JP2019087485A - Secondary battery disposal method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池の処理方法に関するものである。 The present invention relates to a method of treating a secondary battery.
複数の二次電池を備えた組電池は、例えば車両を走行させるための動力源として利用されており、古くなったものは交換される。しかし、回収された古い組電池の中にも電池特性が良好な二次電池を備えるものがあり、そのような二次電池を組電池から分離することができれば、二次電池を効率よく再利用することができる。 An assembled battery including a plurality of secondary batteries is used, for example, as a power source for driving a vehicle, and old ones are replaced. However, some of the recovered old assembled batteries also have a secondary battery with good battery characteristics, and if such a secondary battery can be separated from the assembled battery, the secondary battery can be efficiently reused. can do.
一方、二次電池は劣化に伴って内部でガスが発生し、内圧が高くなるため、膨張等の変形を起こし得る。従って、組電池に用いられる二次電池は、配列方向に対する変形が規制されるように配列されることがある。このような組電池においては、分離して再利用したい二次電池が高い内圧を有しているか否か、外観から判断することができない。そのため、組電池の状態では再利用可能だった二次電池が、組電池から分離したことで膨張してしまい、使用不能になってしまうことがあった。 On the other hand, since the secondary battery generates gas inside with the deterioration and the internal pressure becomes high, deformation such as expansion may occur. Therefore, the secondary batteries used in the assembled battery may be arranged such that deformation in the arrangement direction is restricted. In such a battery pack, it can not be judged from the appearance whether a secondary battery to be separated and reused has a high internal pressure. Therefore, the secondary battery, which was reusable in the state of the assembled battery, may expand due to separation from the assembled battery, and may become unusable.
特許文献1には、少なくとも配列方向に対する変形が規制されるように二次電池が配列された組電池を再利用する際の、二次電池の検査方法が開示されている。特許文献1に係る二次電池の検査方法においては、二次電池の変形を防ぐためにかかる加重が閾値以下である場合は各々の二次電池を分離できると判断し、二次電池の変形を防ぐためにかかる加重が閾値を超える場合はそれぞれの二次電池を分離してはいけないと判断する。
特許文献1に係る二次電池の検査方法では、内圧が高い二次電池を含む組電池は分離してはいけないと判断するため、内圧が高い二次電池を含む組電池は分離して再利用することができないという問題があった。
In the inspection method of the secondary battery according to
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、内圧が高い二次電池を含む組電池を分離して再利用することができる二次電池の処理方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method of treating a secondary battery that can separate and reuse an assembled battery including a secondary battery with a high internal pressure.
本発明に係る二次電池の処理方法は、複数の二次電池が配列され、少なくとも配列方向に対する前記二次電池の変形が規制された組電池を再利用するための、二次電池の処理方法であって、前記二次電池の電池特性値が予め定められた範囲内であるか否かを判定する特性値判定ステップと、前記二次電池の変形を規制した状態で前記二次電池の内圧を開放する内圧開放ステップと、前記特性値判定ステップにおいて前記電池特性値が予め定められた範囲内であると判定され、かつ前記内圧開放ステップにおいて前記内圧が開放された前記二次電池を、前記組電池から取り出す分離ステップと、を備えることを特徴としたものである。 A method of treating a secondary battery according to the present invention is a method of treating a secondary battery, in which a plurality of secondary batteries are arranged, and at least a battery pack in which deformation of the secondary battery in the arrangement direction is restricted is reused. A characteristic value determining step of determining whether or not the battery characteristic value of the secondary battery is within a predetermined range; and an internal pressure of the secondary battery in a state in which the deformation of the secondary battery is regulated The secondary battery in which the battery characteristic value is determined to be within a predetermined range in the internal pressure releasing step of releasing the internal pressure and the characteristic value determining step, and the internal pressure is released in the internal pressure releasing step is And a separation step of taking out from the assembled battery.
