JP2021077570A - Determination device and determination method for determining precipitation of lithium contained in secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池に含まれるリチウムの析出を判定する判定装置及び判定方法に関するものである。 The present invention relates to a determination device and a determination method for determining the precipitation of lithium contained in a secondary battery.
従来より、非水系電解液を備えたリチウムイオン二次電池の状態検出方法が知られている(特許文献1)。特許文献1記載の状態検出方法では、特定の周波数として、0.1Hz以上10Hz未満の範囲(例えば2Hz)と、10Hz以上300Hz以下の範囲(例えば100Hz)の周波数で位相差を求め、位相差に基づいて、電池劣化状態と負極でのリチウム金属析出状態とを判別する。
Conventionally, a method for detecting the state of a lithium ion secondary battery provided with a non-aqueous electrolyte solution has been known (Patent Document 1). In the state detection method described in
しかしながら、上記の従来技術の方法において判別のために用いた位相は、リチウム金属の析出以外の要因でも変化するため、上記の従来技術の方法ではリチウム金属析出状態の判定精度が低いという問題がある。 However, since the phase used for discrimination in the above-mentioned conventional method changes due to factors other than the precipitation of lithium metal, the above-mentioned conventional method has a problem that the determination accuracy of the lithium metal precipitation state is low. ..
本発明が解決しようとする課題は、リチウムの析出の判定精度を高めた判定装置及び判定方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a determination device and a determination method with improved determination accuracy of lithium precipitation.
本発明は、リチウムイオン二次電池の交流インピーダンスを測定し、二次電池の交流インピーダンスの特性のうち、特定周波数における特性に基づいて、二次電池の負極反応抵抗を演算し、二次電池の充電中、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下した場合に、リチウムの析出が有ると判定することにより、上記課題を解決する。 The present invention measures the AC impedance of a lithium-ion secondary battery, calculates the negative electrode reaction resistance of the secondary battery based on the characteristics of the AC impedance of the secondary battery at a specific frequency, and calculates the negative electrode reaction resistance of the secondary battery. The above problem is solved by determining that lithium is deposited when the negative electrode reaction resistance drops by a predetermined value or more per unit time during charging.
本発明によれば、リチウムの析出の判定精度を高めることができる。 According to the present invention, the accuracy of determining the precipitation of lithium can be improved.
図1は、本実施形態に係るリチウムの析出を判定する判定システムの構成を示す図である。本実施形態に係るリチウム析出の判定システムは、リチウムイオン二次電池において、リチウムの析出が有るか否かを判定する。なお、本実施形態に係るリチウム析出の判定方法、判定装置、及び判定システムは、全固体リチウムイオン二次電池に限らず、電解液を含むリチウムイオン電池にも適用できる。判定システム1は、図1に示すように、二次電池2と、電圧センサ3と、温度センサ4と、電圧電流調整部5と、電流センサ6と、インピーダンス測定器7と、コントローラ8と、外部電源9とを備えている。図1に示すリチウム析出の判定システムは、外部電源9の電力で二次電池2を充電するためのシステムであり、この際に、二次電池2のリチウム析出の有無を判定する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a determination system for determining the precipitation of lithium according to the present embodiment. The lithium precipitation determination system according to the present embodiment determines whether or not lithium is deposited in the lithium ion secondary battery. The lithium precipitation determination method, determination device, and determination system according to the present embodiment can be applied not only to an all-solid-state lithium ion secondary battery but also to a lithium ion battery containing an electrolytic solution. As shown in FIG. 1, the
本実施形態における二次電池2の一例として全固体リチウムイオン二次電池について説明する。二次電池2は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質を含有する正極活物質層を含む正極と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質を含有する負極活物質層を含む負極と、正極活物質層および負極活物質層との間に介在する固体電解質層と、を有する発電要素を備える。二次電池2は、発電要素の他に、電極タブと、電極タブ及び発電要素を収容する外装部材を有している。二次電池の詳細な構造及び材料については後述する。
An all-solid-state lithium ion secondary battery will be described as an example of the
電圧センサ3は、二次電池2の入出力電圧を検出するためのセンサであり、二次電池2の正極と負極との間のセル電圧(端子間電圧)を検出する。電圧センサ3の接続位置は特に制限されず、二次電池2に接続される回路内において正極と負極との間のセル電圧を検出できる位置であればよい。
The
温度センサ4は、二次電池2の外表面温度(環境温度)を測定する。温度センサ4は、例えば、二次電池2のケース(外装体、筐体)の表面などに取り付けられる。
The temperature sensor 4 measures the outer surface temperature (environmental temperature) of the
電圧電流調整部5は、二次電池2の充電時及び/又は放電時の電池電流及びセル電圧を調整するための回路であって、コントローラ8からの指令に基づき、二次電池2の電流/電圧を調整する。電圧電流調整部5は、外部電源から出力される電力を二次電池の充電電圧に変換するための電圧変換回路等を有している。
The voltage / current adjusting unit 5 is a circuit for adjusting the battery current and the cell voltage during charging and / or discharging of the
電流センサ6は、二次電池2の入出力電流を検出するためのセンサである。電流センサ6は、二次電池2の充電時には電圧電流調整部5から二次電池2へ供給される電流を検出し、放電時には二次電池2から電圧電流調整部5へ供給される電流を検出する。
The current sensor 6 is a sensor for detecting the input / output current of the
インピーダンス測定器7は、二次電池2に接続されており、交流摂動電流を入力信号として二次電池2に流し、交流信号(交流電流)に応じた応答電圧を取得することにより二次電池2の交流インピーダンス(複素インピーダンス)を測定する。インピーダンス測定器7は、一般的な交流インピーダンス測定装置として通常に使用されているものから任意に選択すればよい。例えば、インピーダンス測定器7は、交流インピーダンス法により、交流摂動電流の周波数を経時的に変化させて二次電池2の交流インピーダンスを測定するものでありうる。また、周波数の異なる複数の交流摂動電流を同時に印加可能なものであってもよい。交流インピーダンス法における交流インピーダンスの測定方法としては特に限定されない。例えば、リサージュ法、交流ブリッジ法などのアナログ方式や、デジタル・フーリエ積分法、ノイズ印加による高速フーリエ変換法などのデジタル方式が適宜採用されうる。本実施形態では、周波数の異なる複数の交流摂動電流が二次電池2に印加されて交流インピーダンスが測定される。複数の周波数は、例えば、インピーダンス測定器7によって測定される交流インピーダンスZを構成する実部成分Z’および虚部成分Z”を複素平面座標上にプロットしたグラフ(ナイキストプロット;コール・コールプロット)から、二次電池2の反応抵抗成分を算出できる範囲であればよい。電池に印加する交流摂動電流の波形(例えば、正弦波)の振幅などについては特に制限はなく、任意に設定される。インピーダンス測定器7によって測定された交流インピーダンスの測定結果は、インピーダンス測定器7の出力としてコントローラ8に送られる。
The impedance measuring
コントローラ8は、CPU81及び記憶部82等を有している。コントローラ8は、インピーダンス測定器7により測定された二次電池2の反応抵抗に基づき、二次電池2に含まれるリチウムの析出の有無を判定する制御装置である。また、コントローラ8は、電圧センサ3により検出された二次電池2のセル電圧、及び、電流センサ6により検出された二次電池2に流れる充放電電流に基づいて、二次電池2の充電を制御する。
The controller 8 has a
外部電源9は、二次電池2を充電するための電源である。電源には、例えば三相200Vの交流電源が使用される。外部電源9は、単相100V又は単相200Vの交流電源でもよい。また外部電源9は、交流に限らず直流電源でもよい。
The
次に、図2及び図3を参照して、二次電池(全固体リチウムイオン二次電池)2の構造を説明する。図2に、本実施形態に係る二次電池2の平面図、図3に、図2のIII- III線に沿った二次電池2の断面図を示す。
Next, the structure of the secondary battery (all-solid-state lithium ion secondary battery) 2 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a plan view of the
二次電池2は、図2、図3に示すように、3つの正極層102、7つの電解質層103、3つの負極層104を有する発電要素101と、3つの正極層102にそれぞれ接続された正極タブ105と、3つの負極層104にそれぞれ接続された負極タブ106と、これら発電要素101および正極タブ105、負極タブ106を収容して封止している上部外装部材107および下部外装部材108とから構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、正極層102、電解質層103、負極層104の数は特に限定されず、1つの正極層102、3つの電解質層103、1つの負極層104で、発電要素101を構成してもよいし、また、必要に応じて正極層102、電解質層103および負極層104の枚数を適宜選択してもよい。
The number of the
発電要素101を構成する正極層102は、正極タブ105まで伸びている正極側集電体102a、および正極側集電体102aの一部の両主面にそれぞれ形成された正極活物質層を有している。正極層102を構成する正極側集電体102aとしては、たとえば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅チタン箔、または、ステンレス箔等の電気化学的に安定した金属箔で構成することができる。正極側集電体102aには、金属としては、ニッケル、鉄、銅などが用いられてもよい。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材などが用いられてもよい。
The
正極側集電体102aには、金属の代わりに、導電性を有した樹脂を用いてもよい。導電性を有する樹脂は、非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーを添加された樹脂で構成することができる。非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン(PE;高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)など)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等、優れた耐電位性を有した材料が用いられる。導電性フィラーは、導電性を有する物質であれば特に制限なく用いることができる。例えば、導電性、耐電位性、またはリチウムイオン遮断性に優れた材料として、金属および導電性カーボンなどが挙げられる。金属としては、特に制限はないが、Ni、Ti、Al、Cu、Pt、Fe、Cr、Sn、Zn、In、およびSbからなる群から選択される少なくとも1種の金属もしくはこれらの金属を含む合金または金属酸化物が挙げられる。
A conductive resin may be used for the positive electrode side
正極層102を構成する正極活物質層としては、特に制限されないが、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、Li(Ni−Mn−Co)O2等の層状岩塩型活物質、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4等のスピネル型活物質、LiFePO4、LiMnPO4等のオリビン型活物質、Li2FeSiO4、Li2MnSiO4等のSi含有活物質等が挙げられる。また上記以外の酸化物活物質としては、例えば、Li4Ti5O12が挙げられる。リチウムとニッケルとを含有する複合酸化物が好ましく用いられ、さらに好ましくはLi(Ni−Mn−Co)O2およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの(以下、単に「NMC複合酸化物」とも称する)が用いられる。NMC複合酸化物は、上述したように、遷移金属元素の一部が他の金属元素により置換されている複合酸化物も含む。その場合の他の元素としては、Ti、Zr、Nb、W、Pなどが挙げられる。
The positive electrode active material layer constituting the
正極活物質層には、硫黄系正極活物質が用いられてもよい。硫黄系正極活物質としては、有機硫黄化合物または無機硫黄化合物の粒子または薄膜が挙げられ、硫黄の酸化還元反応を利用して、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸蔵することができる物質であればよい。有機硫黄化合物としては、ジスルフィド化合物、硫黄変性ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。無機硫黄化合物としては、硫黄(S)、S−カーボンコンポジット、TiS2、TiS3、TiS4、NiS、NiS2、CuS、FeS2、Li2S、MoS2、MoS3等が挙げられる。 A sulfur-based positive electrode active material may be used for the positive electrode active material layer. Examples of the sulfur-based positive electrode active material include particles or thin films of an organic sulfur compound or an inorganic sulfur compound, which can be used to release lithium ions during charging and occlude lithium ions during discharging by utilizing the redox reaction of sulfur. Any substance that can be produced will do. Examples of the organic sulfur compound include a disulfide compound and a sulfur-modified polyacrylonitrile. Examples of the inorganic sulfur compound include sulfur (S), S-carbon composite, TiS 2 , TiS 3 , TiS 4 , NiS, NiS 2 , CuS, FeS 2 , Li 2 S, MoS 2 , MoS 3, and the like.
