JP3364049B2 - Battery life evaluation method and device - Google Patents

Battery life evaluation method and device

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JP3364049B2
JP3364049B2 JP11720595A JP11720595A JP3364049B2 JP 3364049 B2 JP3364049 B2 JP 3364049B2 JP 11720595 A JP11720595 A JP 11720595A JP 11720595 A JP11720595 A JP 11720595A JP 3364049 B2 JP3364049 B2 JP 3364049B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鉛バッテリーの寿命評
価試験装置に関するものである。情報処理システムは、
停電時に、蓄積された情報を保持するために、バックア
ップ用のバッテリーを備えておき、常に、最低限必要な
容量が得られるように、保守管理される必要がある。こ
のためには、バックアップ用のバッテリーとして利用さ
れている鉛バッテリーの信頼性を向上することが必要不
可欠であり、鉛バッテリーの寿命を正確に評価する技術
が必要とされている。特に、シールタイプの鉛バッテリ
ーにおいては、正極の劣化や電解液の減少がある一定値
以上に進むと、急激に容量が減少することが知られてい
る。このため、劣化を見込んで予め十分に大きい容量を
持つバッテリーを備えても、信頼性の向上という点では
あまり意味が無い。その一方、交換時期を適切に管理す
るために、バッテリーの寿命を正確に予測する必要性が
非常に大きい。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead battery life evaluation test apparatus. The information processing system
It is necessary to provide a backup battery in order to retain the accumulated information in the event of a power failure, and maintain it so that the minimum required capacity can always be obtained. To this end, it is essential to improve the reliability of the lead battery used as a backup battery, and a technique for accurately evaluating the life of the lead battery is required. In particular, it is known that in a sealed lead-acid battery, when the deterioration of the positive electrode or the decrease of the electrolytic solution goes beyond a certain value, the capacity of the battery rapidly decreases. Therefore, even if a battery having a sufficiently large capacity is provided in anticipation of deterioration, it does not make much sense in terms of improving reliability. On the other hand, there is a great need to accurately predict the battery life in order to properly manage the replacement time.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の寿命評価試験の際には、環境温度
を上昇させることにより鉛バッテリーの劣化を加速し、
容量の変化を測定することにより、バッテリーの寿命を
評価していた。例えば、通常の使用温度を超えた高温の
環境において、試験対象の製品から任意に抽出した複数
のサンプルバッテリーにそれぞれ異なる時間だけトリク
ル充電し、容量が最低限必要な容量まで低下したサンプ
ルバッテリーを検出することにより、この高温環境での
寿命Ltを求め、この寿命Ltに基づいて、実際の使用環境
におけるバッテリーの寿命Lsを予測すればよい。なお、
各サンプルバッテリーの容量は、一定電流を放電させな
がらバッテリーの端子間電圧を測定し、この端子間電圧
が所定の閾値まで低下するまでの所要時間Tmと一定電流
Icとから求めればよい。
2. Description of the Related Art In a conventional life evaluation test, the deterioration of a lead battery is accelerated by raising the environmental temperature,
The battery life was evaluated by measuring the change in capacity. For example, in a high temperature environment that exceeds the normal operating temperature, multiple sample batteries arbitrarily extracted from the product under test are trickle charged for different times, and the sample battery whose capacity has dropped to the minimum required capacity is detected. By doing so, the service life Lt in this high temperature environment can be obtained, and the service life Ls of the battery in the actual use environment can be predicted based on this service life Lt. In addition,
The capacity of each sample battery is measured by measuring the voltage between the terminals of the battery while discharging a constant current, and the time required for the voltage between the terminals to drop to a specified threshold Tm and the constant current.
It can be calculated from Ic.

【0003】ここで、環境温度の上昇分とバッテリー寿
命の短縮との間には、アレニウスの定理に基づく相関関
係があり、環境温度を10度上昇させるごとに、化学反
応が2倍に加速されることから、試験環境におけるバッ
テリーの寿命Ltは、通常の環境におけるバッテリーの寿
命Lsと通常の環境温度Ts及び試験環境温度Ttとを用い
て、式(1) に示すように表わされることが知られてい
る。
Here, there is a correlation based on the Arrhenius theorem between the increase in environmental temperature and the shortening of battery life, and the chemical reaction is doubled every time the environmental temperature is increased by 10 degrees. Therefore, it is known that the battery life Lt in the test environment is expressed as shown in Equation (1) using the battery life Ls in the normal environment and the normal environment temperature Ts and the test environment temperature Tt. Has been.

【0004】[0004]

【数1】 したがって、上述したようにして求めたバッテリーの寿
命Ltを式(1) に代入して、バッテリーの寿命Lsについて
変形することにより、通常の環境におけるバッテリーの
寿命Lsを予測することができる。
[Equation 1] Therefore, by substituting the battery life Lt obtained as described above into the equation (1) and transforming the battery life Ls, the battery life Ls in a normal environment can be predicted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した環
境温度によって化学反応を加速する方法をバッテリーの
寿命評価に適用する場合には、バッテリーのケースの耐
熱温度などを考慮して、試験環境温度に制限を設ける必
要がある。このため、試験環境温度の上限は摂氏50度
程度であり、この場合に得られる加速は4倍にすぎな
い。したがって、摂氏30度の環境で3年の寿命を持つ
と予想されるバッテリーの評価を完了するためには、約
9ヶ月の試験期間が必要となる。
When the method of accelerating a chemical reaction by the above-mentioned environmental temperature is applied to the evaluation of the life of a battery, the test environmental temperature should be set in consideration of the heat resistant temperature of the battery case. It is necessary to set restrictions. Therefore, the upper limit of the test environment temperature is about 50 degrees Celsius, and the acceleration obtained in this case is only four times. Therefore, a test period of about 9 months is required to complete the evaluation of the battery, which is expected to have a life of 3 years in an environment of 30 degrees Celsius.

【0006】このように、従来の寿命評価方式では、寿
命評価に要する時間が長かったため、最悪の場合は、製
品開発に間に合わなくなり、不正確な評価結果に基づい
て、バッテリーを採用してしまう可能性があった。この
場合は、交換時期以前にバッテリーが劣化してしまい、
本当に必要とされたときに役に立たない可能性が有り、
より一層の信頼性の向上努力が必要とされていた。
As described above, in the conventional life evaluation method, since it takes a long time to evaluate the life, in the worst case, the product development cannot be completed in time, and the battery may be adopted based on the inaccurate evaluation result. There was a nature. In this case, the battery will deteriorate before the replacement time,
May be useless when really needed,
Efforts to improve reliability were needed.

【0007】また、バッテリーの劣化は、本来、正極の
劣化や電解液の減少などによるものである。そして、環
境温度は、これらの要因による劣化を加速するものであ
り、あくまで間接的な要因にすぎない。したがって、環
境温度の上昇を利用した寿命評価によっては、バッテリ
ーの寿命を決定する真の要因を特定することができない
から、評価結果をバッテリーの開発に活用することもで
きなかった。
The deterioration of the battery is originally due to the deterioration of the positive electrode and the decrease of the electrolytic solution. The environmental temperature accelerates deterioration due to these factors, and is merely an indirect factor. Therefore, since the true factor that determines the life of the battery cannot be specified by the life evaluation using the rise of the environmental temperature, the evaluation result cannot be used for the battery development.

【0008】本発明は、バッテリーの正確な寿命をその
要因に即して評価可能なバッテリー寿命評価方法および
装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a battery life evaluation method and device capable of evaluating the accurate life of a battery according to the factors thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】図1は、請求項1の発明
の原理を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of the invention of claim 1. In FIG.

