JP2023138351A - Lithium ion secondary battery safety state detection method, device, system, power storage device, power supply device, drive device, power control device, power balance adjustment device, and program - Google Patents

Lithium ion secondary battery safety state detection method, device, system, power storage device, power supply device, drive device, power control device, power balance adjustment device, and program Download PDF

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Abstract

To provide a lithium ion secondary battery safety state detection method that can detect signs of an unsafe state of a lithium ion secondary battery.SOLUTION: A lithium ion secondary battery safety state detection method includes calculating an absolute value of a differential coefficient of a discharge curve excluding the voltage drop of lithium ion secondary battery, determining a first battery voltage when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is greater than a threshold, determining a second battery voltage at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged, corresponding to the first battery voltage, and detecting the safety state of the lithium ion secondary battery on the basis of the determined second battery voltage.SELECTED DRAWING: Figure 18

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池の安全状態検知方法、装置、システム、蓄電装置、電源装置、駆動装置、電力制御装置、電力バランス調整装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a method, device, system, power storage device, power supply device, drive device, power control device, power balance adjustment device, and program for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery.

近年、携帯機器やハイブリッド自動車、電気自動車、電力貯蔵などの電源として、リチウムイオン二次電池の需要が高まっている。リチウムイオン二次電池は、重量当たりのエネルギー密度の高い蓄電池であるため、電池が過充電されたときの電池の安全性が懸念されることが恒常的な課題となっている。 In recent years, demand for lithium ion secondary batteries has been increasing as power sources for mobile devices, hybrid vehicles, electric vehicles, power storage, etc. Since lithium ion secondary batteries are storage batteries with high energy density per weight, concerns about the safety of the battery when the battery is overcharged have become a constant issue.

このような問題に対して、従来から、リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する技術がある。例えば、特許文献1には、リチウムイオン二次電池の異常温度変化を検知するセンサーが、二次電池の異常温度変化を検知すると、異常発熱した二次電池を冷却する技術が開示されている。 To address such problems, there has been a conventional technique for detecting the safety state of lithium ion secondary batteries. For example, Patent Document 1 discloses a technique for cooling a secondary battery that has abnormally generated heat when a sensor that detects an abnormal temperature change in a lithium ion secondary battery detects an abnormal temperature change in the secondary battery.

しかしながら、従来のリチウムイオン二次電池の安全状態を検知するシステムでは、リチウムイオン二次電池が不安全状態に移行した後または移行する直前でないと、リチウムイオン二次電池の不安全状態を判定することができない。 However, in conventional systems for detecting the safe state of lithium-ion secondary batteries, the unsafe state of the lithium-ion secondary battery is determined only after the lithium-ion secondary battery has transitioned to the unsafe state or immediately before the transition. I can't.

本発明の課題は、リチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を検知することができるリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery that can detect signs of an unsafe state of the lithium ion secondary battery.

本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する方法であって、前記リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値を算出し、前記微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きいときの第1の電池電圧を求め、前記第1の電池電圧に対応して、前記リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定し、決定した前記第2の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の安全状態を検知することを特徴とする。 One aspect of the present invention is a method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery, comprising: calculating the absolute value of a differential coefficient of a discharge curve excluding a voltage corresponding to a voltage drop of the lithium ion secondary battery; A first battery voltage is determined when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is larger than a threshold value, and, corresponding to the first battery voltage, the voltage inside the lithium ion secondary battery is determined when the lithium ion secondary battery is overcharged. The second battery voltage at which the generated oxidation heat starts to increase is determined, and the safe state of the lithium ion secondary battery is detected based on the determined second battery voltage.

本発明の一態様によれば、リチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を検知することができる。 According to one aspect of the present invention, a sign of an unsafe state of a lithium ion secondary battery can be detected.

リチウムイオン電池セル(電解液にメタクリル酸化合物を含まない場合)の充電電気量または放電電気量と電圧の関係を示す。The relationship between the amount of electricity charged or the amount of electricity discharged and the voltage of a lithium ion battery cell (when the electrolyte does not contain a methacrylic acid compound) is shown. リチウムイオン電池セル(電解液にメタクリル酸化合物を含む場合)の充電電気量または放電電気量と電圧の関係を示す。The relationship between the amount of charged electricity or the amount of discharged electricity and voltage of a lithium ion battery cell (when the electrolyte contains a methacrylic acid compound) is shown. 二次電池(正極容量が減少する場合)の容量と正負極電位の関係を示す。The relationship between the capacity of a secondary battery (when the positive electrode capacity decreases) and the positive and negative electrode potentials is shown. 二次電池(負極容量が減少する場合)の容量と正負極電位の関係を示す。The relationship between the capacity of a secondary battery (when the negative electrode capacity decreases) and the positive and negative electrode potentials is shown. 二次電池(正極と負極の充電状態がすれる場合)の容量と正負極電位の関係を示す。The relationship between the capacity of a secondary battery (when the state of charge between the positive and negative electrodes is different) and the positive and negative electrode potentials is shown. リチウムイオン電池の容量と電圧の関係を示す。This shows the relationship between the capacity and voltage of a lithium ion battery. リチウムイオン電池の充放電における温度変化を示す。This shows temperature changes during charging and discharging of a lithium ion battery. リチウムイオン電池の充放電(4.8V)における温度変化を示す。It shows temperature changes during charging and discharging (4.8V) of a lithium ion battery. リチウムイオン電池の充電電圧と不可逆電気量の関係を示す。The relationship between the charging voltage and the irreversible amount of electricity of a lithium ion battery is shown. 劣化させたリチウムイオン電池の容量と電圧の関係を示す。The relationship between capacity and voltage of a degraded lithium ion battery is shown. 劣化したリチウムイオン電池の蓄電電気量と充電時に発熱に転じる電圧の関係を示す。This figure shows the relationship between the amount of electricity stored in a deteriorated lithium-ion battery and the voltage at which it starts to generate heat during charging. 劣化により蓄電量が異なるリチウムイオン電池の充放電曲線を示す。Charging and discharging curves of lithium-ion batteries whose storage capacity varies depending on deterioration are shown. 放電曲線の傾きを増加させる電圧と発熱に転じる電圧の関係を示す。The relationship between the voltage that increases the slope of the discharge curve and the voltage that causes heat generation is shown. リチウムイオン電池の内部抵抗が変化する環境における充放電曲線を示す。This figure shows a charge/discharge curve in an environment where the internal resistance of a lithium ion battery changes. リチウムイオン電池における電池温度、充電状態、および内部抵抗の関係を示す。The relationship between battery temperature, state of charge, and internal resistance in a lithium ion battery is shown. リチウムイオン電池に流れる電流の変化を示す。This shows changes in the current flowing through a lithium-ion battery. リチウムイオン電池の内部抵抗の変化を示す。This shows the change in internal resistance of a lithium-ion battery. リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する方法を実施するフローチャートである。3 is a flowchart for implementing a method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery. 本発明の一実施形態に係る安全状態検知システムの一例である。1 is an example of a safety state detection system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る蓄電装置の一例である。1 is an example of a power storage device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。1 is an example of a use of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。1 is an example of a use of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。1 is an example of a use of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。1 is an example of a use of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る安全状態検知装置のハードウェア構成の一例である。1 is an example of a hardware configuration of a safety state detection device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る安全状態検知装置の機能構成の一例である。1 is an example of a functional configuration of a safety state detection device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について、説明する。図18は、リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する方法を実施するフローチャートである。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 18 is a flowchart for implementing a method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery.

本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法(以下、安全状態検知方法または検知方法という場合がある)は、リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する方法である。 The safety state detection method for a lithium ion secondary battery (hereinafter sometimes referred to as a safety state detection method or detection method) according to the present embodiment is a method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery.

発明者は、実運用中のリチウムイオン二次電池が過充電された際に電池内部が吸熱状態から発熱状態になる発熱ポイントがリチウムイオン二次電池の劣化に依存することを発見し、この発熱ポイントからリチウムイオン二次電池の不安全状態を予測する方法を見出した。 The inventor discovered that when a lithium-ion secondary battery in actual operation is overcharged, the point at which the battery internally changes from an endothermic state to a heat-generating state depends on the deterioration of the lithium-ion secondary battery. We have discovered a method to predict the unsafe state of lithium-ion secondary batteries from points.

