JP5973723B2 - 二次電池装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、二次電池装置およびその製造方法に関する。

二次電池は多種多様な用途の電源として使用されている。主な用途として、携帯電話やパソコン、携帯音楽プレーヤーといった小型電気機器の電源として使用がなされていたが、近年では電気自動車や電力貯蔵用電源といった比較的大きな電力を必要とする機器で使用するための大型の電池装置の開発がすすめられている。

前述の比較的大きな電力を必要とする機器に対応するため、複数の電池を多直多並列に接続した二次電池装置（電池パック）を製造し、大型電源用途として使用する方法がある。

特開２０１１―１７１０３２

繰り返し充放電を行う大型の二次電池装置（電池パック）を構成する各電池セルはしばしば多並列多直列に接続され使用される。例えば、２並列多直列の二次電池装置では電池セルは似通った容量特性または自己放電量特性をもつセルが選択されることが前記電池装置内の電池セルの能力を最大限に発揮する方法として好適とされてきた。

しかしながら、このような似通った特性の電池セルを集める方法をとった場合、第１段階として似通った特性の電池セル同士を並列接続（以下電池セル群と称する）し、第２段階としてこの電池セル群に似通った特性の電池セル群を直列接続しなければならず、非常に余りがでやすい電池セル選択方法であった。これは、複数の電池セルを量産する際に、電池セルの容量または自己放電量に対する個数分布は、略正規分布となることに由来する。

本実施形態の二次電池装置は、複数の電池セルを適切に配分し、性能が平準化されることで、各電池セルのもつ能力を最大限に発揮させ、かつ製造時に電池セルの選択／組合せによる余りが出にくい二次電池装置またはその製造方法を提供することを目的とする。

本二次電池装置は、並列に接続された第１の電池セルと第２の電池セルを有する第１の電池セル群と、並列に接続された第３の電池セルと第４の電池セルを有する第２の電池セル群と、を備える。前記第１の電池セル群と、前記第２の電池セル群と、を直列に接続される。前記第１の電池セルは、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルの電池容量の平均値よりも少ない容量値であり、前記第２の電池セルは、前記平均値よりも大きい容量値であり、前記第３の電池セルは、前記平均値よりも少ない容量値であり、前記第４の電池セルは、前記平均値よりも大きい容量値である。

第１の実施形態に係る二次電池装置１０の外観の一例を示す斜視図。 第１の実施形態に係る電池セル１２の外観の一例を示す斜視図。 第１の実施形態に係る二次電池装置１０を上面から見た図。 第１の実施形態に係る電池セル１２α、β、γ、δの容量値の一例を示す図。 第１の実施形態に係る電池セル１２の容量または自己放電量の個数分布の一例を表す図。 第２の実施形態に係る二次電池装置１０の外観の一例を示す斜視図。 第２の実施形態に係る二次電池装置１０を上面から見た図。 第２の実施形態に係る電池セル１２の容量または自己放電量の個数分布の一例を表す図。 変形例１に係る二次電池装置１０の外観の一例を示す斜視図。 変形例１に係る二次電池装置１０を上面から見た図。 変形例２に係る二次電池装置１０の外観の一例を示す斜視図。 変形例２に係る二次電池装置１０を上面から見た図。 変形例３に係る演算システムの一例を示すブロック図。 変形例３に係る電池装置２０００の一例を示す図。 変形例３に係る演算システムの動作の一例を示す図。

以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る二次電池装置１０の外観を示す斜視図である。二次電池装置を電池モジュール、複数の二次電池装置（電池モジュール）を複数備えた装置を電池パックと呼称してもよい。

二次電池装置１０は図１に示すように、例えば、複数の二次電池セル１２α，…，１２δを有する構成である。これら合計４つの電池セル１２は、２つずつの電池セルを直列に配置し、バスバー１４で電気的に接続し、２つの電池セル列を形成する。この２つの電池セル列を並列に並べ、バスバー１４を用いて電気的に接続して二次電池装置１０を構成する。

図２は、二次電池セル１２の外観を示す斜視図である。

各電池セル１２（１２α，…１２δ）は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器２１と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、正極端子２２ａと、負極端子２２ｂとを備えている。外装容器２１は、アルミニウム缶に代えて、鉄など他の金属からなる缶、ラミネートフィルム（パウチ、ポリマー）や樹脂材を用いても良い。