【0010】請求項1の発明は、電解液をケースに封入
した構成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿
命評価方法において、電解液の量とバッテリーが供給可
能な電気量、すなわちバッテリーの容量との関係を予め
評価しておき、所定の期間にわたってバッテリーの重量
変化を測定し、測定結果に基づいて、所定の期間以降の
バッテリーの電解液の残存量の変化を予測し、この予測
結果と電解液の量とバッテリーの容量との関係の評価結
果とに基づいて、バッテリーが必要最少限度の容量を保
持不可能となるまで電解液量が減少するために要する時
間を求めて、電解液減少による寿命の評価結果とするこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, in a battery life evaluation method for evaluating the life of a battery having a structure in which an electrolytic solution is enclosed in a case, the amount of the electrolytic solution and the amount of electricity that the battery can supply, that is, the capacity of the battery, Of the battery, the weight change of the battery is measured over a predetermined period of time, and based on the measurement result, the change in the remaining amount of the electrolytic solution in the battery after the predetermined period is predicted. Based on the evaluation result of the relationship between the amount of the liquid and the capacity of the battery, the time required for the amount of the electrolytic solution to decrease until the battery cannot hold the minimum necessary capacity is calculated. It is characterized in that it is used as an evaluation result of life.

【0011】図2は、請求項2の発明の原理を示す図で
ある。請求項2の発明は、両極を構成する金属格子によ
り、電解液を含んだペーストを保持するとともに電流を
収集する構成のバッテリーの寿命を評価するバッテリー
の寿命評価方法において、一定電流を供給することによ
ってバッテリーを常に充電状態とし、所定の時間間隔で
バッテリーが所定の容量を保持しているか否かを判定
し、バッテリーが所定の容量を保持している場合は、バ
ッテリーの充電を継続し、バッテリーが所定の容量を保
持していない場合は、バッテリーの充電を終了して、充
電中にバッテリーにおいて水の電気分解および容量の検
査のために消費された電気量を評価し、この評価結果と
バッテリーに供給された充電電気量の総和とに基づい
て、バッテリーの正極を酸化させるために消費された酸
化電気量を求め、酸化電気量とバッテリーが使用状態で
供給されるトリクル充電電流値とに基づいて、バッテリ
ーの正極が酸化反応による劣化のために、所定の容量を
保持不可能となるまで要する時間を求めて、正極劣化
による寿命の評価結果とすることを特徴とする。
FIG. 2 is a diagram showing the principle of the invention of claim 2. According to a second aspect of the present invention, a constant current is supplied in a battery life evaluation method for evaluating the life of a battery configured to hold a paste containing an electrolytic solution and collect a current by means of a metal grid forming both electrodes. The battery is always charged by the, and at a predetermined time interval, it is determined whether the battery has a predetermined capacity.If the battery has a predetermined capacity, the battery is continuously charged and the battery is If the battery does not maintain the specified capacity, the battery is terminated and the amount of electricity consumed for the electrolysis of water and the inspection of the capacity of the battery during charging is evaluated. Based on the total amount of charging electricity supplied to the battery and the amount of oxidizing electricity consumed to oxidize the positive electrode of the battery, the amount of oxidizing electricity is calculated. On the basis of the trickle charge current value which the battery is supplied in use, for the positive pole of the battery is degraded due to the oxidation reaction, seek time required until impossible holding a predetermined capacity, the life by the cathode degradation It is characterized by making it the evaluation result of.

【0012】図3は、請求項3ないし請求項5のバッテ
リーの寿命評価装置の原理ブロック図である。請求項3
の発明は、電解液をケースに封入した構造のバッテリー
101の寿命を評価するバッテリーの寿命評価装置にお
いて、電解液量とバッテリー101の容量との相関関係
を評価する相関評価手段111と、電解液量と容量との
相関関係に基づいて、バッテリー101が必要最低限度
の容量を供給することが不可能となる限界電解液量を求
める限界液量算出手段112と、所定の期間にわたっ
て、バッテリー101の重量変化を計測する重量計測手
段113と、重量計測手段113による計測結果に基づ
いて、所定の期間以降の電解液量の変化を予測する電解
液量予測手段114と、電解液量予測手段114による
予測結果に基づいて、バッテリー101の電解液量が限
界液量となるまでの所要期間を予測する寿命予測手段1
15とを備えたことを特徴とする。
FIG. 3 is a block diagram of the principle of the battery life evaluation device according to claims 3 to 5. Claim 3
Of the present invention, in a battery life evaluation device for evaluating the life of a battery 101 having a structure in which an electrolytic solution is sealed in a case, a correlation evaluation means 111 for evaluating the correlation between the amount of the electrolytic solution and the capacity of the battery 101; Based on the correlation between the amount and the capacity, the limit liquid amount calculation means 112 for obtaining the limit amount of electrolyte solution that makes it impossible for the battery 101 to supply the minimum necessary amount of the capacity, and the battery 101 of the battery 101 over a predetermined period. A weight measuring unit 113 for measuring a weight change, and an electrolytic solution amount predicting unit 114 for predicting a change in the electrolytic solution amount after a predetermined period based on a measurement result by the weight measuring unit 113, and an electrolytic solution amount predicting unit 114. Based on the prediction result, the life predicting means 1 for predicting a period required until the amount of the electrolytic solution in the battery 101 reaches the limit amount
And 15 are provided.

【0013】請求項4の発明は、請求項3に記載のバッ
テリーの寿命評価装置において、相関評価手段111
は、複数のサンプルバッテリー121のケースを開けた
状態で、それぞれのサンプルバッテリー121に異なる
期間だけ充電電流を供給する個別充電手段122と、複
数のサンプルバッテリー121それぞれの容量を計測す
る容量計測手段123と、複数のサンプルバッテリー1
21それぞれの電解液量を計測する液量計測手段124
と、複数のサンプルバッテリー121の容量と電解液量
とに基づいて、相関関係を抽出する相関抽出手段125
とを備えた構成であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the battery life evaluation device according to the third aspect, the correlation evaluation means 111 is used.
Is an individual charging unit 122 that supplies a charging current to each sample battery 121 for a different period with the case of the plurality of sample batteries 121 open, and a capacity measuring unit 123 that measures the capacity of each of the plurality of sample batteries 121. And multiple sample batteries 1
21 Liquid amount measuring means 124 for measuring the amount of each electrolyte
And a correlation extraction unit 125 that extracts a correlation based on the capacities of a plurality of sample batteries 121 and the amount of electrolyte.
It is characterized by having a configuration including.

【0014】請求項5の発明は、請求項3に記載のバッ
テリーの寿命評価装置において、重量計測手段113
は、バッテリー101を低湿度環境に置いて、ケースか
らの水分の透過による重量変化を計測する透過水分計測
手段126と、バッテリー101に所定の充電電流を供
給し、水の電気分解によって発生するガスがケースから
透過したことによる重量の変化を計測する透過ガス計測
手段127とを備えたことを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is the battery life evaluation apparatus according to the third aspect, wherein the weight measuring means 113 is used.
Is a gas generated by electrolyzing water when the battery 101 is placed in a low-humidity environment and a permeated water content measuring unit 126 that measures a weight change due to water permeation from the case and a predetermined charging current is supplied to the battery 101. And a permeated gas measuring means 127 for measuring a change in weight due to permeation from the case.

【0015】図4は、請求項6ないし請求項8のバッテ
リーの寿命評価装置の原理ブロック図である。請求項6
の発明は、両極を構成する金属格子により、電解液を含
んだペーストを保持するとともに電流を収集する構成の
バッテリー102の寿命を評価するバッテリーの寿命評
価装置において、バッテリー102に連続的に所定の充
電電流を供給する連続充電手段131と、バッテリー1
02に残存する電解液量に応じて、水分を補給する水分
補給手段132と、所定の時間間隔でバッテリー102
が所定の容量を維持しているかを検査する容量検査手段
133と、容量判定手段133による検査結果と連続
電手段131が供給した充電電気量と水分補給手段13
2が供給した水分量とに基づいて、バッテリー102の
正極の酸化反応に費やされた酸化電気量を算出する酸化
電気量算出手段134と、バッテリー102に実際の使
用状態で供給される充電電流値とに基づいて、バッテリ
ー102の正極に酸化電気量が供給されるまでに要する
期間を正極の寿命として算出する正極寿命評価手段13
5とを備えたことを特徴とする。
FIG. 4 is a block diagram showing the principle of the battery life evaluation device according to claims 6 to 8. Claim 6
In the battery life evaluation device for evaluating the life of the battery 102 configured to hold the paste containing the electrolytic solution and collect the electric current by the metal grids forming the both electrodes, the invention described in (1) above continuously determines the battery 102 by a predetermined amount. Continuous charging means 131 for supplying charging current, and battery 1
02, the water replenishing means 132 for replenishing water according to the amount of the electrolyte remaining, and the battery 102 at predetermined time intervals.
Capacity inspecting means 133 for inspecting whether the battery maintains a predetermined capacity, the inspection result by the capacity determining means 133, the charged electricity quantity supplied by the continuous charging means 131, and the water supply means 13.
2 and the amount of water supplied, the oxidative electricity amount calculation means 134 for calculating the oxidative electricity amount spent in the oxidation reaction of the positive electrode of the battery 102, and the charging current supplied to the battery 102 in the actual use state. Based on the value and the value, the positive electrode life evaluation unit 13 that calculates the period required until the amount of oxidizing electricity is supplied to the positive electrode of the battery 102 as the life of the positive electrode.
And 5 are provided.