具体的には、電解液にメタクリル酸化合物を含まないリチウムイオン電池セルは、過充電において充電量が170%を超えたのちに電池表面温度が増加するとともに電池内部でガス発生して密閉状態を破壊した結果、放電できない(図1)。 Specifically, in a lithium-ion battery cell that does not contain a methacrylic acid compound in its electrolyte, after the charge amount exceeds 170% during overcharging, the battery surface temperature increases and gas is generated inside the battery, causing the battery to become airtight. As a result of the destruction, no discharge can occur (Figure 1).

一方、電解液にメタクリル酸化合物を含むリチウムイオン電池セルは、過充電時の電圧増加が見られず、ガス発生を起こさない。250%の過充電後も放電することができ、放電容量が得られる(図2)。 On the other hand, lithium ion battery cells containing a methacrylic acid compound in the electrolyte do not show any voltage increase during overcharging and do not generate gas. Even after overcharging by 250%, it can be discharged and a sufficient discharge capacity can be obtained (Figure 2).

電解液にメタクリル酸化合物を含むリチウムイオン電池セルは、メタクリル酸化合物を含まない場合よりも早いタイミングで、具体的には過充電時の充電量が130%付近から電池表面温度が増加することから、ガス発生していなくても電池内部で酸化反応が起こっていることが理解される。 Lithium ion battery cells that contain a methacrylic acid compound in the electrolyte have a faster timing than those that do not contain a methacrylic acid compound, specifically because the battery surface temperature increases from around 130% charge during overcharging. It is understood that an oxidation reaction is occurring inside the battery even if no gas is generated.

ただし、リチウムイオン二次電池における充放電可能な電気容量は、電池電圧が同じでも、電池のサイクル数の増加によって減少し、電池内の副反応や自己放電により正極と負極の充電状態がずれることによっても減少する(図3~図5)。 However, even if the battery voltage is the same, the chargeable and dischargeable capacity of a lithium-ion secondary battery decreases as the number of battery cycles increases, and the state of charge between the positive and negative electrodes may shift due to side reactions or self-discharge within the battery. (Figures 3 to 5).

そこで、リチウムイオン二次電池の充放電容量と電池電圧の関係から、過充電領域での発熱ポイントを使用電圧範囲中に検知できないかを検証した(図6)。 Therefore, based on the relationship between the charge/discharge capacity and battery voltage of a lithium ion secondary battery, we verified whether it was possible to detect heat generation points in the overcharge region within the operating voltage range (Figure 6).

一般に、リチウムイオン二次電池では、充電によって、Liの化学量論組成が小さくなると、Li1-xMОの結晶状態を保てずにОを放出することが知られている。このことから、過充電領域では、正極での酸化(発熱)では、正極活物質Li1-xMОの酸化または電解質(LiPFやカーボネート溶媒)の酸化により、酸素が放出され、放出した酸素により負極が酸化(発熱)するものと考えられる。 Generally, it is known that in a lithium ion secondary battery, when the stoichiometric composition of Li decreases due to charging, the crystalline state of Li 1-x MO 2 cannot be maintained and O is released. Therefore, in the overcharge region, oxygen is released due to oxidation (heat generation) at the positive electrode due to the oxidation of the positive electrode active material Li 1-x2 or the oxidation of the electrolyte (LiPF 6 or carbonate solvent), and the released oxygen This is thought to cause the negative electrode to oxidize (generate heat).

また、リチウムイオン二次電池では、正負極の酸化で発熱し、還元で吸熱し、それらの総和で電池温度が増減する。なお、本実施形態では、充電で吸熱し、放電で発熱するリチウムイオン二次電池を用いた(図7)。 In addition, in a lithium ion secondary battery, heat is generated by oxidation of the positive and negative electrodes, heat is absorbed by reduction, and the battery temperature increases or decreases by the sum of these factors. Note that in this embodiment, a lithium ion secondary battery was used that absorbs heat during charging and generates heat during discharging (FIG. 7).

本実施形態では、対象となるリチウムイオン二次電池を4.8Vで充放電したところ、充電(吸熱)中に4.64Vを超えたときに、電池温度が増加に転じ、活物質の充電反応による酸化とは別の酸化が存在することを確認した(図8)。 In this embodiment, when the target lithium ion secondary battery was charged and discharged at 4.8V, when the voltage exceeded 4.64V during charging (heat absorption), the battery temperature started to increase and the charging reaction of the active material occurred. It was confirmed that there was an oxidation other than the oxidation caused by (Fig. 8).

さらに、下記式(1)から、対象リチウムイオン電池の充電電圧と不可逆電気量の関係を示す(図9)。
(充電電気量-放電電気量)/放電電気量×100・・・(1)
Furthermore, from the following formula (1), the relationship between the charging voltage and the irreversible amount of electricity of the target lithium ion battery is shown (FIG. 9).
(Amount of charged electricity - Amount of discharged electricity)/Amount of discharged electricity x 100...(1)

なお、上記式(1)中、(充電電気量-放電電気量)は、充電反応以外に起きた反応(副反応)のモル数に依存し、放電電気量は、蓄電された充電反応のモル数に依存する。図9は、矢印で示されるように、充電反応でない別の反応が含まれていることを示し、この部分が電池の温度増加に関与していると考えられる。 In the above formula (1), (charged electricity amount - discharged electricity amount) depends on the number of moles of reactions (side reactions) that occur other than the charging reaction, and the discharged electricity amount is the mole of the stored charging reaction. Depends on the number. FIG. 9 shows that, as indicated by the arrow, another reaction other than the charging reaction is included, and this part is considered to be involved in the increase in battery temperature.

また、電池の劣化によって、放電末期時に電圧の傾きの絶対値が大きく変化し始める電圧が異なることを確認した(図10)。なお、図10において、TypeAは、未使用セルである。TypeBは、40℃、4.2V~1.0Vの充放電による劣化後のセルである。TypeCは、60℃、4.2V~1.0Vの充放電による劣化後のセルである。 It was also confirmed that the voltage at which the absolute value of the voltage slope begins to change significantly at the end of discharge varies depending on battery deterioration (FIG. 10). Note that in FIG. 10, Type A is an unused cell. Type B is a cell after deterioration due to charging and discharging at 40° C. and 4.2V to 1.0V. Type C is a cell after deterioration due to charging and discharging at 60° C. and 4.2V to 1.0V.

また、劣化した電池の蓄電電気量と充電時に発熱に転じる電圧との間には相関関係があることが分かった(図11)。この相関関係から、電池に劣化を与えるストレス(例えば、繰返し充放電)が変わっても相関関係にあるか、電圧は、劣化によって変わるため、電極電位を推定できないか、または使用範囲での測定値で安全ポイントが検知できないか、検証した。 It was also found that there is a correlation between the amount of electricity stored in a deteriorated battery and the voltage at which it starts to generate heat during charging (Figure 11). From this correlation, whether the correlation remains even if the stress that causes battery deterioration (for example, repeated charging and discharging) changes, or whether the electrode potential cannot be estimated because the voltage changes due to deterioration, or whether the measured value within the range of use We verified whether safety points could be detected.

本実施形態では、劣化により蓄電量が異なったリチウムイオン電池の充放電曲線から、安全ポイントを検知する(図12)。具体的には、電池蓄電量と放電曲線の一次微分係数の増大ポイントと過充電温度増加ポイントの相関関係を利用して、放電曲線から過充電時の不安全状態を予測する(図13)。 In this embodiment, a safety point is detected from the charge/discharge curve of a lithium ion battery whose storage capacity differs due to deterioration (FIG. 12). Specifically, the unsafe state at the time of overcharging is predicted from the discharge curve by using the correlation between the battery storage amount, the point at which the first derivative of the discharge curve increases, and the point at which the overcharge temperature increases (FIG. 13).

