JP5775725B2 - Charge control system - Google Patents

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池の充電を行う充電制御システムに関する。   The present invention relates to a charge control system that charges a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池は、高いエネルギー密度を有するため、例えば鉄道、自動車等の車両搭載用、若しくは太陽光発電又は風力発電等で発電した電力を蓄え、電力系統に供給する用途等に用いられる電池として注目されている。例えば、リチウムイオン二次電池(以下、適宜「電池」と言う。)を自動車に搭載して用いる場合、このような自動車としては、エンジンを搭載しないゼロエミッション電気自動車、エンジンと二次電池の両方を搭載したハイブリッド電気自動車、さらには系統電源から直接充電させるプラグイン・ハイブリッド電気自動車等がある。また、電力系統が遮断された非常時に電力を供給する定置式電力貯蔵システムとしての用途も期待されている。   Lithium ion secondary batteries have a high energy density, so for example, batteries used in vehicles such as railways and automobiles, or used for storing electric power generated by solar power generation or wind power generation and supplying it to an electric power system. It is attracting attention as. For example, when a lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as “battery” as appropriate) is mounted on an automobile and used, such automobiles include a zero emission electric vehicle without an engine, both an engine and a secondary battery. There are also hybrid electric vehicles equipped with a plug-in hybrid electric vehicle that is directly charged from a system power source. In addition, it is expected to be used as a stationary power storage system that supplies power in an emergency when the power system is cut off.

このような多様な用途に対し、電池に対して優れた耐久性が要求されている。例えば、環境温度が高くなったり充放電サイクルを繰り返したりしても、充電可能な電池容量(即ち電池容量)の減少率が低く、長期にわたって電池容量維持率が高いことが要求されている。また、路面からの輻射熱あるいは車内からの熱伝導により、例えば60℃以上の高温環境における保存特性及びサイクル寿命が、重要な要求性能となっている。   For such various uses, excellent durability is required for the battery. For example, even when the environmental temperature becomes high or the charge / discharge cycle is repeated, the reduction rate of the rechargeable battery capacity (that is, the battery capacity) is low, and the battery capacity maintenance rate is required to be high over a long period of time. Further, due to radiant heat from the road surface or heat conduction from the inside of the vehicle, for example, storage characteristics and cycle life in a high temperature environment of 60 ° C. or higher are important required performances.

しかしながら、リチウムイオン二次電池は、高温環境下にて放置したり、充放電サイクルを行ったりすることで、電池容量の低下が起こる。この容量低下は、高電圧で放置したり広い電圧範囲でサイクルを行ったりした場合により顕著となる。   However, when a lithium ion secondary battery is left in a high temperature environment or a charge / discharge cycle is performed, the battery capacity decreases. This decrease in capacity becomes more prominent when left at a high voltage or cycled over a wide voltage range.

このような電池容量の低下を抑制する方法として、例えば、電池が劣化しても電池容量が一定になるように電圧の駆動範囲を広げる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a method for suppressing such a decrease in battery capacity, for example, a technique for expanding the voltage drive range so that the battery capacity becomes constant even when the battery deteriorates is known (see, for example, Patent Document 1).

特開平8−214469号公報JP-A-8-214469

しかしながら、上述したように電圧の駆動範囲を広げる方法では、電池の充放電電圧が過度に広範囲となるため、負極にリチウム金属が析出することや、電池の内部抵抗が過度に増加する可能性がある。   However, in the method of expanding the voltage driving range as described above, the charging / discharging voltage of the battery becomes excessively wide, so that lithium metal may be deposited on the negative electrode or the internal resistance of the battery may increase excessively. is there.

請求項1の発明に係る充電制御システムは、リチウムイオン二次電池を充電終止電圧まで充電する充電制御部と、充電制御部による充電により前記リチウムイオン二次電池の電池電圧が充電終止電圧となったときに、リチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足しているか否かを判定する判定部と、判定部によりリチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足していると判定されると、充電終止電圧をより高電圧の充電終止電圧に変更する充電終止電圧変更部と、を備え、充電終止電圧変更部により充電終止電圧が変更されると、充電制御部は、電池電圧が変更後の充電終止電圧となるまでリチウムイオン二次電池の充電をさらに行い、充電終止電圧変更条件は、判定時におけるリチウムイオン二次電池の負極の電位が該電位の下限値よりも高いことを、変更条件として含むことを特徴とする。
請求項2の発明に係る充電制御システムは、リチウムイオン二次電池を充電終止電圧まで充電する充電制御部と、充電制御部による充電により前記リチウムイオン二次電池の電池電圧が充電終止電圧となったときに、リチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足しているか否かを判定する判定部と、判定部によりリチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足していると判定されると、充電終止電圧をより高電圧の充電終止電圧に変更する充電終止電圧変更部と、を備え、充電終止電圧変更部により充電終止電圧が変更されると、充電制御部は、電池電圧が変更後の充電終止電圧となるまでリチウムイオン二次電池の充電をさらに行い、充電終止電圧変更条件は、判定時におけるリチウムイオン二次電池の正極の電位が該電位の許容上限値未満であることを、変更条件として含むことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1または2に記載の充電制御システムにおいて、充電終止電圧変更条件は、判定時におけるリチウムイオン二次電池の充電容量と初期電池容量との比が所定値以下であることを、変更条件として含むことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、充電終止電圧変更条件は、リチウムイオン二次電池の使用経過時間を、変更条件として含むことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、充電終止電圧変更部は、充電終止電圧変更条件の判定の際の正極または負極の電位とそれらの許容電位とに基づいて、充電終止電圧を変更することを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、充電終止電圧変更部は、充電終止電圧を予め設定された所定電圧だけ高い充電終止電圧に変更し、該終止電圧の変更後に判定部による判定を再び行わせる充電終止電圧変更制御部をさらに備えたことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、充電終止電圧が初期値の際の正極電位を、正極電位の許容上限値よりも低くなるように設定したことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、リチウムイオン二次電池の正極が、次式(1)で表されるリチウム複合酸化物を含むことを特徴とする。
LiNiMnCo ・・・(1)
なお、式(1)において、Mは、Fe,V,Ti,Cu,Al,Sn,Zn,Mg,B,Wからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、a,b,c及びdは、それぞれ、0.2≦a≦0.8,0.1≦b≦0.4,0≦c≦0.4,0≦d≦0.1を満たす値であって、かつ、a+b+c+d=1を満たす関係にある。
請求項の発明は、請求項に記載の充電制御システムにおいて、最初に充電終止電圧まで充電した時の正極電位が、3.8V以上4.1V以下に設定されていることを特徴とする。
請求項10の発明は、請求項またはに記載の充電制御システムにおいて、変更後の正極電位が3.9V以上4.3V以下に収まるように設定されていることを特徴とする。
請求項11の発明は、請求項乃至10のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、リチウムイオン二次電池の負極が黒鉛を含み、該黒鉛の黒鉛層間距離が0.335nm以上0.338nm以下であることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a charge control system comprising: a charge control unit that charges a lithium ion secondary battery up to a charge end voltage; and the battery voltage of the lithium ion secondary battery becomes a charge end voltage by charging by the charge control unit. A determination unit that determines whether the battery state of the lithium ion secondary battery satisfies a predetermined charge end voltage change condition, and the determination unit determines whether the battery state of the lithium ion secondary battery A charge end voltage change unit that changes the charge end voltage to a higher charge end voltage when it is determined that the voltage change condition is satisfied, and the charge end voltage change unit changes the charge end voltage. If that, the charge control section, have further line charging of the lithium ion secondary battery until the battery voltage reached a charge termination voltage after the change, charge voltage changing conditions, lithium during determination The potential of the negative electrode of the ion secondary battery is higher than the lower limit value of said potential, characterized in that it comprises a change condition.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a charge control system comprising : a charge control unit that charges a lithium ion secondary battery up to a charge end voltage; and the battery voltage of the lithium ion secondary battery becomes a charge end voltage by charging by the charge control unit. A determination unit that determines whether the battery state of the lithium ion secondary battery satisfies a predetermined charge end voltage change condition, and the determination unit determines whether the battery state of the lithium ion secondary battery A charge end voltage change unit that changes the charge end voltage to a higher charge end voltage when it is determined that the voltage change condition is satisfied, and the charge end voltage change unit changes the charge end voltage. If that, the charge control unit further performs charging of the lithium ion secondary battery until the battery voltage reached a charge termination voltage after the change, charge voltage changing conditions, lithium during determination That the potential of the positive electrode of the ion secondary battery is less than said potential of allowable upper limit value, characterized in that it comprises a change condition.
According to a third aspect of the present invention, in the charge control system according to the first or second aspect of the present invention, the charge end voltage changing condition is that the ratio between the charge capacity of the lithium ion secondary battery and the initial battery capacity at the time of determination is a predetermined value or less. It is characterized in that it is included as a change condition.
According to a fourth aspect of the present invention, in the charge control system according to any one of the first to third aspects, the charge end voltage changing condition includes an elapsed use time of the lithium ion secondary battery as the changing condition. And
According to a fifth aspect of the present invention, in the charge control system according to any one of the first to fourth aspects, the charge end voltage changing unit is configured to determine the potential of the positive electrode or the negative electrode at the time of determining the charge end voltage change condition, The charge end voltage is changed based on the allowable potential.
According to a sixth aspect of the present invention, in the charge control system according to any one of the first to fourth aspects, the charge end voltage changing unit changes the charge end voltage to a charge end voltage that is higher by a preset predetermined voltage. The charging end voltage change control unit is further provided to make the determination by the determination unit again after the end voltage is changed.
A seventh aspect of the present invention is the charge control system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the positive electrode potential when the charge end voltage is the initial value is lower than the allowable upper limit value of the positive electrode potential. It is characterized by setting.
The invention of claim 8 is the charge control system according to any one of claims 1 to 7 , wherein the positive electrode of the lithium ion secondary battery includes a lithium composite oxide represented by the following formula (1). It is characterized by.
LiNi a Mn b Co c M d O 2 ··· (1)
In the formula (1), M represents at least one selected from the group consisting of Fe, V, Ti, Cu, Al, Sn, Zn, Mg, B, and W, and a, b, c, and d are Are values satisfying 0.2 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, and a + b + c + d = 1. There is a relationship that satisfies.
The invention according to claim 9 is the charge control system according to claim 8 , wherein the positive electrode potential when initially charged to the end-of-charge voltage is set to 3.8 V or more and 4.1 V or less. .
A tenth aspect of the invention is characterized in that, in the charge control system according to the eighth or ninth aspect , the changed positive electrode potential is set to fall within a range of 3.9V to 4.3V.
An eleventh aspect of the present invention is the charge control system according to any one of the eighth to tenth aspects, wherein the negative electrode of the lithium ion secondary battery includes graphite, and a graphite interlayer distance of the graphite is 0.335 nm or more and 0.00. It is characterized by being 338 nm or less.

本発明によれば、電池の内部抵抗の増加を抑えつつ電池容量の低下が抑制でき、電池のサイクル特性の向上が図れる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of battery capacity can be suppressed, suppressing the increase in internal resistance of a battery, and the improvement of the cycling characteristics of a battery can be aimed at.

本実施形態に係る充電制御システムの構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the charge control system which concerns on this embodiment. 正負極の容量と電位との関係、および電池容量と電池電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the capacity | capacitance of positive and negative electrodes, and an electric potential, and the relationship between battery capacity and a battery voltage. 図2における負極電位曲線102,105の電位がα近傍となる部分を拡大して示した模式図である。FIG. 3 is an enlarged schematic diagram showing a portion where the potentials of negative electrode potential curves 102 and 105 in FIG. 2 are in the vicinity of α. 充電方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a charging method. 充電終止電圧をωずつ増加した場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the charge end voltage is increased by ω. リチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the internal structure of the lithium ion secondary battery. 実施例1および比較例1〜3の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of Example 1 and Comparative Examples 1-3. 本実施の形態の充電制御システムが適用可能な電源装置の一例を示す図であり、ハイブリッド自動車の駆動システムを示すブロック図である。It is a figure which shows an example of the power supply device which can apply the charge control system of this Embodiment, and is a block diagram which shows the drive system of a hybrid vehicle.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態(以下、適宜「本実施形態」と言う。)を詳細に説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “this embodiment” as appropriate) will be described in detail with reference to the drawings. However, this embodiment is not limited to the following contents. Any change can be made without departing from the scope of the invention.

[充電制御システムの構成]
図1は、本実施形態に係る充電制御システムの構成を表す回路図である。本実施形態に係る充電制御システム201は、正極及び負極を有するリチウムイオン二次電池204(以下では、電池と称する)の充電を制御するものであり、充電終止電圧補正部202を有する演算処理部205、充放電制御回路203、電流測定部208および電圧測定部209を備えている。電池204には、スイッチ210aを介して外部負荷206が接続され、スイッチ210bを介して電池204を充電するための充電用電源207が接続される。なお、電池204は、1つの電池からなる単電池であってもよく、2つ以上の電池が任意に組み合わされた組電池であってもよい。
[Configuration of charge control system]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a charge control system according to the present embodiment. A charge control system 201 according to the present embodiment controls charging of a lithium ion secondary battery 204 (hereinafter referred to as a battery) having a positive electrode and a negative electrode, and an arithmetic processing unit having a charge end voltage correcting unit 202. 205, a charge / discharge control circuit 203, a current measuring unit 208, and a voltage measuring unit 209. An external load 206 is connected to the battery 204 via a switch 210a, and a charging power source 207 for charging the battery 204 is connected via a switch 210b. Note that the battery 204 may be a single battery made of one battery or an assembled battery in which two or more batteries are arbitrarily combined.

充放電制御回路203は、演算処理部205に指令に基づいて電池204の充放電を制御する。放電された電池204の充電を行う場合、充放電制御回路203は、充電開始後の電池204の電池電圧が所定の充電終止電圧となるまで電池204の充電を行う。充電終止電圧は予めV0に設定されているが、後述するように、充電終止電圧補正部202によって補正充電終止電圧V1に変更される。充電終止電圧がV0から補正充電終止電圧V1に変更されると、充放電制御回路203は、充電終止電圧V0から補正充電終止電圧V1までさらに充電を行う。   The charge / discharge control circuit 203 controls charge / discharge of the battery 204 based on a command to the arithmetic processing unit 205. When charging the discharged battery 204, the charge / discharge control circuit 203 charges the battery 204 until the battery voltage of the battery 204 after starting charging reaches a predetermined charge end voltage. The end-of-charge voltage is set to V0 in advance, but is changed to the corrected end-of-charge voltage V1 by the end-of-charge voltage correcting unit 202, as will be described later. When the charge end voltage is changed from V0 to the corrected charge end voltage V1, the charge / discharge control circuit 203 performs further charging from the charge end voltage V0 to the corrected charge end voltage V1.