外装容器２１は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。

正極（正極端子）２２ａおよび負極（負極端子）２２ｂは、蓋体２３の長手方向両端部にそれぞれ設けられ、蓋体２３から突出している。正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂは、電極体の正極および負極にそれぞれ接続されている。一方の端子、例えば、正極端子２２ａは、蓋体２３に電気的に接続され、外装容器２１と同電位となっている。負極端子２２ｂは、蓋体２３を貫通して延びている。負極端子２２ｂと蓋体２３との間には、合成樹脂、ガラス等の絶縁体からなるシール材、例えば、ガスケットが設けられている。

容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。

バスバー１４（１４α，…，１４δ）は、図１に示すように、複数の電池セル１２を、電気的に、直列または並列に接続する導電性部材である。複数の電池セル１２は、隣合う電池セル１２の正極端子と負極端子とが同一に並ぶ向きに配列されている。各バスバー１４は、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板で形成されている。バスバー１４は、一端部が電池セル１２の正極端子２２ａに接合され、他端部が隣の電池セル１２の負極端子２２ｂに溶接され、これらの電極端子を電気的に接続している。このように、９個の電池セル１２は、複数のバスバー１４により直列に接続されている。同様に、複数の電池セル１２は、正極同士、負極同士を並列に接続する場合にも使用される。

図３は、第１の実施形態に係る二次電池装置１０を上面から見た図である。

図４は、第１の実施形態に係る電池セル１２α、β、γ、δの容量値の一例を示す図である。

本実施形態では電池セル１２αは１８．０［Ａｈ］、電池セル１２βは２２．０［Ａｈ］、電池セル１２γは１９．５［Ａｈ］、電池セル１２δは２０．５［Ａｈ］の電池容量をもつ。

この４つの電池セルの電池容量の中間値は、
（１８．０＋２２．０＋１９．５＋２０．５）／４＝２０．０［Ａｈ］
である。

このうち、電池セル１２αは、中間値より低いので電池セル１２βまたは１２δを並列接続候補として選ぶ。

（例１）例えば、電池セル１２αと電池セル１２βを並列接続した場合には、
電池容量の平均値２０．０［Ａｈ］、合計４０．０［Ａｈ］の並列接続された電池セル群１が形成される。

他方の電池セル群２は、残りの電池セル１２γ、１２δで構成され、同様に
電池容量の平均値２０．０［Ａｈ］、合計４０．０［Ａｈ］の並列接続された電池セル群２が形成される。

この電池セル群１と電池セル群２は、電池容量の平均値、合計値が電池セル群として似通ったものが接続できることとなる。

（例２）また、電池セル１２αと、電池セル１２δを並列接続した場合には、
電池容量の平均値１９．２５［Ａｈ］、合計３８．５［Ａｈ］の並列接続された電池セル群１が形成される。

また、電池セル１２βと、電池セル１２γが並列接続されることとなり、
電池容量の平均値２０．７５［Ａｈ］、合計４１．５［Ａｈ］の並列接続された電池セル群２が形成されることとなる。

この場合各電池セル群の電池容量の平均値の差は、１．５［Ａｈ］、合計値の差は３．０［Ａｈ］となる。

これに対して、似通った電池セル同士で電池セル群１，２を構成した場合について述べる。

（例３）例えば、電池セル１２αと電池セル１２γを並列接続すると、
電池容量の平均値１８．７５［Ａｈ］、合計３７．５［Ａｈ］の並列接続された電池セル群１が形成される。

他方は、電池セル１２βと、電池セル１２δを並列接続し、
電池容量の平均値２１．２５［Ａｈ］、合計４２．５［Ａｈ］の並列接続された電池セル群２が形成される。

これら２つの電池セル群を直列接続すると、電池容量の平均値の差は、２．５［Ａｈ］、合計値の差は、５．０［Ａｈ］となる。

直列接続された電池セルもしくは電池セル群で二次電池装置を構成した場合には、前述の二次電池装置の容量特性は最も電池容量の低い電池セルもしくは電池セル群の容量となる。従って、上記例１，２に比べ例３の二次電池装置の容量特性も低いこととなる。一方、二次電池装置の使用電圧範囲を無理に広げて、例３の二次電池装置を例１，２と同様な電池容量で稼動させることができる。その場合、過放電状態や過充電状態の電池セルもしくは電池セル群が発生し二次電池装置の寿命が著しく短くなる。従って、直列接続された場合は、最も電池容量の低い電池セル群に合わせた二次電池装置として評価され、上記例１，２に比べ例３の二次電池装置の性能は電池容量の観点から見て低いこととなる。

