センサ。

Claims (1)

1. 拘束機構により荷重が加えられた状態で互いに拘束された複数のセルを含む二次電池を再利用するための処理方法であって、
   前記複数のセルの各々の塩濃度分布の偏りを緩和するための緩和促進処理を実行する必要があるか否かを判定するステップと、
   前記緩和促進処理を実行する必要がある場合に、前記荷重を測定するステップと、
   前記荷重が所定の基準値以下である場合に、前記拘束機構を取り外して前記複数のセルを互いに分離させた状態で前記緩和促進処理を実行するステップと、
   前記荷重が前記基準値以下でない場合に、前記複数のセルが互いに拘束された状態で前記緩和促進処理を実行するステップとを含む、二次電池を再利用するための処理方法。