電流測定部208および電圧測定部209で測定された電池204の電流、電池電圧の情報は、演算処理部205に入力される。演算処理部205は、電池204の電池電圧、電流、充電時間、休止時間(スタンバイ時間)、不使用時間等をそれぞれ計測して積算し、積算時間に応じた演算、処理等を行う。演算処理部205は、これらの演算、処理等の結果に基づいて、電池204の充放電制御パラメータ(例えば、放電若しくは充電時間、放電若しくは充電電圧、放電若しくは充電電流等)を決定し、当該充放電制御パラメータを充放電制御回路203に送信することにより、充放電制御回路203による電池204の充電を制御する。   Information on the current and battery voltage of the battery 204 measured by the current measuring unit 208 and the voltage measuring unit 209 is input to the arithmetic processing unit 205. The arithmetic processing unit 205 measures and integrates the battery voltage, current, charging time, rest time (standby time), non-use time, etc. of the battery 204, and performs calculations, processing, etc. according to the integrated time. The arithmetic processing unit 205 determines charging / discharging control parameters (for example, discharging or charging time, discharging or charging voltage, discharging or charging current, etc.) of the battery 204 based on the results of these calculations, processing, and the like. By transmitting the discharge control parameter to the charge / discharge control circuit 203, the charging of the battery 204 by the charge / discharge control circuit 203 is controlled.

放電時には、演算処理部205は、電池204の充電電圧及び充電電流が所望のものとなるような制御パラメータを充放電制御回路203に送信するとともに、スイッチ210aを閉じる信号およびスイッチ210bを開ける信号を各スイッチ210a,210bに送信する。その結果、電池204と外部負荷206とが電気的に導通され、電池204の放電が可能な状態とされる。   At the time of discharging, the arithmetic processing unit 205 transmits a control parameter such that the charging voltage and charging current of the battery 204 are as desired, to the charging / discharging control circuit 203, and a signal for closing the switch 210a and a signal for opening the switch 210b. It transmits to each switch 210a, 210b. As a result, the battery 204 and the external load 206 are electrically connected, and the battery 204 can be discharged.

逆に、充電時には、演算処理部205は、充電電圧及び充電電流が所望のものとなるような制御パラメータを充放電制御回路203に送信するとともに、スイッチ210aを開ける信号およびスイッチ210bを閉じる信号を各スイッチに送信する。その結果、電池204と充電用電源207とが電気的に導通され、電池204による充電が可能な状態とされる。   On the contrary, at the time of charging, the arithmetic processing unit 205 transmits a control parameter such that the charging voltage and charging current become desired to the charging / discharging control circuit 203, and also outputs a signal for opening the switch 210a and a signal for closing the switch 210b. Send to each switch. As a result, the battery 204 and the charging power source 207 are electrically connected, and the battery 204 can be charged.

充電終止電圧補正部202では、電池204の正極及び負極の電位が測定される。電位の測定方法に制限は無いが、例えば、電池204の電池電圧値及び流れている電流値、並びに必要に応じて温度等を用いて測定することができる。例えば、予め充電終止電圧補正部202に記憶されている正極及び負極の充放電曲線並びに電池電圧曲線の電圧変化を用いて算出する。   The end-of-charge voltage correcting unit 202 measures the potentials of the positive electrode and the negative electrode of the battery 204. Although there is no restriction | limiting in the measuring method of an electric potential, For example, it can measure using the battery voltage value of the battery 204, the electric current value which is flowing, and temperature etc. as needed. For example, the calculation is performed using the positive and negative charge / discharge curves and the voltage change of the battery voltage curve stored in the end-of-charge voltage correction unit 202 in advance.

また、リチウム金属等を電池204に予め組み込んでおき、当該リチウム金属等と各電極との電位の差分を用いることにより算出しても良い。ただし、この場合には電池204の構造を変更する必要があるので、一般的な電池を電池204として用いることができるという観点から、上述した電位測定方法の方が好ましい。   Alternatively, the calculation may be performed by incorporating lithium metal or the like into the battery 204 in advance and using the difference in potential between the lithium metal or the like and each electrode. However, in this case, since the structure of the battery 204 needs to be changed, the above-described potential measurement method is preferable from the viewpoint that a general battery can be used as the battery 204.

正極及び負極の充放電曲線並びに電池電圧曲線の電圧変化を用いる電位測定方法の場合、例えば予め測定され記憶されている正極及び負極の固有の単極曲線(各充放電曲線)と、実測値として、電池204の充電もしくは放電時の電池電圧曲線より、電位を算出する事が出来る。その際、充放電曲線から得られる電圧変化率=(電位変化ΔV)/(電池容量変化ΔQ)を用いる事で電位の精度を向上する事が出来る。ここで、電池容量変化ΔQの積算値は、電池204に流れる電流値と時間(=測定周期)との積として計算される。電池容量変化ΔQを測定する装置は、例えば公知の任意の電子素子を用いることができる。なお、より詳細な方法は、例えば特開2009−80093号公報等に記載されている。   In the case of the potential measurement method using the charge / discharge curve of the positive electrode and the negative electrode and the voltage change of the battery voltage curve, for example, the unique unipolar curve (each charge / discharge curve) of the positive electrode and the negative electrode that are measured and stored in advance and the actual measurement value The potential can be calculated from the battery voltage curve when the battery 204 is charged or discharged. At that time, the accuracy of the potential can be improved by using the voltage change rate obtained from the charge / discharge curve = (potential change ΔV) / (battery capacity change ΔQ). Here, the integrated value of the battery capacity change ΔQ is calculated as the product of the current value flowing through the battery 204 and time (= measurement cycle). As an apparatus for measuring the battery capacity change ΔQ, for example, any known electronic element can be used. A more detailed method is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-80093.

また、図示していないが、電池204の温度を計測する温度計測手段、例えば熱電対、サーミスタ等、を設けても良い。演算処理部205は、温度計測手段で計測した温度を取得することにより、電池204の充電を温度に応じて制御することができ、より正確な充電制御が可能となる。   Although not shown, a temperature measuring means for measuring the temperature of the battery 204, such as a thermocouple or a thermistor, may be provided. The arithmetic processing unit 205 can control the charging of the battery 204 according to the temperature by acquiring the temperature measured by the temperature measuring unit, thereby enabling more accurate charging control.

さらに、測定された各種情報を記録するための記録部(図示しない。)を設けても良い。このような記録部の具体的な構成に特に制限は無く、例えばフロッピー(登録商標)ディスク(FD)、ハードディスクドライブ(HDD)等の磁気記録媒体;ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ(USBメモリ等)等の半導体媒体;コンパクトディスク(CD−R、CD−RW等)、デジタルバーサタイルディスク(DVD−R、DVD+R、DVD+RW、DVD−RW、DVD−RAM等)、HD−DVD、ブルーレイディスク等の光記録媒体;等を用いることができる。   Furthermore, you may provide the recording part (not shown) for recording the various measured information. There is no particular limitation on the specific configuration of such a recording unit, for example, a magnetic recording medium such as a floppy (registered trademark) disk (FD) or a hard disk drive (HDD); a random access memory (RAM), a flash memory (USB memory) Semiconductor media such as: compact discs (CD-R, CD-RW, etc.), digital versatile discs (DVD-R, DVD + R, DVD + RW, DVD-RW, DVD-RAM, etc.), HD-DVD, Blu-ray disc, etc. An optical recording medium can be used.

電池204等の二次電池を充電する場合には、充電電圧を寿命特性が低下しない程度の電圧に抑える必要があり、その上限電圧が上述した充電終止電圧である。この充電終止電圧は、二次電池の種類によって異なる。なお、電池容量は、充電終止電圧から放電終止電圧まで放電する間に取り出すことのできる電気量(Ah)で表される。本実施の形態では、充電終止電圧補正部202により、電池204の充電終止電圧V0を補正充電終止電圧V1に変更(即ち補正)するものであるが、次に、充電終止電圧V0が補正充電終止電圧V1に変更される意義について説明する。   When charging a secondary battery such as the battery 204, it is necessary to suppress the charging voltage to a voltage that does not degrade the life characteristics, and the upper limit voltage is the above-described charging end voltage. This end-of-charge voltage varies depending on the type of secondary battery. The battery capacity is represented by the amount of electricity (Ah) that can be taken out during discharge from the end-of-charge voltage to the end-of-discharge voltage. In the present embodiment, the end-of-charge voltage correcting unit 202 changes (that is, corrects) the end-of-charge voltage V0 of the battery 204 to the corrected end-of-charge voltage V1, and then the end-of-charge voltage V0 is corrected to the end of the corrected charge. The significance of changing to the voltage V1 will be described.

図2は、電池204に関して、正負極の容量と電位との関係、および電池容量と電池電圧との関係を表したグラフである。図2に示すグラフにおいて、横軸は電池容量(Ah)、縦軸は電位((V)または電圧値(V)を表している。なお、縦軸は、電流が0のときの電位である。曲線101,102,103は電池204が劣化していない初期状態のときの曲線であり、曲線101は電池の正極電位曲線を、曲線102は負極電位曲線を、曲線103は電池電圧曲線をそれぞれ示している。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between positive and negative electrode capacities and potentials and the relationship between battery capacities and battery voltages for the battery 204. 2, the horizontal axis represents battery capacity (Ah), and the vertical axis represents potential ((V) or voltage value (V), where the vertical axis represents the potential when the current is 0. Curves 101, 102, and 103 are curves in the initial state where the battery 204 is not deteriorated, the curve 101 is a positive potential curve of the battery, the curve 102 is a negative potential curve, and the curve 103 is a battery voltage curve. Show.

なお、本実施形態では、正極の「電位」と負極の「電位」との差を、電池の「電圧」と規定するものとする。図2では、横軸に関して同一位置における正極電位と負極電位との差が電池電圧曲線103の電圧値となるように、電位曲線101,102が記載されている。また、本実施の形態における電極の電位はLi金属基準での値とする。α、β及びγについては後述する。   In this embodiment, the difference between the “potential” of the positive electrode and the “potential” of the negative electrode is defined as the “voltage” of the battery. In FIG. 2, the potential curves 101 and 102 are described so that the difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential at the same position with respect to the horizontal axis becomes the voltage value of the battery voltage curve 103. Further, the potential of the electrode in the present embodiment is a value based on the Li metal. α, β, and γ will be described later.

正極電位曲線101は正極の容量と電位との関係を示したものであり、電池204を充電状態から放電すると、容量の減少と共に正極に電位が減少する。減少の傾向は全体的にほぼ直線状であるが、容量ゼロの付近では減少の程度が大きくなっている。一方、負極電位曲線102の場合には、放電による容量の減少と共に負極の電位がほぼ直線状に増加し、容量ゼロ付近で電位が急激に上昇する。   The positive electrode potential curve 101 shows the relationship between the capacity and potential of the positive electrode. When the battery 204 is discharged from the charged state, the potential decreases to the positive electrode as the capacity decreases. The decreasing tendency is almost linear as a whole, but the degree of reduction is large near zero capacity. On the other hand, in the case of the negative electrode potential curve 102, the potential of the negative electrode increases substantially linearly with a decrease in capacity due to discharge, and the potential rapidly increases near zero capacity.

図2に示すように、正極電位と負極電位との差を示す電池電圧曲線103は、電池容量が減少すると電圧値が減少する。図2では、電圧値がV2以上V0以下の範囲の電池電圧曲線を示している。なお、電池204は図2に示す範囲外(V2未満およびV0以上の電圧値)で使用することも可能であるが、所定電圧範囲においては電池劣化や寿命低下を招きやすいので、それらを考慮してV0、V2が設定されている。このV0が充電停止電圧であり、V2が放電停止電圧である。   As shown in FIG. 2, the battery voltage curve 103 showing the difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential decreases as the battery capacity decreases. FIG. 2 shows a battery voltage curve having a voltage value in the range of V2 to V0. The battery 204 can be used outside the range shown in FIG. 2 (voltage values less than V2 and greater than or equal to V0). However, in the predetermined voltage range, the battery is liable to be deteriorated and the life is shortened. V0 and V2 are set. This V0 is a charge stop voltage, and V2 is a discharge stop voltage.

図2の電位曲線101,102は初期状態(劣化がない状態)の電位曲線を示したものであるが、実際には、電池の初回の充放電サイクル時に不可逆容量が発生するため、正極電位曲線101及び負極電位曲線102の位置がずれる場合がある。しかし、ここでは、説明の便宜上、不可逆容量が正極及び負極とで一定であるものとし、初期状態の正極電位曲線101及び負極電位曲線102は、それらの位置がずれていないとして扱う。   The potential curves 101 and 102 in FIG. 2 are potential curves in the initial state (there is no deterioration). However, in reality, irreversible capacity is generated during the first charge / discharge cycle of the battery. 101 and the negative electrode potential curve 102 may be displaced. However, here, for convenience of explanation, it is assumed that the irreversible capacity is constant between the positive electrode and the negative electrode, and that the positive electrode potential curve 101 and the negative electrode potential curve 102 in the initial state are treated as being out of position.

ところで、リチウムイオン二次電池に関して、充放電サイクルを繰り返すことにより、特に高温時に繰り返しにより、電池容量が低下するという現象が生じることが知られている。このような電池容量低下に関して、本発明者らの検討によると、主に次の2点が原因であることがわかった。
(a)リチウムイオンが不活性化し、電池の正極及び負極の電位範囲がずれることによる電池容量低下。
(b)正極及び負極の充放電に寄与する電極材料(例えば正極活物質、負極活物質等)が減少することによる電池容量の低下。
また、高充電状態時の充電容量減少の原因は負極由来であることもわかった。
By the way, with respect to a lithium ion secondary battery, it is known that by repeating the charge / discharge cycle, a phenomenon in which the battery capacity is reduced particularly by repetition at a high temperature. According to the study by the present inventors, it has been found that the following two points are mainly responsible for such a decrease in battery capacity.
(A) Lithium ions are inactivated, and the battery capacity decreases due to the potential range of the positive electrode and negative electrode of the battery shifting.
(B) A decrease in battery capacity due to a decrease in electrode materials (for example, a positive electrode active material and a negative electrode active material) that contribute to charge and discharge of the positive electrode and the negative electrode.
It was also found that the cause of the decrease in the charge capacity during the high charge state was derived from the negative electrode.

上記(b)の現象では、充放電に寄与する電極材料の量が変化するため、正極もしくは負極の電位曲線の長さが短くなる。   In the phenomenon (b), the length of the potential curve of the positive electrode or the negative electrode is shortened because the amount of the electrode material that contributes to charge / discharge changes.

一方、上記(a)の現象(リチウムイオンの不活性化)では、充放電に寄与する電極材料の量が変化しないため、正極および負極の電位曲線の位置がずれるだけで、正極および負極の電位曲線の長さが変化することはない。   On the other hand, in the phenomenon (a) (deactivation of lithium ions), since the amount of the electrode material that contributes to charging / discharging does not change, the potential curves of the positive electrode and the negative electrode are merely shifted. The length of the curve does not change.