本発明に係る二次電池の処理方法においては、電池特性が良好な二次電池を、変形を規制した状態で内圧を開放した後に組電池から取り出す。すなわち、再利用可能な電池特性を有しながらも内圧が高い二次電池を含む組電池に対して、該当する二次電池の内圧を開放してから分離する。従って、組電池から分離した後に二次電池が膨張し使用不能になることを抑制できる。
このようにして、本発明に係る二次電池の処理方法においては、内圧が高い二次電池を含む組電池を分離して再利用することができる。
In the method of treating a secondary battery according to the present invention, the secondary battery having good battery characteristics is taken out from the assembled battery after releasing the internal pressure in a state in which deformation is regulated. That is, with respect to the assembled battery including the secondary battery having a high internal pressure while having reusable battery characteristics, the internal pressure of the corresponding secondary battery is released and then separated. Therefore, the secondary battery can be prevented from expanding and becoming unusable after being separated from the assembled battery.
Thus, in the method of treating a secondary battery according to the present invention, a battery pack including a secondary battery with a high internal pressure can be separated and reused.
本発明により、内圧が高い二次電池を組電池から分離して再利用することができる二次電池の処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method of treating a secondary battery capable of separating and reusing the secondary battery having a high internal pressure from the assembled battery.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and the drawings are simplified as appropriate.
まず、本実施形態に係る組電池1の構成について図1及び図2を用いて説明する。図1は組電池1の上面図であり、図2は組電池1の正面図である。
図1に示すように、組電池1は、二次電池10と、スペーサー20と、エンドプレート30と、拘束バンド40と、バスバー50と、ナット60と、を備える。また、二次電池10は、正極端子11と、負極端子12と、圧力開放部13と、を備える。
組電池1は、例えば自動車の駆動用電源として使用される組電池であり、使用時においては、通常、プラスチック等の絶縁カバーで覆われている。
First, the configuration of the
As shown in FIG. 1, the assembled
The
二次電池10、スペーサー20、及びエンドプレート30は、いずれも矩形の平板形状を有している。図1に示すように、両端に位置する2枚のエンドプレート30の間に、複数の二次電池10とスペーサー20が接しながら交互に配列されている。
スペーサー20は絶縁性を有する板であり、二次電池10同士の絶縁を確保する。スペーサー20は、空気などの冷却用流体が流れるための流路を備えた構造であってもよい。
The
The
また、図2に示すように、エンドプレート30を挟んで連結するように拘束バンド40が取り付けられている。このような構成にすることで、二次電池10、スペーサー20、及びエンドプレート30が固定され、少なくとも配列方向に対して二次電池10の膨張等の変形が規制される。
Further, as shown in FIG. 2, a
また、図1に示すように、配列された二次電池10の正極端子11は、金属製のバスバー50を介して隣の二次電池10の負極端子12と電気的に接続されている。バスバー50は、金属製のナット60によって締結される。このようにして、全ての二次電池10は、電気的に接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
ここで、図3を用いて、圧力開放部13の詳細な構成について説明する。図3は、二次電池10の斜視図である。図3に示すように、圧力開放部13は、二次電池10のケース上部に設けられた圧力開放穴131と、Oリング132と、ボルト133と、を備える。
Here, the detailed structure of the
圧力開放穴131は、二次電池10の外部空間と内部空間とを連通する穴であって、二次電池10の使用時においては、通常、Oリング132を介してボルト133を締結することによって塞がれている。すなわち、二次電池10は密閉されている。
二次電池10の使用を続けると、劣化に伴って二次電池10のケース内にガスが溜まり、二次電池10の内部空間が陽圧の状態になる。この状態でボルト133を緩めると、圧力開放穴131からケース内のガスが外部空間に排出され、二次電池10の内圧が開放される。二次電池10の内圧を開放した後でボルト133を締め直せば、二次電池10を再び使用することができる。
The
When the use of the
次に、図4のフロー図を用いて、本実施形態に係る二次電池の処理方法を説明する。本実施形態に係る二次電池の処理方法は、回収された使用済みの組電池1に対して、各二次電池10を再利用するための処理方法である。