（例４）なお、同様に似通った特性の電池セルの選択方法をとった場合、
電池セル１２γと電池セル１２δの組み合わせで電池セル群１が形成される。他方の電池セル１２αと電池セル１２βは似通った特性ではないとして選択されないこととなり、余りの電池セルとして廃棄されるなど利用しないまたは性能を発揮しにくい二次電池装置を構成せざるを得なくなる。

つまり、図５に示すように複数の電池セル１２を領域１（小容量側）と領域２（大容量側）に別け、各異なる領域から選択した電池セルを並列接続することにより本実施形態の電池セル群が形成される。この電池セル群を直列接続することにより本実施形態の二次電池装置が形成されることとなる。

一般的に二次電池は環境温度が高いと充放電に関わらない化学反応が増加し、劣化が早くなる。従って、二次電池装置の内部発熱による温度上昇が均一で無い場合、二次電池装置内で電池セルもしくは電池セル群の自己発熱量の総和が同じであっても、高い環境温度にさらされる電池セルもしくは電池セル群が発生し、前記電池セルもしくは電池セル群が集中的に劣化する。前述のように、電池セルもしくは電池セル群が直列接続された二次電池装置の場合、二次電池装置の容量特性は最も電池容量の低い電池セルもしくは電池セル群に合わせた二次電池装置として評価される。従って、二次電池装置の内部発熱による温度上昇が均一で無い場合は温度上昇が均一な場合に比べて、二次電池装置としての寿命が短くなる。

一方、電池はその内部抵抗により充放電の際に自己発熱する。自己発熱は電池セルを流れる電流／容量の比が大きければ大きくなり、小さければ小さくなり、直列接続された複数の電池セルもしくは電池セル群で構成される二次電池装置では流れる電流値が一定となるため、容量の小さい電池セルもしくは電池セル群のほうの自己発熱量が大きくなる。また放電末期では内部抵抗が大きくなるため、自己発熱量が大きくなる。直列接続された複数の電池セルもしくは電池セル群で構成される二次電池装置では複数の電池セルもしくは電池セル群が二次電池装置内に密に収納されているため、二次電池装置内の温度環境はその電池セルもしくは電池セル群の自己発熱によるところが大きい。従って、二次電池装置内の温度上昇の均一性を高めるために大容量と低容量の電池セルもしくは大自己放電量と低自己放電量の電池セルを互い違いに並べることにより、容量の違いもしくは長期保管後の充電状態（もしくは放電状態）の違いによる電池セルの自己発熱量の熱分散を均一化でき、二次電池装置の寿命を長期化することができる。例えば、電池セル群１においては、電池セル１２βの自己放電量が大きく、放電末期に熱が発生し易い場合、他方の電池セル群２においては、自己放電量の小さい電池セル１２δを直接バスバー１４によって接続しない位置に設置することで熱分散し易く好適である。

上記のように、複数の電池セル群から構成される二次電池装置において並列関係にある電池セルは、上記二次電池セルを構成する全ての電池セルの電池容量（または自己放電量）の平均値より高い電池容量と低い電池容量をもつ電池セルの組合せとなるよう選択する。これらの電池セル群を直列接続することにより、一定以上の性能の二次電池装置となる。また複数の二次電池装置を量産するに当たり余りが出にくい二次電池装置となる。

次に、自己放電量について例示を行う。例として、電池セル１２ε（１５．０［ｍＡｈ／日］）と電池セル１２γ（２５．０［ｍＡｈ／日］）と電池セル１２φ（１８．０［ｍＡｈ／日］）と電池セル１２η（２２．０［ｍＡｈ／日］）の４つが製造された場合を記載する。

（例５）例えば、電池セル１２εと電池セル１２γを並列接続した場合には、
自己放電量の平均値２０．０［ｍＡｈ／日］、合計４０．０［ｍＡｈ／日］の並列接続された電池セル群３が形成される。

他方の電池セル群４は、残りの電池セル１２φ、１２ηで構成され、同様に
自己放電量の平均値２０．０［ｍＡｈ／日］、合計４０．０［ｍＡｈ／日］の並列接続された電池セル群として形成される。

この電池セル群３と電池セル群４は、自己放電量の平均値、合計値が電池セル群として似通ったものを接続できることとなる。

（例６）また、電池セル１２εと、電池セル１２ηを並列接続した場合には、
自己放電量の平均値１８．５［ｍＡｈ／日］、合計３７．０［ｍＡｈ／日］の並列接続された電池セル群３が形成される。