なお、上記以外の正極活物質が用いられてもよい。正極活物質の形状は、例えば、粒子状(球状、繊維状)、薄膜状等が挙げられる。正極活物質層における正極活物質の含有量は、特に限定されない。正極活物質層は、必要に応じて、固体電解質、導電助剤、バインダの少なくとも1つをさらに含有してもよい。正極活物質の形状は、例えば、粒子状(球状、繊維状)、薄膜状等が挙げられる。正極活物質層における正極活物質の含有量は、特に限定されない。正極活物質層は、必要に応じて、固体電解質、導電助剤、バインダの少なくとも1つをさらに含有してもよい。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質や酸化物固体電解質が挙げられ、後述する電解質層103を構成可能な固体電解質として例示されたものなどを用いることができる。
A positive electrode active material other than the above may be used. Examples of the shape of the positive electrode active material include a particle shape (spherical shape, a fibrous shape), a thin film shape, and the like. The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is not particularly limited. The positive electrode active material layer may further contain at least one of a solid electrolyte, a conductive auxiliary agent, and a binder, if necessary. Examples of the shape of the positive electrode active material include a particle shape (spherical shape, a fibrous shape), a thin film shape, and the like. The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is not particularly limited. The positive electrode active material layer may further contain at least one of a solid electrolyte, a conductive auxiliary agent, and a binder, if necessary. Examples of the solid electrolyte include sulfide solid electrolytes and oxide solid electrolytes, and those exemplified as solid electrolytes capable of forming the
導電助剤としては、特に限定されないが、その形状が、粒子状または繊維状であるものであることが好ましい。導電助剤が粒子状である場合、粒子の形状は特に限定されず、粉末状、球状、棒状、針状、板状、柱状、不定形状、燐片状、紡錘状等、いずれの形状であっても構わない。 The conductive auxiliary agent is not particularly limited, but is preferably in the form of particles or fibers. When the conductive auxiliary agent is in the form of particles, the shape of the particles is not particularly limited, and may be any shape such as powder, sphere, rod, needle, plate, columnar, indefinite, flint, and spindle. It doesn't matter.
導電助剤が粒子状である場合の平均粒子径(一次粒子径)は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、0.01〜10μmであることが好ましい。 The average particle size (primary particle size) when the conductive auxiliary agent is in the form of particles is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 μm from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery.
バインダとしては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)(水素原子が他のハロゲン元素にて置換された化合物を含む)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリエーテルニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物などの熱可塑性高分子;テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂;ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム;エポキシ樹脂;等が挙げられる。中でも、ポリイミド、スチレン・ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミドであることがより好ましい。 Binders include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride (PVDF) (including compounds in which hydrogen atoms are replaced by other halogen elements), polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene, polyethernitrile, and poly. Tetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, polyimide, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, styrene / butadiene rubber (SBR), ethylene / propylene / diene copolymer, styrene / butadiene / styrene block copolymer and Thermoplastic polymers such as its hydrogenated products, styrene / isoprene / styrene block copolymers and their hydrogenated products; tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether co-weight Fluororesin such as coalescence (PFA), ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinyl fluoride (PVF); Vinylidene Fluoride-Hexafluoropropylene Fluororesin (VDF-HFP Fluororesin), Vinylidene Fluoride-Hexafluoropropylene-Tetrafluoroethylene Fluororesin (VDF-HFP-TFE Fluororesin), Vinylidene Fluoride-Pentafluoro Propylene-based fluororubber (VDF-PFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFP-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-perfluoromethylvinyl ether-tetrafluoroethylene Examples thereof include vinylidene fluoride-based fluororubbers such as vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene-based fluororubbers (VDF-CTFE-based fluororubbers); epoxy resins; and the like. Of these, polyimide, styrene-butadiene rubber, carboxymethyl cellulose, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, and polyamide are more preferable.
そして、これら3枚の正極層102を構成する各正極側集電体102aが、正極タブ105に接合されている。正極タブ105としては、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、または、ニッケル箔等を用いることができる。
Then, each positive electrode side
発電要素101を構成する負極層104は、負極タブ106まで伸びている負極側集電体104aと、当該負極側集電体104aの一部の両主面にそれぞれ形成された負極活物質層とを有している。
The
負極層104の負極側集電体104aは、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、または、鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔である。
The negative electrode side
負極層104は、負極活物質を含有する層で形成されている。負極活物質の種類としては、特に制限されないが、炭素材料、金属酸化物および金属活物質が挙げられる。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。また、金属酸化物としては、例えば、Nb2O5、Li4Ti5O12、SiO等が挙げられる。さらに、金属活物質としては、例えば、In、Al、SiおよびSn等の金属単体や、TiSi、La3Ni2Sn7等の合金が挙げられる。
The
負極活物質は、Liを含有するリチウム合金でもよい。リチウム合金としては、たとえば、リチウムと、金(Au),マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、及びビスマス(Bi)から選択される少なくとも1種の金属との合金が挙げられる。また、リチウム合金としては、リチウムと、上述した金属のうち2種以上の金属との合金であってもよい。リチウム合金の具体例としては、例えば、リチウム−金合金(Li−Au)、リチウム−マグネシウム合金(Li−Mg)、リチウム−アルミニウム合金(Li−Al)、リチウム−カルシウム合金(Li−Ca)、リチウム−亜鉛合金(Li−Zn),リチウム−スズ合金(Li−Sn)、リチウム−ビスマス合金(Li−Bi)などが挙げられる。 The negative electrode active material may be a Li-containing lithium alloy. The lithium alloy is selected from, for example, lithium and at least gold (Au), magnesium (Mg), aluminum (Al), calcium (Ca), zinc (Zn), tin (Sn), and bismuth (Bi). An alloy with one kind of metal can be mentioned. Further, the lithium alloy may be an alloy of lithium and two or more kinds of metals among the above-mentioned metals. Specific examples of the lithium alloy include, for example, lithium-gold alloy (Li-Au), lithium-magnesium alloy (Li-Mg), lithium-aluminum alloy (Li-Al), lithium-calcium alloy (Li-Ca), and the like. Examples thereof include a lithium-zinc alloy (Li-Zn), a lithium-tin alloy (Li-Sn), and a lithium-bismus alloy (Li-Bi).
なお、負極活物質層としては、リチウム合金を含有するものであればよく、その構成は、特に限定されないが、たとえば、リチウム合金を構成するリチウム以外の金属を「Me」とした場合に、次の(1)〜(3)のいずれかの態様とすることができる。
(1)リチウム合金のみからなる単一の層からなるもの(すなわち、Li−Me層)
(2)リチウム金属からなる層と、リチウム合金からなる層とを備えるもの(すなわち、Li層/Li−Me層)
(3)リチウム金属からなる層と、リチウム合金からなる層と、リチウム以外の金属からなる層とを備えるもの(すなわち、Li層/Li−Me層/Me層)
上記(2)の態様においては、リチウム合金からなる層(Li−Me層)を電解質層103側の層(電解質層103との界面を形成する層)とすることが望ましく、また、上記(3)の態様においては、リチウム以外の金属からなる層(Me層)を電解質層103側の層(電解質層103との界面を形成する層)とすることが望ましい。リチウム金属を含むリチウム金属層と、リチウム金属とは異なる金属を含む層(中間層)とする場合には、中間層は、リチウム金属層と固体電解質の間の層であり、リチウム金属のうち少なくとも一部と、中間層を形成する金属のうち少なくとも一部とが、合金化することが望ましい。
The negative electrode active material layer may be any one containing a lithium alloy, and its composition is not particularly limited. For example, when a metal other than lithium constituting the lithium alloy is "Me", the following It can be any aspect of (1) to (3).
(1) A single layer made of only a lithium alloy (that is, a Li-Me layer)
(2) A layer provided with a layer made of lithium metal and a layer made of a lithium alloy (that is, a Li layer / Li-Me layer).
(3) A layer including a layer made of lithium metal, a layer made of a lithium alloy, and a layer made of a metal other than lithium (that is, Li layer / Li-Me layer / Me layer).
In the aspect of the above (2), it is desirable that the layer made of the lithium alloy (Li-Me layer) is the layer on the side of the electrolyte layer 103 (the layer forming the interface with the electrolyte layer 103), and the above (3). ), It is desirable that the layer made of a metal other than lithium (Me layer) is the layer on the side of the electrolyte layer 103 (the layer forming the interface with the electrolyte layer 103). In the case of a lithium metal layer containing a lithium metal and a layer containing a metal different from the lithium metal (intermediate layer), the intermediate layer is a layer between the lithium metal layer and the solid electrolyte, and is at least one of the lithium metals. It is desirable that a part and at least a part of the metal forming the intermediate layer are alloyed.