また、このようなリチウムイオンの不活性化は、主に充電深度が大きい高充電状態時の正負極で起きることがわかった。そのため、満充電時の正極および負極の電位は、適切な範囲で管理を行う必要がある。なお、本実施形態において「充電深度」とは、電池の定格容量(即ち、満充電時の電池容量)に対して、充電容量を割合で示した値を表すものとする。   It was also found that such lithium ion inactivation occurs mainly at the positive and negative electrodes in a high charge state with a large charge depth. Therefore, it is necessary to manage the potentials of the positive electrode and the negative electrode at full charge within an appropriate range. In the present embodiment, the “charge depth” represents a value indicating the charge capacity as a percentage of the rated capacity of the battery (that is, the battery capacity at the time of full charge).

更に、特に負極側でリチウムイオンの不活性化が起こりやすいこともわかった。そのため、負極に吸蔵されたリチウムイオンが例えば非水電解液の分解物等と反応して不活性化し、正極及び負極の電位範囲が狭いものとなる。そして、このような反応は主に還元反応であるため、高充電状態時においては、その反応がより大きなものになる傾向がある。本実施の形態では、このような現象を「負極の容量ずれ」と呼び、以下では、負極の容量ずれに起因する電池容量低下への対策について説明する。   Further, it has been found that lithium ion inactivation tends to occur particularly on the negative electrode side. Therefore, lithium ions occluded in the negative electrode react with, for example, a decomposition product of the nonaqueous electrolytic solution to be inactivated, and the potential range of the positive electrode and the negative electrode becomes narrow. Since such a reaction is mainly a reduction reaction, the reaction tends to be larger in a high charge state. In the present embodiment, such a phenomenon is referred to as “negative electrode capacity shift”, and hereinafter, a countermeasure against a decrease in battery capacity due to a negative electrode capacity shift will be described.

上述したように、満充電時の正極および負極の電位は適切な範囲で管理を行う必要があるが、本実施の形態の電池204では、正極電位をγ以下となるように管理し、負極電位をα以上となるように管理する。そして、電池電圧が充電終止電圧V0の時の負極の電位がαとなると共に、そのときの正極の電位がγより低くなるように、充電終止電圧V0、正極および負極の活物質塗布量を設定している。   As described above, it is necessary to manage the potential of the positive electrode and the negative electrode at full charge within an appropriate range. However, in the battery 204 of this embodiment, the positive electrode potential is managed to be γ or less, and the negative electrode potential is controlled. Is managed to be greater than or equal to α. Then, the charge end voltage V0, the active material application amount of the positive electrode and the negative electrode are set so that the potential of the negative electrode when the battery voltage is the charge end voltage V0 is α and the potential of the positive electrode is lower than γ at that time. doing.

しかしながら、初期状態が曲線101〜103で示されるような電池204が、上述した負極の容量ずれにより劣化した場合には、劣化後の負極電位曲線は符号105で表される曲線となり、電池電圧は符号106で表される曲線になる。また、曲線104は電池劣化後の正極電位曲線を示している。   However, when the battery 204 whose initial state is indicated by the curves 101 to 103 deteriorates due to the above-described negative electrode capacity shift, the negative electrode potential curve after the deterioration becomes a curve represented by reference numeral 105, and the battery voltage is The curve is represented by reference numeral 106. A curve 104 shows a positive electrode potential curve after battery deterioration.

負極電位曲線105は、初期状態の負極電位曲線102に対して、リチウムイオンの不活性化に相当する容量分だけ図示右方向にずれている。そのため、放電により負極の容量が小さくなると、初期状態の負極電位曲線102よりも劣化後の負極電位曲線105の方が早期に電位が上昇し、劣化後の電池電圧曲線106は初期状態の電池電圧曲線103よりも早く放電終止電圧V2に達することになる。その結果、充電終止電圧V0から放電停止電圧V2までの電池容量は、初期状態ではA0であるが、負極の容量ずれによる劣化後はA1(<A0)へと減少する。このように、負極の容量ずれによって、電池204の電池容量が減少するという問題が生じる。   The negative electrode potential curve 105 deviates from the negative electrode potential curve 102 in the initial state in the right direction in the figure by a capacity corresponding to inactivation of lithium ions. Therefore, when the capacity of the negative electrode decreases due to discharge, the potential of the negative electrode potential curve 105 after deterioration rises earlier than the negative electrode potential curve 102 in the initial state, and the battery voltage curve 106 after deterioration shows the battery voltage in the initial state. The discharge end voltage V2 is reached earlier than the curve 103. As a result, the battery capacity from the end-of-charge voltage V0 to the discharge stop voltage V2 is A0 in the initial state, but decreases to A1 (<A0) after deterioration due to the capacity deviation of the negative electrode. Thus, there arises a problem that the battery capacity of the battery 204 decreases due to the capacity shift of the negative electrode.

図3は、図2において、負極電位曲線102,105の電位がα近傍となる部分を拡大して示した模式図である。容量ずれが生じる前は、負極の利用領域がα以上となるように設定されている。しかし、負極の容量ずれが生じると、図3から分かるように、充電終始時の負極電位はα+ΔVとなって電位αまで利用されないことになり、負極の利用領域が減少することになる。そこで、本実施の形態では、電池の劣化(負極の容量ずれ)が生じて電池電圧が曲線106で示すようになった場合に、充電終止電圧V0を補正充電終止電圧V1に変更することにより、本来、負極の利用可能な電位であるαとなるまで、充電を行わせることが可能となる。その結果、電池204が劣化(負極の容量ずれ)した場合であっても、充電容量の減少を抑制することができる。   FIG. 3 is an enlarged schematic view showing a portion where the potentials of the negative electrode potential curves 102 and 105 are in the vicinity of α in FIG. Before the capacity deviation occurs, the use area of the negative electrode is set to be α or more. However, if the capacity shift of the negative electrode occurs, as can be seen from FIG. 3, the negative electrode potential at the end of charging becomes α + ΔV and is not used up to the potential α, and the use area of the negative electrode decreases. Therefore, in the present embodiment, when battery deterioration (negative electrode capacity shift) occurs and the battery voltage becomes as shown by curve 106, by changing the charge end voltage V0 to the corrected charge end voltage V1, Charging can be performed until α, which is an available potential of the negative electrode, is reached. As a result, even when the battery 204 is deteriorated (capacity deviation of the negative electrode), a decrease in charge capacity can be suppressed.

上述した充電終始電圧の変更は、電池204の正極及び負極の電位差(即ち図1に示す電圧測定部209により測定される電池電圧)が電池204の充電終止電圧V0となった時点で、充電終止電圧補正部202によって行われる。この充電終止電圧補正部202による充電終止電圧V0の変更は、後述する所定の充電終止電圧変更条件が満たされている場合に行われる。   The above-described change of the charging end voltage is performed when the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 204 (that is, the battery voltage measured by the voltage measuring unit 209 shown in FIG. 1) becomes the charging end voltage V0 of the battery 204. This is performed by the voltage correction unit 202. The end-of-charge voltage V0 is changed by the end-of-charge voltage correcting unit 202 when a predetermined end-of-charge voltage changing condition described later is satisfied.

充電終止電圧変更条件は負極の容量ずれの指標となるものであり、例えば、直接もしくは間接的に推測される正極および負極の電位であったり、電池204の充放電サイクル数や経過時間とその時の雰囲気温度、電池の劣化度等から推定される容量ずれの量であったりするが、これらに制限されるものではない。   The condition for changing the end-of-charge voltage is an indicator of the capacity deviation of the negative electrode. For example, the potential of the positive electrode and the negative electrode estimated directly or indirectly, the number of charge / discharge cycles of the battery 204, the elapsed time, and the current time The amount of capacity deviation estimated from the ambient temperature, the degree of deterioration of the battery, or the like may be used, but is not limited thereto.

また、充電終止電圧変更条件に、負極の電位が図2に示したα以上であることを含むのが特に好ましい。負極の電位に基づいて充電終止電圧を補正することにより、簡便に電池容量の減少を抑制することができる。   Moreover, it is particularly preferable that the charge end voltage changing condition includes that the potential of the negative electrode is not less than α shown in FIG. By correcting the end-of-charge voltage based on the potential of the negative electrode, a decrease in battery capacity can be easily suppressed.

図2に示した値αは、これ以下の電位で負極を用いると電池劣化が急激に起こってしまう閾値である。この値は、ユーザが任意に決定できるパラメータであって特に制限されず、例えば、電池容量、電池の寿命、電解液溶媒もしくはリチウム塩、電池の劣化度、正極及び負極の材料等に応じて決定すればよい。ただし、αは負極電位での容量ずれの起こりやすさより設定することが好ましい。   The value α shown in FIG. 2 is a threshold at which battery deterioration occurs abruptly when the negative electrode is used at a potential below this value. This value is a parameter that can be arbitrarily determined by the user, and is not particularly limited. For example, it is determined according to battery capacity, battery life, electrolyte solvent or lithium salt, battery deterioration degree, positive electrode and negative electrode materials, and the like. do it. However, it is preferable to set α based on the likelihood of a capacity shift at the negative electrode potential.

さらにまた、充電終止電圧変更条件として、電池204の正極の電位が図2に示した所定値γ以下であることを含むのが好ましい。図2に示したγは、正極の電位としてこれ以上の値を用いると電池劣化が大きくなってしまうという上限電位である。この値γはユーザが任意に決定できるパラメータであって特に制限されず、例えば、電池容量、電池の寿命、電解液溶媒もしくはリチウム塩、電池の劣化度、正極及び負極の材料等に応じて決定すればよい。ただし、γは正極電位での容量ずれの起こりやすさより設定することが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the charge end voltage changing condition includes that the potential of the positive electrode of the battery 204 is not more than the predetermined value γ shown in FIG. Γ shown in FIG. 2 is an upper limit potential that causes battery deterioration to increase when a value higher than this is used as the positive electrode potential. This value γ is a parameter that can be arbitrarily determined by the user and is not particularly limited. For example, the value γ is determined according to the battery capacity, the battery life, the electrolyte solvent or lithium salt, the deterioration degree of the battery, the positive electrode and negative electrode materials, and the like. do it. However, it is preferable to set γ based on the likelihood of a capacity shift at the positive electrode potential.

充電終止電圧V0での正極電位および負極電位の設定方法も、ユーザが任意の決定できるパラメータであって特に制限されず、例えば電池容量、電池出力、電池の寿命、電池の劣化度、正極及び負極の材料や組み合わせ等に応じて決定すればよい。但し、正負極の容量ずれを補正するためには、正極の電位をγより低い値に設定し、負極の電位をαより高い値に設定する必要がある。どれくらい差をつけるかは、ユーザが任意の決定できるパラメータであって特に制限されず、例えば電池容量、電池出力、電池の寿命、電池の劣化度、正極及び負極の材料や組み合わせ等に応じて決定すればよい。この場合、V0時の正極電位をγより低くすればするほど容量ずれ時に再充電が可能になる一方で、初期電池容量は低下してしまうことを考慮すべきである。なお、図2では初期充電負極電位とαは一致させているが、その限りではない。   The setting method of the positive electrode potential and the negative electrode potential at the end-of-charge voltage V0 is also a parameter that can be arbitrarily determined by the user, and is not particularly limited. For example, the battery capacity, battery output, battery life, battery deterioration degree, positive electrode and negative electrode What is necessary is just to determine according to a material, a combination, etc. of these. However, in order to correct the capacity deviation between the positive and negative electrodes, it is necessary to set the potential of the positive electrode to a value lower than γ and set the potential of the negative electrode to a value higher than α. The amount of difference is a parameter that can be arbitrarily determined by the user, and is not particularly limited. For example, it is determined according to battery capacity, battery output, battery life, battery deterioration, positive and negative electrode materials and combinations, etc. do it. In this case, it should be considered that the lower the positive electrode potential at VO, the lower the initial battery capacity, while the recharge is possible when the capacity is shifted. In FIG. 2, the initial charge negative electrode potential and α are matched, but this is not a limitation.

図2において、補正充電終止電圧V1は、充電終止電圧V0にβを加算したもの、即ちV1=V0+βを満たす値である。管理値βの値もユーザが任意に決定できるパラメータであって特に制限されず、上記管理値αと同様に、例えば電池容量、電池の寿命、電解液溶媒もしくはリチウム塩、電池の劣化度、正極及び負極の材料や組み合わせ等に応じて決定すれば良い。例えば、曲線101,102,104,105、管理値α、および充電終止電圧V0となったときの負極電位が分かれば、それらからβ、V1を推定することができる。例えば、充電終止電圧V0となったときの負極電位から図3のΔVを算出し、そのΔVの大きさから負極電位が管理値αとなるまでの充電容量を推定し、推定されたΔVからさらに電池電圧の上昇βを推定する。   In FIG. 2, the corrected charge end voltage V1 is obtained by adding β to the charge end voltage V0, that is, a value satisfying V1 = V0 + β. The management value β is also a parameter that can be arbitrarily determined by the user, and is not particularly limited. Like the management value α, for example, the battery capacity, the battery life, the electrolyte solvent or lithium salt, the deterioration degree of the battery, the positive electrode And may be determined according to the material or combination of the negative electrode. For example, if the curves 101, 102, 104, 105, the management value α, and the negative electrode potential at the end of charge voltage V0 are known, β and V1 can be estimated from them. For example, ΔV in FIG. 3 is calculated from the negative electrode potential at the end-of-charge voltage V0, the charge capacity until the negative electrode potential reaches the control value α is estimated from the magnitude of ΔV, and further from the estimated ΔV Estimate the battery voltage rise β.

[充電制御システムにおける充電制御方法]
次に、図4のフローチャートを参照して、上述した充電制御システムにおける充電方法について説明する。図4に示す処理は演算処理部205により行われる。ステップS101では充電開始を指令する充電トリガを受信したか否かを判定し、受信したと判定するとステップS102へ進む。この充電トリガに特に制限は無いが、外部電源(図1の充電用電源207)より電気が供給された時などに発せられるものである。ステップS102では、演算処理部205は、充放電制御回路203に対して、電池204の充電を行うための充電指令信号を送信する。なお、上記充電トリガは、演算処理部205ではなく、直接充放電制御回路203に送信される構成とし、演算処理部205を介することなく充電が開始されるようにしてもよい。
[Charge control method in charge control system]
Next, a charging method in the above-described charging control system will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing shown in FIG. 4 is performed by the arithmetic processing unit 205. In step S101, it is determined whether or not a charging trigger instructing the start of charging has been received. If it is determined that the charging trigger has been received, the process proceeds to step S102. The charging trigger is not particularly limited, but is generated when electricity is supplied from an external power source (charging power source 207 in FIG. 1). In step S <b> 102, the arithmetic processing unit 205 transmits a charge command signal for charging the battery 204 to the charge / discharge control circuit 203. The charging trigger may be transmitted directly to the charge / discharge control circuit 203 instead of the arithmetic processing unit 205, and charging may be started without going through the arithmetic processing unit 205.