【0016】請求項7の発明は、請求項6に記載のバッ
テリーの寿命評価装置において、バッテリー102は、
両極の金属格子及び電解液を含んだペーストを保持する
ケースの封印を開放した状態であることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項6に記載のバッテリーの寿命
評価装置において、バッテリー102のケースから水分
が透過する現象を抑制する程度の高い湿度の環境に設定
する環境設定手段136を備えたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the battery life evaluation device according to the sixth aspect, the battery 102 is
It is characterized in that the case holding the paste containing the metal grids of both electrodes and the electrolytic solution is opened.
According to an eighth aspect of the present invention, in the battery life evaluation apparatus according to the sixth aspect, an environment setting unit 136 for setting an environment of high humidity to a degree that suppresses the phenomenon of water permeating from the case of the battery 102 is provided. Is characterized by.

【0017】[0017]

【作用】請求項1の発明は、電解液の量とバッテリーの
容量との相関関係と、バッテリーの容量低下の直接要因
であるバッテリーの電解液量の時間による減少とをそれ
ぞれ評価し、必要最少限度の容量を維持可能な限界量に
まで電解液量が減少するための所要時間を求めることに
より、電解液の減少による寿命を予測することができ
る。
According to the invention of claim 1, the correlation between the amount of the electrolyte and the capacity of the battery and the decrease with time of the amount of the electrolyte of the battery, which is a direct factor of the decrease in the capacity of the battery, are evaluated, and the minimum required amount is evaluated. By obtaining the time required for the amount of the electrolytic solution to decrease to the limit amount that can maintain the limit capacity, the life due to the decrease of the electrolytic solution can be predicted.

【0018】請求項2の発明は、バッテリーが所定の容
量を維持できなくなるまでに、正極の金属格子の酸化に
費やされた酸化電気量を求めることができるから、この
酸化電気量とトリクル充電電流に基づいて、正極の寿命
そのものを評価することができる。請求項3の発明は、
相関評価手段111と限界液量算出手段112とで得ら
れた限界液量と、重量計測手段113と電解液量予測手
段114で得られた電解液の時間変化に基づいて、寿命
予測手段115が動作することにより、電解液の減少に
よるバッテリー101の寿命として、限界液量まで電解
液が減少するまでの所要時間を求めることができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain the oxidative electricity amount spent to oxidize the metal grid of the positive electrode before the battery cannot maintain the predetermined capacity. The life of the positive electrode itself can be evaluated based on the current. The invention of claim 3 is
Based on the limit liquid amount obtained by the correlation evaluation unit 111 and the limit liquid amount calculation unit 112, and the time change of the electrolytic solution obtained by the weight measuring unit 113 and the electrolytic solution amount predicting unit 114, the life predicting unit 115 By operating, as the life of the battery 101 due to the decrease of the electrolytic solution, the time required for the electrolytic solution to decrease to the limit liquid amount can be obtained.

【0019】請求項4の発明は、個別充電手段122の
動作により、複数のサンプルバッテリー121の電解液
は、それぞれ異なる量だけ減少するから、容量計測手段
123と液量計測手段124とが各サンプルバッテリー
121の容量および電解液量を測定することにより、相
関抽出手段125により、電解液量と容量との関係を定
量的に評価することができる。特に、サンプルバッテリ
ー121のケースを開けた状態とし、また、個別充電手
段122が各サンプルバッテリー121に通常のトリク
ル充電の際の電流値より大きい充電電流を供給すること
により、電解液量の減少を大幅に加速し、短い期間での
評価を可能とすることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the electrolytic solution of the plurality of sample batteries 121 is reduced by different amounts by the operation of the individual charging means 122. Therefore, the capacity measuring means 123 and the liquid amount measuring means 124 are provided for each sample. By measuring the capacity of the battery 121 and the amount of the electrolytic solution, the correlation extracting unit 125 can quantitatively evaluate the relationship between the amount of the electrolytic solution and the capacity. In particular, the amount of electrolytic solution is reduced by keeping the case of the sample battery 121 open and supplying the charging current larger than the current value at the time of normal trickle charging to each sample battery 121 by the individual charging means 122. It is possible to accelerate significantly and enable evaluation in a short period.

【0020】請求項5の発明は、水分透過量計測手段1
26とガス透過量計測手段127とにより、電解液の減
少を更に細かい要因別に計測し、電解液量の時間変化の
予測処理に供することができる。特に、水分透過量計測
手段126が、バッテリー101を低湿度環境に置いて
計測することにより、より厳しい基準でケースからの水
分の透過を検証することができる。
According to the invention of claim 5, the water permeation amount measuring means 1
26 and the gas permeation amount measuring means 127, it is possible to measure the decrease of the electrolytic solution for each of the more detailed factors and use it for the prediction process of the time change of the electrolytic solution amount. In particular, the moisture permeation amount measuring means 126 can verify the permeation of moisture from the case by a stricter standard by placing the battery 101 in a low humidity environment for measurement.

【0021】請求項6の発明は、容量検査手段133に
よる検査結果に応じて、酸化電気量算出手段134が、
連続充電手段131と水分補給手段132とがそれぞれ
バッテリー102に与えた電気量および水分量に基づい
て、バッテリー102の正極の酸化反応に費やされた酸
化電気量を直接に評価することができる。したがって、
この酸化電気量に基づいて、正極寿命評価手段135が
動作することにより、バッテリー102の正極の寿命そ
のものを評価することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, according to the inspection result by the capacity inspection unit 133, the oxidizing electricity amount calculation unit 134
Based on the amount of electricity and the amount of moisture provided to the battery 102 by the continuous charging unit 131 and the water replenishing unit 132, respectively, the amount of oxidizing electricity spent in the oxidation reaction of the positive electrode of the battery 102 can be directly evaluated. Therefore,
The positive electrode life evaluation means 135 operates based on the amount of oxidized electricity to evaluate the life of the positive electrode of the battery 102 itself.

【0022】請求項7の発明は、バッテリー102のケ
ースを開放して電気分解によって発生したガスの脱出を
促すことにより、正極の酸化反応を大幅に加速すること
ができるから、評価期間の短縮を図ることができる。
According to the invention of claim 7, the oxidation reaction of the positive electrode can be greatly accelerated by opening the case of the battery 102 and accelerating the escape of the gas generated by the electrolysis. Therefore, the evaluation period can be shortened. Can be planned.

【0023】請求項8の発明は、環境設定手段136に
より、バッテリー102のケースからの水分の透過を防
ぐことができるから、電解液の減少要因を水の電気分解
のみに限定することができ、酸化電気量の算出精度を向
上することができる。
In the eighth aspect of the present invention, since the environment setting means 136 can prevent the permeation of water from the case of the battery 102, the factor of decreasing the electrolytic solution can be limited to only the electrolysis of water. It is possible to improve the calculation accuracy of the amount of electricity to be oxidized.