例えば、負極を、上記(3)の態様、すなわち、リチウム金属からなる層と、リチウム合金からなる層と、リチウム以外の金属からなる層とを備える態様(すなわち、Li層/Li−Me層/Me層)とする場合には、リチウム金属と、リチウム以外の金属とを積層することで、これらの界面部分を合金化し、これにより、これらの界面にリチウム合金からなる層を形成することができる。なお、リチウム金属と、リチウム以外の金属とを積層する方法としては、特に限定されないが、リチウム金属からなる層の上に、リチウム以外の金属を真空蒸着などにより蒸着させることにより、リチウム金属からなる層の上に、リチウム以外の金属からなる層を形成しつつ、これらの界面を合金化させる方法が挙げられる。あるいは、リチウム以外の金属からなる層上に、リチウム金属を真空蒸着などにより蒸着させ、リチウム以外の金属からなる層の上に、リチウム金属からなる層を形成しつつ、これらの界面を合金化させる方法などが挙げられる。 For example, the negative electrode includes the aspect (3) above, that is, a layer made of a lithium metal, a layer made of a lithium alloy, and a layer made of a metal other than lithium (that is, a Li layer / Li-Me layer / In the case of forming a Me layer), by laminating a lithium metal and a metal other than lithium, these interface portions are alloyed, whereby a layer made of a lithium alloy can be formed at these interfaces. .. The method of laminating the lithium metal and the metal other than lithium is not particularly limited, but is made of the lithium metal by depositing a metal other than lithium on the layer made of the lithium metal by vacuum vapor deposition or the like. A method of alloying these interfaces while forming a layer made of a metal other than lithium on the layer can be mentioned. Alternatively, a lithium metal is vapor-deposited on a layer made of a metal other than lithium by vacuum deposition or the like, and these interfaces are alloyed while forming a layer made of a lithium metal on a layer made of a metal other than lithium. The method etc. can be mentioned.
なお、本実施形態の二次電池2では、3枚の負極層104は、負極層104を構成する各負極側集電体104aが、単一の負極タブ106に接合されるような構成となっている。すなわち、本実施形態の二次電池2では、各負極層104は、単一の共通の負極タブ106に接合された構成となっている。
In the
発電要素101の電解質層103は、上述した正極層102と負極層104との短絡を防止するものであり、固体電解質を主成分として含有し、上述した正極活物質層と負極活物質層との間に介在する層である。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質や酸化物固体電解質、高分子固体電解質などが挙げられるが、硫化物固体電解質であることが好ましい。
The
硫化物固体電解質としては、例えば、LiI−Li2S−SiS2、LiI−Li2S−P2O5、LiI−Li3PO4−P2S5、Li2S−P2S5、LiI−Li3PS4、LiI−LiBr−Li3PS4、Li3PS4、Li2S−P2S5、Li2S−P2S5−LiI、Li2S−P2S5−Li2O、Li2S−P2S5−Li2OLiI、Li2S−SiS2、Li2S−SiS2−LiI、Li2S−SiS2−LiBr、Li2S−SiS2−LiCl、Li2S−SiS2−B2S3−LiI、Li2S−SiS2−P2S5−LiI、Li2S−B2S3、Li2S−P2S5−ZmSn(ただし、m、nは正の数であり、Zは、Ge、Zn、Gaのいずれかである)、Li2S−GeS2、Li2S−SiS2−Li3PO4、Li2S−SiS2−LixMOy(ただし、x、yは正の数であり、Mは、P、Si、Ge、B、Al、Ga、Inのいずれかである)等が挙げられる。なお、「Li2S−P2S5」の記載は、Li2SおよびP2S5を含む原料組成物を用いてなる硫化物固体電解質を意味し、他の記載についても同様である。 Examples of the sulfide solid electrolyte include LiI-Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 S-P 2 O 5 , LiI-Li 3 PO 4- P 2 S 5 , Li 2 S-P 2 S 5 , LiI-Li 3 PS 4 , LiI-LiBr-Li 3 PS 4 , Li 3 PS 4 , Li 2 S-P 2 S 5 , Li 2 S-P 2 S 5 -Li I, Li 2 S-P 2 S 5- Li 2 O, Li 2 S-P 2 S 5 -Li 2 OLiI, Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-SiS 2- LiI, Li 2 S-SiS 2- LiBr, Li 2 S-SiS 2- LiCl , Li 2 S-SiS 2- B 2 S 3- LiI, Li 2 S-SiS 2- P 2 S 5- LiI, Li 2 SB 2 S 3 , Li 2 SP 2 S 5- ZmSn (However , M, n are positive numbers, Z is any of Ge, Zn, Ga), Li 2 S-GeS 2 , Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 , Li 2 S-SiS 2- LixMOy (where x and y are positive numbers and M is any of P, Si, Ge, B, Al, Ga and In) and the like. The description of "Li 2 SP 2 S 5 " means a sulfide solid electrolyte made by using a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5, and the same applies to other descriptions.
硫化物固体電解質は、例えば、Li3PS4骨格を有していてもよく、Li4P2S7骨格を有していてもよく、Li4P2S6骨格を有していてもよい。Li3PS4骨格を有する硫化物固体電解質としては、例えば、LiI−Li3PS4、LiI−LiBr−Li3PS4、Li3PS4が挙げられる。また、Li4P2S7骨格を有する硫化物固体電解質としては、例えば、LPSと称されるLi−P−S系固体電解質(例えば、Li7P3S11)が挙げられる。また、硫化物固体電解質として、例えば、Li(4−x)Ge(1−x)PxS4(xは、0<x<1を満たす)で表されるLGPS等を用いてもよい。なかでも、硫化物固体電解質は、P元素を含む硫化物固体電解質であることが好ましく、硫化物固体電解質は、Li2S−P2S5を主成分とする材料であることがより好ましい。さらに、硫化物固体電解質は、ハロゲン(F、Cl、Br、I)を含有していてもよい。 The sulfide solid electrolyte may have, for example, a Li 3 PS 4 skeleton, a Li 4 P 2 S 7 skeleton, or a Li 4 P 2 S 6 skeleton. .. Examples of the sulfide solid electrolyte having a Li 3 PS 4 skeleton include LiI-Li 3 PS 4 , LiI-LiBr-Li 3 PS 4 , and Li 3 PS 4 . Examples of the sulfide solid electrolyte having a Li 4 P 2 S 7 skeleton include a Li-PS solid electrolyte called LPS (for example, Li 7 P 3 S 11 ). Further, as the sulfide solid electrolyte, for example, LGPS represented by Li (4-x) Ge (1-x) P x S 4 (x satisfies 0 <x <1) may be used. Among them, the sulfide solid electrolyte is preferably a sulfide solid electrolyte containing a P element, and the sulfide solid electrolyte is more preferably a material containing Li 2 SP 2 S 5 as a main component. Further, the sulfide solid electrolyte may contain halogen (F, Cl, Br, I).
また、硫化物固体電解質がLi2S−P2S5系である場合、Li2SおよびP2S5の割合は、モル比で、Li2S:P2S5=50:50〜100:0の範囲内であることが好ましく、なかでもLi2S:P2S5=70:30〜80:20であることが好ましい。また、硫化物固体電解質は、硫化物ガラスであってもよく、結晶化硫化物ガラスであってもよく、固相法により得られる結晶質材料であってもよい。なお、硫化物ガラスは、例えば原料組成物に対してメカニカルミリング(ボールミル等)を行うことにより得ることができる。また、結晶化硫化物ガラスは、例えば硫化物ガラスを結晶化温度以上の温度で熱処理を行うことにより得ることができる。また、硫化物固体電解質の常温(25℃)におけるイオン伝導度(例えば、Liイオン伝導度)は、例えば、1×10−5S/cm以上であることが好ましく、1×10−4S/cm以上であることがより好ましい。なお、固体電解質のイオン伝導度の値は、交流インピーダンス法により測定することができる。 When the sulfide solid electrolyte is a Li 2 SP 2 S 5 system, the ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is a molar ratio of Li 2 S: P 2 S 5 = 50: 50 to 100. It is preferably in the range of: 0, and in particular, Li 2 S: P 2 S 5 = 70:30 to 80:20. Further, the sulfide solid electrolyte may be sulfide glass, crystallized sulfide glass, or a crystalline material obtained by the solid phase method. The sulfide glass can be obtained, for example, by performing mechanical milling (ball mill or the like) on the raw material composition. Further, the crystallized sulfide glass can be obtained, for example, by heat-treating the sulfide glass at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature. The ionic conductivity (for example, Li ion conductivity) of the sulfide solid electrolyte at room temperature (25 ° C.) is preferably 1 × 10 -5 S / cm or more , for example, 1 × 10 -4 S / cm. It is more preferably cm or more. The value of the ionic conductivity of the solid electrolyte can be measured by the AC impedance method.
酸化物固体電解質としては、例えば、NASICON型構造を有する化合物等が挙げられる。NASICON型構造を有する化合物の一例としては、一般式Li1+xAlxGe2−x(PO4)3(0≦x≦2)で表される化合物(LAGP)、一般式Li1+xAlxTi2−x(PO4)3(0≦x≦2)で表される化合物(LATP)等が挙げられる。また、酸化物固体電解質の他の例としては、LiLaTiO(例えば、Li0.34La0.51TiO3)、LiPON(例えば、Li2.9PO3.3N0.46)、LiLaZrO(例えば、Li7La3Zr2O12)等が挙げられる。 Examples of the oxide solid electrolyte include compounds having a NASICON type structure and the like. As an example of a compound having a NASICON type structure, a compound (LAGP) represented by the general formula Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 2), a general formula Li 1 + x Al x Ti 2 Examples thereof include a compound (LATP) represented by −x (PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 2). In addition, as other examples of the oxide solid electrolyte, LiLaTIO (for example, Li 0.34 La 0.51 TiO 3 ), LiPON (for example, Li 2.9 PO 3.3 N 0.46 ), LiLaZrO (for example, LiLaZrO). , Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ) and the like.
固体電解質層103は、上述した固体電解質に加えて、バインダをさらに含有していてもよい。バインダとしては、特に限定されないが、例えば、上述したものを用いることができる。
The
固体電解質の含有量は、例えば、10〜100質量%の範囲内であることが好ましく、50〜100質量%の範囲内であることがより好ましく、90〜100質量%の範囲内であることがさらに好ましい。 The content of the solid electrolyte is, for example, preferably in the range of 10 to 100% by mass, more preferably in the range of 50 to 100% by mass, and preferably in the range of 90 to 100% by mass. More preferred.