電池204の充電が開始されたならば、ステップS103において、充電終止電圧補正部202による電池204の正極及び負極の電位測定を行わせ、測定された電位を演算処理部205や充電終止電圧補正部202に設けられた記憶部(不図示)に記憶する。この電位測定は、所定のタイミングで繰り返し行われる。電位測定タイミングには特に制限は無いが、測定の時間間隔が長すぎる場合、電池204の電池電圧が充電終止電圧V0に到達し、充電が停止した後の無駄時間が多くなる可能性がある。また、測定の時間間隔が短すぎる場合、過度に測定を行うために充電終止電圧補正部202の負荷が過度なものとなる可能性がある。   If charging of the battery 204 is started, in step S103, the charging end voltage correcting unit 202 measures the potential of the positive electrode and the negative electrode of the battery 204, and the measured potential is calculated by the arithmetic processing unit 205 or the charging end voltage correcting unit. The data is stored in a storage unit (not shown) provided in 202. This potential measurement is repeatedly performed at a predetermined timing. The potential measurement timing is not particularly limited, but if the measurement time interval is too long, the battery voltage of the battery 204 reaches the charge end voltage V0, and there is a possibility that the time wasted after the charge is stopped. Further, when the measurement time interval is too short, there is a possibility that the load on the end-of-charge voltage correction unit 202 becomes excessive in order to perform measurement excessively.

ステップS104では、電圧測定部209で測定した電池204の電池電圧が充電終止電圧V0となったか否かを判定する。なお、ここでは、電池電圧が充電終止電圧V0となったか否かを判定を電圧測定部209で行うようにしたが、充電終止電圧補正部202で行うようにしても良い。ステップS104でYESと判定されると、ステップS105において、改めて電池204の正極電位Vpおよび負極電位Vnを測定する。ステップS106では、ステップS105で測定された負極電位Vnが予め設定された管理値αより大きいか否かを判定する。   In step S104, it is determined whether or not the battery voltage of the battery 204 measured by the voltage measurement unit 209 has reached the end-of-charge voltage V0. Here, the voltage measurement unit 209 determines whether or not the battery voltage has reached the end-of-charge voltage V0, but may be determined by the end-of-charge voltage correction unit 202. If YES is determined in step S104, the positive electrode potential Vp and the negative electrode potential Vn of the battery 204 are measured again in step S105. In step S106, it is determined whether or not the negative electrode potential Vn measured in step S105 is greater than a preset management value α.

ステップS106でVn>αと判定されるとステップS107へ進み、Vn≦αと判定されるとステップS109へ進む。ステップS106でVn≦αと判定された場合、充電を継続すると電池劣化等が顕著になるので、ステップS109において充電停止信号を充放電制御回路203に送信する。その結果、電池204の充電が停止される。   If it is determined in step S106 that Vn> α, the process proceeds to step S107, and if it is determined that Vn ≦ α, the process proceeds to step S109. If it is determined in step S106 that Vn ≦ α, if the charging is continued, battery deterioration or the like becomes remarkable. Therefore, a charge stop signal is transmitted to the charge / discharge control circuit 203 in step S109. As a result, charging of the battery 204 is stopped.

ステップS106でVn>αと判定されてステップS107へ進んだ場合、ステップS107において、正極電位Vpが予め定められた管理値γ未満(即ちVp<γ)であるか否かを判定する。ステップS107でVp≧γと判定された場合、充電を継続すると電池劣化等が顕著になるので、ステップS109に進んで充電停止信号を充放電制御回路203に送信する。その結果、電池204の充電が停止される。   If it is determined in step S106 that Vn> α and the process proceeds to step S107, it is determined in step S107 whether the positive electrode potential Vp is less than a predetermined management value γ (that is, Vp <γ). If it is determined in step S107 that Vp ≧ γ, battery deterioration or the like becomes significant when charging is continued. Therefore, the process proceeds to step S109, and a charge stop signal is transmitted to the charge / discharge control circuit 203. As a result, charging of the battery 204 is stopped.

一方、ステップS107でVp<γと判定された場合、負極電位Vnが管理値αより大きく、かつ、正極電位Vpが管理値γよりも小さいので、電池204はさらに充電が可能な状態にある。よって、この場合には、ステップS107からステップS108へ進み、充電終止電圧補正部202により充電終止電圧の補正を行わせ、その後、ステップS104へ戻る。ステップS108において、現時点の充電終止電圧V0は充電終止電圧補正部202によりV0+ωへと補正されるので、充電はさらに継続されることになる。そして、再びステップS104において電池電圧が設定されている充電終止電圧V0(=初期V0+ω)に達すると、ステップS105以下の処理が再び実行される。   On the other hand, when it is determined in step S107 that Vp <γ, since the negative electrode potential Vn is larger than the management value α and the positive electrode potential Vp is smaller than the management value γ, the battery 204 is in a state where it can be further charged. Therefore, in this case, the process proceeds from step S107 to step S108, the charge end voltage correction unit 202 corrects the charge end voltage, and then the process returns to step S104. In step S108, the current end-of-charge voltage V0 is corrected to V0 + ω by the end-of-charge voltage correction unit 202, so that charging is further continued. Then, when the battery end voltage V0 (= initial V0 + ω) at which the battery voltage is set in step S104 is reached again, the processing from step S105 is executed again.

すなわち、負極電位が管理値α以下となるか、または、正極電位が管理値γ以上となるまで、ステップS104からステップS108までの処理は繰り返され、その繰り返しの度に、充電終止電圧がωずつ増加される。そして、Vn≦αまたはVp≧γのいずれかが満足されると、電池204の充電動作は終了する。充電終止電圧を補正する際の刻み幅ωは、通常0.1mV以上100mV以下の範囲内で設定するのが好ましい。   That is, the process from step S104 to step S108 is repeated until the negative electrode potential is equal to or lower than the control value α or the positive electrode potential is equal to or higher than the control value γ. Will be increased. When either Vn ≦ α or Vp ≧ γ is satisfied, the charging operation of the battery 204 ends. The step width ω when correcting the end-of-charge voltage is usually preferably set within a range of 0.1 mV to 100 mV.

図5は、図4のフローチャートのように充電終止電圧をωずつ増加した場合を説明する図である。図5では、ステップS108の処理を2回行った時点で、すなわち充電終止電圧の2回目の増加を行って電池電圧A0+2ωまで充電をした時点で、負極の電位が管理値α以下となり、充電が終了する。その結果、初期の充電終止電圧V0で充電を終了する場合に比べて、電池容量はΔA=A2−A1だけ増加することになる。また、このように負極および正極の電位が管理範囲内にあることを確認しながら小刻みに充電終止電圧を変更することにより、充電終了時の正極および負極の電位が管理範囲外に大きくずれるのを防止できる。そのため、リチウムイオン二次電池204の内部抵抗の増加を抑制しつつ、電池容量の減少を抑制する等の特に高温時のサイクル特性の向上を可能にした充電制御システムを提供することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a case where the charge end voltage is increased by ω as in the flowchart of FIG. In FIG. 5, when the process of step S108 is performed twice, that is, when the charging end voltage is increased for the second time and charged to the battery voltage A0 + 2ω, the potential of the negative electrode becomes equal to or lower than the control value α, finish. As a result, the battery capacity is increased by ΔA = A2−A1 as compared with the case where the charge is terminated at the initial charge end voltage V0. In addition, by changing the charge end voltage in small increments while confirming that the potentials of the negative electrode and the positive electrode are within the control range in this way, the potentials of the positive electrode and the negative electrode at the end of the charge are greatly shifted out of the control range. Can be prevented. Therefore, it is possible to provide a charge control system that can improve cycle characteristics particularly at high temperatures, such as suppressing an increase in internal resistance of the lithium ion secondary battery 204 and suppressing a decrease in battery capacity.

なお、図4に示すフローチャートにおいては、正極電位を用いて放電終止電圧V0を変更するか否かを決定したが、正極および負極の電位に変えて電池の劣化度や材料や経過時間およびその時の電圧や温度を判断基準として用いて、補正充電終止電圧V1に変更するか否かを決定してもよい。これらの方法を用いる場合、容量ずれ分を予め検討しておく必要がある。例えば、電池の劣化度を用いる場合、予め電池の容量低下のうち容量ずれの占める割合を検討の上、容量減少分の何割かを充電電圧を補正することで変更するのが好ましい。   In the flowchart shown in FIG. 4, it is determined whether or not to change the discharge end voltage V0 using the positive electrode potential, but the battery deterioration degree, material, elapsed time, and time at that time are changed to the positive and negative electrode potentials. Whether or not to change to the corrected charge end voltage V1 may be determined using the voltage or temperature as a criterion. When using these methods, it is necessary to consider the capacity deviation in advance. For example, when the degree of deterioration of the battery is used, it is preferable to change the percentage of the capacity reduction by correcting the charging voltage after considering the ratio of the capacity deviation in the battery capacity reduction in advance.

上記説明では、図1に示すように充電制御システム201が演算処理部205を有するものとして説明した。しかし、演算処理部205の機能を充放電制御回路203若しくは充電終止電圧補正部202が有することにより、演算処理部205を設けない構成としてもよい。   In the above description, the charging control system 201 has been described as having the arithmetic processing unit 205 as shown in FIG. However, since the charge / discharge control circuit 203 or the end-of-charge voltage correction unit 202 has the function of the calculation processing unit 205, the calculation processing unit 205 may not be provided.

なお、図2において説明の便宜上正極および負極の電位曲線の長さを固定して、上記の説明を行ったが、実際には、電池が有する正極及び負極の充放電に寄与する電極材料の減少、正極及び負極における副反応等も起こりうる。従って、正極電位曲線101も変化するため、単に充電容量を一定にするような方法を適用した場合、正極利用領域としてγ以上の領域も充放電時に使用されるため、電池の高温サイクル特性が低下してしまう。   In FIG. 2, the length of the potential curve of the positive electrode and the negative electrode is fixed for convenience of explanation, and the above description has been made. However, in actuality, the decrease in the electrode material that contributes to the charge and discharge of the positive electrode and the negative electrode of the battery Side reactions in the positive electrode and the negative electrode can also occur. Therefore, since the positive electrode potential curve 101 also changes, when a method of simply making the charging capacity constant is applied, a region of γ or more is also used as the positive electrode utilization region at the time of charging / discharging, so that the high-temperature cycle characteristics of the battery deteriorate. Resulting in.

[リチウムイオン二次電池の構成]
本実施形態に係る充電制御システムは、公知の任意のリチウムイオン二次電池に適用可能である。ここでは、図6を参照しながら、リチウムイオン二次電池の一実施の形態について説明する。もちろん、以下に説明する構成はあくまでも一例であって、本実施形態に係る充電制御システムが適用されるリチウムイオン二次電池は、図6に記載の構造に限定されるものではない。
[Configuration of lithium ion secondary battery]
The charge control system according to the present embodiment can be applied to any known lithium ion secondary battery. Here, an embodiment of a lithium ion secondary battery will be described with reference to FIG. Of course, the configuration described below is merely an example, and the lithium ion secondary battery to which the charge control system according to the present embodiment is applied is not limited to the structure illustrated in FIG. 6.

図6は、リチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示した図である。図6に示す本実施形態に係る電池204は、正極10、セパレータ11、負極12、電池容器(即ち電池缶)13、正極集電タブ14、負極集電タブ15、内蓋16、内圧開放弁17、ガスケット18、正温度係数(Positive temperature coefficient;PTC)抵抗素子19、及び電池蓋20、軸心21から構成される。電池蓋20は、内蓋16、内圧開放弁17、ガスケット18、及びPTC抵抗素子19からなる一体化部品である。また、軸心21には、正極10、セパレータ11及び負極12が捲回されている。   FIG. 6 is a diagram schematically showing the internal structure of the lithium ion secondary battery. A battery 204 according to this embodiment shown in FIG. 6 includes a positive electrode 10, a separator 11, a negative electrode 12, a battery container (that is, a battery can) 13, a positive electrode current collecting tab 14, a negative electrode current collecting tab 15, an inner lid 16, and an internal pressure release valve. 17, a gasket 18, a positive temperature coefficient (PTC) resistance element 19, a battery lid 20, and an axis 21. The battery lid 20 is an integrated part composed of the inner lid 16, the internal pressure release valve 17, the gasket 18, and the PTC resistance element 19. A positive electrode 10, a separator 11, and a negative electrode 12 are wound around the shaft center 21.

正極10は、正極活物質、導電剤、バインダ、及び集電体から構成される。正極活物質を例示すると、LiCoO、LiNiO、及びLiMn4が代表例である。他に、LiMnO、LiMn、LiMnO、LiMn12、LiMn2−X(ただし、M=Co,Ni,Fe,Cr,Zn,Tiからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、LiMnMO(ただし、M=Fe,Co,Ni,Cu,Znからなる群から選ばれる少なくとも1種)、Li1−XMn(ただし、A=Mg,B,Al,Fe,Co,Ni,Cr,Zn,Caからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.1)、LiNi1−X(ただし、M=Co,Fe,Gaからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、LiFeO、Fe(SO、LiCo1−X(ただし、M=Ni,Fe,Mnからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、LiNi1−xMxO2(ただし、M=Mn,Fe,Co,Al,Ga,Ca,Mgからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、Fe(MoO、FeF、LiFePO、及びLiMnPO等を列挙することができる。 The positive electrode 10 includes a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and a current collector. Illustrative examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , and LiMn 2 O 4 . Other, LiMnO 3, LiMn 2 O 3 , LiMnO 2, Li 4 Mn 5 O 12, LiMn 2-X M X O 2 ( where selected from the group consisting of M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Ti Li 2 Mn 3 MO 8 (however, at least one selected from the group consisting of M = Fe, Co, Ni, Cu, Zn), Li 1− X A X Mn 2 O 4 (provided that, A = Mg, B, Al , Fe, Co, Ni, Cr, Zn, at least one selected from the group consisting of Ca, x = 0.01~0.1), LiNi 1-X M X O 2 ( however, M = Co, Fe, at least one selected from the group consisting of Ga, x = 0.01~0.2), LiFeO 2, Fe 2 (SO 4) 3, LiCo 1-X M X O 2 ( where At least one selected from the group consisting of M = Ni, Fe, Mn, x = 0.01 to 0.2), LiNi1-xMxO2 (where M = Mn, Fe, Co, Al, Ga, Ca, Mg) At least one selected from the group consisting of x = 0.01 to 0.2), Fe (MoO 4 ) 3 , FeF 3 , LiFePO 4 , and LiMnPO 4 can be listed.