【0024】[0024]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0025】図5に、請求項3ないし請求項5のバッテ
リー寿命評価装置の実施例構成図を示す。図5におい
て、バッテリー寿命評価装置は、電解液量測定部211
と外挿処理部212とによって、バッテリー101に相
当する試験対象のバッテリー(以下、被験バッテリーと
称する)の電解液量の時間的な変化を評価し、また、容
量測定部213と相関抽出部214とによって、電解液
量とバッテリー容量との相関関係を評価して、これらの
評価結果に基づいて、寿命予測部215が被験バッテリ
ーの平均寿命を予測する構成となっている。
FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the battery life evaluation apparatus according to claims 3 to 5. In FIG. 5, the battery life evaluation device is provided with an electrolyte solution measuring unit 211.
The extrapolation processing unit 212 evaluates a temporal change in the amount of electrolyte of a battery to be tested (hereinafter, referred to as a test battery) corresponding to the battery 101, and also measures the capacity measurement unit 213 and the correlation extraction unit 214. With the configuration, the correlation between the amount of electrolyte and the battery capacity is evaluated, and the life prediction unit 215 predicts the average life of the test battery based on the evaluation results.

【0026】上述した電解液量測定部211は、請求項
3で述べた重量計測手段113に相当するものであり、
また、外挿処理部212は、電解液量予測手段114に
相当するものである。電解液量測定部211において、
重量測定部221aは、請求項5で述べた透過水分計測
手段126に相当するものであり、低湿度環境室222
に配置された被験バッテリーのサンプル(以下、サンプ
ルバッテリー223aと称する)の重量を一定時間毎に
計測し、外挿処理部212に送出する構成となってい
る。
The above-mentioned electrolytic solution amount measuring unit 211 corresponds to the weight measuring means 113 described in claim 3,
The extrapolation processing unit 212 corresponds to the electrolytic solution amount predicting unit 114. In the electrolyte solution measuring unit 211,
The weight measuring unit 221a corresponds to the permeated water measuring unit 126 described in claim 5, and is a low humidity environment chamber 222.
The weight of a sample of the test battery (hereinafter, referred to as a sample battery 223a) placed in is measured at regular time intervals and sent to the extrapolation processing unit 212.

【0027】また、充電回路224によって、サンプル
バッテリー223bに所定の充電電流を供給しながら、
重量測定部221bが、サンプルバッテリー223bの
重量を所定の時間毎に計測することにより、請求項5で
述べた透過ガス計測手段127の機能を実現し、この計
測結果を外挿処理部212に送出する構成となってい
る。
While the charging circuit 224 supplies a predetermined charging current to the sample battery 223b,
The weight measuring unit 221b realizes the function of the permeated gas measuring unit 127 described in claim 5 by measuring the weight of the sample battery 223b at every predetermined time, and sends the measurement result to the extrapolation processing unit 212. It is configured to do.

【0028】また、外挿処理部212において、測定値
蓄積部225は、重量測定部221a,221bによる
測定結果を順次に蓄積していき、収集した測定結果を変
化率算出部226に送出する構成となっている。この変
化率算出部226は、図6に示すように、サンプルバッ
テリー223a,223bそれぞれの電解液の重量減少
量の時間変化をプロットし、それぞれの重量減少量が一
定の変化率で変化している範囲(図6において、符号a
を付して示す)を検出して、その範囲における変化率を
求める構成となっている。このとき、変化率算出部22
6は、例えば、各測定時刻における水分の透過による減
少量とガスの透過による減少量とを合計し、この合計の
減少量について上述した変化率を求め、電解液量予測部
227に送出すればよい。
Further, in the extrapolation processing section 212, the measurement value storage section 225 sequentially stores the measurement results by the weight measurement sections 221a and 221b, and sends the collected measurement results to the change rate calculation section 226. Has become. As shown in FIG. 6, the change rate calculation unit 226 plots a time change of the weight reduction amount of each of the electrolyte solutions of the sample batteries 223a and 223b, and each weight reduction amount changes at a constant change rate. Range (reference numeral a in FIG. 6)
Is shown), and the rate of change in that range is obtained. At this time, the change rate calculation unit 22
6, for example, if the reduction amount due to the permeation of water and the reduction amount due to the permeation of gas at each measurement time are summed, the above-mentioned change rate for the total reduction amount is calculated and sent to the electrolytic solution amount prediction unit 227. Good.

【0029】また、電解液量予測部227は、この変化
率に基づいて、図6に示した測定範囲についての測定結
果を外挿し、所定の期間にわたって電解液量の変化を予
測して、寿命予測部215に送出する構成となってい
る。このとき、電解液量予測部227は、少なくとも被
験バッテリーの寿命の設計値として与えられた期間程度
の期間について、所定のサンプル間隔で電解液量の変化
を予測する必要がある。例えば、被験バッテリーの寿命
の設計値が3年であった場合は、5年程度の期間につい
て、1ヶ月間隔で電解液量の予測値を算出し、この結果
を寿命予測部215に送出すればよい。
Further, the electrolytic solution amount predicting section 227 extrapolates the measurement result for the measuring range shown in FIG. 6 based on this change rate, predicts the change in the electrolytic solution amount over a predetermined period, and determines the life. It is configured to be sent to the prediction unit 215. At this time, the electrolytic solution amount predicting unit 227 needs to predict the change in the electrolytic solution amount at predetermined sample intervals for at least the period given as the design value of the life of the test battery. For example, when the designed value of the life of the test battery is 3 years, the predicted value of the amount of electrolyte solution is calculated at 1-month intervals for a period of about 5 years, and the result is sent to the life prediction unit 215. Good.

【0030】ここで、上述したように、請求項5の発明
を適用し、バッテリーケースからの水分の透過とガスの
透過とを独立に測定したことにより、寿命を決定する要
因の切り分けを容易とし、測定結果を寿命の予測だけで
なく、設計作業にも援用することが可能となる。また、
図5に示した容量測定部213は、従来と同様に、定電
流回路2311〜231n によって、サンプルバッテリ
ー2321〜232nからの放電電流を一定値に保ちなが
ら、電圧測定部2331〜233nにより、サンプルバッ
テリー2321〜232nそれぞれの端子間電圧を所定の
時間毎に測定し、容量算出部234に送出する構成とな
っている。また、この容量算出部234は、各電圧測定
部2331〜233nによる測定結果に基づいて、端子間
電圧が所定の閾値を下回るまでの経過時間と放電電流と
を乗じて、それぞれのサンプルバッテリー2321〜2
32nの容量を求めて、相関抽出部214に送出すれば
よい。
Here, as described above, the invention of claim 5 is applied, and the permeation of water and the permeation of gas from the battery case are independently measured, thereby facilitating the isolation of the factors that determine the life. The measurement result can be applied not only to the prediction of the life but also to the design work. Also,
The capacity measuring unit 213 shown in FIG. 5 maintains the discharge current from the sample batteries 232 1 to 232 n at a constant value by the constant current circuits 231 1 to 231 n , as in the conventional case, while the voltage measuring unit 233 1 to The terminal voltage of each of the sample batteries 232 1 to 232 n is measured by the 233 n at a predetermined time interval and is sent to the capacity calculating section 234. In addition, the capacity calculator 234 multiplies the elapsed time until the inter-terminal voltage falls below a predetermined threshold value and the discharge current based on the measurement results by the voltage measuring units 233 1 to 233 n , and calculates the respective sample batteries. 232 1-2
The capacity of 32 n may be obtained and sent to the correlation extraction unit 214.

【0031】また、図5において、充電回路2351
235nは、充電制御部236からの指示に応じて、上
述したサンプルバッテリー2321〜232nにそれぞれ
所定の時間だけ充電電流を供給する構成となっており、
請求項4で述べた個別充電手段122の機能を果たし、
サンプルバッテリー2321〜232nの電解液量をそれ
ぞれ異なる量にまで減少させた状態で、上述した容量測
定処理に供する構成となっている。
Further, in FIG. 5, charging circuits 235 1 ...
235 n is configured to supply a charging current to each of the above-described sample batteries 232 1 to 232 n for a predetermined time in response to an instruction from the charging control unit 236,
Fulfills the function of the individual charging means 122 described in claim 4,
The sample batteries 232 1 to 232 n are configured to be subjected to the above-described capacity measurement process in a state where the amounts of the electrolytic solutions are reduced to different amounts.