Next, the processing method of the secondary battery according to the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. 4. The processing method of the secondary battery according to the present embodiment is a processing method for reusing each
まず、ステップS10(特性値測定ステップ)において、組電池1を構成する個々の二次電池10の電池特性値を測定する。本実施形態では、電池特性値として、電池容量値と内部抵抗値とを測定する。
First, in step S10 (characteristic value measurement step), the battery characteristic values of the individual
二次電池10の電池容量値は、公知の方法により測定することができる。具体的には、例えば、二次電池10を電気容量いっぱいに充電した後、一定の電流値で完全に放電させる。このときに放電させた電流の時間積算値を、二次電池10の電池容量値として測定することができる。
The battery capacity value of the
また、二次電池10の内部抵抗値も、公知の方法により測定することができる。具体的には、例えば、一定の電気量になるまで充電した二次電池10を、25℃の定温環境下で、1Cの一定電流値で10秒間放電を行い、放電終了時の電池電圧値を測定し、再び二次電池10を放電前の電気量になるまで充電する。この充放電サイクルを、電流値を3C、5C、10Cと変化させながら繰り返し、それぞれの放電電流値による放電終了時の電池電圧値を測定する。その後、横軸を放電電流値、縦軸を放電終了時の電池電圧値とした座標平面に、上記の放電により得られたデータをプロットする。そして、これらのプロットデータに基づいて、最小二乗法により近似直線を算出し、その傾きを二次電池10の内部抵抗値として得ることができる。
In addition, the internal resistance value of the
次に、図4に示すように、ステップS20(特性値判定ステップ)に進み、組電池1を構成する各々の二次電池10について、ステップS10(特性値測定ステップ)で測定された電池特性値が、予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する。
組電池1に含まれる二次電池10のうち、1つでも電池特性値が許容範囲内であった場合は、分離して再利用できる二次電池10が存在すると判断し、ステップS30(内圧測定ステップ)に進む。一方、組電池1に含まれる全ての二次電池10が許容範囲から外れていた場合は、再利用可能な二次電池10が存在しないと判断し、ステップS65(廃棄ステップ)に進む。ステップS65に進んだ場合は、組電池1を廃棄して処理を終了する。
Next, as shown in FIG. 4, the process proceeds to step S20 (characteristic value determination step), and the battery characteristic value measured in step S10 (characteristic value measurement step) for each of the
If at least one of the
ステップS30(荷重測定ステップ)では、組電池1に含まれる二次電池10の列全体にかかる、列方向の荷重を測定する。二次電池10の列全体にかかる荷重は、公知の荷重測定器で測定することができる。図5は、公知の荷重測定器で二次電池10の列全体にかかる荷重を測定するときの状態を示す。図5の例で示した荷重測定器は、2つの測定プレート70を備える。
In step S30 (load measurement step), the load in the column direction applied to the entire row of the
まず、組電池1のエンドプレート30の外側面に対し、荷重測定器の測定プレート70を隙間無く接触させて固定する。測定プレート70を固定した状態で、組電池1の拘束バンド40を全て取り外すと、測定プレート70の内側面に、二次電池10の列全体に加えられていた荷重の反力がかかる。荷重測定器は、測定プレート70の内側面を外側に押圧する荷重を測定できるように構成されているため、組電池1における圧縮荷重の反力を測定することができる。この測定値を二次電池10の列全体にかかる荷重とみなすことで、二次電池10の列全体にかかる荷重を測定することができる。
First, the measuring
次に、図4に示すように、ステップS40(荷重判定ステップ)に進み、二次電池10の列全体にかかる荷重が、予め定められた閾値以下であるか否かを判定する。二次電池10の列全体にかかる荷重が閾値を超えていた場合は、分離して再利用したい二次電池10の内圧が高い可能性があるため、ステップS50(内圧開放ステップ)に進む。一方、二次電池10の列全体にかかる荷重が閾値以下である場合は、各二次電池10の内圧が十分に低く、分離しても膨張等の変形を起こさないと判断して、ステップS60(分離ステップ)へと進む。
Next, as shown in FIG. 4, the process proceeds to step S40 (load determination step), and it is determined whether or not the load applied to the entire row of the
ステップS50(内圧開放ステップ)では、分離して再利用したい二次電池10の内圧を、二次電池10の変形を規制した状態で開放する。具体的には、図5に示すように、測定プレート70を組電池1のエンドプレート30の外側面に対して固定した状態で、分離して再利用したい二次電池10のボルト133を緩める。このようにすることで、二次電池10の形状を保持したまま、二次電池10の内圧を開放することができる。二次電池10の内圧が外気圧とほぼ等しくなるまで二次電池10内のガスを排出した後、再び二次電池10のボルト133を締結し、ステップS60(分離ステップ)へと進む。
In step S50 (internal pressure release step), the internal pressure of the
ステップS60(分離ステップ)では、分離して再利用したい二次電池10を組電池1から分離し、処理を終了する。分離された二次電池10は、単独の形で再利用してもよいし、他の二次電池10と新たな組電池を形成して再利用してもよい。