そして、図3に示すように、正極層102と負極層104とは、電解質層103を介して、交互に積層され、さらに、その最上層および最下層に電解質層103がそれぞれ積層されており、これにより、発電要素101が形成されている。
Then, as shown in FIG. 3, the
以上のように構成されている発電要素101は、上部外装部材107および下部外装部材108(封止手段)に収容されて封止されている。発電要素101を封止するための上部外装部材107および下部外装部材108は、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂フィルムや、アルミニウムなどの金属箔の両面をポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂でラミネートした、樹脂−金属薄膜ラミネート材など、柔軟性を有する材料で形成されており、これら上部外装部材107および下部外装部材108を熱融着することにより、正極タブ105および負極タブ106を外部に導出させた状態で、発電要素101が封止されることとなる。
The
なお、正極タブ105および負極タブ106には、上部外装部材107および下部外装部材108と接触する部分に、上部外装部材107および下部外装部材108との密着性を確保するために、シールフィルム109が設けられている。シールフィルム109としては、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、または、アイオノマー等の耐電解液性及び熱融着性に優れた合成樹脂材料から構成することができる。
The
次に、図2及び図3を参照して、二次電池2を、電解液リチウムイオン二次電池とする場合の構造及び材料について説明する。なお、上述した全固体リチウムイオン二次電池と電解液リチウムイオン二次電池との間で、共通する構成は、上記記載を適宜、援用する。以下で説明する電池の構造及び材料は、一例であって、その他、周知の構造及び/又は材料を、二次電池2に用いてもよい。
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the structure and material when the
二次電池(電解液リチウムイオン二次電池)2は、図3に示す構造と同様に、3つの正極層102と、3つの負極層104と、3つの正極層102にそれぞれ接続された正極タブ105と、3つの負極層104にそれぞれ接続された負極タブ106と、これら発電要素101および正極タブ105、負極タブ106を収容して封止している上部外装部材107および下部外装部材108とから構成されている。異なる点は、図3に示す電解質層103の代わりにセパレータが用いられ、特に図示しない非水電解液が電池内部に含まれている。
The secondary battery (electrolytic solution lithium ion secondary battery) 2 has a positive electrode tab connected to three
正極層102を構成する正極活物質層は、正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリフッ化ビニリデンや、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の結着剤とを混合したものを、正極側集電体102aの一部の主面に塗布し、乾燥およびプレスすることにより形成されている。
The positive electrode active material layer constituting the
本実施形態に係る二次電池2は、正極層102を構成する正極活物質層中に、正極活物質として、SOCが高くなるにしたがって抵抗が増大する特性を有する正極活物質を少なくとも含有する。このようなSOCが高くなるにしたがって抵抗が増大する特性を有する正極活物質としては、特に限定されないが、LiMnO3を母構造とするLi過剰層上正極材料が挙げられ、具体的には、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。特に、下記一般式(1)で表される化合物は、高電位かつ高容量であるため、正極活物質として、このような化合物を用いることにより、二次電池10を高いエネルギー密度を有するものとすることができる。なお、下記一般式(1)で表される化合物は、通常、固溶体を形成している。
また、上記一般式(1)で表される化合物において、M’としては、金属元素(Li,Ni,Co,Mn以外の金属元素)であれば何でもよく特に限定されないが、Fe,V,Ti,Al,Mgから選択される少なくとも1種が好ましく、なかでもTiが特に好ましい。 Further, in the compound represented by the above general formula (1), M'is not particularly limited as long as it is a metal element (metal element other than Li, Ni, Co, Mn), but Fe, V, Ti. , Al, Mg is preferable, and Ti is particularly preferable.
また、上記一般式(1)において、α,β,γ,σは、0<α≦0.5、0≦β≦0.33、0<γ≦0.5、0≦σ≦0.1、α+β+γ+σ=1を満たす範囲であればよく特に限定されないが、σ=0であることが好ましい。すなわち、下記一般式(2)で表される化合物であることがより好ましい。
なお、正極活物質層には、上述したSOCが高くなるにしたがって抵抗が増大する特性を有する正極活物質以外の正極活物質、たとえば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物や、LiFePO4やLiMnPO4等を含有していてもよい。 The positive electrode active material layer includes positive electrode active materials other than the positive electrode active material having the property that resistance increases as the SOC increases, for example, lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) and lithium manganate (LiMn 2 O). 4 ), Lithium composite oxide such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), LiFePO 4 or LiMnPO 4 or the like may be contained.
また、負極層104を構成する負極活物質層は、負極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤、およびN−メチル−2−ピロリドン等の溶剤を加えてスラリーを調製して負極側集電体104aの一部の両主面に塗布し、乾燥およびプレスすることにより形成されている。
Further, in the negative electrode active material layer constituting the
負極活物質層を構成する負極活物質としては、特に限定されないが、たとえば、ケイ素または炭素を主たる元素とする負極活物質を少なくとも含有するものを用いることができる。ケイ素を主たる元素とする負極活物質としては、ケイ素の他、ケイ素酸化物などのケイ素化合物などが挙げられる。また、炭素を主たる元素とする負極活物質としては、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、黒鉛などが挙げられる。 The negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer is not particularly limited, and for example, one containing at least a negative electrode active material containing silicon or carbon as a main element can be used. Examples of the negative electrode active material containing silicon as a main element include silicon compounds such as silicon oxides in addition to silicon. Examples of the negative electrode active material containing carbon as a main element include non-graphitizable carbon, easily graphitized carbon, and graphite.
セパレータは、上述した正極層102と負極層104との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えてもよい。このセパレータは、例えば、厚さ25μm程度のポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって、層の空孔が閉塞され、電流を遮断する機能をも有するものである。
The separator prevents a short circuit between the
二次電池2に含有される電解液は、有機液体溶媒にホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)などのリチウム塩を溶質として溶解させた液体である。電解液を構成する有機液体溶媒としては、たとえば、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ギ酸メチル(MF)、酢酸メチル(MA)、プロピオン酸メチル(MP)等のエステル系溶媒を挙げることができ、これらは混合して用いることができる。
The electrolytic solution contained in the
本実施形態に係る二次電池2は、上述した全固体リチウムイオン二次電池、又は、電解液リチウムイオン二次電池で構成される。
The
次いで、本実施形態におけるリチウム析出の有無を判定する判定方法と、二次電池2の充電制御方法について説明する。本実施形態においては、以下に説明する、二次電池2の判定方法は、インピーダンス測定器7及びコントローラ8により実行される。また、リチウム析出の判定制御は、二次電池2の充電制御中に実行される。二次電池2の充電制御は、電圧電流調整部5及びコントローラ8で実行される。なお、図4以下の図で示されるグラフは、電解液リチウムイオン二次電池の特性を示しているが、本実施形態に係るリチウム析出の判定方法、判定装置、及び判定システムは、全固体リチウムイオン二次電池にも適用可能である。
Next, a determination method for determining the presence or absence of lithium precipitation and a charge control method for the
まず、二次電池2の充電制御について説明する。本実施形態においては、コントローラ8は、二次電圧2のセル電圧が所定の上限電圧に達するまで電流を徐々に高めて、二次電池2の充電電流が設定電流に達したら、電流値を一定にする(いわゆる定電流制御;CC充電)。二次電池2の充電中、コントローラ8は、電圧センサ3及び電流センサ6から検出値を取得し、二次電池2に流れている電流及び二次電池2に印加されるセル電圧を管理している。またコントローラ8は、電圧センサ3の検出電圧に基づき、二次電池2のSOCを管理している。本実施形態では、設定電流にて二次電池2の充電を行うことにより、二次電池2のSOCが増加し、二次電池2のセル電圧が徐々に上昇していく。
First, the charge control of the
二次電池2のセル電圧が上限電圧に達すると、コントローラ8は、上限電圧にて定電圧充電(CV充電)を行う。二次電池2のセル電圧が上限電圧に維持された状態のまま、二次電池2のSOCの増加に伴い、充電電流が減衰していくこととなる。そして、本実施形態では、充電電流が減衰していき、終止電流既定値(カットオフ電流値)まで低下すると、二次電池20の充電を終了する。本実施形態においては、このようにして二次電池20の充電制御が行われる。なお、充電方法は、上記説明のような、いわゆるCC−CV充電に限らず、他の方式の充電方法でもよい。
When the cell voltage of the
次いで、二次電池2におけるリチウム析出の判定制御について説明する。本実施形態では、二次電池2のリチウム析出の有無を推定するために、まず二次電池2の正極反応抵抗と負極反応抵抗をそれぞれ演算する。図4は、インピーダンス測定器7によって測定された交流インピーダンスの実軸成分値(Z’)および虚軸成分値(−Z”)を、実軸および虚軸が直交してなる複素平面座標上にプロットして得られた、円弧軌跡を含む複素インピーダンスプロット(ナイキストプロット;コール・コールプロット)のグラフである。なお、交流インピーダンス(Z)は、Z=Z’+jZ”の定義式で表され、当該定義式の下、図4のグラフは、縦軸を−Z”として容量性リアクタンスをマイナス、誘導性リアクタンスをプラスで描いている。
Next, the determination control of lithium precipitation in the
インピーダンス測定器7は、所定の周波数帯内の多数の周波数値の交流信号を印加して、各周波数値ごとに交流インピーダンスの実軸成分値(Z’)および虚軸成分値(−Z”)を測定する。所定の周波数帯は、少なくとも反応抵抗を測定するための周波数を含んでいる。実軸および虚軸が直交してなる複素平面座標上において、実軸成分値を複素平面座標の実軸成分とし、虚軸成分値を複素平面座標の虚軸成分としてプロットすると、図4に示すように、所定の周波数帯において円弧軌跡を含む複素インピーダンスプロット(ナイキストプロット;コール・コールプロット)が得られる。複素平面座標の原点から高周波側の極小値を示す点Hまでの距離が電解質抵抗(Rsep)の大きさを示している。電解質抵抗(Rsep)は、電解質中をイオンが移動する際の抵抗や電極や配線中を電子が移動する際の抵抗等の合成値である。点Hと点Lとの距離、すなわち円弧軌跡の直径が反応抵抗(Rr)の大きさを示している。点Lは、円弧軌跡を低周波側で円弧状に延在させて実軸と交わる点である。このように、図4に示すナイキストプロットから、電解質抵抗(Rsep)及び反応抵抗(Rr)を求めることができる。
The
インピーダンス測定器7は、交流インピーダンスの特性のうち特定周波数における特定に基づいて、二次電池2の負極反応抵抗を演算する。図5は、二次電池2に含まれる電解質及び負極の等価回路を示す回路図である。Ractは負極反応抵抗を示し、Cdlは負極の電気二重層容量を示す。図5に示す等価回路のインピーダンスから、虚部(Zim)のみを抜き出すと、下記式(3)が導出される。なお、ωは交流信号の周波数により決まる角周波数である。
The
さらに、式(3)を変形すると下記式(4)が導出される。
式(4)において、−1/(ωZim)を縦軸に、1/ω2を横軸に取り、グラフを描くと、1/CdlRаct 2を傾きとし、Cdlを切片とする直線となる。そして、切片から負極の容量(Cdl)を演算し、傾き(1/CdlRаct 2)と容量(Cdl)から、負極反応抵抗(Rаct)を演算できる。 In equation (4), with -1 / (ωZ im ) on the vertical axis and 1 / ω 2 on the horizontal axis, and drawing a graph, 1 / C dl R аct 2 is the slope and C dl is the intercept. It becomes a straight line. Then, calculates the negative electrode capacity (C dl) of sections from the slope (1 / C dl R аct 2 ) and capacitance (C dl), it calculates the negative electrode reaction resistance (R аct).