【0032】ここで、それぞれの電解液量は、被験バッ
テリーの使用状態における様々な経過時間に対応してい
る。したがって、これらのサンプルバッテリー2321
〜232n についての容量の測定値とそれぞれの電解液
の量との入力に応じて、相関抽出部214が相関関係の
抽出処理を行うことにより、請求項3で述べた相関評価
手段111の機能を実現し、時間経過に対する電解液量
の変化とバッテリーの容量変化との相関関係を評価する
ことができる。
Here, the amount of each electrolyte solution corresponds to various elapsed times in the usage state of the test battery. Therefore, these sample batteries 232 1
The function of the correlation evaluation means 111 described in claim 3 is that the correlation extraction unit 214 performs the correlation extraction processing according to the input of the measured values of the capacities and the amounts of the respective electrolytic solutions for ˜232 n. It is possible to evaluate the correlation between the change in the amount of electrolytic solution and the change in battery capacity over time.

【0033】例えば、相関抽出部214は、図7に示す
ように、各サンプルバッテリー2321〜232nの容量
をその電解液の重量減少量に対応してグラフにプロット
し、これらのサンプル点を通る近似曲線を求めて、相関
関係を示す情報として寿命予測部215の処理に供すれ
ばよい。図5に示した寿命予測部215において、限界
液量算出手段112に相当する限界液量算出部241
は、最低限必要な容量(以下、規格容量値と称する)の
入力に応じて、上述した電解液量と容量との間の相関関
係に基づいて該当する電解液の減少量を求め(図7参
照)、限界重量減少量として寿命算出部242に送出す
る構成となっている。これに応じて、寿命算出部242
は、上述した電解液量の変化の予測結果に基づいて、被
験バッテリーの電解液量が限界重量減少量だけ減少する
までの所要時間を求め、これを電解液量の減少に基づく
寿命の予測値Ldとして出力すればよい。
[0033] For example, the correlation extracting unit 214, as shown in FIG. 7, the volume of each sample battery 232 1 ~232 n corresponds to the weight decrease amount of the electrolytic solution is plotted on a graph, these sample points It suffices to obtain an approximate curve that passes through and use it for the processing of the life prediction unit 215 as information indicating the correlation. In the life prediction unit 215 shown in FIG. 5, the limit liquid amount calculation unit 241 corresponding to the limit liquid amount calculation unit 112.
Is the amount of decrease in the corresponding electrolyte solution based on the above-described correlation between the electrolyte solution amount and the capacity in accordance with the input of the minimum required capacity (hereinafter referred to as the standard capacity value) (see FIG. 7). ), The limit weight reduction amount is sent to the life calculation unit 242. Accordingly, the life calculation unit 242
Is the time required to decrease the amount of electrolyte solution in the test battery by the limit weight reduction amount based on the above-mentioned prediction result of changes in the amount of electrolyte solution. You can output it as Ld.

【0034】上述したように、外挿処理部212および
相関抽出部214による処理結果に応じて、限界液量算
出部241および寿命算出部242が動作することによ
り、請求項3で述べた寿命予測手段115の機能を実現
し、電解液の減少を要因とする被験バッテリーの寿命を
予測することができる。このようにして得られた寿命の
予測値Ldとバッテリーの規定寿命Lsとを比較することに
より、被験バッテリーの電解液を保持するケースやシー
ルが、バッテリーの規定寿命Lsを満足するために必要な
性能を満たしているか否かを直接的に評価することがで
きる。
As described above, according to the processing results by the extrapolation processing unit 212 and the correlation extraction unit 214, the limit liquid amount calculation unit 241 and the life calculation unit 242 operate, and the life prediction described in claim 3 is performed. The function of the means 115 can be realized to predict the life of the battery under test due to the reduction of the electrolyte. By comparing the predicted value Ld of the life obtained in this way with the specified life Ls of the battery, a case or a seal for holding the electrolyte of the test battery is necessary to satisfy the specified life Ls of the battery. It is possible to directly evaluate whether or not the performance is satisfied.

【0035】また、電解液の減少は、バッテリーのケー
スの材質や構造およびケースの封印方法などによってい
るから、電解液の減少に注目して寿命を評価することに
より、ケースそのものに直接に結び付く情報として寿命
評価結果を提供し、設計作業や製造作業を支援すること
が可能となる。また、上述した容量測定部213におい
て、請求項4で述べた評価環境を適用し、各サンプルバ
ッテリー2321〜232nのケースを開けた状態で水分
の蒸発を促すとともに、各サンプルバッテリー2321
〜232nを連続的に充電して水の電解による電解液の
減少を促すことにより、電解液の減少を大幅に加速する
ことができる。
Since the decrease of the electrolytic solution depends on the material and structure of the battery case, the method of sealing the case, and the like, the information directly linked to the case itself can be obtained by paying attention to the decrease of the electrolytic solution and evaluating the life. As a result, it is possible to provide the life evaluation result and support the design work and the manufacturing work. Further, in the above-mentioned capacity measuring unit 213, the evaluation environment described in claim 4 is applied to promote evaporation of water in a state in which the case of each of the sample batteries 232 1 to 232 n is opened, and each of the sample batteries 232 1
By continuously charging ~ 232 n to promote the decrease of the electrolytic solution due to the electrolysis of water, the decrease of the electrolytic solution can be greatly accelerated.

【0036】このように、直接の要因の1つである電解
液の減少を加速することにより、バッテリーの容量の低
下を大幅に加速することができ、各サンプルバッテリー
2321〜232nにそれぞれ相当の期間に対応する容量
低下を迅速に設定することが可能となる。例えば、上述
した条件では1〜2ヶ月程度の期間で通常の使用環境に
おける3年分に匹敵する電解液の減少が起こるので、被
験バッテリーの寿命評価に要する時間を大幅に短縮する
ことができる。
As described above, by accelerating the decrease of the electrolytic solution which is one of the direct factors, it is possible to greatly accelerate the decrease of the battery capacity, which corresponds to the respective sample batteries 232 1 to 232 n. It is possible to quickly set the capacity decrease corresponding to the period. For example, under the above-mentioned conditions, the amount of electrolyte solution that is equivalent to 3 years in a normal use environment occurs in a period of about 1 to 2 months, so that the time required to evaluate the life of the test battery can be significantly shortened.

【0037】次に、請求項6ないし請求項8のバッテリ
ー寿命評価装置について説明する。図8に、請求項6お
よび請求項7のバッテリー寿命評価装置の実施例構成図
を示す。図8に示したバッテリー寿命評価装置におい
て、充電回路251は、連続充電手段131に相当する
ものであり、バッテリー102に相当する被験バッテリ
ー252に所定の充電電流Icを供給する構成となってい
る。
Next, a battery life evaluation device according to claims 6 to 8 will be described. FIG. 8 shows a configuration diagram of an embodiment of the battery life evaluation apparatus of claims 6 and 7. In the battery life evaluation apparatus shown in FIG. 8, the charging circuit 251 corresponds to the continuous charging means 131, and is configured to supply a predetermined charging current Ic to the test battery 252 corresponding to the battery 102.

【0038】ここで、請求項7の発明を適用し、被験バ
ッテリー252のケースを開けた状態とすれば、充電の
際に発生したガスは、水に還元されることなく脱出する
から、水の電気分解に伴う正極の劣化を大幅に加速する
ことができる。また、充電回路251は、充電電流Icと
して、供給できる最大の電流を供給する構成となってお
り、これにより、電解液の電気分解を可能な限り促すこ
とができる。なお、この充電電流Icの値としては、予
め、実験などにより、電解液がケースから飛び出したり
ケースそのものが変形したりしない範囲の最大の電流値
を求めておき、この電流値を用いればよい。
Here, if the invention of claim 7 is applied and the case of the test battery 252 is opened, the gas generated during charging escapes without being reduced to water. The deterioration of the positive electrode due to electrolysis can be greatly accelerated. In addition, the charging circuit 251 is configured to supply the maximum current that can be supplied as the charging current Ic, which can promote the electrolysis of the electrolytic solution as much as possible. As the value of the charging current Ic, a maximum current value in a range in which the electrolytic solution does not jump out of the case or the case itself is deformed may be obtained in advance by an experiment or the like, and this current value may be used.