また、本実施形態では、リチウムイオン電池の内部抵抗が変化する環境における充放電曲線を作成した(図14)。計測されるリチウムイオン二次電池の電池電圧は、下記式(2)から得られる。
[(計測される)電池電圧]=[(電圧降下を排除した)電極電位差]±iR・・・(2)
(但し、+iは充電、-iは放電を示す)
Furthermore, in this embodiment, a charge/discharge curve was created in an environment where the internal resistance of the lithium ion battery changes (FIG. 14). The measured battery voltage of the lithium ion secondary battery is obtained from the following equation (2).
[Battery voltage (measured)] = [electrode potential difference (excluding voltage drop)] ±iR... (2)
(However, +i indicates charging, -i indicates discharging)

ここで、電圧降下は、内部抵抗Rを持つリチウムイオン二次電池に電流iを流したときのリチウムイオン二次電池の電圧は、電圧の高い部位(+端子)から電圧の低い部位(-端子)に向かって外部回路に順方向に電流を流す場合(放電する場合)には、電気化学デバイスの平衡電位からiR分だけ電圧が降下することを示す。-端子から+端子に向かって外部回路に逆方向に電流を流す場合(充電する場合)には、iR分だけ過電圧となる。 Here, the voltage drop is the voltage of the lithium ion secondary battery when a current i is passed through the lithium ion secondary battery with internal resistance R, from the high voltage part (+ terminal) to the low voltage part (- terminal ) When a current is caused to flow in the external circuit in the forward direction (discharging), the voltage drops by iR from the equilibrium potential of the electrochemical device. When current flows in the opposite direction from the - terminal to the + terminal in the external circuit (when charging), an overvoltage occurs by iR.

また、図15は、リチウムイオン電池における電池温度、充電状態、および内部抵抗の関係を示す。図16は、リチウムイオン電池に流れる電流の変化を示す。図17は、図15、図16から得られた、リチウムイオン電池の内部抵抗の変化を示す。図17から、リチウムイオン二次電池の内部抵抗は、時間が経過しても変化しにくく、リチウムイオン二次電池の電気容量が高くなると略一定となることが判る。 Moreover, FIG. 15 shows the relationship among battery temperature, state of charge, and internal resistance in a lithium ion battery. FIG. 16 shows changes in the current flowing through the lithium ion battery. FIG. 17 shows the change in internal resistance of the lithium ion battery obtained from FIGS. 15 and 16. It can be seen from FIG. 17 that the internal resistance of the lithium ion secondary battery does not change easily over time, and becomes approximately constant as the electric capacity of the lithium ion secondary battery increases.

本発明は、このような知見から得られたものである。 The present invention was obtained from such findings.

図18は、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の安全状態を検知する方法(以下、安全状態検知方法という)を実施するフローチャートである。本実施形態の安全状態検知方法では、まず、リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数(放電電圧微分係数)の絶対値を算出する(図18、ステップS1)。 FIG. 18 is a flowchart for implementing a method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as a safe state detecting method) according to this embodiment. In the safe state detection method of this embodiment, first, the absolute value of the differential coefficient (discharge voltage differential coefficient) of the discharge curve excluding the voltage drop of the lithium ion secondary battery is calculated (FIG. 18, step S1). .

本実施形態の安全状態検知方法で用いられるリチウムイオン二次電池は、1セルまたは2セル以上の直列組電池を備える。本実施形態のリチウムイオン二次電池は、流れる電流が経過時間と共に変化するものであり、使用済みのリチウムイオン二次電池であってもよい。ここで、使用済みとは、少なくとも一度は実質的に使用されたものであり、再使用が可能なものを意味する。 The lithium ion secondary battery used in the safe state detection method of this embodiment includes a serially assembled battery of one cell or two or more cells. The lithium ion secondary battery of this embodiment has a flowing current that changes with elapsed time, and may be a used lithium ion secondary battery. Here, "used" means something that has been substantially used at least once and can be reused.

リチウムイオン二次電池は、電解液として非プロトン性の有機溶媒にイオン導電性の電解質溶液(例えば、リチウム塩等を溶解させ電解液)を使用する非水系電解質電池の1種である。 A lithium ion secondary battery is a type of nonaqueous electrolyte battery that uses an ionically conductive electrolyte solution (for example, an electrolyte solution in which a lithium salt or the like is dissolved) in an aprotic organic solvent as an electrolyte solution.

本実施形態において、リチウムイオン二次電池の種類は、限定されないが、好ましくは、正極に使用される正極活物質にマンガンを含んだリチウム遷移金属酸化物を含有し、負極が炭素材料で構成されたリチウムイオン二次電池が用いられる。このリチウムイオン二次電池では、正極でリチウムイオンが脱離、吸蔵され、負極でリチウムイオンが挿入、脱離され、充放電が行われる。 In this embodiment, the type of lithium ion secondary battery is not limited, but preferably, the positive electrode active material used in the positive electrode contains a lithium transition metal oxide containing manganese, and the negative electrode is made of a carbon material. A lithium-ion secondary battery is used. In this lithium ion secondary battery, lithium ions are deintercalated and occluded at the positive electrode, and lithium ions are intercalated and deintercalated at the negative electrode, thereby performing charging and discharging.

リチウムイオン二次電池は、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカーボン材料が用いられ、正極活物質としてLiCoO,LiNiO,LiMn、LiFeOなどのリチウム含有金属酸化物が用いられる。 In lithium ion secondary batteries, a carbon material capable of intercalating and deintercalating lithium ions is used as a negative electrode active material, and a lithium-containing metal oxide such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeO 2 is used as a positive electrode active material. used.

本実施形態において、リチウムイオン二次電池の正極活物質は、特に限定されないが、LiMO(ただし、Mは遷移金属、リチウムイオン二次電池を3.8Vまで充電したときにx<0.5となる)を含有することが好ましい。 In this embodiment, the positive electrode active material of the lithium ion secondary battery is not particularly limited, but Li x MO 2 (where M is a transition metal, and when the lithium ion secondary battery is charged to 3.8V, x<0 .5).

本明細書において、電圧降下分の電圧は、リチウムイオン二次電池の電圧から、リチウムイオン二次電池に流れる電流とリチウムイオン二次電池の内部抵抗との積を差し引いたものである。 In this specification, the voltage corresponding to the voltage drop is obtained by subtracting the product of the current flowing through the lithium ion secondary battery and the internal resistance of the lithium ion secondary battery from the voltage of the lithium ion secondary battery.

放電曲線は、リチウムイオン二次電池の蓄電電気量がX(Ah)のとき、電圧降下分の電圧は、リチウムイオン二次電池に流れる電流の絶対値がX(A)以上の条件を満たす場合に、放電曲線を更新する(ただし、Xは正の実数である)ことが好ましい。 In the discharge curve, when the amount of electricity stored in the lithium ion secondary battery is X (Ah), the voltage for the voltage drop is when the absolute value of the current flowing through the lithium ion secondary battery satisfies the condition of X (A) or more. Preferably, the discharge curve is updated (where X is a positive real number).

放電曲線の微分係数の絶対値は、放電時の電圧変化の傾きを示す。 The absolute value of the differential coefficient of the discharge curve indicates the slope of voltage change during discharge.

なお、本実施形態の安全状態検知方法では、放電電圧微分係数の絶対値を算出する前に、安全状態検知方法を実施するための条件または得られた結果を画面(図示せず)に表示してもよい。また、得られた放電電圧微分係数の絶対値は、メモリー(図示せず)に入出力可能に記録してもよい。 In addition, in the safe state detection method of this embodiment, the conditions for implementing the safe state detection method or the obtained results are displayed on a screen (not shown) before calculating the absolute value of the discharge voltage differential coefficient. It's okay. Further, the absolute value of the obtained discharge voltage differential coefficient may be recorded in a memory (not shown) in an input/output manner.

本実施形態の安全状態検知方法では、次に、微分係数の絶対値が急激に増加し始めた(つまり、放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きい)ときの第1の電池電圧を求める。具体的には、ステップS1で算出した放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値より大きいか否かを判定する(図18、ステップS2)。 In the safe state detection method of this embodiment, next, the first detection is performed when the absolute value of the differential coefficient starts to increase rapidly (that is, the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is greater than the threshold value). Find the battery voltage. Specifically, it is determined whether the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient calculated in step S1 is greater than a threshold value (FIG. 18, step S2).

また、放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値より大きいと判定した場合は、微分係数の絶対値が急激に増加し始めた(つまり、放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きい)ときの第1の電池電圧を求める。具体的には、第1の電池電圧として、放電時微分係数増大電圧Vdcpを決定する(図18、ステップS3)。放電時微分係数増大電圧Vdcpは、上述の放電曲線の一次微分係数の増大ポイントに対応する。 In addition, if it is determined that the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is greater than the threshold value, the absolute value of the differential coefficient begins to increase rapidly (in other words, the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage derivative (bigger than the threshold value), the first battery voltage is determined. Specifically, the differential coefficient increase voltage V dcp during discharging is determined as the first battery voltage (FIG. 18, step S3). The differential coefficient increase voltage V dcp during discharge corresponds to the point at which the first-order differential coefficient of the discharge curve increases.