またインピーダンス測定器7は、図5に示す等価回路のインピーダンスの実部から負極反応抵抗を演算できる。図5に示す等価回路のインピーダンスから、実部(Zre)のみを抜き出すと、下記式(5)が導出される。
Further, the
さらに、式(5)を変形すると下記式(6)が導出される。
式(6)において、1/(Zre−Rsep)を縦軸に、ω2を横軸に取り、グラフを描くと、Cdl 2Rаctを傾きとし、1/Rаctを切片とする直線となる。そして、切片から負極反応抵抗(Rаct)を演算できる。なお、上記演算方法は、負極反応抵抗について説明したが、上記演算方法により、正極反応抵抗を演算することもできる。 In equation (6), with 1 / (Z re- R sep ) on the vertical axis and ω 2 on the horizontal axis, and drawing a graph, C dl 2 R аct is the slope and 1 / R аct is the intercept. It becomes a straight line. Then, the negative electrode reaction resistance (R аct ) can be calculated from the intercept. Although the negative electrode reaction resistance has been described in the above calculation method, the positive electrode reaction resistance can also be calculated by the above calculation method.
インピーダンス測定器7は、正極反応抵抗と負極反応抵抗を区別して演算するために、特定周波数をもつ交流信号を印可して、特定周波数におけるインピーダンス特性に基づいて、正極反応抵抗と負極反応抵抗を演算している。
In order to distinguish between the positive electrode reaction resistance and the negative electrode reaction resistance, the
図6は、二次電池2の全体の反応抵抗、正極反応抵抗、及び負極反応抵抗の周波数特性を示すグラフである。縦軸は“反応抵抗(Rаct)であり、横軸は周波数である。グラフаは負極反応抵抗の特性を示し、グラフbは正極反応抵抗の特性を示し、グラフcは全体の反応抵抗の特性を示す。
FIG. 6 is a graph showing the frequency characteristics of the overall reaction resistance, the positive electrode reaction resistance, and the negative electrode reaction resistance of the
グラフаに示すように、負極反応抵抗は周波数(fа)でピーク値となる。グラフbに示すように、正極反応抵抗は周波数(fb)でピーク値となる。図6のグラフに示すように、反応抵抗の周波数特性は正極と負極で異なっている。そのため、例えば、負極の反応抵抗を測定するためには、正極反応抵抗が高く、かつ、負極反応抵抗が低くなるような特定周波数を選択して、選択された特定周波数の交流信号を二次電池2に印可する。このとき、正極の反応抵抗には電流が流れ難くなるため、交流信号を二次電池2に流した時の、二次電池の交流インピーダンスから、負極の反応抵抗の変化を測定できる。図6の例では、インピーダンス測定器7は、特定周波数をfаに設定して、交流信号を二次電池2に印可し、交流インピーダンスの特性から負極の反応抵抗を演算する。また、インピーダンス測定器7は、特定周波数をfbに設定して、交流信号を二次電池2に印可し、交流インピーダンスの特性から正極の反応抵抗を演算する。すなわち、特定周波数(fа)は負極反応抵抗を測定するための周波数(負極計測用の周波数)であり、特定周波数(fb)は正極反応抵抗を測定するための周波数(正極計測用の周波数)となる。また、負極側の特定周波数(fа)は、少なくとも正極側の特定周波数(fb)より高い周波数に設定されており、好ましくは100Hz以上20kHz以下の範囲内に、あるいは、300Hz以上3kHz以下の範囲内に設定されている。正極側の特定周波数(fb)は、例えば、20Hz以上80Hz以下の範囲内に設定されている。なお、反応抵抗の周波数特性は、二次電池2に使用される材料や温度等により異なるため、正極側及び負極側の特定周波数を、実験的に求めればよい。例えば、負極の反応抵抗の変化が現れる周波数帯域を把握するために、参照極を挿入した二次電池2に、所定の周波数帯内の多数の周波数値の交流信号を印加して、周波数ごとに交流インピーダンスを測定する。そして、測定された交流インピーダンスの虚部の特性から、反応抵抗の測定に適した周波数を特定する。正極の特定周波数も同様に特定すればよい。
As shown in the graph а, the negative electrode reaction resistance peaks at the frequency (f а). As shown in graph b, the positive electrode reaction resistance has a peak value at the frequency (f b). As shown in the graph of FIG. 6, the frequency characteristics of the reaction resistance are different between the positive electrode and the negative electrode. Therefore, for example, in order to measure the reaction resistance of the negative electrode, a specific frequency having a high positive electrode reaction resistance and a low negative electrode reaction resistance is selected, and an AC signal of the selected specific frequency is used as a secondary battery. Apply to 2. At this time, since it is difficult for a current to flow through the reaction resistance of the positive electrode, the change in the reaction resistance of the negative electrode can be measured from the AC impedance of the secondary battery when the AC signal is passed through the
コントローラ8は、二次電池2の充電中に、インピーダンス測定器7により測定された負極の反応抵抗に基づき、単位時間あたりの負極反応抵抗の変化を演算し、リチウムの析出の有無を判定する。二次電池2の充電している場合、二次電池2の反応抵抗は、通常の充電反応で変化するが、リチウムの析出が発生した場合には、二次電池2の反応抵抗はリチウムの析出によっても変化する。そのため、二次電池2の反応抵抗が変化した場合に、反応抵抗の変化が、通常の充電反応によるものか、リチウムの析出によるものか区別できれば、リチウムの析出が発生したことを特定できる。
While charging the
図7は、リチウム析出が発生した時の反応抵抗の時間的推移を表すグラフである。図7(а)は負極反応抵抗の特性を示し、図7(b)は正極反応抵抗の特性を示す。縦軸は“反応抵抗を、横軸は充電時間を示す。また、時間(tа)の時点で、リチウムの析出が発生したと仮定する。二次電池2の充電開始時点から時間(tа)の時点までは、負極の反応抵抗の変化量は小さい。時間(tа)の時点でリチウムの析出が発生すると、負極の反応抵抗は大きく低下し、負極の反応抵抗は時間(tb)の時点で最も低くなる。一方、正極の反応抵抗は、リチウムの析出が発生しても、低下しない。すなわち、リチウムの析出が発生すると、負極反応抵抗は大きく低下するが、正極反応抵抗は大きく低下しない。コントローラ8は、二次電池2の充電中、負極反応抵抗の変化を検出しており、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下した場合に、リチウムの析出が有ると判定する。
FIG. 7 is a graph showing the temporal transition of the reaction resistance when lithium precipitation occurs. FIG. 7 (а) shows the characteristics of the negative electrode reaction resistance, and FIG. 7 (b) shows the characteristics of the positive electrode reaction resistance. The vertical axis "a reaction resistance, and the horizontal axis indicates the charging time. The time (t а) at the time of, it is assumed that lithium deposition has occurred.
また、本実施形態では、リチウム析出の有無の判定精度をより高めるために、二次電池2の温度に応じて、負極反応抵抗を測定するための特定周波数を設定する。図8は、交流インピーダンスZを構成する虚部成分のナイキストプロットの温度推移を説明するためのグラフである。図8において、縦軸は交流インピーダンスの虚部値(−Z”)であり横軸は周波数である。(а)は電池温度(TL)の時の特性であり、(b)は電池温度(TM)の時の特性であり、(c)は電池温度(TH)の時の特性である。二次電池の温度は、TL、TM、THの順に高くなっている。各グラフにおいて、グラフ上の点Pは、ナイキストプロットで電池の反応抵抗の大きさを表す円弧の頂点である。図8に示すように、反応抵抗の大きさを表す円弧の頂点が現れる周波数は、温度が高くなるにつれて、fL、fM、fHの順に高くなっている。このことから反応抵抗の大きさを計測するのに適した周波数は温度が高いほど高い周波数となることが分かる。
Further, in the present embodiment, in order to further improve the determination accuracy of the presence or absence of lithium precipitation, a specific frequency for measuring the negative electrode reaction resistance is set according to the temperature of the
負極の反応抵抗を測定するための特定周波数についても、温度が高いほど高い周波数に設定する。具体的には、異なる複数の温度において二次電池2でリチウム析出を発生させた時の交流インピーダンスを複数の周波数で計測し、各温度でリチウム析出が検知できる(反応抵抗の低下が捉えられる)周波数帯を割り出し、その周波数帯の範囲内で設定する。
The specific frequency for measuring the reaction resistance of the negative electrode is also set to a higher frequency as the temperature is higher. Specifically, the AC impedance when lithium precipitation is generated in the
図9を参照し、一例として電池温度が25℃の時に設定される周波数について説明する。図9は、周波数ごとの負極反応抵抗の特性を示すグラフである。縦軸は反応抵抗であり横軸は時間である。またグラフа〜fは、200Hz、300Hz、400Hz、3.2kHz、5.4kHz、6.6kHzの時の特性をそれぞれ示している。グラフа〜fの特性は、電池温度25℃でリチウム析出させた際の反応抵抗を複数の周波数のインピーダンスから計算したものである。図9の例では、グラフаに示すように、周波数を200Hzに設定した場合には、反応抵抗が大きく低下している時間(tp)の時点よりも前の時間帯(図9のKの部分)で、反応抵抗が低下している。正極の挙動の影響を受けてリチウム析出前に反応抵抗が低下するため、グラフаに示すような挙動になる。また、200Hz未満の場合も、反応抵抗の特性は、グラフаに示すような挙動と同様に、正極の挙動の影響を受けてリチウム析出前に反応抵抗が低下する。すなわち、図9の例では、周波数を200Hz以下に設定した場合には、反応抵抗の低下が、リチウム析出によるものか、正極の挙動の影響によるものか区別がし難いため、200Hz以下の周波数帯の周波数は、負極反応抵抗を測定するための特定周波数として、好ましくない。 With reference to FIG. 9, the frequency set when the battery temperature is 25 ° C. will be described as an example. FIG. 9 is a graph showing the characteristics of the negative electrode reaction resistance for each frequency. The vertical axis is the reaction resistance and the horizontal axis is time. The graphs а to f show the characteristics at 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, 3.2 kHz, 5.4 kHz, and 6.6 kHz, respectively. The characteristics of graphs а to f are calculated by calculating the reaction resistance when lithium is deposited at a battery temperature of 25 ° C. from impedances of a plurality of frequencies. In the example of FIG. 9, as shown in the graph A, in the case of setting the frequency to 200Hz, the time period before the time point of time the reaction resistance is reduced significantly (t p) (K-9 Part), the reaction resistance is reduced. Since the reaction resistance decreases before lithium precipitation due to the influence of the behavior of the positive electrode, the behavior is as shown in Graph а. Further, even when the frequency is lower than 200 Hz, the reaction resistance is affected by the behavior of the positive electrode as in the behavior shown in Graph а, and the reaction resistance decreases before lithium precipitation. That is, in the example of FIG. 9, when the frequency is set to 200 Hz or less, it is difficult to distinguish whether the decrease in reaction resistance is due to lithium precipitation or the influence of the behavior of the positive electrode. The frequency of is not preferable as a specific frequency for measuring the negative electrode reaction resistance.