【0039】また、水分補給手段132に相当する補水
作業部253は、定期的に被験バッテリー252の重量
を計測する重量計測部261と、この計測結果に応じて
被験バッテリー252に純水を補給する水分補給部26
2とを備えて構成されている。また、この水分補給部2
62によって補給された純水の量Wrは、補給量保持部2
63に保持され、後述する電気量算出部254の処理に
供する構成となっている。 また、図8において、容量
チェック部255は請求項6で述べた容量検査手段13
3に相当するものであり、被験バッテリ252を定期的
に一定時間だけ放電させる放電回路264と、放電中の
被験バッテリー252の端子間電圧を測定する電圧測定
部265と、この電圧測定結果に応じて、容量の有無を
判定する容量判定部266とを備えた構成となってい
る。
The water replenishing working section 253 corresponding to the water replenishing means 132 regularly replenishes the test battery 252 with pure water, and the weight measuring section 261 for periodically measuring the weight of the test battery 252. Hydration unit 26
2 and. Also, this hydration unit 2
The amount Wr of pure water replenished by 62 is the replenishment amount holding unit 2
It is stored in 63 and is configured to be used for the processing of the electric quantity calculation unit 254 described later. Further, in FIG. 8, the capacity check unit 255 is the capacity checking means 13 described in claim 6.
3 corresponds to the discharge circuit 264 that periodically discharges the test battery 252 for a certain period of time, a voltage measurement unit 265 that measures the terminal voltage of the test battery 252 that is being discharged, and a voltage measurement result that corresponds to the voltage measurement result. And a capacity determination unit 266 for determining the presence or absence of capacity.

【0040】この容量判定部266による判定結果は、
上述した充電回路251および補水作業部253に送出
されており、これらの各部は、被験バッテリー252の
容量がなくなった旨の判定結果の入力に応じて、それぞ
れ充電動作及び補水動作を終了する構成となっている。
図8において、電気量算出部254は、酸化電気量算出
手段134に相当するものであり、充電電気量算出部2
71は、充電電流Isと充電時間Tsとに基づいて、被験バ
ッテリー252に充電された総充電電気量Qtを求めて、
減算処理部272に送出する構成となっている。
The determination result by the capacity determining unit 266 is
The charging circuit 251 and the rehydration water working unit 253 described above are sent out, and each of these units ends the charging operation and the rehydration operation in response to the input of the determination result indicating that the capacity of the test battery 252 is exhausted. Has become.
In FIG. 8, the electricity quantity calculation unit 254 corresponds to the oxidation electricity quantity calculation means 134, and the charge electricity quantity calculation unit 2
71 obtains the total amount of charge Qt charged in the test battery 252 based on the charging current Is and the charging time Ts,
It is configured to be sent to the subtraction processing unit 272.

【0041】また、電解電気量算出部273は、上述し
た水分補給量Wrに基づいて、水の電気分解のために消費
された電解電気量Qdを算出する構成となっている。この
電解電気量算出部273は、上述した補給量保持部26
3から、補給した水分の重量をグラム単位で表わした値
を水分補給量Wrとして受け取り、1グラムの水を電気分
解するために必要な電気量Edを乗じることにより、電解
電気量Qdを求めて、減算処理部272に送出すればよ
い。
Further, the electrolysis amount calculation unit 273 is configured to calculate the electrolysis amount Qd consumed for electrolysis of water based on the above-mentioned water supply amount Wr. The electrolytic electricity amount calculation unit 273 is the same as the replenishment amount holding unit 26 described above.
From 3, the value of the replenished water content in grams is received as the water replenishment amount Wr, and the electrolytic electricity amount Qd is obtained by multiplying the electricity amount Ed required for electrolyzing 1 gram of water. , To the subtraction processing unit 272.

【0042】また、図8において、放電電気量算出部2
74は、容量チェックが行われた回数nと放電電流Icと
放電時間Tcとを容量チェック部255から受け取り、こ
れらの値に基づいて、容量チェックのために消費された
チェック電気量Qcを算出し、減算処理部272に送出す
る構成となっている。
Further, in FIG. 8, the discharge electricity quantity calculation unit 2
74 receives the number of times n the capacity check is performed, the discharge current Ic, and the discharge time Tc from the capacity check unit 255 , and calculates the check electricity amount Qc consumed for the capacity check based on these values. , To the subtraction processing unit 272.

【0043】このようにして得られた酸化電気量Qpは、
正極の劣化が必要最少限度の容量を供給できなくなるほ
どに進行するまでに、被験バッテリー252に充電され
る電気量である。したがって、正極寿命評価手段135
に相当する寿命予測部256は、トリクル充電の際に供
給される充電電流によって、上述した劣化電気量Qpが供
給されるまでの所要期間を求め、この期間を正極劣化に
基づいた正極寿命Lpとして出力すればよい。
The amount of electricity for oxidation Qp thus obtained is
It is the amount of electricity charged in the test battery 252 before the deterioration of the positive electrode progresses to such an extent that the required minimum capacity cannot be supplied. Therefore, the positive electrode life evaluation means 135
The life prediction unit 256 corresponding to calculates the required time until the above-mentioned deteriorated electricity amount Qp is supplied by the charging current supplied at the time of trickle charging, and sets this period as the positive electrode life Lp based on the deterioration of the positive electrode. You can output it.

【0044】この場合は、上述したようにして求めた正
極寿命Lpとバッテリーの規定寿命Lsとを比較することに
より、被験バッテリー252の正極そのものが、バッテ
リーの規定寿命Lsを満足するために必要な性能を満たし
ているか否かを直接的に評価することができる。したが
って、この評価結果を正極に材質の決定やその構造の設
計に提供し、設計作業を支援することができ、設計作業
の効率の向上を図ることが可能である。また、上述した
ように、請求項7で述べた環境において、被験バッテリ
ー252を連続充電することにより、被験バッテリー2
52の正極劣化を最大限に加速し、例えば、1ヶ月程度
の短い期間で通常の状態の3年分に相当する正極の劣化
を引き起こすことができる。これにより、バッテリーの
評価期間を大幅に短縮することができる。
In this case, by comparing the positive electrode life Lp obtained as described above with the specified life Ls of the battery, the positive electrode itself of the test battery 252 is required to satisfy the specified life Ls of the battery. It is possible to directly evaluate whether or not the performance is satisfied. Therefore, this evaluation result can be provided to the determination of the material of the positive electrode and the design of its structure to support the design work, and the efficiency of the design work can be improved. Further, as described above, in the environment described in claim 7, by continuously charging the test battery 252, the test battery 2
It is possible to accelerate the deterioration of the positive electrode of No. 52 to the maximum, and to cause the deterioration of the positive electrode corresponding to three years in a normal state in a short period of about one month, for example. As a result, the battery evaluation period can be significantly shortened.

【0045】したがって、上述した電解液の減少に着目
した寿命評価とあわせて、十分な寿命評価に基づいて、
バッテリーの採用を決定して、情報処理システムに組み
込むことが可能となる。これにより、情報処理システム
に備えられたバッテリーを確実に有効期間内に交換する
ことが可能となるから、情報処理システムの信頼性の向
上に寄与することができる。
Therefore, in addition to the above-mentioned life evaluation focusing on the decrease of the electrolytic solution, based on sufficient life evaluation,
It is possible to decide to adopt a battery and install it in an information processing system. This makes it possible to reliably replace the battery included in the information processing system within the valid period, which can contribute to the improvement of the reliability of the information processing system.