正極活物質の粒径は、正極活物質、導電剤、及びバインダから形成される合剤層の厚さ以下になるように通常は規定される。正極活物質の粉末中に合剤層厚さ以上のサイズを有する粗粒がある場合、予めふるい分級や風流分級等により粗粒を除去し、合剤層厚さ以下の粒子を作製することが好ましい。   The particle size of the positive electrode active material is usually defined so as to be equal to or less than the thickness of the mixture layer formed from the positive electrode active material, the conductive agent, and the binder. When there are coarse particles having a size equal to or greater than the thickness of the mixture layer in the positive electrode active material powder, the coarse particles can be removed in advance by sieving classification or wind classification to produce particles having a thickness of the mixture layer thickness or less. preferable.

また、正極活物質は、一般に酸化物系であるために電気抵抗が高いので、電気伝導性を補うための炭素粉末からなる導電剤を利用する。正極活物質及び導電剤はともに通常は粉末であるので、粉末にバインダを混合して、粉末同士を結合させると同時に集電体へ接着させることができる。   In addition, since the positive electrode active material is generally oxide-based and has high electrical resistance, a conductive agent made of carbon powder for supplementing electrical conductivity is used. Since both the positive electrode active material and the conductive agent are usually powders, a binder can be mixed with the powders, and the powders can be bonded together and simultaneously bonded to the current collector.

正極10の集電体には、厚さが10〜100μmのアルミニウム箔、厚さが10〜100μmで孔径が0.1〜10mmのアルミニウム製穿孔箔、エキスパンドメタル、又は発泡金属板等が用いられる。アルミニウムの他に、ステンレスやチタン等の材質も適用可能である。本発明では、材質、形状、製造方法等に制限されることなく、任意の集電体を使用することができる。   For the current collector of the positive electrode 10, an aluminum foil having a thickness of 10 to 100 μm, an aluminum perforated foil having a thickness of 10 to 100 μm and a pore diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, or a metal foam plate is used. . In addition to aluminum, materials such as stainless steel and titanium are also applicable. In the present invention, any current collector can be used without being limited by the material, shape, manufacturing method and the like.

正極活物質、導電剤、バインダ、及び有機溶媒を混合した正極スラリーを、ドクターブレード法、ディッピング法、又はスプレー法等によって集電体へ付着させた後、有機溶媒を乾燥させ、ロールプレスによって加圧成形することにより、正極10を作製することができる。また、塗布から乾燥までを複数回行うことにより、複数の合剤層を集電体に積層化させることも可能である。   A positive electrode slurry in which a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and an organic solvent are mixed is attached to a current collector by a doctor blade method, a dipping method, or a spray method, and then the organic solvent is dried and applied by a roll press. The positive electrode 10 can be produced by pressure forming. In addition, a plurality of mixture layers can be laminated on the current collector by performing a plurality of times from application to drying.

負極12は、負極活物質、バインダ、及び集電体からなる。高レート充放電が必要な場合に、導電剤を添加することもある。本発明で使用可能な負極活物質としては、黒鉛と非黒鉛炭素や例えばアルミニウム、シリコン、スズ等の金属及びこれらの合金、リチウム含有の遷移金属窒化物Li(3−X)N、ケイ素の低級酸化物LiSiO(0≦x、0<y<2)、及びスズの低級酸化物LiSnOのリチウムと合金を形成する材料又は金属間化合物を形成する材料等を選択することができる。 The negative electrode 12 includes a negative electrode active material, a binder, and a current collector. When high rate charge / discharge is required, a conductive agent may be added. Examples of the negative electrode active material that can be used in the present invention include graphite, non-graphite carbon, metals such as aluminum, silicon, and tin, and alloys thereof, lithium-containing transition metal nitrides Li (3-X) M X N, silicon A material for forming an alloy with lithium or a material for forming an intermetallic compound of Li X SiO Y (0 ≦ x, 0 <y <2) and a lower oxide of Li X SnO Y be able to.

負極活物質の材料には特に制限がなく、上記の材料以外でも利用可能であるが、膨張収縮が大きい材料等の一部材料を選択した場合には、負極の利用する範囲を大きくし過ぎると抵抗上昇が大きくなることがある。この場合、電池電圧を変更する場合の条件に負極電位が一定以下であるかどうかを確認するのが好ましい。   The material of the negative electrode active material is not particularly limited and can be used other than the above materials. However, when a part of the material such as a material having a large expansion and contraction is selected, if the range used by the negative electrode is too large, Resistance rise may be large. In this case, it is preferable to confirm whether or not the negative electrode potential is below a certain level as a condition for changing the battery voltage.

ただし、黒鉛を含むことが好ましく、当該黒鉛は黒鉛層間距離(d002)が0.335nm以上0.338nm以下であることが好ましい。このような黒鉛を負極12が含むことにより、黒鉛の電位曲線にはステージ構造を有するため、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の向上をより大きなものにすることができる。負極12に用いる黒鉛は、リチウムイオンを化学的に吸蔵・放出可能な天然黒鉛、人造黒鉛、メソフェ−ズ炭素、膨張黒鉛、炭素繊維、気相成長法炭素繊維、ピッチ系炭素質材料、ニードルコークス、石油コークス、及びポリアクリロニトリル系炭素繊維等を原料として製造される。なお、上記の黒鉛層間距離(d002)は、XRD(X線粉末回折法)(X-Ray Diffraction Method)等を用いて測定することができる。 However, it is preferable that graphite is included, and the graphite has a graphite interlayer distance (d 002 ) of 0.335 nm or more and 0.338 nm or less. By including such graphite in the negative electrode 12, since the potential curve of graphite has a stage structure, the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved. The graphite used for the negative electrode 12 is natural graphite, artificial graphite, mesophase carbon, expanded graphite, carbon fiber, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke capable of chemically occluding and releasing lithium ions. , Petroleum coke, and polyacrylonitrile-based carbon fiber. The graphite interlayer distance (d 002 ) can be measured by using XRD (X-Ray Diffraction Method) or the like.

また、負極12に用いる非黒鉛炭素は、上記の黒鉛を除く炭素材料であって、リチウムイオンを吸蔵又は放出することができるものである。これには、黒鉛層の間隔が0.34nm以上であって、2000℃以上の高温熱処理により黒鉛に変化する炭素材料や、5員環又は6員環の環式炭化水素や、環式含酸素有機化合物を熱分解によって合成した非晶質炭素材料等が含まれる。   The non-graphite carbon used for the negative electrode 12 is a carbon material excluding the above graphite, and can occlude or release lithium ions. This includes a carbon material that has a graphite layer spacing of 0.34 nm or more and changes to graphite by high-temperature heat treatment at 2000 ° C. or more, a 5-membered or 6-membered cyclic hydrocarbon, or a cyclic oxygen-containing material. Amorphous carbon materials synthesized by pyrolysis of organic compounds are included.

このように正極10と異なる電圧変化率を有する負極12に、リチウムと合金を形成する材料又は金属間化合物を形成する材料を、第3の負極活物質として添加してもよい。第3の負極活物質としては、例えばアルミニウム、シリコン、スズ等の金属及びこれらの合金、リチウム含有の遷移金属窒化物Li(3−X)N、ケイ素の低級酸化物LiSiO(0≦x、0<y<2)、及びスズの低級酸化物LiSnOが挙げられる。第3の負極活物質の材料には特に制限がなく、上記の材料以外でも利用可能である。 As described above, a material that forms an alloy with lithium or a material that forms an intermetallic compound may be added to the negative electrode 12 having a voltage change rate different from that of the positive electrode 10 as a third negative electrode active material. Examples of the third negative electrode active material include metals such as aluminum, silicon, and tin, and alloys thereof, lithium-containing transition metal nitrides Li (3-X) M X N, silicon lower oxide Li X SiO Y ( 0 ≦ x, 0 <y <2), and a lower oxide of tin Li X SnO Y. There is no restriction | limiting in particular in the material of a 3rd negative electrode active material, It can utilize also other than said material.

一般に使用される負極活物質は粉末であるため、それにバインダを混合して、粉末同士を結合させると同時に集電体へ接着させている。本実施形態に係る電池が有する負極12では、負極活物質の粒径を、負極活物質及びバインダから形成される合剤層の厚さ以下にすることが望ましい。負極活物質の粉末中に合剤層厚さ以上のサイズを有する粗粒がある場合、予めふるい分級や風流分級等により粗粒を除去し、合剤層厚さ以下の粒子を使用することが好ましい。   Since the negative electrode active material generally used is a powder, a binder is mixed with the negative electrode active material so that the powders are bonded together and simultaneously bonded to the current collector. In the negative electrode 12 included in the battery according to the present embodiment, it is desirable that the particle size of the negative electrode active material be equal to or less than the thickness of the mixture layer formed from the negative electrode active material and the binder. When there are coarse particles having a size equal to or greater than the thickness of the mixture layer in the negative electrode active material powder, the coarse particles may be removed in advance by sieving classification or wind classification, and particles having a thickness of the mixture layer thickness or less may be used. preferable.

負極12の集電体には、厚さが10〜100μmの銅箔、厚さが10〜100μmで孔径0.1〜10mmの銅製穿孔箔、エキスパンドメタル、又は発泡金属板等が用いられる。銅の他に、ステンレス、チタン、又はニッケル等の材質も適用可能である。本発明では、材質、形状、製造方法等に制限されることなく、任意の集電体を使用することができる。   For the current collector of the negative electrode 12, a copper foil having a thickness of 10 to 100 μm, a copper perforated foil having a thickness of 10 to 100 μm and a pore diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, a foam metal plate, or the like is used. In addition to copper, materials such as stainless steel, titanium, or nickel are also applicable. In the present invention, any current collector can be used without being limited by the material, shape, manufacturing method and the like.

負極活物質、バインダ、及び有機溶媒を混合した負極スラリーを、ドクターブレード法、ディッピング法、又はスプレー法等によって集電体へ付着させた後、有機溶媒を乾燥させ、ロールプレスによって加圧成形することにより、負極12を作製することができる。また、塗布から乾燥までを複数回行うことにより、多層合剤層を集電体に形成させることも可能である。   A negative electrode slurry in which a negative electrode active material, a binder, and an organic solvent are mixed is attached to a current collector by a doctor blade method, a dipping method, a spray method, or the like, and then the organic solvent is dried and pressure-molded by a roll press. Thereby, the negative electrode 12 can be produced. Moreover, it is also possible to form a multilayer mixture layer on a current collector by carrying out a plurality of times from application to drying.

また、正極および負極の活物質塗布量を充電終止電圧V0時に負極電位α付近でかつ正極電位γよりやや少なめになるように設計しておくのが好ましい。具体的には、正極電位γに対し、正極利用率が70%以上98%以下であるのが好ましく,特に正極利用率が75%以上95%以下であるのが好ましく、さらに正極利用率が80%以上90%以下であるのが好ましい。   Further, it is preferable that the amount of the active material applied to the positive electrode and the negative electrode is designed so that it is in the vicinity of the negative electrode potential α and slightly less than the positive electrode potential γ at the end-of-charge voltage V0. Specifically, the positive electrode utilization rate is preferably 70% or more and 98% or less with respect to the positive electrode potential γ, particularly the positive electrode utilization rate is preferably 75% or more and 95% or less, and the positive electrode utilization rate is 80%. % Or more and 90% or less is preferable.

正極10の正極活物質は、電位を測定しやすくする観点から次式(1)で表されるリチウム複合酸化物を含んでいることが好ましく、特に、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2を含むことが好ましい。
LiNiMnCo ・・・(1)
(上記式(1)中、Mは、Fe,V,Ti,Cu,Al,Sn,Zn,Mg,B,Wからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、a,b,c及びdは、それぞれ、0.2≦a≦0.8,0.1≦b≦0.4,0≦c≦0.4,0≦d≦0.1を満たす値であって、かつ、a+b+c+d=1を満たす関係にある。)なお、上記の各例示物において、例えば「M」「x」等の各例示物で重複する文字が記載されているが、それらの文字はそれぞれの例示物において独立しているものとする。以下の記載においても、特に指定しない限り同様とする。
The positive electrode active material of the positive electrode 10 preferably contains a lithium composite oxide represented by the following formula (1) from the viewpoint of facilitating measurement of the potential, and in particular, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1 / Preferably it contains 3O2 .
LiNi a Mn b Co c M d O 2 ··· (1)
(In the above formula (1), M represents at least one selected from the group consisting of Fe, V, Ti, Cu, Al, Sn, Zn, Mg, B and W, and a, b, c and d are Are values satisfying 0.2 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, and a + b + c + d = 1. Note that, in each of the above examples, for example, there are characters that are duplicated in each of the examples such as “M” and “x”, but these characters are independent in each example. It shall be. The same applies to the following description unless otherwise specified.

上述した正極活物質において、充電終止電圧V0時の正極電位は3.8V以上、4.1V以下であるのが好ましく,特に正極利用率が3.9V以上4.05V以下であるのが好ましく、さらに正極利用率が3.95V以上4.0V以下であるのが好ましい。上記設計電位より高くなると容量ずれの際の補正可能量が減少し、逆に、低くなると、初期電池容量が低下する。   In the positive electrode active material described above, the positive electrode potential at the end-of-charge voltage V0 is preferably 3.8 V or more and 4.1 V or less, and the positive electrode utilization rate is particularly preferably 3.9 V or more and 4.05 V or less. Furthermore, the positive electrode utilization rate is preferably 3.95 V or more and 4.0 V or less. When the voltage becomes higher than the design potential, the correctable amount at the time of capacity shift decreases, and conversely, when the voltage becomes lower, the initial battery capacity decreases.

上述した正極活物質において、正極電位γは3.9V以上、4.3V以下であるのが好ましく,特に正極利用率が3.95V以上4.2V以下であるのが好ましく、さらに正極利用率が4.0V以上4.1V以下であるのが好ましい。上記設計電位より高くなると、高温サイクル特性が低下してしまうし、低くなると、容量ずれの際の補正が可能な量が減少してしまう。   In the positive electrode active material described above, the positive electrode potential γ is preferably 3.9 V or more and 4.3 V or less, particularly the positive electrode utilization rate is preferably 3.95 V or more and 4.2 V or less, and the positive electrode utilization rate is further increased. It is preferable that it is 4.0V or more and 4.1V or less. If it becomes higher than the above design potential, the high-temperature cycle characteristics will deteriorate, and if it becomes lower, the amount that can be corrected at the time of capacity shift will decrease.

負極電位αは材料により異なるが0V以上に設定する必要がある。0V未満であると、Li金属が析出してしまい、高温サイクル特性が大きく低下してしまう。   The negative electrode potential α varies depending on the material, but must be set to 0 V or more. When it is less than 0 V, Li metal is precipitated, and the high-temperature cycle characteristics are greatly deteriorated.