なお、回収した二次電池10を複数組み合わせて新たな組電池を形成する場合は、一部の二次電池10だけが偏って劣化しないように考慮して組み合わせるとよい。例えば、使用環境によっては、組電池に含まれる二次電池のうち、外側のものが中央のものに比べて早く劣化するような場合がある。このような場合は、電池特性値の良好な二次電池10を外側に配置し、電池特性値が比較的低い二次電池10を内側に配置するようにして組電池を形成すると、劣化しても二次電池10同士の性能差が生じにくく、長持ちさせることができる。
In step S60 (separation step), the
In the case where a plurality of collected
なお、上記実施形態のステップS50(内圧開放ステップ)において内圧を開放するときの外部空間の環境は、内圧開放後における二次電池10の電池特性と相関する。図6は、内圧開放後の二次電池10の電池特性と内圧開放時の外部空間の露点との関係を示すグラフである。
The environment of the external space when releasing the internal pressure in step S50 (internal pressure releasing step) of the above-described embodiment correlates with the battery characteristics of the
図6の縦軸は、内圧を開放した直後の二次電池10の電池容量を100%とし、そこから満充電と完全放電のサイクルを200回行った後の電池容量を示している。縦軸の値が高いほど、二次電池10の電池特性が良好であるといえる。図6の横軸は、内圧を開放するときの外部空間の露点を示している。
The vertical axis in FIG. 6 shows the battery capacity after the battery capacity of the
図6に示すように、内圧を開放したときの外部空間の露点が低いほど、二次電池10の電池特性が良好であることが分かる。すなわち、内圧開放時の外部空間の露点は、0℃以下であると好ましく、−30℃以下であるとより好ましく、−60℃以下であると更により好ましいといえる。
これは、特に0℃以下の露点環境においては水蒸気圧が低いため、二次電池10のボルト133を緩めた際に外部空間から二次電池10の内部へ流入する水蒸気の量が減り、水蒸気による電解液の分解や電極の腐食が抑制されたからであると考えられる。
As shown in FIG. 6, it is understood that the battery characteristics of the
This is because the water vapor pressure is low particularly in a dew point environment of 0 ° C. or less, so when the
また、乾燥空気や不活性ガスの雰囲気下で二次電池10の内圧を開放しても、二次電池10の内部に水蒸気が流入するのを抑制することができる。従って、二次電池10の内圧を開放する操作は乾燥空気や不活性ガスの雰囲気下で行うと好ましい。
In addition, even if the internal pressure of the
以上で説明したように、本実施形態に係る二次電池の処理方法では、再利用可能な電池特性と高い内圧を有する二次電池10に対して、二次電池10の内圧を開放した後に分離する。このため、分離後の二次電池10の膨張を抑制でき、再利用することができる。
As described above, in the method of processing a secondary battery according to the present embodiment, separation is performed after releasing the internal pressure of the
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, It is possible to change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
例えば、上記の実施形態においては、初めにステップS10において個々の二次電池10の電池特性値を測定したが、他の実施形態として、図7に示すように、ステップS10の前にステップS01(組電池特性測定ステップ)とステップS02(組電池特性判定ステップ)とを備えてもよい。
For example, in the above embodiment, the battery characteristic value of each
ステップS01(組電池特性測定ステップ)では、組電池1全体が有する電池特性値を測定する。具体的には、組電池1の備える外部端子を用いて電池容量や内部抵抗値等を測定する。
その後、ステップS02(組電池特性判定ステップ)において、組電池1の電池特性値が予め定められた許容範囲内であった場合は、ステップS10(特性値測定ステップ)に進み、組電池1の全体としての電池特性値が予め定められた許容範囲から外れていた場合は、ステップS65(廃棄ステップ)に進む。
In step S01 (assembled battery characteristic measurement step), the battery characteristic value of the entire assembled
Thereafter, when the battery characteristic value of the assembled
このようにステップS01、ステップS02を備えた場合は、組電池1の備える二次電池10の電池特性値を一つずつ検査しなくても、廃棄されるべき組電池1を選別することができるため、電池特性値を測定するための効率を上げることができる。
As described above, when step S01 and step S02 are provided, the assembled
また、上記の実施形態では、ステップS30(荷重測定ステップ)及びステップS40(荷重判定ステップ)を備えた二次電池の処理方法を説明したが、他の実施形態において、これらを省略してもよい。すなわち、ステップS20(特性値判定ステップ)で二次電池10の電池特性値を判定した後、直接ステップS50(内圧開放ステップ)に進み、分離して再利用したい二次電池10の内圧を開放してもよい。