【0046】また、更に、図9に示すように、請求項8
の発明を適用して、被験バッテリー252および補水作
業部253を高湿度環境室257に配置すれば、被験バ
ッテリー252のケースから透過する水分を抑制して、
電解液の減少要因を正極における電気分解のみに限定す
ることができる。このようにして、ケースからの水分の
透過を排除することにより、電解電気量算出部273に
より、純粋に正極における電気分解のために消費された
電気量を正確に求めることができ、劣化電気量Qpの算出
精度を向上することができる。
Further, as shown in FIG.
If the test battery 252 and the rehydration working unit 253 are arranged in the high-humidity environment chamber 257 by applying the invention of No. 1, the moisture permeating from the case of the test battery 252 is suppressed,
The factor of reduction of the electrolytic solution can be limited to only electrolysis at the positive electrode. In this way, by eliminating the permeation of water from the case, the electrolytic electricity quantity calculating unit 273 can accurately determine the electricity quantity consumed purely for the electrolysis in the positive electrode, and the deteriorated electricity quantity. It is possible to improve the calculation accuracy of Qp.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように請求項1および請求
項3並びに請求項2および請求項6の発明は、バッテリ
ーの容量低下を惹き起こす直接の要因である電解液の減
少と正極の劣化とにそれぞれ着目し、これらの要因の進
行を直接に評価することにより、個々の要因によるバッ
テリーの寿命を独立に評価することができる。これによ
り、バッテリーの設計作業や製造作業に、それぞれの要
因ごとの評価結果を提供して支援することが可能とな
り、新製品の開発作業の効率を向上することができる。
また、請求項3および請求項6の発明に請求項4およ
び請求項7をそれぞれ適用することにより、個々の要因
の性質に応じて効果的な加速を加えることができるか
ら、バッテリーの寿命評価に要する期間を大幅に短縮
し、新製品の採用に際して、十分な寿命評価を行うこと
が可能となり、バッテリーが搭載される情報処理システ
ムの信頼性の向上に寄与することができる。
As described above, the inventions of claim 1, claim 3, and claim 2 and claim 6 reduce the electrolyte and deteriorate the positive electrode, which are the direct factors that cause the capacity reduction of the battery. By directly focusing on each of these factors and directly evaluating the progress of these factors, the battery life due to each factor can be evaluated independently. As a result, it becomes possible to support the battery design work and manufacturing work by providing evaluation results for each factor, and improve the efficiency of new product development work.
Further, by applying claim 4 and claim 7 to the inventions of claim 3 and claim 6, respectively, effective acceleration can be applied according to the nature of each factor, so that it is possible to evaluate the life of the battery. The required period can be significantly shortened, and it becomes possible to perform a sufficient life evaluation when a new product is adopted, which can contribute to the improvement of the reliability of an information processing system equipped with a battery.

【0048】更に、請求項3の発明に請求項5の発明を
適用することにより、通常の使用環境よりも厳しい環境
における寿命を予測し、安全性を向上することができ
る。また、請求項6の発明に請求項8の発明を適用する
ことにより、電解液の減少要因から水分の透過を排除し
て、バッテリーの充電の際に水の電気分解に消費された
電気量を正確に求めて、劣化電気量の算出に供すること
ができる。
Furthermore, by applying the invention of claim 5 to the invention of claim 3, it is possible to predict the service life in an environment severer than the normal use environment and improve the safety. In addition, by applying the invention of claim 8 to the invention of claim 6, the permeation of water is excluded from the factor of decreasing the electrolytic solution, and the amount of electricity consumed for electrolysis of water during charging of the battery is reduced. It can be accurately obtained and used for calculation of the amount of deteriorated electricity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1の発明の原理を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the invention of claim 1;

【図2】請求項2の発明の原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the principle of the invention of claim 2;

【図3】請求項3ないし請求項5のバッテリーの寿命評
価装置の原理ブロック図である。
FIG. 3 is a principle block diagram of the battery life evaluation device according to any one of claims 3 to 5.

【図4】請求項6ないし請求項8のバッテリーの寿命評
価装置の原理ブロック図である。
FIG. 4 is a principle block diagram of a battery life evaluation device according to claims 6 to 8;

【図5】請求項3ないし請求項5のバッテリーの寿命評
価装置の実施例構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of a battery life evaluation device according to claims 3 to 5;

【図6】電解液量の時間変化を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a change over time in the amount of electrolytic solution.

【図7】電解液量と容量との対応関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a correspondence relationship between an electrolytic solution amount and a capacity.

【図8】請求項6および請求項7のバッテリーの寿命評
価装置の実施例構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of an embodiment of a battery life evaluation device according to claims 6 and 7;

【図9】請求項8の発明を適用したバッテリーの寿命評
価装置の実施例構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of an embodiment of a battery life evaluation device to which the invention of claim 8 is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、102 バッテリー 111 相関評価手段 112 限界液量算出手段 113 重量計測手段 114 電解液量予測手段 115 寿命予測手段 121、222、233 サンプルバッテリー 122 第1の充電手段 123 容量計測手段 124 液量計測手段 125 相関抽出手段 126 透過水分計測手段 127 透過ガス計測手段 131 第2の充電手段 132 水分補給手段 133 容量検査手段 134 酸化電気量算出手段 135 正極寿命評価手段 136 環境設定手段 211 電解液量測定部 212 外挿処理部 213 容量測定部 214 相関抽出部 215、256 寿命予測部 221、261 重量測定部 222 低湿度環境室 224、235、251 充電回路 225 測定値蓄積部 226 変化率算出部 227 電解液量予測部 231 定電流回路 232、265 電圧測定部 234 容量算出部 236 充電制御回路 241 限界液量算出部 242 寿命算出部 252 被験バッテリー 253 補水作業部 254 電気量算出部 255 容量チェック部 257 高湿度環境室 262 水分補給部 263 補給量保持部 264 放電回路 266 容量判定部 271 充電電気量算出部 272 減算処理部 273 電解電気量算出部 274 放電電気量算出部 101, 102 battery 111 Correlation evaluation means 112 Limiting Liquid Volume Calculation Means 113 Weight measuring means 114 Electrolyte Solution Prediction Means 115 Life Prediction Means 121, 222, 233 sample batteries 122 First Charging Means 123 Capacity measuring means 124 Liquid amount measuring means 125 Correlation extraction means 126 Permeation moisture measuring means 127 Permeation gas measuring means 131 Second charging means 132 Hydration means 133 Capacity inspection means 134 Oxidation electricity amount calculation means 135 Positive electrode life evaluation means 136 environment setting means 211 Electrolyte quantity measurement unit 212 Extrapolation Processing Unit 213 Capacity measuring unit 214 Correlation extractor 215, 256 Life prediction unit 221, 261 Weight measuring unit 222 Low humidity environment room 224, 235, 251 Charging circuit 225 Measured value storage 226 Change rate calculator 227 Electrolyte quantity prediction unit 231 constant current circuit 232, 265 Voltage measurement unit 234 Capacity calculator 236 Charge control circuit 241 Critical Liquid Volume Calculator 242 Life calculation section 252 Test battery 253 Water replenishment work section 254 Electricity calculation section 255 capacity check section 257 high humidity environment room 262 Hydration Unit 263 Replenishment amount holding unit 264 discharge circuit 266 Capacity determination unit 271 Charged electricity amount calculation unit 272 Subtraction processing unit 273 Electrolytic electricity amount calculation unit 274 Discharged electricity quantity calculator

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/42 - 10/48 G01R 31/36 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 10/42-10/48 G01R 31/36