また、図9の例では、グラフfに示すように、周波数を6.6kHzに設定した場合には、反応抵抗がほとんど低下しない。6.6kHzより高い場合も、反応抵抗の特性は、グラフfに示すような挙動と同様に、反応抵抗がほとんど低下しない。そのため、6.6kHz以上の周波数帯の周波数は、反応抵抗の低下を測定するための特定周波数として、好ましくない。したがって、図9の例では、電池温度25℃とした場合に、特定周波数として設定可能な周波数は、200Hzより高くて6.6kHzより低い範囲内の周波数となる。 Further, in the example of FIG. 9, as shown in the graph f, when the frequency is set to 6.6 kHz, the reaction resistance hardly decreases. Even when it is higher than 6.6 kHz, the characteristic of the reaction resistance shows that the reaction resistance hardly decreases as in the behavior as shown in the graph f. Therefore, a frequency in the frequency band of 6.6 kHz or higher is not preferable as a specific frequency for measuring the decrease in reaction resistance. Therefore, in the example of FIG. 9, when the battery temperature is 25 ° C., the frequency that can be set as the specific frequency is in the range higher than 200 Hz and lower than 6.6 kHz.
なお、特定周波数として設定可能な周波数帯がある場合に、どの温度でも共通に設定可能な特定周波数が存在するときには、温度に対して、特定周波数を固定してもよい。また、特定周波数として設定可能な周波数帯がある場合に、周波数帯うち一部の周波数帯において、他の機器等に対してノイズ発生源となるときには、その周波数帯を避けて、特定周波数を設定してもよい。 If there is a frequency band that can be set as a specific frequency and there is a specific frequency that can be set in common at any temperature, the specific frequency may be fixed with respect to the temperature. Also, if there is a frequency band that can be set as a specific frequency, and if it becomes a noise source for other devices in some of the frequency bands, avoid that frequency band and set the specific frequency. You may.
なお、インピーダンス測定器7は、電池温度に応じた負極反応抵抗の変化が小さい周波数帯に含まれる周波数を、特定周波数に設定してもよい。図8を用いて説明した、負極反応抵抗の温度特性は、二次電池2に使用される材料等により変わる。そして、二次電池2の温度変化に対して“負極反応抵抗の変化が小さく、かつ、リチウム析出が発生した時に、負極反応抵抗が大きく低下する周波数が存在する場合には、このような周波数を特定周波数に設定すればよい。これにより、電池温度の変化に対して、リチウム析出の判定精度を高めることができる。
The
なお、インピーダンス測定器7は、二次電池2の電池温度に応じて、正極反応抵抗を測定するための特定周波数を設定する。特定周波数の設定方法は、上述した負極の時の設定方法と同様であればよい。
The
また本実施形態において、リチウム析出の有無の判定精度をより高めるために、二次電池2の状態に基づき、リチウムの析出が発生する可能性を検知している。そして、リチウムの析出が発生する可能性がある場合に、コントローラ8はリチウムの析出の有無を判定し、リチウムの析出が発生する可能性がない場合に、コントローラ8はリチウムの析出の有無を判定しない。以下、リチウム析出の可能性を検知する方法を説明する。
Further, in the present embodiment, in order to further improve the accuracy of determining the presence or absence of lithium precipitation, the possibility of lithium precipitation occurring is detected based on the state of the
図10は、二次電池2の反応抵抗の周波数特性を示すグラフである。図10において、縦軸は、反応抵抗であり横軸は周波数である。グラフаは負極反応抵抗の特性を示し、グラフbは正極反応抵抗の特性を示し、グラフcは全体の反応抵抗の特性を示す。(а)は充電状態(SOC:State of Charge)(SOCL)の時の特性であり、(b)は充電状態(SOCM)の時の特性であり、(c)は充電状態(SOCH)の時の特性である。二次電池の充電状態は、SOCL、SOCM、SOCHの順に高くなっている。図10に示すように、負極の反応抵抗はSOC変化による影響を受ける。そして、バッテリ充電時に、Cレートが高い場合など、二次電池2内でSOCの偏りがつきやすい状態では、反応抵抗の低下が、SOC変化によるものか、リチウム析出の発生によるものか区別がつきにくい場合がある。さらに、このようなSOCの偏りによる影響は、電池温度が低い場合にも顕著に表れる。
FIG. 10 is a graph showing the frequency characteristics of the reaction resistance of the
そこで、本実施形態では、二次電池2の温度、充電電流及び充電状態の相関関係を用いて、リチウム析出が発生しない条件を実験的に求め、実験データを電析マップとして、コントローラ8のメモリに格納している。実験データの取得方法は、例えば、参照極を挿入した二次電池2において、参照極を用いて負極電位を計測しながら充電する。そして、リチウム析出が発生した時の負極電位を析出ポイントとして記録する。このような析出ポイントの記録を、Cレート及び温度をそれぞれ変えて実施する。記録されたデータは、二次電池2の温度と充電電流に対して、析出ポイントとなるセル電圧の大きさの関係を表すことができる。析出ポイントを導出するための実験データは、充電後の二次電池2を解体、分析してリチウム析出の有無を確認する方法でもよい。
Therefore, in the present embodiment, the condition that lithium precipitation does not occur is experimentally obtained by using the correlation between the temperature, the charging current, and the charging state of the
図11は、二次電池2の温度、充電電流、及び析出ポイントのセル電圧の関係を説明するためのグラフである。図11において、縦軸はセル電圧であり、横軸は充電時の電流(Cレート)である。なお、セル電圧は充電状態(SOC)と相関性をもつため、縦軸は充電状態に対応している。図11に示される各グラフは、充電電流に対して析出ポイントの電圧を示している。例えば二次電池2の温度がTAであり、充電電流(IA)で充電した場合には、析出ポイントのセル電圧はVAとなる。そして、充電電流(IA)で充電した場合に、二次電池2の温度が高いほど、析出ポイントのセル電圧は高くなる。析出ポイントは、リチウム析出が開始する点に相当する。
FIG. 11 is a graph for explaining the relationship between the temperature of the
コントローラ8は、温度センサ4の検出温度、電流センサ6の検出電流、及び電圧センサ3の検出電圧に基づき、リチウムの析出が発生する可能性を検知する。具体的には、コントローラ8は、図11に示されるマップ(電析マップ)をメモリから取得し、現在の電池温度に対応する電流とセル電圧の相関性をマップ上で特定する。例えば、温度センサ4の検出温度がTAである場合には、図11においてTAの矢印で示されるグラフを特定する。二次電池2の充電電流(電流センサ6の検出電流に相当)がIAである場合に、コントローラ8、特定されたグラフ上で、電流IAに対応する析出ポイントのセル電圧(VA)を特定する。二次電池2の温度(TA)及び充電電流(IA)で充電を開始し、充電が進むにつれて、二次電池2のSOCが高くなる。二次電池2のセル電圧がVA以下であれば、リチウム析出の可能性はない。一方、二次電池2のセル電圧がVAより高くなると、リチウム析出の可能性がある。
The controller 8 detects the possibility of lithium precipitation based on the detected temperature of the temperature sensor 4, the detected current of the current sensor 6, and the detected voltage of the
コントローラ8は、電析マップを用いて、二次電池2の温度(TA)及び充電電流(IA)から析出ポイントの電圧(VA)を特定した後に、二次電池2のセル電圧(電圧センサ3の検出電圧に相当)と析出ポイントのセル電圧(VA)を比較する。そして、二次電池2のセル電圧が析出ポイントのセル電圧(VA)以下である場合には、コントローラ8はリチウム析出の可能性は無いと判定する。一方、二次電池2のセル電圧が析出ポイントのセル電圧(VA)より高い場合には、コントローラ8はリチウム析出の可能性が有ると判定する。そして、リチウム析出の可能性が有る状態で、コントローラ8は、負極反応抵抗に基づきリチウム析出の発生の有無を判定する。これにより、リチウム析出の判定精度を高めることができる。
The controller 8 uses the electrodeposition map, the temperature of the secondary battery 2 (T A) and the charging current (I A) After identifying the voltage (V A) of the deposition point from the
なお、本実施系形態では、二次電池2の状態に基づきリチウムの析出が発生する可能性を検知するために、正極反応抵抗の変化を用いてもよい。図7を用いて説明したように、リチウムの析出が発生した場合には、負極反応抵抗は低下するが、正極反応抵抗は低下しないような特性を示すことがある。そのため、この特性を利用し、コントローラ8は、負極反応抵抗が低下したタイミングと対応させて、正極反応抵抗が低下しているか否かを判定する。そして正極反応抵抗が低下していない場合には、コントローラ8は、リチウムの析出が発生する可能性があると判定する。一方、負極反応抵抗が低下したタイミングと対応させて、正極反応抵抗も低下している場合には、負極反応抵抗の低下がリチウム析出の判定以外の要因の可能性も高いため、コントローラ8は、リチウム析出の有無の判定を行わなくてもよい。なお、正極反応抵抗が低下していない場合には、正極反応抵抗が全く低下していない場合に限らない。正極反応抵抗の低下幅が所定値未満の場合には、正極反応抵抗が低下していないと判定してもよく、正極反応抵抗の低下幅が所定値以上の場合に、正極反応抵抗が低下していると判定してもよい。
In this embodiment, a change in the positive electrode reaction resistance may be used in order to detect the possibility of lithium precipitation occurring based on the state of the
次いで、二次電池2におけるリチウム析出の判定方法及び二次電池2の充電制御方法について説明する。図12は、リチウム析出の判定システムにおける判定処理の手順及び充電処理の手順を示すフローチャートである。図12の制御フローは、二次電池2の充電継続中は、所定周期繰り返し実行する。
Next, a method for determining lithium precipitation in the
ステップS1にて、コントローラ8は、温度センサ4を用いて電池温度を測定し、電圧センサ3を用いてセル電圧(二次電池2の電圧)を測定する。ステップS2にて、インピーダンス測定器7は、電池温度に応じて、負極反応抵抗を測定するための特定周波数(fа)と正極反応抵抗を測定するための特定周波数(fb)をそれぞれ設定する。ステップS3にて、コントローラ8は二次電池2の充電を開始する。またインピーダンス測定器7は、特定周波数(fа)と特定周波数(fb)を含む交流信号(インピーダンス測定用電流)を、充電電流に重畳することで、二次電池2に交流信号を印可する。
In step S1, the controller 8 measures the battery temperature using the temperature sensor 4, and measures the cell voltage (voltage of the secondary battery 2) using the
ステップS4にて、コントローラ8は、セル電圧と電圧規定値とを比較する。電圧規定値は、CC充電からCV充電に切り替えるための上限電圧を示している。セル電圧が電圧規定値より高い場合には、ステップS5にて、コントローラ8は、CV充電(定電圧充電)で二次電池2を充電する。ステップS6にて、コントローラ8は、充電電流と終止電流規定値(カットオフ電流値)とを比較する。充電電流は電流センサ6を用いて測定すればよい。充電電流が終止電流規定値以上である場合には、コントローラ8はステップS8の制御フローを実行する。充電電流が終止電流規定値未満である場合には、コントローラ8は二次電池2の充電を停止し、制御フローを終了する。
