JP6299417B2 - Secondary battery charge / discharge control system - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池充放電制御システムに関する。   The present invention relates to a secondary battery charge / discharge control system.

リチウムイオン二次電池は、ニッケルカドミウム二次電池、ニッケル水素二次電池等と比較して、軽量かつ高容量であるため、電子機器用電源として広く利用されている。さらに近年の電子機器の小型化、高機能化に伴い、リチウムイオン二次電池への更なる高容量化と共にサイクル特性の向上が求められている。   Lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for electronic devices because they are lighter and have higher capacity than nickel cadmium secondary batteries, nickel hydride secondary batteries, and the like. Further, along with recent downsizing and higher functionality of electronic devices, there is a demand for further increase in capacity to lithium ion secondary batteries and improvement in cycle characteristics.

リチウムイオン二次電池は、正極と負極の間をリチウムイオンが移動して吸蔵、脱離反応が行われることで充電や放電が可能となる。しかしながら、満充電や過充電による構成材料特性の劣化が原因でサイクル特性が悪化して、繰り返し充電後の電池容量が減少するという課題があった。   Lithium ion secondary batteries can be charged and discharged by the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode to cause occlusion and desorption reactions. However, there has been a problem that the cycle characteristics deteriorate due to deterioration of the constituent material characteristics due to full charge or overcharge, and the battery capacity after repeated charge decreases.

上述した課題を解決するために、特許文献１及び特許文献２が提案されている。   In order to solve the above-described problems, Patent Documents 1 and 2 have been proposed.

特開２００８−１０３２８１号公報JP 2008-103281 A 特開２０１１−１４６２０２号公報JP 2011-146202 A

特許文献１では、ガラスとガラスセラミックを混合した固体電解質を使用することによりサイクル特性を改善することが示されている。しかしながら、二次電池モジュールの充放電時極性が固定されているため、過充電による電池特性の劣化が片側の電極に偏るなどの課題は解決されていなかった。   Patent Document 1 shows that cycle characteristics are improved by using a solid electrolyte in which glass and glass ceramic are mixed. However, since the polarity at the time of charging / discharging of the secondary battery module is fixed, the problem that the deterioration of the battery characteristics due to overcharging is biased to the electrode on one side has not been solved.

また特許文献２においては、二次電池モジュールを逆方向してさらに並列構成にするなどして無極性かつ双方向充電が可能とする技術が提案されている。しかしながら、充電時には構成する二次電池モジュールの５０％にしか充電されないため、原理的に電池容量が半分となってしまう欠点があった。   Patent Document 2 proposes a technique that enables non-polar and bidirectional charging by, for example, reversing the secondary battery modules in a parallel configuration. However, since only 50% of the secondary battery module is charged at the time of charging, there is a drawback that the battery capacity is halved in principle.

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、サイクル特性に優れた二次電池充放電制御システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a secondary battery charge / discharge control system having excellent cycle characteristics.

本発明者らは、二次電池モジュールを交互に極性を反転させて充放電を行うことを特徴とする二次電池充放電制御システムによって、優れたサイクル特性が得られることを見出した。本発明によれば、以下の二次電池充放電制御システムが提供される。   The present inventors have found that excellent cycle characteristics can be obtained by a secondary battery charge / discharge control system characterized in that charge / discharge is performed by alternately inverting the polarity of the secondary battery module. According to the present invention, the following secondary battery charge / discharge control system is provided.

本発明にかかる二次電池充放電制御システムは、電気エネルギーを貯蔵放電するための二次電池モジュールと、前記二次電池モジュールの放電電圧または放電電流を測定する計測装置と、前記計測装置の計測値に基づいて充放電極性の反転タイミングを判断する判定回路と、前記判定回路の判定結果に基づいて充放電極性を反転する充電切替装置および放電切替装置を有していることを特徴とする。   A secondary battery charge / discharge control system according to the present invention includes a secondary battery module for storing and discharging electrical energy, a measurement device for measuring a discharge voltage or a discharge current of the secondary battery module, and measurement by the measurement device. It has a determination circuit that determines the inversion timing of the charge / discharge polarity based on the value, and a charge switching device and a discharge switching device that invert the charge / discharge polarity based on the determination result of the determination circuit.