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電解液をケースに封入した構成のバッテ
リーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価方法におい
て、 電解液の量とバッテリーが供給可能な電気量、すなわち
バッテリーの容量との関係を予め評価しておき、 所定の期間にわたって前記バッテリーの重量変化を測定
し、 前記測定結果に基づいて、前記所定の期間以降の前記バ
ッテリーの電解液の残存量の変化を予測し、 この予測結果と前記電解液の量とバッテリーの容量との
関係の評価結果とに基づいて、前記バッテリーが必要最
少限度の容量を保持不可能となるまで電解液量が減少す
るために要する時間を求めて、電解液減少による寿命の
評価結果とすることを特徴とするバッテリーの寿命評価
方法。
1. A battery life evaluation method for evaluating the life of a battery in which an electrolyte is enclosed in a case, wherein the relationship between the amount of electrolyte and the amount of electricity the battery can supply, that is, the capacity of the battery is evaluated in advance. In advance, the weight change of the battery is measured over a predetermined period, and based on the measurement result, the change in the remaining amount of the electrolytic solution of the battery after the predetermined period is predicted, and the prediction result and the electrolytic Based on the evaluation result of the relationship between the amount of liquid and the capacity of the battery, the time required for the amount of electrolytic solution to decrease until the battery cannot hold the minimum required capacity is calculated, A battery life evaluation method, characterized in that the result of life evaluation is used.
【請求項2】 両極を構成する金属格子により、電解液
を含んだペーストを保持するとともに電流を収集する構
成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価
方法において、 一定電流を供給することによって前記バッテリーを常に
充電状態とし、 所定の時間間隔で前記バッテリーが所定の容量を保持し
ているか否かを判定し、 前記バッテリーが所定の容量を保持している場合は、前
記バッテリーの充電を継続し、 前記バッテリーが所定の容量を保持していない場合は、
前記バッテリーの充電を終了して、充電中に前記バッテ
リーにおいて水の電気分解および容量の検査のために消
費された電気量を評価し、 この評価結果と前記バッテリーに供給された充電電気量
の総和とに基づいて、前記バッテリーの正極を酸化させ
るために消費された酸化電気量を求め、 前記酸化電気量と前記バッテリーが使用状態で供給され
るトリクル充電電流値とに基づいて、前記バッテリーの
正極が酸化反応による劣化のために、前記所定の容量を
保持不可能となるまで要する時間を求めて、正極劣化
による寿命の評価結果とすることを特徴とするバッテリ
ーの寿命評価方法。
2. A battery life evaluation method for evaluating the life of a battery having a structure in which a paste containing an electrolytic solution is held and a current is collected by a metal grid forming both electrodes, wherein a constant current is supplied to the battery life evaluation method. The battery is constantly charged, and it is determined at a predetermined time interval whether or not the battery holds a predetermined capacity.If the battery holds a predetermined capacity, the battery is continuously charged. , If the battery does not hold a certain capacity,
After the charging of the battery is completed, the amount of electricity consumed for electrolysis of water and the inspection of the capacity in the battery during charging is evaluated, and the sum of the evaluation result and the amount of charged electricity supplied to the battery. The amount of oxidative electricity consumed to oxidize the positive electrode of the battery is calculated based on the above, and the positive electrode of the battery is determined based on the amount of oxidative electricity and the trickle charging current value supplied in the use state of the battery. There for oxidative degradation reactions, seeking time required until impossible holding said predetermined capacity, battery life evaluation method which is characterized in that the evaluation results of the life due to the positive electrode deterioration.
【請求項3】 電解液をケースに封入した構造のバッテ
リーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価装置におい
て、 電解液量と前記バッテリーの容量との相関関係を評価す
る相関評価手段と、 前記電解液量と容量との相関関係に基づいて、前記バッ
テリーが必要最低限度の容量を供給することが不可能と
なる限界電解液量を求める限界液量算出手段と、 所定の期間にわたって、前記バッテリーの重量変化を計
測する重量計測手段と、 前記重量計測手段による計測結果に基づいて、前記所定
の期間以降の電解液量の変化を予測する電解液量予測手
段と、 前記電解液量予測手段による予測結果に基づいて、前記
バッテリーの電解液量が前記限界液量となるまでの所要
期間を予測する寿命予測手段とを備えたことを特徴とす
るバッテリーの寿命評価装置。
3. A battery life evaluation device for evaluating the life of a battery having a structure in which an electrolytic solution is enclosed in a case, and a correlation evaluation means for evaluating a correlation between the amount of the electrolytic solution and the capacity of the battery, and the electrolytic solution. Limiting liquid amount calculating means for obtaining a limiting amount of electrolytic solution that makes it impossible for the battery to supply the required minimum amount of capacity based on the correlation between the amount and the capacity, and the weight of the battery over a predetermined period. Weight measurement means for measuring the change, based on the measurement result by the weight measurement means, an electrolyte solution amount prediction means for predicting a change in the electrolyte solution amount after the predetermined period, and a prediction result by the electrolyte solution amount prediction means Life estimation means for predicting a period required until the amount of electrolyte in the battery reaches the limit amount based on Apparatus.
【請求項4】 請求項3に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 相関評価手段は、 複数のサンプルバッテリーのケースを開けた状態で、そ
れぞれの前記サンプルバッテリーに異なる期間だけ充電
電流を供給する個別充電手段と、 前記複数のサンプルバッテリーそれぞれの容量を計測す
る容量計測手段と、 前記複数のサンプルバッテリーそれぞれの電解液量を計
測する液量計測手段と、 前記複数のサンプルバッテリーの容量と電解液量とに基
づいて、相関関係を抽出する相関抽出手段とを備えた構
成であることを特徴とするバッテリーの寿命評価装置。
4. The battery life evaluation apparatus according to claim 3, wherein the correlation evaluation means individually supplies a charging current to each of the sample batteries for different periods with the case of the plurality of sample batteries opened. Charging means, capacity measuring means for measuring the capacity of each of the plurality of sample batteries, liquid amount measuring means for measuring the amount of electrolyte solution of each of the plurality of sample batteries, capacity of the plurality of sample batteries and amount of electrolyte solution And a correlation extraction means for extracting a correlation based on the above.
【請求項5】 請求項3に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 重量計測手段は、 バッテリーを低湿度環境に置いて、ケースからの水分の
透過による重量変化を計測する透過水分計測手段と、 前記バッテリーに所定の充電電流を供給し、水の電気分
解によって発生するガスがケースから透過したことによ
る重量の変化を計測する透過ガス計測手段とを備えたこ
とを特徴とするバッテリーの寿命評価装置。
5. The battery life evaluation apparatus according to claim 3, wherein the weight measuring means places the battery in a low humidity environment, and measures the weight change due to the permeation of water from the case. A battery life evaluation device comprising: a permeated gas measuring unit that supplies a predetermined charging current to the battery and measures a change in weight due to a gas generated by electrolysis of water permeating through the case. .
【請求項6】 両極を構成する金属格子により、電解液
を含んだペーストを保持するとともに電流を収集する構
成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価
装置において、 前記バッテリーに連続的に所定の充電電流を供給する
充電手段と、 前記バッテリーに残存する電解液量に応じて、水分を補
給する水分補給手段と、 所定の時間間隔で前記バッテリーが所定の容量を維持し
ているかを検査する容量検査手段と、 前記容量検査手段による検査結果と前記充電手段が供給
した充電電気量と前記水分補給手段が供給した水分量と
に基づいて、前記バッテリーの正極の酸化反応に費やさ
れた酸化電気量を算出する酸化電気量算出手段と、 前記バッテリーに実際の使用状態で供給される充電電流
値とに基づいて、前記バッテリーの正極に前記酸化電気
量が供給されるまでに要する期間を前記正極の寿命とし
て算出する正極寿命評価手段とを備えたことを特徴とす
るバッテリーの寿命評価装置。
6. A battery life evaluation device for evaluating the life of a battery configured to hold a paste containing an electrolytic solution and collect an electric current by means of metal grids constituting both electrodes. continuous supply the charging current
A continuous charging means, a water replenishing means for replenishing water in accordance with the amount of the electrolyte remaining in the battery, and a capacity checking means for inspecting whether the battery maintains a predetermined capacity at a predetermined time interval, Based on the inspection result by the capacity inspecting unit, the charging electricity amount supplied by the charging unit, and the moisture amount supplied by the water replenishing unit, the electricity amount for oxidation consumed in the oxidation reaction of the positive electrode of the battery is calculated. The period of time required until the amount of oxidized electricity is supplied to the positive electrode of the battery is calculated as the life of the positive electrode based on the amount of oxidized electric power calculation means and the charging current value supplied to the battery in the actual use state. And a positive electrode life evaluation means for controlling the life of the battery.
【請求項7】 請求項6に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 バッテリーは、両極の金属格子及び電解液を含んだペー
ストを保持するケースの封印を開放した状態であること
を特徴とするバッテリーの寿命評価装置。
7. The battery life evaluation apparatus according to claim 6, wherein the battery is in a state in which the case holding the paste containing the metal grids of both electrodes and the electrolytic solution is open. Life evaluation equipment.
【請求項8】 請求項6に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 バッテリーのケースから水分が透過する現象を抑制する
程度の高い湿度の環境に設定する環境設定手段を備えた
ことを特徴とするバッテリーの寿命評価装置。
8. The battery life evaluation apparatus according to claim 6, further comprising environment setting means for setting an environment of high humidity to a degree that suppresses a phenomenon of water permeation from a case of the battery. Battery life evaluation device.
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