また、電池セル１２γと、電池セル１２φが並列接続されることとなり、
自己放電量の平均値２１．５［ｍＡｈ／日］、合計４３．０［ｍＡｈ／日］の並列接続された電池セル群４が形成される。

この場合各電池セル群の自己放電量の平均値の差は３．０［ｍＡｈ／日］、合計値の差は６．０［ｍＡｈ／日］となる。

これに対して、似通った自己放電量をもつ電池セル同士で電池セル群３，４を構成した場合について述べる。

（例７）例えば、電池セル１２εと電池セル１２φを並列接続すると、
自己放電量の平均値１６．５［ｍＡｈ／日］、合計３３．０［ｍＡｈ／日］の並列接続された電池セル群３が形成される。

他方は、電池セル１２γと、電池セル１２ηを並列接続し、
自己放電量の平均値２３．５［ｍＡｈ／日］、合計４７．０［ｍＡｈ／日］の並列接続された電池セル群４が形成される。

これら２つの電池セル群を直列接続すると、自己放電量の平均値の差は、７．０［ｍＡｈ／日］、合計値の差は、１４．０［ｍＡｈ／日］となる。

直列接続された電池セルもしくは電池セル群で二次電池装置を構成した場合には、上記二次電池装置を恣意的に充放電することなく長期間保管すると、電池セルもしくは電池セル群個々の充電状態（もしくは放電状態）が異なるここととなり、二次電池装置全体としてバランスが崩れた状態となる。

長期間保管し著しくバランスがずれた状態で二次電池装置の放電を行うと、自己放電量が大きく他の電池セルもしくは電池セル群よりも放電がすすんだ電池セルが最初に使用下限電圧に到達し、充電をすると自己放電量が少なく他の電池セルもしくは電池セル群よりも放電がなされていない電池セルが最初に使用上限電圧に到達し、二次電池装置の容量が保管前に比べて少ないこととなる。従って、上記例５、６に比べ例７の二次電池装置は、容量維持の観点から鑑みると保管期間を短く設定しなくてはならないし、もしくは短期保管で容量が低下することとなる。

なお、二次電池装置の保管期間と使用電圧範囲を強制的に広げて、例７の二次電池装置を例５，６と同様の環境で稼働させることができる。その場合、過放電状態や過充電状態の電池セルもしくは電池セル群が発生し二次電池装置の寿命を著しく短期間としてしまう。

（第２の実施形態）
図６は、本実施形態に係る二次電池装置１０の外観を示す斜視図である。

二次電池装置１０は図６に示すように、例えば、複数の二次電池セル１２ａ，…，１２ｉを有する構成である。これら合計９つの電池セル１２は、３つずつの電池セルを直列に配置し、バスバー１４で電気的に接続し、３つの電池セル列を形成する。この３つの電池セル列を並列に並べ、バスバー１４を用いて電気的に接続して二次電池装置１０を構成する。

第１の実施形態と同様の構成要素（電池セル１２、バスバー１４等）については、説明を省略する。

図８は、第２の実施形態に係る電池セル１２ａ，…，１２ｉの容量値の分散の一例を示す図である。小容量領域１８．５〜１９．５[Ａｈ]、中容量領域１９．５〜２０．５[Ａｈ]、大容量領域２０．５〜２１．５[Ａｈ]としている。

本実施形態では、電池セル１２ａ，１２ｂ，１２ｃが領域１（小容量領域）に属し、電池セル１２ｄ，１２ｅ，１２ｆが領域２（中容量領域）に属し、電池セル１２ｇ，１２ｈ，１２ｉが領域３（大容量領域）に属している。この３つの領域数は本実施形態では電池セルの数を電池容量の大きい小さいによって３等分することにより行う。例えば、本実施形態では９つの電池セルが存在するため各領域に３つずつ電池セルが存在することとなる。これら小容量領域に属する電池セルは、中容量領域、大容量領域に属する電池セルの電池容量より少ない。中容量領域に属する電池セルは、小容量領域に属する電池セルよりも電池容量が大きく、大容量領域に属する電池セルよりも電池容量が少ない。大容量領域に属する電池セルは、少容量領域、中容量領域に属する電池セルよりも電池容量が大きい。