一回の充放電ごとに交互に二次電池モジュール極性を反転させて充放電を行うことで、正極活物質または負極活物質の一方のみの極端な劣化を抑制して、結果として二次電池モジュールのサイクル特性が改善される。   By reversing the polarity of the secondary battery module alternately for each charge / discharge, the extreme deterioration of only one of the positive electrode active material or the negative electrode active material is suppressed, and as a result, the secondary battery module The cycle characteristics are improved.

本発明によれば、前記二次電池モジュールは、正極活物質と負極活物質と固体電解質からなる全固体型二次電池で構成され、前記正極活物質および前記負極活物質はリチウム元素を含有していることを特徴としている請求項１記載の二次電池充放電制御システムを提供することが出来る。   According to the present invention, the secondary battery module includes an all solid state secondary battery including a positive electrode active material, a negative electrode active material, and a solid electrolyte, and the positive electrode active material and the negative electrode active material contain lithium element. The secondary battery charge / discharge control system according to claim 1 can be provided.

正極活物質、負極活物質の両方にリチウムイオンが存在するため無極性に近くなり、効果的に二次電池モジュールのサイクル特性が改善される。   Since lithium ions are present in both the positive electrode active material and the negative electrode active material, it becomes nearly nonpolar, and the cycle characteristics of the secondary battery module are effectively improved.

本発明によれば、前記二次電池モジュールは、正極活物質と負極活物質と固体電解質からなる全固体型二次電池で構成され、前記正極活物質および前記負極活物質はリチウム元素を含有している同一組成の材料で構成されていることを特徴としている請求項２記載の二次電池充放電制御システムを提供することが出来る。   According to the present invention, the secondary battery module includes an all solid state secondary battery including a positive electrode active material, a negative electrode active material, and a solid electrolyte, and the positive electrode active material and the negative electrode active material contain lithium element. The secondary battery charging / discharging control system according to claim 2, wherein the secondary battery charging / discharging control system is configured by a material having the same composition.

正極活物質、負極活物質が同一組成の材料であることから、最も効果的に二次電池モジュールのサイクル特性が改善される。   Since the positive electrode active material and the negative electrode active material are materials having the same composition, the cycle characteristics of the secondary battery module are most effectively improved.

本発明によれば、優れたサイクル特性を有する二次電池充放電制御システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the secondary battery charging / discharging control system which has the outstanding cycling characteristics can be provided.

図１は二次電池充放電制御システムの全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a secondary battery charge / discharge control system. 図２は二次電池充放電制御システムの充放電電位タイミングチャートである。FIG. 2 is a charge / discharge potential timing chart of the secondary battery charge / discharge control system. 図３は二次電池充放電制御システムの充放電制御フローチャートである。FIG. 3 is a charge / discharge control flowchart of the secondary battery charge / discharge control system. 図４は二次電池充放電制御システムの判定回路フローチャートである。FIG. 4 is a determination circuit flowchart of the secondary battery charge / discharge control system. 図５は二次電池充放電制御システムの計測装置である。FIG. 5 shows a measuring device of a secondary battery charge / discharge control system. 図６は二次電池充放電制御システムの充電切替回路である。FIG. 6 is a charge switching circuit of the secondary battery charge / discharge control system. 図７は二次電池充放電制御システムの放電切替回路である。FIG. 7 shows a discharge switching circuit of the secondary battery charge / discharge control system. 図８はリチウムイオン二次電池の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a lithium ion secondary battery.

図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。   Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.