以上の方法で作製した正極10及び負極12の間にセパレータ11を挿入し、正極10及び負極12の短絡を防止する。セパレータ11には、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるポリオレフィン系高分子シート、又はポリオレフィン系高分子と4フッ化ポリエチレンを代表とするフッ素系高分子シートを溶着させた2層構造等を使用することが可能である。電池温度が高くなったときにセパレータ11が収縮しないように、セパレータ11の表面にセラミックス及びバインダの混合物を薄層状に形成してもよい。これらのセパレータ11は、電池の充放電時にリチウムイオンを透過させる必要があるため、一般に細孔径が0.01〜10μm、気孔率が20〜90%であれば、リチウムイオン二次電池に使用可能である。   The separator 11 is inserted between the positive electrode 10 and the negative electrode 12 produced by the above method to prevent a short circuit between the positive electrode 10 and the negative electrode 12. The separator 11 can be a polyolefin polymer sheet made of polyethylene, polypropylene, or the like, or a two-layer structure in which a polyolefin polymer and a fluorine polymer sheet typified by tetrafluoropolyethylene are welded. It is. A mixture of ceramics and a binder may be formed in a thin layer on the surface of the separator 11 so that the separator 11 does not shrink when the battery temperature increases. Since these separators 11 need to allow lithium ions to permeate during charging and discharging of the battery, they can generally be used for lithium ion secondary batteries if the pore diameter is 0.01 to 10 μm and the porosity is 20 to 90%. It is.

このようなセパレータ11を正極10及び負極12の間に挿入し、軸心21に捲回した電極群を作製する。軸心21は、正極10、セパレータ11及び負極12を担持できるものであれば、公知の任意のものを用いることができる。電極群は、図6に示した円筒形状の他に、短冊状電極を積層したもの、又は正極10と負極12を扁平状等の任意の形状に捲回したもの等、種々の形状にすることができる。電池容器13の形状は、電極群の形状に合わせ、円筒形、偏平長円形状、扁平楕円形状、角形等の形状を選択してもよい。   Such a separator 11 is inserted between the positive electrode 10 and the negative electrode 12, and an electrode group wound around the axis 21 is produced. As the axis 21, any known one can be used as long as it can support the positive electrode 10, the separator 11, and the negative electrode 12. In addition to the cylindrical shape shown in FIG. 6, the electrode group has various shapes such as a laminate of strip-shaped electrodes, or a positive electrode 10 and a negative electrode 12 wound in an arbitrary shape such as a flat shape. Can do. The shape of the battery case 13 may be selected from shapes such as a cylindrical shape, a flat oval shape, a flat oval shape, and a square shape according to the shape of the electrode group.

電池容器13の材質は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼製等、非水電解質に対し耐食性のある材料から選択される。また、電池容器13を正極10又は負極12に電気的に接続する場合は、非水電解質と接触している部分において、電池容器13の腐食やリチウムイオンとの合金化による材料の変質が起こらないように、電池容器13の材料の選定を行う。   The material of the battery case 13 is selected from materials that are corrosion-resistant to the nonaqueous electrolyte, such as aluminum, stainless steel, and nickel-plated steel. Further, when the battery container 13 is electrically connected to the positive electrode 10 or the negative electrode 12, the material is not deteriorated due to corrosion of the battery container 13 or alloying with lithium ions in the portion in contact with the nonaqueous electrolyte. Thus, the material of the battery container 13 is selected.

電池容器13に電極群を収納し、電池容器13の内壁に負極集電タブ15を接続し、電池蓋20の底面に正極集電タブ14を接続する。電解液は、電池の密閉の前に電池容器内部13に注入する。電解液の注入方法は、電池蓋20を解放した状態にて電極群に直接添加する方法、又は電池蓋20に設置した注入口から添加する方法がある。   The electrode group is housed in the battery container 13, the negative electrode current collecting tab 15 is connected to the inner wall of the battery container 13, and the positive electrode current collecting tab 14 is connected to the bottom surface of the battery lid 20. The electrolyte is injected into the battery container interior 13 before the battery is sealed. As a method for injecting the electrolyte, there are a method of adding directly to the electrode group in a state where the battery cover 20 is released, or a method of adding from an injection port installed in the battery cover 20.

その後、電池蓋20を電池容器13に密着させ、電池全体を密閉する。電解液の注入口がある場合は、それも密封する。電池を密閉する方法には、溶接、かしめ等公知の技術がある。   Thereafter, the battery lid 20 is brought into close contact with the battery container 13 to seal the entire battery. If there is an electrolyte inlet, seal it as well. As a method for sealing the battery, there are known techniques such as welding and caulking.

本発明で使用可能な電解液の代表例として、エチレンカーボネートにジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、又はエチルメチルカーボネート等を混合した溶媒に、電解質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、又はホウフッ化リチウム(LiBF)を溶解させた溶液がある。本発明は、溶媒や電解質の種類、溶媒の混合比に制限されることなく、他の電解液も利用可能である。 As a typical example of the electrolytic solution that can be used in the present invention, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) or lithium borofluoride as an electrolyte in a solvent obtained by mixing dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate with ethylene carbonate There is a solution in which (LiBF 4 ) is dissolved. The present invention is not limited to the type of solvent and electrolyte, and the mixing ratio of solvents, and other electrolytes can be used.

なお、電解液に使用可能な非水溶媒の例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、1、2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1、3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、テトラヒドロフラン、1、2−ジエトキシエタン、クロルエチレンカーボネート、又はクロルプロピレンカーボネート等の非水溶媒がある。本発明の電池に内蔵される正極10又は負極12上で分解しなければ、これ以外の溶媒を用いてもよい。   Examples of non-aqueous solvents that can be used in the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2 -Methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, methyl propionate, ethyl propionate, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane, diethyl ether, sulfolane, 3-methyl-2- There are nonaqueous solvents such as oxazolidinone, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane, chloroethylene carbonate, or chloropropylene carbonate. Other solvents may be used as long as they do not decompose on the positive electrode 10 or the negative electrode 12 incorporated in the battery of the present invention.

また、電解質の例としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiCF3SO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、又はリチウムトリフルオロメタンスルホンイミドで代表されるリチウムのイミド塩等、多種類のリチウム塩がある。これらの塩を、上記の溶媒に溶解してできた非水電解液を電池用電解液として使用することができる。本実施形態に係る電池が有する正極10及び負極12上で分解しなければ、これ以外の電解質を用いてもよい。 In addition, examples of the electrolyte, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiCF 3 3SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, or imide salts such as lithium represented by lithium trifluoromethane sulfonimide, multi There are different types of lithium salts. A nonaqueous electrolytic solution obtained by dissolving these salts in the above-mentioned solvent can be used as a battery electrolytic solution. An electrolyte other than this may be used as long as it does not decompose on the positive electrode 10 and the negative electrode 12 included in the battery according to the present embodiment.

固体高分子電解質(ポリマー電解質)を用いる場合には、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド等のイオン伝導性ポリマーを電解質に用いることができる。これらの固体高分子電解質を用いた場合、セパレータ11を省略することができる利点がある。   When a solid polymer electrolyte (polymer electrolyte) is used, an ion conductive polymer such as polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, polyhexafluoropropylene, and polyethylene oxide can be used for the electrolyte. When these solid polymer electrolytes are used, there is an advantage that the separator 11 can be omitted.

さらに、イオン性液体を用いることができる。例えば、1−ethyl−3−methylimidazolium tetrafluoroborate(EMI−BF)、リチウム塩LiN(SOCF(LiTFSI)とトリグライムとテトラグライムとの混合錯体、環状四級アンモニウム系陽イオン(N−methyl−N−propylpyrrolidiniumが例示される。)、及びイミド系陰イオン(bis(fluorosulfonyl)imideが例示される。)より、正極10及び負極12にて分解しない組み合わせを選択して、本実施形態に係る電池に用いることができる。 Furthermore, an ionic liquid can be used. For example, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMI-BF 4 ), lithium salt LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (LiTFSI), a mixed complex of triglyme and tetraglyme, a cyclic quaternary ammonium cation (N- methyl-N-propylpyrrolidinium is exemplified) and an imide anion (bis (fluorosulfonyl) imide is exemplified), and a combination that does not decompose at the positive electrode 10 and the negative electrode 12 is selected, and this embodiment is used. It can be used for such a battery.

以上の構成を有するリチウムイオン二次電池を電池204として用い、このような電池に対して、本実施形態に係る充電制御システムを適用することが可能である。   The lithium ion secondary battery having the above configuration is used as the battery 204, and the charge control system according to this embodiment can be applied to such a battery.

以下では、図6に示す構成の電池204を上述した本実施の形態の充電制御システムにより充電を行った場合(実施例1)と、比較例1〜3について説明する。   Hereinafter, the case where the battery 204 having the configuration shown in FIG. 6 is charged by the above-described charging control system of the present embodiment (Example 1) and Comparative Examples 1 to 3 will be described.

〔実施例1〕
はじめに、図6に示す構造を有するリチウムイオン二次電池(電池)を作製した。この際、正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3を、負極活物質として天然黒鉛(X線構造解析による黒鉛層間距離(d002)=0.336nm)を用いた。また、正極としてアルミニウム箔を、負極として銅箔を用いた。
[Example 1]
First, a lithium ion secondary battery (battery) having the structure shown in FIG. 6 was produced. At this time, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 was used as the positive electrode active material, and natural graphite (graphite interlayer distance (d 002 ) = 0.336 nm by X-ray structural analysis) was used as the negative electrode active material. . Further, an aluminum foil was used as the positive electrode, and a copper foil was used as the negative electrode.

上記電池作製にあたっては、充電終止電圧V0を4.00Vとし、その時の初期正極電位を4.10V、負極電位を0.10Vとなるように正極および負極の塗布量比率を調整した。   In preparing the battery, the application amount ratio of the positive electrode and the negative electrode was adjusted so that the end-of-charge voltage V0 was 4.00 V, the initial positive electrode potential at that time was 4.10 V, and the negative electrode potential was 0.10 V.

作製した電池を電池204として、図1に示す充電制御システムにより充電を行い、下記に示す方法により電池特性を評価した。   The produced battery was used as the battery 204, charged by the charge control system shown in FIG. 1, and the battery characteristics were evaluated by the following method.

作製した電池を常温(25℃)前後で0.3C相当の電流で4.00Vまで充電し、その後4.10Vで電流が0.03Cになるまで定電圧充電を行った。30分休止後に0.3C相当の定電流で3.00Vまで定電流充電を行った。これを4サイクル行って初期化し、4サイクル目の電池容量を測定し、測定された電池容量を初期電池容量とした。初期電池容量は0.932Ahであった。   The produced battery was charged to 4.00 V at a current equivalent to 0.3 C around room temperature (25 ° C.), and then constant voltage charging was performed until the current reached 0.03 C at 4.10 V. After 30 minutes of rest, constant current charging was performed to 3.00 V with a constant current corresponding to 0.3C. This was initialized by performing 4 cycles, and the battery capacity at the 4th cycle was measured, and the measured battery capacity was defined as the initial battery capacity. The initial battery capacity was 0.932 Ah.

次に、25℃で、電流4CA、8CA、12CA、16CAの順で10秒間放電した。そのときの放電電流と10秒目の電圧との関係をプロットし、得られた直線の傾きより初期直流抵抗を求めた。測定された初期直流抵抗は54.5mΩであった。   Next, discharge was performed at 25 ° C. for 10 seconds in the order of currents 4 CA, 8 CA, 12 CA, and 16 CA. The relationship between the discharge current at that time and the voltage at 10 seconds was plotted, and the initial DC resistance was obtained from the slope of the obtained straight line. The measured initial DC resistance was 54.5 mΩ.

次に、50℃で、500回の充放電サイクルを行った。各サイクルにおいては、0.3C相当の電流で4.0Vまで充電し、その後4.10Vで電流が0.03Cになるまで定電圧充電を行った。その後に0.3C相当の定電流で定電流放電を行った。充放電の間には休止を3時間行った。充電は図4に示すフローチャートに従って行い、充電終止電圧V0=4.00V、α=0.10V、γ=4.2V及びω=0.01Vとした。   Next, 500 charge / discharge cycles were performed at 50 ° C. In each cycle, the battery was charged to 4.0 V with a current corresponding to 0.3 C, and then constant voltage charging was performed until the current became 0.03 C at 4.10 V. Thereafter, constant current discharge was performed at a constant current equivalent to 0.3C. There was a pause for 3 hours between charge and discharge. Charging was performed according to the flowchart shown in FIG. 4, and the charge end voltage V0 = 4.00V, α = 0.10V, γ = 4.2V and ω = 0.01V.

その後、25℃で12時間放置した後、500サイクル後の電池の電池容量を測定したところ、0.803Ahであった。また、初期直流抵抗の測定と同様にして500サイクル後の直流抵抗を求めたところ、64.7Ωであった。   Then, after leaving at 25 ° C. for 12 hours, the battery capacity of the battery after 500 cycles was measured and found to be 0.803 Ah. Further, when the DC resistance after 500 cycles was determined in the same manner as the measurement of the initial DC resistance, it was 64.7Ω.

以上の得られた結果を用いて、下記式に従って、電池容量維持率、並びに直流抵抗上昇率を算出した。その結果を図6に示す。
電池容量維持率(%)=(500サイクル後の電池容量)/(初期電池容量)
直流抵抗上昇率(%)=(500サイクル後の直流抵抗)/(初期直流抵抗)
Using the results obtained above, the battery capacity retention rate and the DC resistance increase rate were calculated according to the following formula. The result is shown in FIG.
Battery capacity retention rate (%) = (battery capacity after 500 cycles) / (initial battery capacity)
DC resistance increase rate (%) = (DC resistance after 500 cycles) / (initial DC resistance)

〔比較例1〕
500回の充放電サイクルにおいて、充電終止電圧の変更を行わずにサイクルを行ったこと以外は実施例1と同様にして、電池容量維持率及び直流抵抗上昇率を算出した。その結果を表1に示す。初期電池容量は0.932Ah、初期直流抵抗は54.5mΩ、500サイクル後の電池容量は0.701Ah並びに500サイクル後の直流抵抗は64.5mΩであった。
[Comparative Example 1]
In the 500 charge / discharge cycles, the battery capacity retention rate and the DC resistance increase rate were calculated in the same manner as in Example 1 except that the cycle was performed without changing the charge end voltage. The results are shown in Table 1. The initial battery capacity was 0.932 Ah, the initial DC resistance was 54.5 mΩ, the battery capacity after 500 cycles was 0.701 Ah, and the DC resistance after 500 cycles was 64.5 mΩ.