また、端数が出た場合は最も小容量なものまたは大容量な電池セルを除外するなどして３等分することが好適である。

この他、電池セルの数が丁度３等分されるように各領域間の上限、下限臨界点を設定し、領域を分けても良い。

例えば、２１個の電池セルがあった場合に、上記設定した小容量領域に８個、中容量領域に６個、大容量領域に７個有った場合、中容量領域の下限を小容量領域側に再設定し直し小容量領域に７個、中容量領域に７個、大容量領域に７個に再設定することが好適である。各製造工差による正規分布からの補正に利用することができる。

この領域１、２、３のそれぞれに属する電池セルを一つずつ用いて電池セル３つが並列接続された電池セル群を形成する。この電池セル群を直列接続して二次電池装置を形成する。

このように二次電池装置を組み合わせることにより、電池セル２つを並列接続する場合に比べてより似通った特性の電池セルを容量順に並列接続した二次電池装置を実現することができる。

（変形例１）
本実施形態は第１の実施形態の変形例である。

構成要素や容量の大きい、小さいとの分別は第一の実施形態と同様に行う。

このように電池セル１２α，１２γを一つの電池セルと見立て、電池セル１２β、１２δを一つの電池セルと見立てる。

このようにすることで、より不要な電池セルが生じにくい。また、複数の電池セルの容量差が非常に小さい場合に有効である。

（変形例２）
本実施形態は第２の実施形態の変形例である。

構成要素や容量の大きい、小さいは第一の実施形態と同様である。

このように電池セル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ一つの電池セルと見立て、電池セル１２ｄ、１２ｅ，２ｆを一つの電池セルと見立て電池セル１２ｇ、１２ｈ、１２ｉを一つの電池セルと見立てる。

このようにすることで、より不要な電池セルが生じにくい二次電池装置ができる。

（変形例３）
本実施形態は、第１の実施形態、第２の実施形態の二次電池装置を製造する製造方法の実施例である。

例えば、車載用の電池として使用された複数の二次電池装置があった場合、これを解体し、電池セル単位に解体する。この場合、同じようなサイクル数を使用した二次電池装置であることが好適である。これら複数の電池セルの電池容量または自己放電量を計測し、これを分類する。この際、図５、図８に記載するような分布表または分布テーブルを図１３に示すＣＰＵおよびＲＯＭなどを備える演算装置により作成することが望ましい。

本変形例の演算装置１０００は、ＣＰＵ１００と、ＲＡＭ（ＲＷＭ）１１０と、通信ＩＦ１２０と、入力ＩＦ１３０と、表示ＩＦ１４０と、ＲＯＭ１５０と、記憶部１６０と、タイマ１７０を含む構成である。その他、ＵＳＢメモリ等の外部記憶装置を装着するＩＦ（インターフェース）を備えていてもよい。演算装置１０００は、プログラムを実行し演算するコンピュータである。

演算装置１０００は、通信ＩＦ１２０を解して二次電池装置２０００から電流値、環境温度、などのデータを収集し、収集したデータを用いて容量や各電池セルのＣＭＵ（cell monitoring unit）または二次電池装置（電池モジュールと称してもよい）のＢＭＵ(Battery management unit)に番号を与えるなどの演算処理を行う。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１５０に予め書き込んだ各プログラムをＲＡＭ１１０に読み出し、演算処理を行う演算処理部（マイクロプロセッサ）である。ＣＰＵ１００は、機能に合わせて複数のＣＰＵ群で構成することができる。またＣＰＵ内にＲＡＭ機能をもった内蔵メモリを備えていてもよい。

ＲＡＭ（ＲＷＭ）１１０は、ＣＰＵ１００がプログラムを実行するに際して使用する記憶エリアであって、ワーキングエリアとして用いられるメモリである。処理に必要なデータを一次記憶させるのに好適である。

通信ＩＦ１２０は、二次電池装置とデータ授受を行う通信装置、通信手段である。たとえば、ルーターがある。本実施形態では通信ＩＦ１２０と二次電池装置２０００との接続は有線通信のごとく記載しているが、各種無線通信網に代替することができる。また、通信ＩＦ１２０と二次電池装置２０００との接続は一方向または双方向通信可能台数なネットワークを介して行われる形態であってもよい。

入力ＩＦ１３０は、入力部１３１と演算装置１０００とを接続するインターフェースである。入力部１３１から送られてきた入力信号を変換しＣＰＵ１００が認識可能な信号に変換する入力制御機能を有していても良い。本ＩＦは端子等として必須の構成要素ではなく直接演算装置内の配線と接続されていてもよい。