＜二次電池充放電制御システムの全体構成＞
二次電池充放電制御システムの全体構成図を図１に示す。
二次電池充放電制御システム１００は、二次電池モジュール１０１と、放電電圧または放電電流を計測する計測装置１０２と、計測装置の計測値に基づいて極性反転を判定する判定回路１０３と、判定回路の判定結果に基づいて充放電回路を切り替える充電切替装置１０４、および放電切替装置１０５によって構成される。
二次電池モジュール１０１は、電源１０６から充電切替装置１０４を経由して充電される。充電された二次電池モジュール１０１は、放電切替装置１０５を経由して外部の負荷１０７に接続される。また二次電池モジュール１０１には、二次電池モジュール放電電圧または放電電流を測定する計測装置１０２、および放電完了を判定する判定回路１０３が接続される。
判定回路１０３で判定された結果を基づいて、充電切替装置１０４および放電切替装置１０５にて充電時の極性および放電時の極性を反転する。 <Overall configuration of secondary battery charge / discharge control system>
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of the secondary battery charge / discharge control system.
The secondary battery charge / discharge control system 100 includes a secondary battery module 101, a measurement device 102 that measures a discharge voltage or a discharge current, a determination circuit 103 that determines polarity reversal based on a measurement value of the measurement device, and a determination circuit The charge switching device 104 and the discharge switching device 105 are configured to switch the charge / discharge circuit based on the determination result.
The secondary battery module 101 is charged from the power source 106 via the charge switching device 104. The charged secondary battery module 101 is connected to an external load 107 via the discharge switching device 105. The secondary battery module 101 is connected to a measuring device 102 that measures the secondary battery module discharge voltage or discharge current and a determination circuit 103 that determines the completion of discharge.
Based on the result determined by the determination circuit 103, the charge switching device 104 and the discharge switching device 105 invert the polarity during charging and the polarity during discharging.

＜二次電池充放電制御システムの充放電タイミングチャート＞
二次電池充放電制御システム１００の充放電タイミングチャートを図２に示す。
従来の充放電制御システムにおいては、充放電電位２０１で示されるように、充放電時の極性は常に同じである。例えば、初回充電時に正の電位Ｖ１（Ｖ）まで充電した場合、２回目以降も同極性の正の電位方向に充放電を行う。
それに対して、本発明の充放電制御システム１００においては、本発明の充放電電位２０２で示されるように、交互に極性を反転させて二次電池モジュール１０１に充放電が行われる。ここで、二次電池モジュール１０１から負荷１０７に供給される電気エネルギーの極性は、放電切替装置１０５で極性を整えて出力される。そのため負荷１０７側の使い勝手は一切変更する必要が無い。
本発明によれば、充放電の極性を交互に反転させることで、二次電池モジュール１０１内の正極活物質８０１または負極活物質８０３の一方のみの極端な劣化を抑制できる。結果としてサイクル特性を改善して信頼性の高いリチウムイオン二次電池８００を得ることが出来る。 <Charge / discharge timing chart of secondary battery charge / discharge control system>
A charge / discharge timing chart of the secondary battery charge / discharge control system 100 is shown in FIG.
In the conventional charge / discharge control system, as indicated by the charge / discharge potential 201, the polarity during charge / discharge is always the same. For example, when charging to the positive potential V1 (V) at the time of the first charge, charging and discharging are performed in the positive potential direction of the same polarity after the second time.
On the other hand, in the charge / discharge control system 100 of the present invention, as shown by the charge / discharge potential 202 of the present invention, the secondary battery module 101 is charged / discharged by alternately inverting the polarity. Here, the polarity of the electric energy supplied from the secondary battery module 101 to the load 107 is output with the polarity changed by the discharge switching device 105. Therefore, it is not necessary to change the usability on the load 107 side at all.
According to the present invention, the extreme deterioration of only one of the positive electrode active material 801 or the negative electrode active material 803 in the secondary battery module 101 can be suppressed by alternately reversing the charge / discharge polarity. As a result, the cycle characteristics are improved, and a highly reliable lithium ion secondary battery 800 can be obtained.