なお、急激に増加し始めた微分係数の絶対値は、急激に増加し始める直前の微分係数の絶対値の1.5倍以上であることが好ましく、より好ましくは1.8倍以上、更に好ましくは2.0倍以上である。 Note that the absolute value of the differential coefficient that has started to increase rapidly is preferably 1.5 times or more, more preferably 1.8 times or more, and even more preferably is 2.0 times or more.

例えば、リチウムイオン二次電池が満充電から放電を開始して空になるまでの時間を100としたとき、当該時間を100分割した時間間隔でサンプリングした場合のn番目とn+1番目の放電電圧微分係数の絶対値を比較して、n番目の放電電圧微分係数の絶対値よりもn+1番目の放電電圧微分係数の絶対値が1.5倍(好ましくは1.8倍、更に好ましくは2.0倍)になっていれば、急減に増加したと判定する。 For example, if the time taken for a lithium-ion secondary battery to start discharging from full charge until it becomes empty is set as 100, then the nth and n+1th discharge voltage differentials are obtained when the time is sampled at time intervals divided by 100. Comparing the absolute values of the coefficients, the absolute value of the n+1th discharge voltage differential coefficient is 1.5 times (preferably 1.8 times, more preferably 2.0 times) the absolute value of the nth discharge voltage differential coefficient. double), it is determined that there has been a sudden decrease.

つまり、放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いは、ステップ1S1で算出した放電電圧微分係数の絶対値よりも1つ前に算出した放電電圧微分係数の絶対値から、ステップ1S1で算出した放電電圧微分係数の絶対値へ、の増大の度合いである。放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いの閾値は、1.5倍が好ましく、より好ましくは1.8倍、更に好ましくは2.0倍である。 In other words, the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is calculated from the absolute value of the discharge voltage differential coefficient calculated one step before the absolute value of the discharge voltage differential coefficient calculated in step 1S1. It is the degree of increase in the absolute value of the voltage differential coefficient. The threshold value for the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is preferably 1.5 times, more preferably 1.8 times, and even more preferably 2.0 times.

また、ステップS2で、放電電圧微分係数が閾値以下であると判定した場合は、ステップS1に戻る。 Further, if it is determined in step S2 that the discharge voltage differential coefficient is less than or equal to the threshold value, the process returns to step S1.

次に、ステップS3で決定した第1の電池電圧に対応して、リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定する。具体的には、第2の電池電圧として不安全予兆ポイントVUSPを算出する(図18、ステップS3)。不安全予兆ポイントVUSPは、上述の過充電温度増加ポイント(過充電領域での発熱ポイント)に対応する。 Next, in correspondence to the first battery voltage determined in step S3, a second battery voltage is determined at which the oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged. Specifically, an unsafe sign point V USP is calculated as the second battery voltage (FIG. 18, step S3). The unsafe sign point V USP corresponds to the above-mentioned overcharge temperature increase point (heat generation point in the overcharge region).

第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)は、例えば、下記式(3)で示されるモデル式に第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)を代入することで、見積もられる。
USP=-0.2310Vdcp+5.1957・・・(3)
The second battery voltage (unsafe sign point V USP ) can be estimated, for example, by substituting the first battery voltage (differential coefficient increase voltage at discharge V dcp ) into the model equation shown in equation (3) below. It will be done.
V USP = -0.2310V dcp +5.1957...(3)

なお、VUSPを表す近似式は、リチウムイオン電池の種類、設計によって異なり、ある特定のリチウムイオン電池について、劣化が異なるセルの過充電時に吸熱から発熱に転じる電圧と放電末期時に電圧の傾きの絶対値が大きく変化し始める電圧を調べることによって定義される。 The approximate formula representing V USP varies depending on the type and design of the lithium-ion battery, and for a particular lithium-ion battery, it is calculated by calculating the voltage at which heat absorption changes to heat generation during overcharging of cells with different deterioration and the slope of the voltage at the end of discharge. It is defined by looking at the voltage at which the absolute value begins to change significantly.

次に、ステップS4で得られた第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)に基づいて、リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する。具体的には、リチウムイオン二次電池の安全レベルを算出し、リチウムイオン二次電池の安全レベルをA、B、Cでランク分けする(図18、ステップS5)。 Next, the safe state of the lithium ion secondary battery is detected based on the second battery voltage (unsafe sign point V USP ) obtained in step S4. Specifically, the safety level of the lithium ion secondary battery is calculated, and the safety level of the lithium ion secondary battery is ranked into A, B, and C (FIG. 18, step S5).

ランク分けの閾値は、例えば、ランクAは「現在、安全」となる条件[VUSP>β(β=4.60V)]、ランクBは「近未来に不安全となる可能性あり」となる条件[VUSP>β(β=4.57V)]、ランクCは「不安全事象が発生する可能性大、使用停止し電池交換が必要」となる条件[VUSP>β(β=4.55V)]とし、ランクを判定する(図18、ステップS6)。 The threshold for ranking is, for example, the condition that rank A is "currently safe" [V USP > β AA = 4.60V)], and the condition that rank B is "might become unsafe in the near future". [V USP > β BB = 4.57V)], rank C is the condition that "there is a high possibility that an unsafe event will occur, it is necessary to stop using it and replace the battery" [V USP > β CC =4.55V)] and determine the rank (FIG. 18, step S6).

ステップS6で、ランクの判定がAの場合は、ステップS1に戻り、放電電圧微分係数)の絶対値を算出する。ランクの判定がBの場合は、ステップS7に進んで、リチウムイオン二次電池が「不安全予兆レベル」と判定し、さらにステップS1に戻り、放電電圧微分係数)の絶対値を算出する。ランクの判定がBの場合は、ステップS8に進んで、リチウムイオン二次電池が「継続使用不可レベル」と判定し、安全状態検知方法の実施を終了する。 If the rank is determined to be A in step S6, the process returns to step S1 and the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is calculated. If the rank determination is B, the process proceeds to step S7, where it is determined that the lithium ion secondary battery is at the "unsafe sign level," and the process further returns to step S1, where the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is calculated. If the rank is determined to be B, the process proceeds to step S8, where it is determined that the lithium ion secondary battery is at the "unusable level," and the implementation of the safe state detection method is ended.

なお、本実施形態の安全状態検知方法では、得られた放電電圧微分係数の絶対値、第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)、第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)、ランク分けの閾値、安全レベルの判定結果は、画面(図示せず)に表示してもよい。 In addition, in the safe state detection method of this embodiment, the absolute value of the obtained discharge voltage differential coefficient, the first battery voltage (differential coefficient increase voltage V dcp during discharge), and the second battery voltage (unsafe sign point V USP ), ranking thresholds, and safety level determination results may be displayed on a screen (not shown).

また、得られた放電電圧微分係数の絶対値、第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)、第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)、ランク分けの閾値、安全レベルの判定結果は、メモリー(図示せず)に入出力可能に記録してもよい。 In addition, the absolute value of the obtained discharge voltage differential coefficient, the first battery voltage (differential coefficient increase voltage during discharge V dcp ), the second battery voltage (unsafe sign point V USP ), the threshold for ranking, and the safety level The determination result may be recorded in a memory (not shown) in an input/output manner.

また、第1の電池電圧に基づいて、リチウムイオン二次電池の蓄電可能量を予測することができる。具体的には、第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)が高い程、リチウムイオン二次電池の放電容量が多いと判定する。 Furthermore, the amount of power that can be stored in the lithium ion secondary battery can be predicted based on the first battery voltage. Specifically, it is determined that the higher the first battery voltage (discharging differential coefficient increase voltage V dcp ), the higher the discharge capacity of the lithium ion secondary battery.

本実施形態の安全状態検知方法は、例えば、CPU(Central Processing Unit、中央演算処理装置)、記憶装置、およびキーボードなどの外部機器からの信号を受けるための入力インターフェース等を有するコンピュータで制御されてもよい。 The safe state detection method of this embodiment is controlled by a computer having, for example, a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input interface for receiving signals from external devices such as a keyboard. Good too.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値が急激に増加し始めたときの第1の電池電圧を求める。さらに、この第1の電池電圧に対応する、リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定する。そして、この決定した第2の電池電圧に基づいて、リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する。 In the safe state detection method of the present embodiment, as described above, when the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery starts to increase rapidly, Find the voltage. Furthermore, a second battery voltage, corresponding to this first battery voltage, at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery when overcharged starts to increase is determined. Then, the safe state of the lithium ion secondary battery is detected based on the determined second battery voltage.