〔比較例2〕
電池作製にあたって、充電終止電圧V0を4.10Vとし、その時の初期正極電位を4.20V、負極電位を0.10Vとなるように正極および負極の塗布量比率を調整したこと以外は比較例1と同様にして、電池容量維持率及び直流抵抗上昇率を算出した。その結果を表1に示す。初期電池容量は1.053Ah、初期直流抵抗は54.3mΩ、500サイクル後の電池容量は0.745Ah並びに500サイクル後の直流抵抗は75.7mΩであった。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 1 except that the charge end voltage V0 was 4.10V, the initial positive electrode potential was adjusted to 4.20V, and the negative electrode potential was adjusted to 0.10V. In the same manner, the battery capacity maintenance rate and the DC resistance increase rate were calculated. The results are shown in Table 1. The initial battery capacity was 1.053 Ah, the initial DC resistance was 54.3 mΩ, the battery capacity after 500 cycles was 0.745 Ah, and the DC resistance after 500 cycles was 75.7 mΩ.

〔比較例3〕
500回の充放電サイクルにおいて、補正上限正極電位γを4.40Vに変更したこと以外は実施例1と同様にして、電池容量維持率及び直流抵抗上昇率を算出した。その結果を表1に示す。初期電池容量は0.932Ah、初期直流抵抗は54.5mΩ、500サイクル後の電池容量は0.855Ah並びに500サイクル後の直流抵抗は107.91mΩであった。
[Comparative Example 3]
In the 500 charge / discharge cycles, the battery capacity retention rate and the DC resistance increase rate were calculated in the same manner as in Example 1 except that the corrected upper limit positive electrode potential γ was changed to 4.40V. The results are shown in Table 1. The initial battery capacity was 0.932 Ah, the initial DC resistance was 54.5 mΩ, the battery capacity after 500 cycles was 0.855 Ah, and the DC resistance after 500 cycles was 107.91 mΩ.

図7に示すように、充電終止電圧の変更を行った実施例1においては、充電終止電圧の変更を行わない比較例1に比して、同程度の直流抵抗上昇率を維持しながらも、電池容量維持率が大きく向上していた。さらに、充電終止電圧を4.10Vに設定した比較例2に対しては、初期電池容量の絶対値では劣るものの、500サイクル後の容量の絶対値、容量維持率および抵抗上昇率いずれにおいても、優れた値を示した。γを4.40V設定した比較例3に対しては、容量では劣るものの比較例3では、正極電位を上げ過ぎたことによる顕著な抵抗上昇が見られた。   As shown in FIG. 7, in Example 1 in which the end-of-charge voltage was changed, compared with Comparative Example 1 in which the end-of-charge voltage was not changed, while maintaining the same DC resistance increase rate, The battery capacity maintenance rate was greatly improved. Furthermore, for Comparative Example 2 in which the end-of-charge voltage was set to 4.10 V, although the absolute value of the initial battery capacity was inferior, in any of the absolute value of capacity after 500 cycles, the capacity maintenance rate, and the resistance increase rate, Excellent value was shown. Compared to Comparative Example 3 in which γ was set to 4.40 V, although the capacity was inferior, in Comparative Example 3, a remarkable increase in resistance was observed due to excessively high positive electrode potential.

以上のように、本発明によれば、500サイクルの充放電後であってもリチウムイオン二次電池内部の抵抗増加の抑制及び電池容量減少の抑制を可能にし、サイクル特性の向上を可能にした放電制御システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, even after 500 cycles of charge / discharge, it is possible to suppress an increase in resistance inside the lithium ion secondary battery and a decrease in battery capacity, and to improve cycle characteristics. A discharge control system can be provided.

上述したように、本実施の形態に係る充電制御システムは、リチウムイオン二次電池204を充電終止電圧まで充電する充放電制御回路203と、充放電制御回路203による充電によりリチウムイオン二次電池204の電池電圧が充電終止電圧V0となったときに、リチウムイオン二次電池204の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足しているか否かを判定する演算処理部205と、演算処理部205によりリチウムイオン二次電池204の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件(例えば、Vn>α、Vp<γ)を満足していると判定されると、充電終止電圧をより高電圧の充電終止電圧(例えば、電圧V1やV0+ω)に変更する充電終止電圧補正部202と、を備えている。   As described above, the charge control system according to the present embodiment includes the charge / discharge control circuit 203 that charges the lithium ion secondary battery 204 to the end-of-charge voltage, and the lithium ion secondary battery 204 that is charged by the charge / discharge control circuit 203. An arithmetic processing unit 205 that determines whether or not the battery state of the lithium ion secondary battery 204 satisfies a predetermined end-of-charge voltage changing condition when the battery voltage of the battery becomes the end-of-charge voltage V0; If it is determined by 205 that the battery state of the lithium ion secondary battery 204 satisfies a predetermined charge end voltage change condition (for example, Vn> α, Vp <γ), the charge end voltage is charged to a higher voltage. And a charge end voltage correction unit 202 that changes to the end voltage (for example, the voltage V1 or V0 + ω).

そして、充電終止電圧補正部202により充電終止電圧が変更されると、充放電制御回路203は、電池電圧が変更後の充電終止電圧となるまでリチウムイオン二次電池の充電をさらに行う。その結果、負極の容量ずれによる電池劣化が生じた場合であっても、電池容量の低下を抑えることができる。   When the charge end voltage is changed by the charge end voltage correction unit 202, the charge / discharge control circuit 203 further charges the lithium ion secondary battery until the battery voltage becomes the changed charge end voltage. As a result, even when the battery is deteriorated due to the capacity deviation of the negative electrode, it is possible to suppress a decrease in the battery capacity.

また、充電終止電圧変更条件に、判定時におけるリチウムイオン二次電池204の負極の電位が該電位の下限値αよりも高いことや、判定時におけるリチウムイオン二次電池204の正極の電位が該電位の許容上限値γ未満であることを、変更条件として含むようにしたことにより、充電終止電圧を変更することによるリチウムイオン二次電池204の内部抵抗の増加を、低く抑えることができる。   Further, in the charge end voltage change condition, the potential of the negative electrode of the lithium ion secondary battery 204 at the time of determination is higher than the lower limit value α of the potential, or the potential of the positive electrode of the lithium ion secondary battery 204 at the time of determination is By including that the potential is less than the allowable upper limit value γ as the change condition, an increase in the internal resistance of the lithium ion secondary battery 204 due to the change of the charge end voltage can be suppressed to a low level.

なお、充電終止電圧変更条件として、判定時におけるリチウムイオン二次電池204の充電容量A1と初期電池容量A0との比A1/A0が所定値以下である場合に、充電終止電圧の変更を行うようにしても良く、判定が簡便になる。この場合の所定値は任意に設定して良い。   As the charge end voltage change condition, the charge end voltage is changed when the ratio A1 / A0 between the charge capacity A1 and the initial battery capacity A0 of the lithium ion secondary battery 204 at the time of determination is equal to or less than a predetermined value. Anyway, the determination becomes simple. The predetermined value in this case may be set arbitrarily.

さらに図5に示したように、充電終止電圧を予め設定された所定電圧ωだけ高い充電終止電圧に変更し、その終止電圧の変更後に演算処理部205による判定を再び行わせるようにしても良い。そうすることで、負極および正極の電位が管理範囲内にあることを確認しながら小刻みに充電終止電圧を変更することができ、充電終了時の正極および負極の電位が管理範囲外に大きくずれるのを防止できる。   Further, as shown in FIG. 5, the charge end voltage may be changed to a charge end voltage that is higher by a preset predetermined voltage ω, and the determination by the arithmetic processing unit 205 may be performed again after the end voltage is changed. . By doing so, it is possible to change the end-of-charge voltage in small increments while confirming that the potential of the negative electrode and the positive electrode is within the control range, and the potential of the positive electrode and the negative electrode at the end of charge greatly deviates outside the control range. Can be prevented.

また、充電終止電圧を変更(補正)する際に、上述したωを用いる代わりに、正極または負極の電位とそれらの許容電位とに基づいて図2に示すβを推定して充電終止電圧V1を設定するようにしても良い。   Further, when changing (correcting) the charge end voltage, instead of using ω described above, β shown in FIG. 2 is estimated based on the potential of the positive electrode or the negative electrode and their allowable potential, and the charge end voltage V1 is set. You may make it set.

また、充電終止電圧の初期値V0を、リチウムイオン二次電池204の正極の電位が許容上限値であるγよりも低くなるように設定するのが好ましい。   Moreover, it is preferable to set the initial value V0 of the charge end voltage so that the potential of the positive electrode of the lithium ion secondary battery 204 is lower than γ which is the allowable upper limit value.

図8は、本実施の形態の充電制御システムが適用可能な電源装置の一例を示す図であり、ハイブリッド自動車の駆動システムを示すブロック図である。図8に示す駆動システムは、電池モジュール9、電池モジュール9を監視する電池監視装置100、電池モジュール9からの直流電力を3相交流電力に変換するインバータ装置220、車両駆動用のモータ230を備えている。モータ230は、インバータ装置220からの3相交流電力により駆動される。インバータ装置220と電池監視装置100とはCAN通信で結ばれており、インバータ装置220は電池監視装置100に対して上位コントローラとして機能する。また、インバータ装置220は、さらに上位のコントローラ(不図示)からの指令情報に基づいて動作する。   FIG. 8 is a diagram showing an example of a power supply device to which the charge control system of the present embodiment can be applied, and is a block diagram showing a drive system for a hybrid vehicle. The drive system shown in FIG. 8 includes a battery module 9, a battery monitoring device 100 that monitors the battery module 9, an inverter device 220 that converts DC power from the battery module 9 into three-phase AC power, and a motor 230 for driving the vehicle. ing. Motor 230 is driven by the three-phase AC power from inverter device 220. The inverter device 220 and the battery monitoring device 100 are connected by CAN communication, and the inverter device 220 functions as a host controller for the battery monitoring device 100. Further, the inverter device 220 operates based on command information from a host controller (not shown).

インバータ装置220は、パワーモジュール226と、MCU222と、パワーモジュール226を駆動するためのドライバ回路224とを有している。パワーモジュール226は、電池モジュール9から供給される直流電力を、モータ230を駆動するための3相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール226に接続される強電ラインHV+,HV−間には、約700μF〜約2000μF程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池監視装置100に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズの低減する働きをする。   The inverter device 220 includes a power module 226, an MCU 222, and a driver circuit 224 for driving the power module 226. The power module 226 converts the DC power supplied from the battery module 9 into three-phase AC power for driving the motor 230. Although not shown, a large-capacity smoothing capacitor of about 700 μF to about 2000 μF is provided between the high voltage lines HV + and HV− connected to the power module 226. The smoothing capacitor serves to reduce voltage noise applied to the integrated circuit provided in the battery monitoring device 100.

インバータ装置220の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであり、リレーRLを閉じると大きな初期電流が平滑キャパシタへ流れ込む。そして、この大電流のためにリレーRLが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、MCU222は、さらに上位のコントローラからの命令に従い、モータ230の駆動開始時に、プリチャージリレーRLPを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電し、その後にリレーRLを開状態から閉状態として、電池モジュール9からインバータ装置220への電力の供給を開始する。平滑キャパシタを充電する際には、抵抗RPREを介して最大電流を制限しながら充電を行う。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池セルやインバータ装置220を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。   When the inverter device 220 starts operating, the charge of the smoothing capacitor is substantially zero, and when the relay RL is closed, a large initial current flows into the smoothing capacitor. The relay RL may be fused and damaged due to the large current. In order to solve this problem, the MCU 222 charges the smoothing capacitor by changing the precharge relay RLP from the open state to the closed state at the start of driving of the motor 230 in accordance with a command from the higher-order controller, and then turns on the relay RL. The power supply from the battery module 9 to the inverter device 220 is started from the open state to the closed state. When charging the smoothing capacitor, charging is performed while limiting the maximum current via the resistor RPRE. By performing such an operation, the relay circuit can be protected, and the maximum current flowing through the battery cell and the inverter device 220 can be reduced to a predetermined value or less, and high safety can be maintained.

なお、インバータ装置220は、モータ230の回転子に対するパワーモジュール226により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時にはモータ230をジェネレータとして動作させる。すなわち回生制動制御を行い、ジェネレータ運転により発電された電力を電池モジュール9に回生して電池モジュール9を充電する。電池モジュール9の充電状態が基準状態より低下した場合には、インバータ装置220はモータ230を発電機として運転する。モータ230で発電された3相交流電力は、パワーモジュール226により直流電力に変換されて電池モジュール9に供給される。その結果、電池モジュール9は充電される。   Inverter device 220 controls the phase of AC power generated by power module 226 with respect to the rotor of motor 230, and causes motor 230 to operate as a generator during vehicle braking. That is, regenerative braking control is performed, and the battery module 9 is charged by regenerating the power generated by the generator operation to the battery module 9. When the charging state of the battery module 9 is lower than the reference state, the inverter device 220 operates using the motor 230 as a generator. The three-phase AC power generated by the motor 230 is converted into DC power by the power module 226 and supplied to the battery module 9. As a result, the battery module 9 is charged.

一方、モータ230を力行運転する場合、MCU222は上位コントローラの命令に従い、モータ230の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路224を制御し、パワーモジュール226のスイッチング動作を制御する。この場合は、電池モジュール9から直流電力がパワーモジュール226に供給される。また、回生制動制御により電池モジュール9を充電する場合には、MCU222は、モータ230の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路224を制御し、パワーモジュール226のスイッチング動作を制御する。この場合はモータ230から電力がパワーモジュール226に供給され、パワーモジュール226の直流電力が電池モジュール9へ供給される。結果的にモータ230は発電機として作用することとなる。   On the other hand, when powering the motor 230, the MCU 222 controls the driver circuit 224 to generate a rotating magnetic field in the advance direction with respect to the rotation of the rotor of the motor 230 in accordance with a command from the host controller. Control the behavior. In this case, DC power is supplied from the battery module 9 to the power module 226. When the battery module 9 is charged by regenerative braking control, the MCU 222 controls the driver circuit 224 so as to generate a rotating magnetic field that is delayed with respect to the rotation of the rotor of the motor 230, and Controls the switching operation. In this case, electric power is supplied from the motor 230 to the power module 226, and DC power of the power module 226 is supplied to the battery module 9. As a result, the motor 230 acts as a generator.

インバータ装置220のパワーモジュール226は、導通および遮断動作を高速で行い直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。   The power module 226 of the inverter device 220 conducts and cuts off at high speed and performs power conversion between DC power and AC power. At this time, since a large current is interrupted at a high speed, a large voltage fluctuation occurs due to the inductance of the DC circuit. In order to suppress this voltage fluctuation, the above-described large-capacity smoothing capacitor is provided.