Moreover, although said embodiment demonstrated the processing method of the secondary battery provided with step S30 (load measurement step) and step S40 (load determination step), these may be abbreviate | omitted in other embodiment. . That is, after the battery characteristic value of the
このようにステップS30、ステップS40を省略した場合は、荷重測定器が無い場合であっても、本発明に係る二次電池の処理方法を適用することができる。
また、例えば、固定された複数の枠内に1つずつ二次電池を組み込んだ組電池のような、二次電池の内圧を測定することが構造上難しい組電池に対しても、本発明に係る二次電池の処理方法を適用することができる。
Thus, when step S30 and step S40 are omitted, the method of processing a secondary battery according to the present invention can be applied even if there is no load measuring device.
Further, the present invention is also applicable to a battery assembly in which it is difficult to measure the internal pressure of the secondary battery, such as a battery assembly in which the secondary battery is incorporated one by one in a plurality of fixed frames. The method of treating the secondary battery can be applied.
また、上記の実施形態においては、初めに二次電池10の電池特性値を測定し、その後、電池特性値が許容範囲内の二次電池10の内圧を開放する方法を説明した。この場合、二次電池10の内圧を開放する操作を最小限の回数に抑えることができる。
一方、他の実施形態として、初めに二次電池10の内圧を開放し、その後で二次電池10の電池特性値を測定してもよい。この場合、二次電池10の内圧を開放してから各種操作を行うため、安全な状態で二次電池10を扱うことができる。
In the above embodiment, the method for measuring the battery characteristic value of the
On the other hand, as another embodiment, the internal pressure of the
以上のように、本発明に係る二次電池の処理方法は、内圧が高い二次電池を含む組電池を分離して再利用することができる。 As described above, the method of treating a secondary battery according to the present invention can separate and reuse an assembled battery including a secondary battery having a high internal pressure.
1 組電池
10 二次電池
11 正極端子
12 負極端子
13 圧力開放部
20 スペーサー
30 エンドプレート
40 拘束バンド
50 バスバー
60 ナット
70 測定プレート
131 圧力開放穴
132 Oリング
133 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記二次電池の電池特性値が予め定められた範囲内であるか否かを判定する特性値判定ステップと、
前記二次電池の変形を規制した状態で前記二次電池の内圧を開放する内圧開放ステップと、
前記特性値判定ステップにおいて前記電池特性値が予め定められた範囲内であると判定され、かつ前記内圧開放ステップにおいて前記内圧が開放された前記二次電池を、前記組電池から取り出す分離ステップと、を備える、
二次電池の処理方法。 What is claimed is: 1. A method of processing a secondary battery, comprising: arranging a plurality of secondary batteries; and reusing a battery pack in which the deformation of the secondary battery is restricted at least in the arrangement direction,
A characteristic value determining step of determining whether the battery characteristic value of the secondary battery is within a predetermined range;
An internal pressure releasing step of releasing the internal pressure of the secondary battery in a state where the deformation of the secondary battery is regulated;
A separation step in which the battery characteristic value is determined to be within a predetermined range in the characteristic value determination step, and the secondary battery whose internal pressure is released in the internal pressure release step is taken out from the assembled battery; Equipped with
Processing method of secondary battery.
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