これにより、リチウムイオン二次電池の実運用における電圧範囲内で過充電された際に電池内部が吸熱状態から発熱状態になる発熱ポイントをリチウムイオン二次電池が劣化に依存する安全ポイントとしてとらえることができる。そのため、本実施形態によれば、実運用中のリチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を検知することができるので、リチウムイオン二次電池の交換時期等を予測することができる。 As a result, the heat generation point where the inside of the battery changes from an endothermic state to a heat generating state when the lithium ion secondary battery is overcharged within the voltage range in actual operation can be regarded as a safety point where the lithium ion secondary battery is dependent on deterioration. I can do it. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect a sign of an unsafe state of the lithium ion secondary battery during actual operation, so it is possible to predict the time to replace the lithium ion secondary battery, etc.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、急激に増加し始めた微分係数の絶対値が、急激に増加し始める直前の微分係数の絶対値の1.5倍以上であることで、リチウムイオン二次電池の過充電時における発熱ポイントを正確にとらえることができる。そのため、本実施形態によれば、リチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を精度高く検知することができる。 In the safe state detection method of this embodiment, as described above, the absolute value of the differential coefficient that has started to increase rapidly is 1.5 times or more of the absolute value of the differential coefficient immediately before it started to increase rapidly. , it is possible to accurately identify the point of heat generation when a lithium-ion secondary battery is overcharged. Therefore, according to the present embodiment, signs of an unsafe state of the lithium ion secondary battery can be detected with high accuracy.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、電圧降下分の電圧が、リチウムイオン二次電池の電圧から、リチウムイオン二次電池に流れる電流とリチウムイオン二次電池の内部抵抗との積を差し引いたものである。これにより、実運用中のリチウムイオン二次電池であっても、過充電時における発熱ポイントを正確にとらえることができる。そのため、リチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を精度高く検知することができる。 In the safe state detection method of this embodiment, as described above, the voltage for the voltage drop is changed from the voltage of the lithium ion secondary battery to the current flowing to the lithium ion secondary battery and the internal resistance of the lithium ion secondary battery. The product is subtracted. This makes it possible to accurately determine the point of heat generation during overcharging, even when a lithium-ion secondary battery is in actual use. Therefore, signs of an unsafe state of the lithium ion secondary battery can be detected with high accuracy.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、リチウムイオン二次電池の蓄電電気量がX(Ah)のとき、電圧降下分の電圧は、リチウムイオン二次電池に流れる電流の絶対値がX(A)以上の条件を満たす場合に、放電曲線を更新する(ただしXは正の実数)。これにより、リチウムイオン二次電池のセル数や放電容量、劣化状態等の条件に応じて、発熱ポイントの基になる放電曲線を作り変えることができる。 In the safe state detection method of this embodiment, as described above, when the amount of electricity stored in the lithium ion secondary battery is X (Ah), the voltage for the voltage drop is the absolute value of the current flowing through the lithium ion secondary battery. When satisfies the condition that is greater than or equal to X(A), the discharge curve is updated (X is a positive real number). Thereby, the discharge curve, which is the basis of the heat generation point, can be changed depending on conditions such as the number of cells, discharge capacity, and state of deterioration of the lithium ion secondary battery.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、第1の電池電圧に基づいて、リチウムイオン二次電池の蓄電可能量を予測することで、実運用中のリチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆とともに現状の電池性能を把握することができる。 As described above, in the safe state detection method of the present embodiment, by predicting the amount of power that can be stored in the lithium ion secondary battery based on the first battery voltage, the failure of the lithium ion secondary battery during actual operation is achieved. It is possible to grasp the current battery performance as well as the signs of the safety state.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、リチウムイオン二次電池の正極活物質が、LiMO(ただし、Mは遷移金属、リチウムイオン二次電池を3.8Vまで充電したときにx<0.5となる)を含有する。これにより、発熱ポイントの基になる放電曲線がきれいになるため(放電曲線が多段になりにくいため)、放電曲線の微分係数の絶対値を正確に算出することができる。 In the safe state detection method of this embodiment, as described above, the positive electrode active material of the lithium ion secondary battery is Li x MO 2 (where M is a transition metal, and the lithium ion secondary battery is charged to 3.8V). (sometimes x<0.5). As a result, the discharge curve that is the basis of the heat generation point becomes clear (because the discharge curve is less likely to have multiple stages), so that the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve can be accurately calculated.

本実施形態の安全状態検知方法では、上述のように、リチウムイオン二次電池が使用済みのリチウムイオン二次電池であっても、実運用開始時に不安全状態の予兆が検知できるため、使用済みリチウムイオン二次電池のリサイクルが可能になる。このような観点から、本実施形態は、脱炭素社会ないし循環型社会を構築し、炭素中立(カーボンニュートラル)や持続可能な開発目標(Sustainable Development Goals、SDGs)の達成に寄与し得る。 As described above, in the safe state detection method of this embodiment, even if the lithium ion secondary battery is a used lithium ion secondary battery, a sign of an unsafe state can be detected at the start of actual operation. It becomes possible to recycle lithium-ion secondary batteries. From this perspective, the present embodiment can contribute to building a decarbonized or recycling-oriented society and achieving carbon neutrality and Sustainable Development Goals (SDGs).

本実施形態の安全状態検知方法は、上述の効果を利用することにより、各種の電源に用いることができる。すなわち、本実施形態の安全状態検知方法により、電源を構成するリチウムイオン二次電池の安全状態を検知することができる。そのため、実運用中の電源を構成するリチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を検知することができるので、電源におけるリチウムイオン二次電池の交換時期等を予測することができる。 The safe state detection method of this embodiment can be used for various power sources by utilizing the above-mentioned effects. That is, the safe state detection method of this embodiment can detect the safe state of the lithium ion secondary battery that constitutes the power source. Therefore, it is possible to detect a sign of an unsafe state of the lithium ion secondary battery that constitutes the power supply during actual operation, so it is possible to predict when to replace the lithium ion secondary battery in the power supply.

また、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源は、種々の用途に用いることができる。電源の用途としては、例えば、駆動装置、昇降装置、電力制御装置等が挙げられる。 Further, the power source including the lithium ion secondary battery in the safe state detection method of this embodiment can be used for various purposes. Applications of the power source include, for example, drive devices, lifting devices, power control devices, and the like.

駆動装置としては、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両;エレベータ装置などの昇降装置などが挙げられる。 Examples of the drive device include, but are not limited to, vehicles such as hybrid cars and electric cars; elevating devices such as elevator devices, and the like.

車両の場合は、例えば、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源を、内燃機関およびモーターで駆動するハイブリッド電気自動車に搭載する。搭載された電源は、ハイブリッド電気自動車において、エンジン始動、アイドリングストップ後のエンジン再始動、加速時の電力供給、およびブレーキによる電力回生のための電源として機能し得る。 In the case of a vehicle, for example, a power source including a lithium ion secondary battery in the safety state detection method of this embodiment is installed in a hybrid electric vehicle driven by an internal combustion engine and a motor. The onboard power source can function as a power source for starting the engine, restarting the engine after idling, supplying power during acceleration, and regenerating power by braking in the hybrid electric vehicle.

なお、ハイブリッド電気自動車は、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源が用いられる駆動装置の一例である。 Note that the hybrid electric vehicle is an example of a drive device in which a power source including a lithium ion secondary battery is used in the safety state detection method of the present embodiment.

また、昇降装置の場合は、例えば、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源を、エレベータ装置に搭載する。搭載された電源は、エレベータ装置おいて、上下運動および搭載重量によってエネルギー消費とエネルギー発生が入れ替わる際の電力変動を緩和するための電源として搭載することができる。 Further, in the case of an elevator device, for example, a power source including a lithium ion secondary battery in the safety state detection method of the present embodiment is mounted on the elevator device. The installed power source can be installed in an elevator system as a power source for alleviating power fluctuations when energy consumption and energy generation are switched due to vertical movement and onboard weight.