入力部１３１は、コンピュータ装置が一般に備えている各種キーボードやボタン等の入力制御を行う入力装置、入力手段である。その他、人の発する声を認識することにより、入力信号として認識または検出する機能を備えていてもよい。本実施形態では演算装置１０００の外部に設置しているが演算装置に組み込まれていている形態であってもよい。

表示ＩＦ１４０は、表示部１４０と演算装置１０００とを接続するインターフェースである。ＣＰＵ１００から表示ＩＦ１４１を介して表示部１３０の表示制御がおこなわれてもよいし、グラフィックボードなど描画処理を行うＬＳＩ（ＧＰＵ）により表示制御が行われてもよい。表示制御機能として例えば、画像データを復号化するデコード機能がある。ＩＦを使用せず演算装置１０００内部に直接接続される形態であってもよい。

表示部１４１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどの出力装置、出力手段である。その他、音を発する機能を備えていてもよい。本実施形態では演算装置１０００の外部に設置しているが演算装置１０００に組み込まれていてもよい。

ＲＯＭ１５０は、容量演算プログラム１５１と、付番プログラム１５２と、分布演算プログラム１５３と領域演算プログラム１５４と、再分配プログラム１５５とを記憶するプログラムメモリである。データの書き込みはできない非一次記憶媒体を用いることが好適であるが、データの読み出し、書き込みが随時できる半導体メモリ等の記憶媒体であってもよい。その他、画像データを表示部１４１にて人が認識可能な文字や図柄を表示させる表示プログラムや、コンテンツを通信ＩＦ１２０を介して外部装置に送信させるプログラム、取得したデータを記憶部１６０に予め定められた時間毎に記憶させる登録プログラムなどが格納されていてもよい。

容量演算プログラム１５１は、電池セル１２の容量値[Ａｈ]を取得または、電流値、電圧値などから演算する機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。取得または生成した容量値を容量値ＤＢ１６１に格納する。

付番プログラム１５２は、各電池セル１２に識別番号（ＩＤ）を与える機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。これらの番号を通信ＩＦ１２０を介して各二次電池装置（電池モジュール）のＢＭＵ、各電池セルのＣＭＵに送信し番号を付与する。与えた番号を付番ＤＢ１６２に格納する。例えば１２個の電池セルがあった場合、順番に１〜１２の番号を付与する。

分布演算プログラム１５３は、容量演算プログラム１５１でもとめた容量値[Ａｈ]を用いて各容量[Ａｈ]毎の個数分布を演算する機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。演算処理結果をテーブル形式またはデータ形式にて分布ＤＢ１６３に格納する。例えば、図５や図８に記載するような分布図を作成する。

領域演算プログラム１５４は、上記個数分布から領域の演算する機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。演算した領域を領域ＤＢ１６４に格納する。例えば、入力部１３１にて入力された並列に並べたい電池セル１２の数によって領域の数を分ける。各領域の臨界点を電池セル１２の個数に合わせるように調整する機能をＣＰＵ１００に実現する機能をさらに備えていても良い。

再分配プログラム１５５は、電池セル１２を上記分配した領域に従って、電池セル１２の二次電池装置内の位置を分配する機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。演算した結果を再分配ＤＢ１６５に格納する。例えば、３並列の二次電池装置であれば、上記付番ＤＢ１６２、分布ＤＢ１６３および領域ＤＢ１６４に格納した電池セル、分布、領域に従って、電池セルを並びかえる機能をＣＰＵ１００に実現させる。

記憶部１６０は、容量値ＤＢ１６１と、付番ＤＢ１６２、分布ＤＢ１６３、領域ＤＢ１６４、再分配ＤＢ１６５を格納している。その他、ＣＰＵ１００の演算処理に必要なデータが記憶されている。

容量値ＤＢ１６１は、対象となる二次電池装置２０００内に格納されている電池セル１２の取得されたまたは演算処理された容量値を格納する。

付番ＤＢ１６２は、対象となる上記電池セルの識別番号（ＩＤ）を格納する。

分布ＤＢ１６３は、対象となる上記電池セルの容量値や、自己放電量の分布を示す情報を格納する
領域ＤＢ１６４は、再分配後に製造したい二次電池装置の並列数によって分けられる領域の数や臨界値を格納する。

再分配ＤＢ１６５は、再分配後の二次電池装置に好適な電池セルの配置情報を格納する。

タイマ１７０は、時間を計測するための時計である。計測した時刻を利用してＣＰＵ１００は、電流値、電圧値の計測、格納を行う。演算装置１０００は、タイマ１７０に代えて、ネットワークを介して時間を取得する形態であってもよいし、タイマ１７０による計測とネットワークから得られる時刻とから時刻を演算する形態であってもよい。