＜二次電池充放電制御システムの充放電制御フローチャート＞
二次電池充放電制御システム１００の充放電制御フローチャート３００を図３に示す。本説明では、一例として電圧検出の例を説明するが、電流検出またはその両方の検出方法を組み合わせることも可能である。
１．電源１０６から二次電池モジュール１０１に充電回路１（符号６０１）で充電。
２．充電完了後に放電回路１（符号７０１）で放電。
３．判定回路１０３を用いて放電電圧が基準電圧に達したことを判定。
４．判定結果に基づいて、充電回路２（符号６０２）、放電回路２（符号７０２）に切替。
５．充電完了後に放電回路２（符号７０２）で放電。
６．判定回路１０３を用いて放電電圧が基準電圧に達したことを判定。
７．判定結果に基づいて、充電回路１（符号６０１）、放電回路１（符号７０１）に切替。
８．以下、１〜７を繰り返す。 <Charge / discharge control flowchart of secondary battery charge / discharge control system>
FIG. 3 shows a charge / discharge control flowchart 300 of the secondary battery charge / discharge control system 100. In this description, an example of voltage detection will be described as an example, but it is also possible to combine current detection or both detection methods.
1. The secondary battery module 101 is charged from the power source 106 by the charging circuit 1 (reference numeral 601).
2. After charging is completed, the battery is discharged by the discharge circuit 1 (reference numeral 701).
3. The determination circuit 103 is used to determine that the discharge voltage has reached the reference voltage.
4). Based on the determination result, the charging circuit 2 (reference numeral 602) and the discharging circuit 2 (reference numeral 702) are switched.
5. After charging is completed, the battery is discharged by the discharge circuit 2 (reference numeral 702).
6). The determination circuit 103 is used to determine that the discharge voltage has reached the reference voltage.
7). Switching to charging circuit 1 (reference numeral 601) and discharging circuit 1 (reference numeral 701) based on the determination result.
8). Thereafter, steps 1 to 7 are repeated.

＜二次電池充放電制御システムの判定回路フローチャート＞
判定回路１０３は、計測装置１０２によって計測された計測値に基づいて、放電電圧または放電電流があらかじめ設定した基準電圧または基準電流に達したことをもって放電完了と判定する。
二次電池充放電制御システムの判定回路フローチャート４００を図４に示す。本説明では、一例として電圧検出の例を説明するが、電流検出またはその両方の検出方法を組み合わせることも可能である。
１．計測装置１０２で、基準電圧設定、放電電圧の測定、測定値を判定回路１０３
に出力。
２．計測装置１０２からの出力信号を判定回路１０３に入力。
３．放電電圧が基準電圧以下に達したかを判定回路１０３で判定。
４．基準電圧以下に達した場合、判定値を充電切替装置１０４および放電切替装置１０５に出力。
５．出力値に基づいて、充電切替装置１０４および放電切替装置１０５で極性を反転。 <Determination circuit flowchart of secondary battery charge / discharge control system>
Based on the measurement value measured by the measuring device 102, the determination circuit 103 determines that the discharge is complete when the discharge voltage or the discharge current reaches a preset reference voltage or reference current.
FIG. 4 shows a determination circuit flowchart 400 of the secondary battery charge / discharge control system. In this description, an example of voltage detection will be described as an example, but it is also possible to combine current detection or both detection methods.
1. In the measuring device 102, the reference voltage setting, the discharge voltage measurement, and the measurement value are determined by the determination circuit 103.
Output to.
2. An output signal from the measuring device 102 is input to the determination circuit 103.
3. The determination circuit 103 determines whether the discharge voltage has reached the reference voltage or less.
4). When the voltage reaches the reference voltage or lower, the determination value is output to the charge switching device 104 and the discharge switching device 105.
5. Based on the output value, the polarity is reversed by the charge switching device 104 and the discharge switching device 105.

＜二次電池充放電制御システムの計測装置＞
二次電池充放電制御システム１００の計測装置構成図５００を図５に示す。
計測装置５００の入力端子５０３は、二次電池モジュール１０１の出力側の放電電圧または放電電流、またはその両方を計測するために配置される。放電電圧を計測する電圧計５０１は、並列回路を構成するように配置される。また放電電流を計測する電流計５０２は、直列回路を構成するように配置される。電流および電圧が測定可能であれば、いかなる計測方式の計測装置を用いても良い。計測装置５００で計測された電圧または電流またはその両方の値に基づく信号は、計測装置５００の出力端子５０４を経由して判定回路１０３に出力される。 <Measurement device for secondary battery charge / discharge control system>
FIG. 5 shows a measuring device configuration diagram 500 of the secondary battery charge / discharge control system 100.
The input terminal 503 of the measuring device 500 is arranged to measure the discharge voltage or discharge current on the output side of the secondary battery module 101, or both. The voltmeter 501 for measuring the discharge voltage is arranged so as to constitute a parallel circuit. Further, the ammeter 502 for measuring the discharge current is arranged to constitute a series circuit. As long as the current and voltage can be measured, a measurement device of any measurement method may be used. A signal based on the voltage and / or current values measured by the measuring device 500 is output to the determination circuit 103 via the output terminal 504 of the measuring device 500.