なお、エレベータ装置は、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源が用いられる駆動装置の他の一例である。 Note that the elevator device is another example of a drive device in which a power source including a lithium ion secondary battery is used in the safety state detection method of the present embodiment.

本実施形態では、実運用中のリチウムイオン二次電池が駆動装置に用いられる電源を構成する場合でも、該リチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を検知することができる。そのため、電源におけるリチウムイオン二次電池の交換時期等を予測することができる。 In the present embodiment, even when a lithium ion secondary battery in actual operation constitutes a power source used in a drive device, a sign of an unsafe state of the lithium ion secondary battery can be detected. Therefore, it is possible to predict when to replace the lithium ion secondary battery in the power source.

電力制御装置の場合は、例えば、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源を電力バランス調整装置などに搭載する。搭載された電源は、電力バランス調整装置において、系統電力の変動を緩和するための電源、または太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーによる発電電力と電力消費の変動を緩和するための電源として機能し得る。 In the case of a power control device, for example, a power source including a lithium ion secondary battery in the safe state detection method of this embodiment is installed in a power balance adjustment device or the like. The installed power supply can be used as a power source in a power balance adjustment device to alleviate fluctuations in grid power, or as a power source to alleviate fluctuations in power generation and power consumption from renewable energy such as solar power generation and wind power generation. It can work.

なお、電力バランス調整装置は、本実施形態の安全状態検知方法におけるリチウムイオン二次電池を備える電源に用いられる電力制御装置の一例である。本実施形態では、実運用中のリチウムイオン二次電池が電力バランス調整装置に用いられる電源を構成する場合でも、該リチウムイオン二次電池の不安全状態の予兆を検知することができる。そのため、電源におけるリチウムイオン二次電池の交換時期等を予測することができる。 Note that the power balance adjustment device is an example of a power control device used in a power source including a lithium ion secondary battery in the safe state detection method of the present embodiment. In this embodiment, even when a lithium ion secondary battery in actual operation constitutes a power source used in a power balance adjustment device, a sign of an unsafe state of the lithium ion secondary battery can be detected. Therefore, it is possible to predict when to replace the lithium ion secondary battery in the power source.

以下、上述したリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を実行することができる安全状態検知装置13、安全状態検知システム1、蓄電装置20について説明する。 Hereinafter, a description will be given of the safety state detection device 13, the safety state detection system 1, and the power storage device 20 that can execute the above-described method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery.

[安全状態検知装置、安全状態検知システム]
図19は、本発明の一実施形態に係る安全状態検知システム1の一例である。安全状態検知システム1は、リチウムイオン二次電池11と、電圧測定器12と、コンピュータ(安全状態検知装置)13と、二次電池制御機器(スイッチ)14と、表示機器15と、を含むことができる。以下、それぞれについて説明する。
[Safety state detection device, safety state detection system]
FIG. 19 is an example of a safety state detection system 1 according to an embodiment of the present invention. The safety state detection system 1 includes a lithium ion secondary battery 11, a voltage measuring device 12, a computer (safety state detection device) 13, a secondary battery control device (switch) 14, and a display device 15. I can do it. Each will be explained below.

リチウムイオン二次電池11は、検知対象(つまり、安全状態が検知される対象となるリチウムイオン二次電池)である。 The lithium ion secondary battery 11 is a detection target (that is, a lithium ion secondary battery whose safety state is to be detected).

電圧測定器12は、リチウムイオン二次電池11の電圧を測定する。 Voltage measuring device 12 measures the voltage of lithium ion secondary battery 11 .

コンピュータ(安全状態検知装置)13は、上述したリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を実行する。コンピュータ(安全状態検知装置)13は、1つまたは複数のコンピュータから構成されてよい。なお、コンピュータ(安全状態検知装置)13は、集積回路で実装されてもよい。 The computer (safety state detection device) 13 executes the above-described method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery. The computer (safety state detection device) 13 may be composed of one or more computers. Note that the computer (safety state detection device) 13 may be implemented as an integrated circuit.

二次電池制御機器(スイッチ)14は、リチウムイオン二次電池11を制御する機器(スイッチ)である。 The secondary battery control device (switch) 14 is a device (switch) that controls the lithium ion secondary battery 11.

表示機器15は、リチウムイオン二次電池11の安全状態等を表示する機器である。なお、コンピュータ(安全状態検知装置)13が表示機器15の機能を備えてもよい。 The display device 15 is a device that displays the safety status of the lithium ion secondary battery 11 and the like. Note that the computer (safety state detection device) 13 may have the function of the display device 15.

[蓄電装置]
図20は、本発明の一実施形態に係る蓄電装置20の一例である。蓄電装置(電池パックとも呼ばれる)20は、リチウムイオン二次電池21と、保護回路22と、を含むことができる。以下、それぞれについて説明する。
[Power storage device]
FIG. 20 is an example of a power storage device 20 according to an embodiment of the present invention. Power storage device (also called a battery pack) 20 can include a lithium ion secondary battery 21 and a protection circuit 22. Each will be explained below.

リチウムイオン二次電池21は、検知対象(つまり、安全状態が検知される対象となるリチウムイオン二次電池)である。 The lithium ion secondary battery 21 is a detection target (that is, a lithium ion secondary battery whose safety state is to be detected).

保護回路22は、リチウムイオン二次電池21に実装されている回路であり、上述したリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を実行する。 The protection circuit 22 is a circuit installed in the lithium ion secondary battery 21, and executes the above-described method for detecting the safe state of the lithium ion secondary battery.

以下、上述した安全状態の検知の対象となるリチウムイオン二次電池を電源装置として利用する例について説明する。 Hereinafter, an example will be described in which the lithium ion secondary battery, which is the object of the above-mentioned safety state detection, is used as a power supply device.

図21は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。例えば、駆動装置(例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車、電車、エレベータなど)31は、上述したリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を実行する蓄電装置20を備える。 FIG. 21 is an example of an application of the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. For example, a drive device (eg, a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, a train, an elevator, etc.) 31 includes a power storage device 20 that executes the above-described method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery.

図22は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。図22に示されるように、駆動装置31と蓄電装置20を別々の装置で実装してもよい。 FIG. 22 is an example of an application of the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 22, drive device 31 and power storage device 20 may be implemented as separate devices.

図23は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。例えば、電力制御装置(例えば、エレベータを制御するコントローラなど)32は、上述したリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を実行する蓄電装置20を備えた駆動装置31を制御する。 FIG. 23 is an example of an application of the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. For example, a power control device (for example, a controller that controls an elevator) 32 controls a drive device 31 that includes a power storage device 20 that executes the above-described method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery.

図24は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の用途の一例である。例えば、電力バランス調整装置33は、上述したリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法を実行する蓄電装置20を、系統電力の変動を緩和するための電源、または、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーによる発電電力と電力消費の変動を緩和するための電源、として利用することができる。 FIG. 24 is an example of an application of the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. For example, the power balance adjustment device 33 uses the power storage device 20 that executes the above-described method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery as a power source for alleviating fluctuations in grid power, or as a power source for solar power generation, wind power generation, etc. It can be used as a power source to alleviate fluctuations in power generation and power consumption using renewable energy.

[ハードウェア構成]
図25は、本発明の一実施形態に係る安全状態検知装置13のハードウェア構成の一例である。
[Hardware configuration]
FIG. 25 is an example of the hardware configuration of the safety state detection device 13 according to an embodiment of the present invention.

図25に示されているように、安全状態検知装置13は、コンピュータによって構築されており、図25に示されているように、CPU101、ROM102、RAM103、HD104、HDD(Hard Disk Drive)コントローラ105、ディスプレイ106、外部機器接続I/F(Interface)107、ネットワークI/F108、データバス109、キーボード110、ポインティングデバイス111、DVD-RW(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ113、メディアI/F115を備えている。 As shown in FIG. 25, the safety state detection device 13 is constructed by a computer, and includes a CPU 101, ROM 102, RAM 103, HD 104, HDD (Hard Disk Drive) controller 105 , a display 106, an external device connection I/F (Interface) 107, a network I/F 108, a data bus 109, a keyboard 110, a pointing device 111, a DVD-RW (Digital Versatile Disk Rewritable) drive 113, and a media I/F 115. There is.