二次電池装置２０００は、電池と電池の電流値、電圧値等を計測する制御回路（ＢＭＵ、ＣＭＵなど）を備えた装置である。電池には、各種二次電池が利用できる。

次に、変形例３による二次電池装置の製造について図１５を参照しながら説明する。

図１５は、変形例３の演算システムを使用した倍の二次電池装置の製造方法を示すフローチャートである。

まず、対象となる二次電池装置を選定する（Ｓ１０１）。

まず、上記選定された二次電池装置内の電池セルの容量値が取得、演算される（Ｓ１０２）。

次に、各電池セル１２に番号が与えられ、また、前記容量および電池セルの個数に応じて分布情報が作成される（Ｓ１０３）
前記電池セルを、並列にしたい電池セルの個数に従って配置位置が決定される。再配置された情報に従って二次電池装置が作成される（Ｓ１０４）。

このように、本変形例によれば、一度使った二次電池の再利用の際に、適切な電池セル分配を実現することができる。

上記各実施形態、各変形例で説明した二次電池装置を構成する、例えば、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として利用することができる。

また、これらに適用する際には、二次電池は、大容量化、高出力化を図るため、複数の電池セルをケース内に並べて配置し、これらの電池セルを並列あるいは直列に接続した二次電池装置を構成し、更に、複数の二次電池装置を接続した電池パックとして利用することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、本実施形態では上面カバーや連結部材は金属部材であると記載しているが、いわゆるラミネートを外装材とした電池セルを用いても良いし、一つの外装材の内部に複数のコイルを備える電池セルであってもよい。各実施形態では、第１の実施形態にて４個、第２の実施形態で９個の電池セルを用いて説明しているが、この数に限られることはなく２の倍数個（４、６…）、３の倍数個（６、９…）、ｎ（ｍ、ｎはそれぞれ２以上の整数）の倍数個（２ｎ、３ｎ…ｍｎ）であってもよい。

リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池に代えて、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池、アルミニウム電池、マグネシウム電池、固体電解質電池、空気電池などの二次電池であってもよい。なお、鉛蓄電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池に比べ、リチウムイオン電池、アルミニウム電池などは単位容量当たりの出力特性が高く、大電流を電池セル内に流すこととなりしたがって自己発熱も多くなる場合がある。よって、本実施形態はリチウムイオン電池などの高出力の二次電池に対してさらに好適である。

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ … 二次電池装置
１２（１２ａ，…１２ｓ） … 電池セル（セル）
１４（１４ａ，…，１４ｔ） … バスバー
２１ … 外缶
２２ａ … 正極（正極端子）
２２ｂ … 負極（負極端子）
２３ … 蓋体（蓋部）

Claims (11)