In step S4, the controller 8 compares the cell voltage with the specified voltage value. The specified voltage value indicates the upper limit voltage for switching from CC charging to CV charging. When the cell voltage is higher than the specified voltage value, in step S5, the controller 8 charges the
ステップS4の判定処理の後、セル電圧が電圧規定値以下である場合には、ステップS7にて、コントローラ8は、CC充電(定電流充電)で二次電池2を充電する。ステップS9にて、コントローラ8は、重畳電流を流し始めた時点から所定時間を経過したか否かを判定する。重畳電流開始の直後は、過渡的な電流変化の影響を受けるため、このような影響を避けるために、ステップS9の制御フローを行っている。重畳電流を流し始めた時点から所定時間を経過していない場合には、図12に示す制御フローを一旦終了し、再び、ステップS1の制御フローを実行する。つまり、重畳電流を流し始めた時点から所定時間を経過していない場合には、インピーダンス測定器7で測定されたデータが、リチウム析出の有無に用いられることはない。
After the determination process in step S4, if the cell voltage is equal to or lower than the specified voltage value, the controller 8 charges the
重畳電流を流し始めた時点から所定時間を経過した場合には、ステップS10にて、インピーダンス測定器7は、特定周波数(fа、fb)における交流インピーダンスに基づいて、正極及び負極の反応抵抗をそれぞれ測定する。ステップS11にて、コントローラ8は、二次電池2の電池状態に基づき、リチウムの析出が発生する可能性を検知する。リチウムの析出が発生する可能性がない場合には、図12に示す制御フローを一旦終了し、再び、ステップS1の制御フローを実行する。
When a predetermined time has elapsed from the time when the superimposed current starts to flow, in step S10, the
リチウムの析出が発生する可能性がある場合には、ステップS12にて、コントローラ8は、リチウム析出の有無を判定する。図13は、ステップS12の制御処理のサブフローを示すフローチャートである。コントローラ8は、図13に示す制御フローを実行することで、図12に示すステップS12の制御処理を実行する。 If there is a possibility that lithium precipitation may occur, in step S12, the controller 8 determines the presence or absence of lithium precipitation. FIG. 13 is a flowchart showing a subflow of the control process in step S12. The controller 8 executes the control process of step S12 shown in FIG. 12 by executing the control flow shown in FIG.
ステップS21にて、コントローラ8は、インピーダンス測定器7で測定された反応抵抗に対してフィルタリング処理を行い、ノイズを除去する。フィルタには例えばローパスフィルタが使用される。ステップS22にて、単位時間あたりの負極反応抵抗の変化を測定するために、負極の反応抵抗の傾きを演算する。傾きは、負極反応抵抗の前回値(Rаct(k−1))と負極反応抵抗の今回値(Rаct(k))との差分から、サンプリング周期を除算することで演算できる。傾きは、単位時間当たりの負極反応抵抗の減少幅(減少割合)を示している。ただし、kは自然数である。サンプリング周期は、インピーダンス測定器7の測定周期と対応している。なお、単位時間を長くするために、インピーダンス測定器7の測定タイミングを複数含むよう、サンプリング周期をインピーダンス測定器7の測定周期より長くしてもよい。言い換えると、負極反応抵抗の差分に相当する期間内に、反応抵抗の測定値が例えば2〜10個含むように、サンプリング周期を設定すればよい。
In step S21, the controller 8 performs a filtering process on the reaction resistance measured by the
ステップS23にて、コントローラ8は、演算された傾きと予め設定されている判定閾値とを比較する、傾きが判定閾値以上である場合、すなわち、単位時間当たりの負極反応抵抗の減少幅が判定閾値より大きい場合には、ステップS24にて、コントローラ8はリチウムの析出があると判定する。一方、傾きが判定閾値未満である場合、すなわち、単位時間当たりの負極反応抵抗の減少幅が判定閾値より小さい場合には、ステップS25にて、コントローラ8はリチウムの析出が無いと判定する。すなわち、コントローラ8は、ステップS23〜S25の制御処理を実行することで、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下しているか否かを検知し、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下した場合にリチウムの析出があると判定し、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下していない場合にリチウムの析出が無いと判定する。 In step S23, the controller 8 compares the calculated slope with the preset judgment threshold, and when the slope is equal to or greater than the judgment threshold, that is, the reduction width of the negative electrode reaction resistance per unit time is the judgment threshold. If it is larger, the controller 8 determines in step S24 that there is lithium precipitation. On the other hand, when the slope is less than the determination threshold value, that is, when the reduction width of the negative electrode reaction resistance per unit time is smaller than the determination threshold value, the controller 8 determines that lithium is not deposited in step S25. That is, the controller 8 detects whether or not the negative electrode reaction resistance is lowered by a predetermined value or more per unit time by executing the control processing of steps S23 to S25, and the negative electrode reaction resistance is lowered by a predetermined value or more per unit time. If this is the case, it is determined that lithium is deposited, and if the negative electrode reaction resistance does not decrease by a predetermined value or more per unit time, it is determined that there is no lithium precipitation.
そして、コントローラ8は図13に示す制御フローを終了し、図12に示すステップS13の制御フローを実行する。ステップS13の制御処理は、ステップS12の制御処理における判定結果に応じて、以下の制御フローを分岐するための制御処理である。 Then, the controller 8 ends the control flow shown in FIG. 13 and executes the control flow of step S13 shown in FIG. The control process in step S13 is a control process for branching the following control flow according to the determination result in the control process in step S12.
ステップS12の制御処理においてリチウム析出が有ると判定された場合には、ステップS13の制御処理から「Yes」に進む、ステップS14にて、コントローラ8は、充電電流を現在の電流よりも低い値に設定する。なお、充電電流をゼロにして、充電電流を停止させてもよい。そして、図12に示す制御フローは終了する。 If it is determined in the control process of step S12 that lithium precipitation is present, the process proceeds to "Yes" from the control process of step S13. In step S14, the controller 8 sets the charging current to a value lower than the current current. Set. The charging current may be set to zero to stop the charging current. Then, the control flow shown in FIG. 12 ends.
ステップS12の制御処理においてリチウム析出が無いと判定された場合には、ステップS13の制御処理から「No」へ進み、図12に示す制御フローを一旦終了し、再び、ステップS1の制御フローを実行する。 If it is determined in the control process of step S12 that there is no lithium precipitation, the process proceeds from the control process of step S13 to "No", the control flow shown in FIG. 12 is temporarily terminated, and the control flow of step S1 is executed again. To do.
以上のとおり、本実施実施形態では、リチウムイオン二次電池2の交流インピーダンスを測定し、二次電池2の交流インピーダンスの特性のうち、特定周波数における特性に基づいて、二次電池2の負極反応抵抗を演算し、二次電池2の充電中、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下した場合に、リチウムの析出が有ると判定する。これにより、リチウム析出の判定精度を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the AC impedance of the lithium ion
また本実施形態では、特定周波数は、100Hz以上20kHz以下の範囲内に設定されている。これにより、正極等他の影響を受けにくい状態で負極の反応抵抗を測定できる。 Further, in the present embodiment, the specific frequency is set within the range of 100 Hz or more and 20 kHz or less. This makes it possible to measure the reaction resistance of the negative electrode in a state where it is not easily affected by other factors such as the positive electrode.
また本実施形態では、温度センサ4により検出された温度が高いほど、特定周波数を高い周波数に設定する。これにより、二次電池2の温度が変化しても負極反応抵抗を精度よく測定できる。
Further, in the present embodiment, the higher the temperature detected by the temperature sensor 4, the higher the specific frequency is set. As a result, the negative electrode reaction resistance can be accurately measured even if the temperature of the
また本実施形態では、交流インピーダンスの実部と虚部の少なくともいずれか一方のインピーダンスに基づき、負極反応抵抗を演算する。これにより、指定の周波数帯の反応抵抗を演算できる。 Further, in the present embodiment, the negative electrode reaction resistance is calculated based on the impedance of at least one of the real part and the imaginary part of the AC impedance. Thereby, the reaction resistance of the designated frequency band can be calculated.