これらのうち、CPU101は、安全状態検知装置13全体の動作を制御する。ROM102は、IPL等のCPU101の駆動に用いられるプログラムを記憶する。RAM103は、CPU101のワークエリアとして使用される。HD104は、プログラム等の各種データを記憶する。HDDコントローラ105は、CPU101の制御にしたがってHD104に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ディスプレイ106は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像等の各種情報を表示する。外部機器接続I/F107は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリやプリンタ等である。ネットワークI/F108は、通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。バスライン109は、図25に示されているCPU101等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。 Among these, the CPU 101 controls the operation of the entire safety state detection device 13. The ROM 102 stores programs used to drive the CPU 101, such as IPL. RAM 103 is used as a work area for CPU 101. The HD 104 stores various data such as programs. The HDD controller 105 controls reading and writing of various data to the HD 104 under the control of the CPU 101. The display 106 displays various information such as a cursor, menu, window, characters, or images. The external device connection I/F 107 is an interface for connecting various external devices. The external device in this case is, for example, a USB (Universal Serial Bus) memory, a printer, or the like. Network I/F 108 is an interface for data communication using a communication network. The bus line 109 is an address bus, a data bus, etc. for electrically connecting each component such as the CPU 101 shown in FIG. 25.

また、キーボード110は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス111は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動等を行う入力手段の一種である。DVD-RWドライブ113は、着脱可能な記録媒体の一例としてのDVD-RW112に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。なお、DVD-RWに限らず、DVD-R等であってもよい。メディアI/F115は、フラッシュメモリ等の記録メディア114に対するデータの読み出し又は書き込み(記憶)を制御する。 Further, the keyboard 110 is a type of input means that includes a plurality of keys for inputting characters, numerical values, various instructions, and the like. The pointing device 111 is a type of input means for selecting and executing various instructions, selecting a processing target, moving a cursor, and the like. The DVD-RW drive 113 controls reading and writing of various data to and from the DVD-RW 112, which is an example of a removable recording medium. Note that it is not limited to DVD-RW, but may be DVD-R or the like. The media I/F 115 controls reading or writing (storage) of data to a recording medium 114 such as a flash memory.

[機能構成]
図26は、本発明の一実施形態に係る安全状態検知装置13の機能構成の一例である。安全状態検知装置13は、第1電池電圧算出部1001と、第2電池電圧算出部1002と、判定部1003と、を備えることができる。また、安全状態検知装置13は、プログラムを実行することで、第1電池電圧算出部1001、第2電池電圧算出部1002、判定部1003、として機能することができる。以下、それぞれについて説明する。
[Functional configuration]
FIG. 26 is an example of a functional configuration of the safety state detection device 13 according to an embodiment of the present invention. The safety state detection device 13 can include a first battery voltage calculation section 1001, a second battery voltage calculation section 1002, and a determination section 1003. Further, the safe state detection device 13 can function as a first battery voltage calculation unit 1001, a second battery voltage calculation unit 1002, and a determination unit 1003 by executing a program. Each will be explained below.

第1電池電圧算出部1001は、第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)を算出する。 The first battery voltage calculation unit 1001 calculates a first battery voltage (differential coefficient increase voltage V dcp during discharging).

具体的には、第1電池電圧算出部1001は、リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数(放電電圧微分係数)の絶対値を算出する(なお、上述したように、電圧降下分の電圧は、リチウムイオン二次電池の電圧から、リチウムイオン二次電池に流れる電流とリチウムイオン二次電池の内部抵抗との積を差し引いたものである)。第1電池電圧算出部1001は、算出した放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値より大きいか否かを判定する。放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値より大きいと判定された場合には、第1電池電圧算出部1001は、放電電圧微分係数の絶対値が急激に増加し始めたとき(つまり、放電電圧微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値より大きいと判定されたとき)の第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)を求める。なお、放電時微分係数増大電圧Vdcpは、上述の放電曲線の一次微分係数の増大ポイントに対応する。 Specifically, the first battery voltage calculation unit 1001 calculates the absolute value of the differential coefficient (discharge voltage differential coefficient) of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery (note that the above-mentioned (The voltage for the voltage drop is the voltage of the lithium ion secondary battery minus the product of the current flowing through the lithium ion secondary battery and the internal resistance of the lithium ion secondary battery.) The first battery voltage calculation unit 1001 determines whether the degree of increase in the absolute value of the calculated discharge voltage differential coefficient is greater than a threshold value. When it is determined that the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is greater than the threshold value, the first battery voltage calculation unit 1001 determines that when the absolute value of the discharge voltage differential coefficient starts to increase rapidly (that is, When it is determined that the degree of increase in the absolute value of the discharge voltage differential coefficient is larger than the threshold value, the first battery voltage (discharge differential coefficient increase voltage V dcp ) is determined. Note that the discharge differential coefficient increasing voltage V dcp corresponds to the point at which the first-order differential coefficient increases in the above-mentioned discharge curve.

第2電池電圧算出部1002は、第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)を算出する。 The second battery voltage calculation unit 1002 calculates the second battery voltage (unsafe sign point V USP ).

具体的には、第2電池電圧算出部1002は、例えば、下記式(3)で示されるモデル式に第1の電池電圧(放電時微分係数増大電圧Vdcp)を代入することで、第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)を算出することができる。なお、不安全予兆ポイントVUSPは、上述の過充電温度増加ポイント(過充電領域での発熱ポイント)に対応する。
USP=-0.2310Vdcp+5.1957・・・(3)
Specifically, the second battery voltage calculation unit 1002 calculates the second battery voltage by substituting the first battery voltage (discharging differential coefficient increasing voltage V dcp ) into the model equation shown in equation (3) below, for example. The battery voltage (unsafe sign point V USP ) can be calculated. Note that the unsafe sign point V USP corresponds to the above-mentioned overcharge temperature increase point (heat generation point in the overcharge area).
V USP = -0.2310V dcp +5.1957...(3)

なお、上述したように、VUSPを表す近似式は、リチウムイオン電池の種類、設計によって異なり(上記式(3)に限定されず)、ある特定のリチウムイオン電池について、劣化が異なるセルの過充電時に吸熱から発熱に転じる電圧と放電末期時に電圧の傾きの絶対値が大きく変化し始める電圧を調べることによって定義される。 As mentioned above, the approximate formula expressing V USP varies depending on the type and design of the lithium-ion battery (not limited to the above formula (3)), and for a particular lithium-ion battery, It is defined by examining the voltage at which heat absorption changes to heat generation during charging and the voltage at which the absolute value of the voltage slope begins to change significantly at the end of discharge.

判定部1003は、第2の電池電圧(不安全予兆ポイントVUSP)に基づいて、リチウムイオン二次電池の安全状態を判定する。 The determination unit 1003 determines the safe state of the lithium ion secondary battery based on the second battery voltage (unsafe sign point V USP ).

例えば、判定部1003は、リチウムイオン二次電池の安全レベルを算出し、リチウムイオン二次電池の安全レベルをA、B、Cでランク分けする。ランク分けの閾値は、例えば、ランクAは「現在、安全」となる条件[VUSP>β(β=4.60V)]、ランクBは「近未来に不安全となる可能性あり」となる条件[VUSP>β(β=4.57V)]、ランクCは「不安全事象が発生する可能性大、使用停止し電池交換が必要」となる条件[VUSP>β(β=4.55V)]とし、ランクを判定する。判定部1003は、判定の結果を表示してもよいし、メモリに記憶させてもよい。 For example, the determination unit 1003 calculates the safety level of the lithium ion secondary battery, and ranks the safety level of the lithium ion secondary battery into A, B, and C. The threshold for ranking is, for example, the condition that rank A is "currently safe" [V USP > β AA = 4.60V)], and the condition that rank B is "might become unsafe in the near future". [V USP > β BB = 4.57V)], rank C is the condition that "there is a high possibility that an unsafe event will occur, it is necessary to stop using it and replace the battery" [V USP > β CC =4.55V)] and determine the rank. The determination unit 1003 may display the determination result or may store it in memory.

上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(digital signal processor)、FPGA(field programmable gate array)や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。 Each function of the embodiments described above can be realized by one or more processing circuits. Here, the term "processing circuit" as used herein refers to a processor programmed to execute each function by software, such as a processor implemented by an electronic circuit, or a processor designed to execute each function explained above. This includes devices such as ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (digital signal processors), FPGAs (field programmable gate arrays), and conventional circuit modules.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the invention described in the claims. .