電池モジュール9は、直列接続された2つの電池ブロック9A,9Bで構成されている。各電池ブロック9A,9Bは、直列接続された16セルの電池セルを備えている。電池ブロック9Aと電池ブロック9Bとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトSDを介して直列接続される。このサービスディスコネクトSDが開くことで電気回路の直接回路が遮断され、仮に電池ブロック9A,9Bのどこかで車両との間に1箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。このような構成により高い安全性を維持できる。又、点検時に人間がHV+とHV−の間を触っても、高電圧は人体に印加されないので安全である。   The battery module 9 includes two battery blocks 9A and 9B connected in series. Each battery block 9A, 9B is provided with 16 battery cells connected in series. The battery block 9A and the battery block 9B are connected in series via a maintenance / inspection service disconnect SD in which a switch and a fuse are connected in series. By opening this service disconnect SD, the direct circuit of the electric circuit is cut off, and even if a connection circuit is formed at one place between the battery blocks 9A and 9B and the vehicle, no current flows. With such a configuration, high safety can be maintained. With such a configuration, high safety can be maintained. Further, even if a human touches between HV + and HV− during inspection, it is safe because a high voltage is not applied to the human body.

電池モジュール9とインバータ装置220との間の強電ラインHV+には、リレーRL,抵抗RPおよびプリチャージリレーRLPを備えた電池ディスコネクトユニットBDUが設けられている。抵抗RPおよびプリチャージリレーRLPの直列回路は、リレーRLと並列に接続されている。   A high voltage line HV + between the battery module 9 and the inverter device 220 is provided with a battery disconnect unit BDU including a relay RL, a resistor RP, and a precharge relay RLP. A series circuit of the resistor RP and the precharge relay RLP is connected in parallel with the relay RL.

電池監視装置100は、主に各セル電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度およびセルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとしてのIC(集積回路)1〜IC6が設けられている。各電池ブロック9A,9B内に設けられた16セルの電池セルは、それぞれ3つのセルグループに分けられ、各セルグループ毎に一つの集積回路が設けられている。セルコントローラは各セルの管理を行う機能を有するものであり、例えば、セル電圧のモニタ、過充電/過放電検知、セル間の電圧の均等化等を行う。図1の充放電制御回路203、電圧測定部209はこのセルコントローラに設けられている。   The battery monitoring device 100 mainly performs measurement of each cell voltage, measurement of total voltage, measurement of current, cell temperature, cell capacity adjustment, and the like. For this purpose, ICs (integrated circuits) 1 to IC6 as cell controllers are provided. The 16 battery cells provided in each of the battery blocks 9A and 9B are divided into three cell groups, and one integrated circuit is provided for each cell group. The cell controller has a function of managing each cell, and performs cell voltage monitoring, overcharge / overdischarge detection, voltage equalization between cells, and the like. The charge / discharge control circuit 203 and the voltage measurement unit 209 in FIG. 1 are provided in this cell controller.

IC1〜IC6は、通信系602と1ビット通信系604とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系602においては、絶縁素子(例えば、フォトカプラ)PHを介してデイジーチェーン方式でマイコン30とシリアル通信を行う。1ビット通信系604は、セル過充電が検知されたときの異常信号を送信する。図1に示す例では、通信系602は、電池ブロック9AのIC1〜IC3に対する上位の通信経路と、電池ブロック9BのIC4〜IC6に対する下位の通信経路とに分けられている。   IC1 to IC6 include a communication system 602 and a 1-bit communication system 604. In the communication system 602 for reading cell voltage values and transmitting various commands, serial communication with the microcomputer 30 is performed in a daisy chain manner via an insulating element (for example, photocoupler) PH. The 1-bit communication system 604 transmits an abnormal signal when cell overcharge is detected. In the example shown in FIG. 1, the communication system 602 is divided into an upper communication path for IC1 to IC3 of the battery block 9A and a lower communication path for IC4 to IC6 of the battery block 9B.

マイコン30は、セルコントローラ(IC1〜IC6)の上位のコントローラとしての機能を有するものであり、電池モジュール9のモニタ(総電圧のモニタ、電流モニタ、温度モニタ、セルコントローラからの情報取得など)、外部回路の制御(リレー制御など)、電池状態の検知(SOC演算、SOH演算、許容充放電電流演算など)、各種診断(過充電保護、過放電保護、漏電検知、故障検知など)等を行う。図1の演算処理部205はこのマイコン30に設けられている。   The microcomputer 30 has a function as an upper controller of the cell controllers (IC1 to IC6), and monitors the battery module 9 (total voltage monitor, current monitor, temperature monitor, information acquisition from the cell controller, etc.), Perform external circuit control (relay control, etc.), battery status detection (SOC calculation, SOH calculation, allowable charge / discharge current calculation, etc.), various diagnoses (overcharge protection, overdischarge protection, leakage detection, failure detection, etc.) . The arithmetic processing unit 205 in FIG. 1 is provided in the microcomputer 30.

電池ディスコネクトユニットBDU内にはホール素子等の電流センサSiが設置されており、電流センサSiの出力はマイコン30に入力される。電池モジュール9の総電圧および温度に関する信号もマイコン30に入力され、それぞれマイコン30のAD変換器(ADC)によって測定される。温度センサは電池ブロック9A,9B内の複数箇所に設けられている。   A current sensor Si such as a Hall element is installed in the battery disconnect unit BDU, and the output of the current sensor Si is input to the microcomputer 30. Signals relating to the total voltage and temperature of the battery module 9 are also input to the microcomputer 30 and are measured by an AD converter (ADC) of the microcomputer 30. Temperature sensors are provided at a plurality of locations in the battery blocks 9A and 9B.

例えば、電池モジュール9を夜間充電する際には、上述した充電方法によって電池モジュール9の充電が行われる。各電池セル毎の電圧はセルコントローラ(IC1〜IC6)によって計測されるので、図4で説明した充電終止電圧変更条件の判定は各電池セル毎に行うことができる。例えば、いずれか一つの電池セルに関してステップS106,S107においてNOと判定された場合には、ステップS109へ進んで充電動作を終了する。   For example, when the battery module 9 is charged at night, the battery module 9 is charged by the above-described charging method. Since the voltage for each battery cell is measured by the cell controllers (IC1 to IC6), the determination of the end-of-charge voltage changing condition described with reference to FIG. 4 can be performed for each battery cell. For example, when it is determined NO in steps S106 and S107 for any one battery cell, the process proceeds to step S109 and the charging operation is terminated.

なお、上述した実施の形態では、車両搭載用のリチウムイオン二次電池を例に説明したが、本発明は、車両搭載用に限らず、太陽光発電又は風力発電等で発電した電力を蓄え、電力系統に供給する用途等に用いられるリチウムイオン二次電池の充電制御システムにも適用することができる。   In the above-described embodiment, the lithium ion secondary battery for mounting on a vehicle has been described as an example.However, the present invention is not limited to mounting on a vehicle, and stores power generated by solar power generation or wind power generation. The present invention can also be applied to a charging control system for a lithium ion secondary battery used for applications to be supplied to an electric power system.

上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。   Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired.

10:正極、12:負極、101,102,104,105:電位曲線、103,106:電池電圧曲線、201:充電制御システム、202:充電終止電圧補正部、203:充放電制御回路、204:リチウムイオン二次電池、205:演算処理部、206:外部負荷、207:充電用電源、208:電流測定部、209:電圧測定部、210a,210b:スイッチ   10: positive electrode, 12: negative electrode, 101, 102, 104, 105: potential curve, 103, 106: battery voltage curve, 201: charge control system, 202: charge end voltage correction unit, 203: charge / discharge control circuit, 204: Lithium ion secondary battery, 205: arithmetic processing unit, 206: external load, 207: power supply for charging, 208: current measuring unit, 209: voltage measuring unit, 210a, 210b: switch

Claims (11)

リチウムイオン二次電池を充電終止電圧まで充電する充電制御部と、
前記充電制御部による充電により前記リチウムイオン二次電池の電池電圧が前記充電終止電圧となったときに、前記リチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記リチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足していると判定されると、前記充電終止電圧をより高電圧の充電終止電圧に変更する充電終止電圧変更部と、を備え、
前記充電終止電圧変更部により前記充電終止電圧が変更されると、前記充電制御部は、電池電圧が変更後の充電終止電圧となるまで前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行い、
前記充電終止電圧変更条件は、判定時における前記リチウムイオン二次電池の負極の電位が該電位の下限値よりも高いことを、変更条件として含むことを特徴とする充電制御システム。
A charge control unit for charging the lithium ion secondary battery to a charge end voltage;
Whether or not the battery state of the lithium ion secondary battery satisfies a predetermined charge end voltage change condition when the battery voltage of the lithium ion secondary battery becomes the charge end voltage by charging by the charge control unit A determination unit for determining whether or not
When the determination unit determines that the battery state of the lithium ion secondary battery satisfies a predetermined charge end voltage change condition, the charge end voltage changes the charge end voltage to a higher charge end voltage. A change unit, and
When the end-of-charge voltage is changed by the end-of-charge voltage changing unit, the charge control unit further performs charging of the lithium ion secondary battery until the battery voltage becomes the changed end-of-charge voltage,
The charge control system, wherein the charge end voltage change condition includes, as a change condition, that the potential of the negative electrode of the lithium ion secondary battery at the time of determination is higher than a lower limit value of the potential.
リチウムイオン二次電池を充電終止電圧まで充電する充電制御部と、
前記充電制御部による充電により前記リチウムイオン二次電池の電池電圧が前記充電終止電圧となったときに、前記リチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記リチウムイオン二次電池の電池状態が所定の充電終止電圧変更条件を満足していると判定されると、前記充電終止電圧をより高電圧の充電終止電圧に変更する充電終止電圧変更部と、を備え、
前記充電終止電圧変更部により前記充電終止電圧が変更されると、前記充電制御部は、電池電圧が変更後の充電終止電圧となるまで前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行い、
前記充電終止電圧変更条件は、判定時における前記リチウムイオン二次電池の正極の電位が該電位の許容上限値未満であることを、変更条件として含むことを特徴とする充電制御システム。
A charge control unit for charging the lithium ion secondary battery to a charge end voltage;
Whether or not the battery state of the lithium ion secondary battery satisfies a predetermined charge end voltage change condition when the battery voltage of the lithium ion secondary battery becomes the charge end voltage by charging by the charge control unit A determination unit for determining whether or not
When the determination unit determines that the battery state of the lithium ion secondary battery satisfies a predetermined charge end voltage change condition, the charge end voltage changes the charge end voltage to a higher charge end voltage. A change unit, and
When the end-of-charge voltage is changed by the end-of-charge voltage changing unit, the charge control unit further performs charging of the lithium ion secondary battery until the battery voltage becomes the changed end-of-charge voltage,
The charging end voltage changing condition includes, as a changing condition, that the potential of the positive electrode of the lithium ion secondary battery at the time of determination is less than an allowable upper limit value of the potential.
請求項1または2に記載の充電制御システムにおいて、
前記充電終止電圧変更条件は、判定時における前記リチウムイオン二次電池の充電容量と初期電池容量との比が所定値以下であることを、変更条件として含むことを特徴とする充電制御システム。
In the charge control system according to claim 1 or 2 ,
The charging end voltage changing condition includes, as a changing condition, a ratio between a charging capacity and an initial battery capacity of the lithium ion secondary battery at the time of determination being a predetermined value or less.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記充電終止電圧変更条件は、前記リチウムイオン二次電池の使用経過時間を、変更条件として含むことを特徴とする充電制御システム。
In the charge control system according to any one of claims 1 to 3 ,
The charging end voltage changing condition includes an elapsed usage time of the lithium ion secondary battery as a changing condition.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記充電終止電圧変更部は、前記充電終止電圧変更条件の判定の際の正極または負極の電位とそれらの許容電位とに基づいて、前記充電終止電圧を変更することを特徴とする充電制御システム。
In the charge control system according to any one of claims 1 to 4 ,
The charge end voltage change unit changes the charge end voltage based on a potential of a positive electrode or a negative electrode in the determination of the charge end voltage change condition and an allowable potential thereof.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記充電終止電圧変更部は、前記充電終止電圧を予め設定された所定電圧だけ高い充電終止電圧に変更し、
該終止電圧の変更後に前記判定部による判定を再び行わせる充電終止電圧変更制御部をさらに備えたことを特徴とする充電制御システム。
In the charge control system according to any one of claims 1 to 4 ,
The charge end voltage changing unit changes the charge end voltage to a charge end voltage that is higher by a predetermined voltage set in advance,
A charge control system, further comprising a charge end voltage change control unit that makes the determination by the determination unit again after the end voltage is changed.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記充電終止電圧が初期値の際の正極電位を、正極電位の許容上限値よりも低くなるように設定したことを特徴とする充電制御システム。
In the charge control system according to any one of claims 1 to 6 ,
A charge control system, wherein a positive electrode potential when the charge end voltage is an initial value is set to be lower than an allowable upper limit value of the positive electrode potential .
請求項1乃至のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記リチウムイオン二次電池の正極が、次式(1)で表されるリチウム複合酸化物を含
むことを特徴とする充電制御システム。
LiNiMnCo ・・・(1)
なお、式(1)において、Mは、Fe,V,Ti,Cu,Al,Sn,Zn,Mg,B,Wからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、a,b,c及びdは、それぞれ、0.2≦a≦0.8,0.1≦b≦0.4,0≦c≦0.4,0≦d≦0.1を満たす値であって、かつ、a+b+c+d=1を満たす関係にある。
In the charge control system according to any one of claims 1 to 7 ,
The positive electrode of the said lithium ion secondary battery contains the lithium complex oxide represented by following Formula (1), The charge control system characterized by the above-mentioned.
LiNi a Mn b Co c M d O 2 ··· (1)
In the formula (1), M represents at least one selected from the group consisting of Fe, V, Ti, Cu, Al, Sn, Zn, Mg, B, and W, and a, b, c, and d are Are values satisfying 0.2 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, and a + b + c + d = 1. There is a relationship that satisfies.
請求項に記載の充電制御システムにおいて、
最初に充電終止電圧まで充電した時の正極電位が、3.8V以上4.1V以下に設定されていることを特徴とする充電制御システム。
The charge control system according to claim 8 ,
A charge control system, wherein a positive electrode potential when initially charged to a charge end voltage is set to 3.8 V or more and 4.1 V or less.
請求項またはに記載の充電制御システムにおいて、
変更後の正極電位が3.9V以上4.3V以下に収まるように設定されていることを特徴とする充電制御システム。
The charge control system according to claim 8 or 9 ,
A charge control system, wherein the changed positive electrode potential is set to fall within a range of 3.9V to 4.3V.
請求項乃至10のいずれか一項に記載の充電制御システムにおいて、
前記リチウムイオン二次電池の負極が黒鉛を含み、
該黒鉛の黒鉛層間距離が0.335nm以上0.338nm以下であることを特徴とする充電制御システム。
In the charge control system according to any one of claims 8 to 10 ,
The negative electrode of the lithium ion secondary battery contains graphite,
A charge control system, wherein a graphite interlayer distance of the graphite is 0.335 nm or more and 0.338 nm or less.
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