1. 並列に接続された第１の電池セルと第２の電池セルを有する第１の電池セル群と、
   並列に接続された第３の電池セルと第４の電池セルを有する第２の電池セル群と、
   を備え、
   前記第１の電池セル群と、前記第２の電池セル群と、を直列に接続する二次電池装置であって、
   前記第１の電池セルは、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルとの電池容量の平均値よりも少ない容量値であり、
   前記第２の電池セルは、前記平均値よりも大きい容量値であり、
   前記第３の電池セルは、前記平均値よりも少ない容量値であり、
   前記第４の電池セルは、前記平均値よりも大きい容量値である
   二次電池装置。
2. 並列に接続された第１の電池セルと第２の電池セルと第３の電池セルを有する第１の電池セル群と、
   並列に接続された第４の電池セルと第５の電池セルと第６の電池セルを有する第２の電池セル群と、
   を備え、
   前記第１の電池セル群と、前記第２の電池セル群と、を直列に接続する二次電池装置であって、
   前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルと前記第５の電池セルと前記第６の電池セルとの電池容量の値に応じて２つずつ小容量領域と中容量領域と大容量領域の３つの領域に分けたとき、
   前記第１の電池セルと前記第４の電池セルは、小容量領域に属し、
   前記第２の電池セルと前記第５の電池セルは、中容量領域に属し、
   前記第３の電池セルと前記第６の電池セルは、大容量領域に属する
   二次電池装置。
3. 並列に接続された第１の電池セルと第２の電池セルを有する第１の電池セル群と、
   並列に接続された第３の電池セルと第４の電池セルを有する第２の電池セル群と、
   を備え、
   前記第１の電池セル群と、前記第２の電池セル群と、を直列に接続する二次電池装置であって、
   前記第１の電池セルは、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルの自己放電量の平均値よりも少ない自己放電量であり、
   前記第２の電池セルは、前記平均値よりも大きい自己放電量であり、
   前記第３の電池セルは、前記平均値よりも少ない自己放電量であり、
   前記第４の電池セルは、前記平均値よりも大きい自己放電量である
   二次電池装置。
4. 直列に接続された第１の電池セルと第２の電池セルを有する第１の電池セル列と、
   直列に接続された第３の電池セルと第４の電池セルを有する第２の電池セル列と、
   を備え、
   前記第１の電池セル列と、前記第２の電池セル列と、を並列に接続し、
   前記第１の電池セル列を構成する第１の電池セルは、前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルの電池容量の平均値よりも少ない容量値であり、
   前記第２の電池セルは、前記平均値よりも少ない容量値であり、
   前記第３の電池セルは、前記平均値よりも大きい容量値であり、
   前記第４の電池セルは、前記平均値よりも大きい容量値である
   二次電池装置。
5. 前記第１の電池セルと前記第２の電池セルの電池容量の平均値は、
   前記平均値よりも少ない容量値であり、
   前記第３の電池セルと前記第４の電池セルの電池容量の平均値は、
   前記平均値よりも大きい容量値である
   請求項４に記載の二次電池装置。
6. 第１の電池セルと第２の電池セルを有する第１の電池セル群と、
   第３の電池セルと第４の電池セルを有する第２の電池セル群と、
   を備え、
   前記第１の電池セル群と、前記第２の電池セル群と、を接続する二次電池装置の製造方法であって、
   前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルの電池容量の平均値よりも少ない容量値の前記第１の電池セルと、前記平均値よりも大きい容量値である前記第２の電池セルとを並列に接続し、
   前記平均値よりも少ない容量値である前記第３の電池セルと、前記平均値よりも大きい容量値である前記第４の電池セルとを並列に接続し、
   前記第１の電池セル群と前記第２のセル群を直列に接続する
   二次電池装置の製造方法。
7. 前記少ない容量値の第１の電池セルと、前記第３の電池セルと大きい容量の前記第２の電池セルと前記第４の電池セルがそれぞれ交互に隣接するように設置する
   請求項６に記載する二次電池の製造方法。
8. 第１の電池セルと第２の電池セルと第３の電池セルを有する第１の電池セル群と、
   第４の電池セルと第５の電池セルと第６の電池セルを有する第２の電池セル群と、
   を備え、
   前記第１の電池セル群と、前記第２の電池セル群と、を接続する二次電池装置の製造方法であって、
   前記第１の電池セルと前記第２の電池セルと前記第３の電池セルと前記第４の電池セルと前記第５の電池セルと前記第６の電池セルの電池容量の値に応じて２つずつ３つの領域に分けたとき、
   小容量領域に属する前記第１の電池セルと、中容量領域に属する第２の電池セルと、大容量領域に属する第３の電池セルとを並列に接続し、
   小容量領域に属する前記第４の電池セルと、中容量領域に属する第５の電池セルと、大容量領域に属する第６の電池セルとを並列に接続し、
   前記第１の電池セル群と前記第２の電池セル群を直列に接続する
   二次電池装置の製造方法。
9. 前記第１の電池セルと前記第６の電池セルを隣接するように設置し、
   前記第３の電池セルと前記第４の電池セルを隣接するように設置する
   請求項８に記載する二次電池の製造方法。
10. 並列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の電池セルを有するｍ個の電池セル群を（ｍは２以上の整数）備え、このｍ個の電池セル群を直列に接続する二次電池装置であって、
    ｎ×ｍ個の前記電池セルをその電池容量または自己放電量の大きさ順にｍ個ずつｎ個の領域に分けたとき、前記ｍ個の電池セル群はそれぞれ前記ｎ個の領域から１つずつ前記電池セルを選択し、組み合わせてなる、
    二次電池装置。
11. 直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の電池セルを有するｍ個の電池セル列を（ｍは２以上の整数）備え、このｍ個の電池セル列を並列に接続する二次電池装置であって、
    ｎ×ｍ個の前記電池セルをその電池容量または自己放電量の大きさ順にｍ個ずつｎ個の領域に分けたとき、第１から第ｍの前記電池セル列はそれぞれ第１から第ｎの前記領域から１つずつ前記電池セルを選択し、組み合わせてなる、
    二次電池装置。
    

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