1 安全状態検知システム
11 リチウムイオン二次電池
12 電圧測定器
13 コンピュータ(安全状態検知装置)
14 二次電池制御機器(スイッチ)
15 表示機器
20 蓄電装置
21 リチウムイオン二次電池
22 保護回路
31 駆動装置
32 電力制御装置
33 電力バランス調整装置
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 HD
105 HDDコントローラ
106 ディスプレイ
107 外部機器接続I/F
108 ネットワークI/F
109 バス
110 キーボード
111 ポインティングデバイス
112 DVD-RW
113 DVD-RWドライブ
114 記録メディア
115 メディアI/F
1001 第1電池電圧算出部
1002 第2電池電圧算出部
1003 判定部
1 Safety state detection system 11 Lithium ion secondary battery 12 Voltage measuring device 13 Computer (safety state detection device)
14 Secondary battery control equipment (switch)
15 Display device 20 Power storage device 21 Lithium ion secondary battery 22 Protection circuit 31 Drive device 32 Power control device 33 Power balance adjustment device 101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 HD
105 HDD controller 106 Display 107 External device connection I/F
108 Network I/F
109 Bus 110 Keyboard 111 Pointing device 112 DVD-RW
113 DVD-RW drive 114 Recording media 115 Media I/F
1001 First battery voltage calculation unit 1002 Second battery voltage calculation unit 1003 Judgment unit

特開2020-47606号公報JP2020-47606A

Claims (15)

リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する方法であって、
前記リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値を算出し、
前記微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きいときの第1の電池電圧を求め、
前記第1の電池電圧に対応して、前記リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定し、
決定した前記第2の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の安全状態を検知することを特徴とする、リチウムイオン二次電池の安全状態検知方法。
A method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery, the method comprising:
Calculating the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery,
Determining a first battery voltage when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is greater than a threshold value,
Determining a second battery voltage at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged, corresponding to the first battery voltage;
A method for detecting a safety state of a lithium ion secondary battery, comprising detecting a safety state of the lithium ion secondary battery based on the determined second battery voltage.
前記増大の度合いは、前記算出された微分係数の絶対値よりも1つ前に算出された微分係数の絶対値から、前記算出された微分係数の絶対値へ、の増大の度合いであり、
前記閾値は1.5倍である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法。
The degree of increase is the degree of increase from the absolute value of the differential coefficient calculated one time before the absolute value of the calculated differential coefficient to the absolute value of the calculated differential coefficient,
The method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the threshold value is 1.5 times.
前記電圧降下分の電圧は、前記リチウムイオン二次電池の電圧から、前記リチウムイオン二次電池に流れる電流と前記リチウムイオン二次電池の内部抵抗との積を差し引いたものである、請求項2に記載のリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法。 2. The voltage corresponding to the voltage drop is the voltage of the lithium ion secondary battery minus the product of the current flowing through the lithium ion secondary battery and the internal resistance of the lithium ion secondary battery. A method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery described in . 前記リチウムイオン二次電池の蓄電電気量がX(Ah)のとき、前記電圧降下分の電圧は、前記リチウムイオン二次電池に流れる電流の絶対値がX(A)以上の条件を満たす場合に、前記放電曲線を更新する(ただし、Xは正の実数である)、請求項3に記載のリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法。 When the amount of electricity stored in the lithium ion secondary battery is X (Ah), the voltage corresponding to the voltage drop is such that when the absolute value of the current flowing through the lithium ion secondary battery satisfies the condition that 4. The method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery according to claim 3, wherein the discharge curve is updated (where X is a positive real number). 前記第1の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の蓄電可能量を予測する、請求項4に記載のリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法。 5. The method for detecting a safe state of a lithium ion secondary battery according to claim 4, wherein the storable amount of electricity of the lithium ion secondary battery is predicted based on the first battery voltage. 前記リチウムイオン二次電池の正極活物質が、LiMO(ただし、Mは遷移金属、前記リチウムイオン二次電池を3.8Vまで充電したときにx<0.5となる)を含有する、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の安全状態検知方法。 The positive electrode active material of the lithium ion secondary battery contains Li x MO 2 (where M is a transition metal, and x<0.5 when the lithium ion secondary battery is charged to 3.8V). The method for detecting the safety state of a lithium ion secondary battery according to claim 5. リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値を算出し、前記微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きいときの第1の電池電圧を求める、第1電池電圧算出部と、
前記第1の電池電圧に対応して、前記リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定する、第2電池電圧算出部と、
決定した前記第2の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する、判定部と
を備えたことを特徴とする、安全状態検知装置。
Calculating the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery, and determining the first battery voltage when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is greater than a threshold value. , a first battery voltage calculation unit,
a second battery voltage calculation unit that determines a second battery voltage at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged, in accordance with the first battery voltage;
A safety state detection device comprising: a determination unit that detects a safety state of the lithium ion secondary battery based on the determined second battery voltage.
リチウムイオン二次電池と、安全状態検知装置と、を含む安全状態検知システムであって、
前記リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値を算出し、前記微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きいときの第1の電池電圧を求める、第1電池電圧算出部と、
前記第1の電池電圧に対応して、前記リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定する、第2電池電圧算出部と、
決定した前記第2の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する、判定部と
を備えたことを特徴とする、安全状態検知システム。
A safety state detection system including a lithium ion secondary battery and a safety state detection device,
Calculate the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery, and calculate the first battery voltage when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is greater than a threshold value. a first battery voltage calculation unit that calculates the voltage;
a second battery voltage calculation unit that determines a second battery voltage at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged, in accordance with the first battery voltage;
A safety state detection system comprising: a determination unit that detects a safety state of the lithium ion secondary battery based on the determined second battery voltage.
リチウムイオン二次電池と、保護回路と、を含む蓄電装置であって、
前記保護回路が、
前記リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値を算出し、前記微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きいときの第1の電池電圧を求め、
前記第1の電池電圧に対応して、前記リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定し、
決定した前記第2の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の安全状態を検知することを特徴とする、蓄電装置。
A power storage device including a lithium ion secondary battery and a protection circuit,
The protection circuit is
Calculate the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery, and calculate the first battery voltage when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is greater than a threshold value. seek,
Determining a second battery voltage at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged, corresponding to the first battery voltage;
A power storage device, wherein a safety state of the lithium ion secondary battery is detected based on the determined second battery voltage.
前記リチウムイオン二次電池が使用済みのリチウムイオン二次電池である、請求項9に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 9, wherein the lithium ion secondary battery is a used lithium ion secondary battery. 前記リチウムイオン二次電池の安全状態のランク判定に応じた結果が表示機器に提示される、請求項7から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池を電源とする電源装置。 The power supply device using a lithium ion secondary battery as a power source according to any one of claims 7 to 10, wherein a result according to the rank determination of the safety state of the lithium ion secondary battery is presented on a display device. 請求項11に記載の前記電源装置を利用した駆動装置。 A drive device using the power supply device according to claim 11. 請求項11に記載の前記電源装置を利用した電力制御装置。 A power control device using the power supply device according to claim 11. 請求項11に記載の前記電源装置を利用した電力バランス調整装置。 A power balance adjustment device using the power supply device according to claim 11. 安全状態検知装置を
リチウムイオン二次電池の電圧降下分の電圧を除外した放電曲線の微分係数の絶対値を算出し、前記微分係数の絶対値の増大の度合いが閾値よりも大きいときの第1の電池電圧を求める、第1電池電圧算出部、
前記第1の電池電圧に対応して、前記リチウムイオン二次電池の過充電時の電池内部で生じる酸化熱が増加し始める第2の電池電圧を決定する、第2電池電圧算出部、
決定した前記第2の電池電圧に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の安全状態を検知する、判定部
として機能させることを特徴とする、プログラム。
The safety state detection device calculates the absolute value of the differential coefficient of the discharge curve excluding the voltage corresponding to the voltage drop of the lithium ion secondary battery, and detects the first one when the degree of increase in the absolute value of the differential coefficient is larger than the threshold value. a first battery voltage calculation unit that calculates the battery voltage of
a second battery voltage calculation unit that determines a second battery voltage at which oxidation heat generated inside the lithium ion secondary battery starts to increase when the lithium ion secondary battery is overcharged, in accordance with the first battery voltage;
A program, characterized in that the program functions as a determination unit that detects a safety state of the lithium ion secondary battery based on the determined second battery voltage.
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