また本実施形態では、二次電池2の状態に基づき、リチウムの析出が発生する可能性を検知し、リチウムの析出が発生する可能性がある場合に、リチウムの析出の有無を判定し、リチウムの析出が発生する可能性がない場合に、リチウムの析出の有無を判定しない。これにより、リチウム析出の判定精度を高めることができる。
Further, in the present embodiment, the possibility of lithium precipitation is detected based on the state of the
また本実施形態では、電圧センサ3及び/又は電流センサ6(本発明の「電圧/電流センサ」に相当)の検出値に基づき、二次電池2の充電状態(SOC)を演算し、温度センサ4により検出された温度、二次電池2の電流、充電状態に基づき、リチウムの析出が発生する可能性を検知する。これにより、リチウム析出の判定精度を高めることができる。
Further, in the present embodiment, the charge state (SOC) of the
また本実施形態では、二次電池2の交流インピーダンスの特性のうち、特定周波数よりも低い周波数における特性に基づいて、二次電池2の正極反応抵抗を演算し、正極反応抵抗が低下していない場合に、リチウムの析出の有無を判定する。これにより、リチウム析出の判定精度を高めることができる。
Further, in the present embodiment, among the characteristics of the AC impedance of the
また本実施形態では、リチウムの析出が有ると判定した場合には、二次電池2の充電電流を低くする。これにより、リチウムの析出が進むことを防止できる。
Further, in the present embodiment, when it is determined that lithium is deposited, the charging current of the
なお、本実施形態において、コントローラ8は、ステップS22及びステップS23の制御フローで、負極反応抵抗の傾きを演算し、演算された傾きと判定閾値を比較したが、傾きの代わりに、負極反応抵抗の差分(負極反応抵抗の減少幅)を演算し、差分と判定閾値を比較してもよい。負極反応抵抗の差分は、負極反応抵抗のk回目の値と、負極反応抵抗のk−n回目の値である。ただし、nは自然数であって、単位時間相当のサンプリング回数である。判定抵抗は、差分に対応するよう予め設定すればよい。そして、負極反応抵抗の差分が判定閾値以上である場合には、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下したことに相当する。また、負極反応抵抗の差分が判定閾値未満である場合には、負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下していないことに相当する。 In the present embodiment, the controller 8 calculates the slope of the negative electrode reaction resistance in the control flow of steps S22 and S23, and compares the calculated slope with the determination threshold value. The difference (decrease in the negative electrode reaction resistance) may be calculated, and the difference may be compared with the judgment threshold. The difference between the negative electrode reaction resistances is the k-th value of the negative electrode reaction resistance and the kn-th value of the negative electrode reaction resistance. However, n is a natural number, which is the number of samplings corresponding to a unit time. The determination resistance may be set in advance so as to correspond to the difference. When the difference between the negative electrode reaction resistances is equal to or greater than the determination threshold value, it corresponds to a decrease in the negative electrode reaction resistance by a predetermined value or more per unit time. Further, when the difference of the negative electrode reaction resistance is less than the determination threshold value, it corresponds to that the negative electrode reaction resistance does not decrease by a predetermined value or more per unit time.
なお、上述の実施形態において、リチウム析出の判定装置は、少なくともインピーダンス測定器7とコントローラ8と備えていればよい。
In the above-described embodiment, the lithium precipitation determination device may be provided with at least an
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above-described embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
1…リチウム析出の判定システム
2…二次電池
3…電圧センサ
4…温度センサ
5…電圧電流調整部
6…電流センサ
7…インピーダンス測定器
8…コントローラ
9…外部電源
1 ... Lithium
Claims (9)
前記二次電池の交流インピーダンスを測定する測定器と
前記リチウムの析出の有無を判定するコントローラとを備え
前記測定器は、前記二次電池の交流インピーダンスの特性のうち特定周波数における特性に基づいて、前記二次電池の負極反応抵抗を演算し、
前記コントローラは、前記二次電池の充電中、前記負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下した場合に、前記リチウムの析出が有ると判定する判定装置。 It is a determination device that determines the precipitation of lithium contained in a lithium ion secondary battery.
The measuring instrument is provided with a measuring instrument for measuring the AC impedance of the secondary battery and a controller for determining the presence or absence of precipitation of lithium, and the measuring instrument is based on the characteristics of the AC impedance of the secondary battery at a specific frequency. Calculate the negative electrode reaction resistance of the secondary battery and calculate
The controller is a determination device for determining that lithium is deposited when the negative electrode reaction resistance drops by a predetermined value or more per unit time during charging of the secondary battery.
前記特定周波数は、100Hz以上20kHz以下の範囲内に設定されている判定装置。 The determination device according to claim 1.
The determination device in which the specific frequency is set within the range of 100 Hz or more and 20 kHz or less.
前記二次電池の温度を検出する温度センサを備え、
前記測定器は、前記温度センサにより検出された温度が高いほど、前記特定周波数を高い周波数に設定する判定装置。 The determination device according to claim 1 or 2.
A temperature sensor for detecting the temperature of the secondary battery is provided.
The measuring instrument is a determination device that sets the specific frequency to a higher frequency as the temperature detected by the temperature sensor increases.
前記測定器は、前記交流インピーダンスの実部と虚部の少なくともいずれか一方のインピーダンスに基づき、前記負極反応抵抗を演算する判定装置。 The determination device according to any one of claims 1 to 3.
The measuring instrument is a determination device that calculates the negative electrode reaction resistance based on the impedance of at least one of the real part and the imaginary part of the AC impedance.
前記コントローラは、
前記二次電池の状態に基づき、前記リチウムの析出が発生する可能性を検知し、
前記リチウムの析出が発生する可能性がある場合に、前記リチウムの析出の有無を判定し、
前記リチウムの析出が発生する可能性がない場合に、前記リチウムの析出の有無を判定しない判定装置。 The determination device according to any one of claims 1 to 4.
The controller
Based on the state of the secondary battery, the possibility of the precipitation of lithium is detected, and
When there is a possibility that the lithium precipitation may occur, the presence or absence of the lithium precipitation is determined.
A determination device that does not determine the presence or absence of precipitation of lithium when there is no possibility that precipitation of lithium will occur.
前記二次電池の温度を検出する温度センサと、
前記二次電池のセル電圧及び/又は電流を検出する電圧/電流センサとを備え、
前記コントローラは、
前記電圧/電流センサの検出値に基づき、前記二次電池の充電状態を演算し、
前記温度センサにより検出された温度、前記二次電池の電流、前記充電状態に基づき、前記リチウムの析出が発生する可能性を検知する判定装置。 The determination device according to claim 5.
A temperature sensor that detects the temperature of the secondary battery and
A voltage / current sensor for detecting the cell voltage and / or current of the secondary battery is provided.
The controller
Based on the detected value of the voltage / current sensor, the charge state of the secondary battery is calculated.
A determination device that detects the possibility of lithium precipitation based on the temperature detected by the temperature sensor, the current of the secondary battery, and the charging state.
前記測定器は、前記二次電池の交流インピーダンスの特性のうち、負極計測用の前記特定周波数よりも低い周波数における特性に基づいて、前記二次電池の正極反応抵抗を演算し、
前記コントローラは、
前記正極反応抵抗が低下していない場合に、前記リチウムの析出の有無を判定する判定装置。 The determination device according to claim 5.
The measuring instrument calculates the positive electrode reaction resistance of the secondary battery based on the characteristics of the AC impedance of the secondary battery at a frequency lower than the specific frequency for measuring the negative electrode.
The controller
A determination device for determining the presence or absence of precipitation of lithium when the positive electrode reaction resistance has not decreased.
前記コントローラは、前記リチウムの析出が有ると判定した場合には、前記二次電池の充電電流を低くする判定装置。 The determination device according to any one of claims 1 to 7.
The controller is a determination device that lowers the charging current of the secondary battery when it is determined that the lithium is deposited.
前記二次電池の交流インピーダンスを測定し、
前記二次電池の交流インピーダンスの特性のうち、特定周波数における特性に基づいて、前記二次電池の負極反応抵抗を演算し、
前記二次電池の充電中、前記負極反応抵抗が単位時間あたり所定値以上低下した場合に、前記リチウムの析出が有ると判定する判定方法。 This is a method for determining the precipitation of lithium contained in a lithium ion secondary battery.
Measure the AC impedance of the secondary battery and
Among the characteristics of the AC impedance of the secondary battery, the negative electrode reaction resistance of the secondary battery is calculated based on the characteristics at a specific frequency.
A method for determining that lithium is deposited when the negative electrode reaction resistance drops by a predetermined value or more per unit time during charging of the secondary battery.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022153874A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | 株式会社豊田中央研究所 | Detection device and detection method |
WO2023182769A1 (en) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Device and method for inspecting lithium precipitation in battery cell |
KR20230166047A (en) * | 2022-05-26 | 2023-12-06 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for diagnosing battery cell |
WO2024013938A1 (en) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | 株式会社Subaru | Battery diagnosing device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009244088A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toyota Central R&D Labs Inc | Method and apparatus of detecting state of lithium ion secondary battery |
WO2012042585A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Battery control system |
JP2012212513A (en) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Toyota Motor Corp | State detection method of lithium secondary battery |
JP2016004726A (en) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | Battery system |
JP2019163957A (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system and method for estimating deterioration state of secondary battery |
-
2019
- 2019-11-12 JP JP2019205023A patent/JP7395327B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009244088A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toyota Central R&D Labs Inc | Method and apparatus of detecting state of lithium ion secondary battery |
WO2012042585A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Battery control system |
JP2012212513A (en) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Toyota Motor Corp | State detection method of lithium secondary battery |
JP2016004726A (en) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | Battery system |
JP2019163957A (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system and method for estimating deterioration state of secondary battery |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022153874A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | 株式会社豊田中央研究所 | Detection device and detection method |
WO2023182769A1 (en) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Device and method for inspecting lithium precipitation in battery cell |
KR20230166047A (en) * | 2022-05-26 | 2023-12-06 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for diagnosing battery cell |
KR102632629B1 (en) | 2022-05-26 | 2024-02-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for diagnosing battery cell |
WO2024013938A1 (en) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | 株式会社Subaru | Battery diagnosing device |
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