＜二次電池充放電制御システムの充電切替回路＞
二次電池充放電制御システム１００の充電切替装置６００を図６に示す。
充電切替装置６００は、充電回路１（符号６０１）、充電回路２（符号６０２）、切替スイッチ１（符号６０３）および切替スイッチ２（符号６０４）から構成される。電源１０６と二次電池モジュール入力用端子６０５は、充電回路１（符号６０１）または充電回路２（符号６０２）と、切替スイッチ１（符号６０３）または切替スイッチ２（符号６０４）を経由して接続される。
判定回路１０３の判定結果に基づいて電源１０６と二次電池モジュール１０１を接続する極性を切り替える。極性の切替は充電切替装置６００内の切替スイッチ１（符号６０３）および切替スイッチ２（符号６０４）を切り替えることで達成される。
判定回路１０３からの出力信号による極性切替の方式は特に限定されるものでは無い。機械方式、リレー方式と機械方式の組み合わせ、電子制御回路と機械方式の組み合わせなどが用いられる。
充電回路１（符号６０１）および充電回路２（符号６０２）には、必要に応じて充電電圧を調整する機構を内蔵することが出来る。 <Charge switching circuit of secondary battery charge / discharge control system>
FIG. 6 shows a charge switching device 600 of the secondary battery charge / discharge control system 100.
The charge switching device 600 includes a charging circuit 1 (reference numeral 601), a charging circuit 2 (reference numeral 602), a changeover switch 1 (reference numeral 603), and a changeover switch 2 (reference numeral 604). The power source 106 and the secondary battery module input terminal 605 are connected to the charging circuit 1 (reference numeral 601) or the charging circuit 2 (reference numeral 602) via the changeover switch 1 (reference numeral 603) or the changeover switch 2 (reference numeral 604). Is done.
Based on the determination result of the determination circuit 103, the polarity for connecting the power source 106 and the secondary battery module 101 is switched. Switching of the polarity is achieved by switching the changeover switch 1 (reference numeral 603) and the changeover switch 2 (reference numeral 604) in the charge switching device 600.
The polarity switching method using the output signal from the determination circuit 103 is not particularly limited. A mechanical system, a combination of a relay system and a mechanical system, a combination of an electronic control circuit and a mechanical system, and the like are used.
The charging circuit 1 (reference numeral 601) and the charging circuit 2 (reference numeral 602) can incorporate a mechanism for adjusting the charging voltage as required.

＜二次電池充放電制御システムの放電切替回路＞
二次電池充放電制御システム１００の放電切替装置７００を図７に示す。
放電切替装置７００は、放電回路１（符号７０１）、放電回路２（符号７０２）、切替スイッチ３（符号７０３）および切替スイッチ４（符号７０４）から構成される。二次電池モジュール出力用端子７０５と負荷１０７は、放電回路１（符号７０１）または放電回路２（符号７０２）と、切替スイッチ３（符号７０３）または切替スイッチ４（符号７０４）を経由して接続される。
判定回路１０３の判定結果に基づいて二次電池モジュール１０１と負荷１０６を接続する極性を切り替える。極性の切替は放電切替装置７００内の切替スイッチ３（符号７０３）および切替スイッチ４（符号７０４）を切り替えることで達成される。
判定回路からの出力による極性切替の方式は特に限定されるものでは無いことは充電切替回路と同様である。
放電回路１（符号７０１）および放電回路２（符号７０２）には、必要に応じて放電電圧を調整する機構が内蔵することが出来る。また基準電圧以下に達した際に、電池容量がほぼゼロとなるよう強制放電する機構を有することが好ましい。 <Discharge switching circuit of secondary battery charge / discharge control system>
A discharge switching device 700 of the secondary battery charge / discharge control system 100 is shown in FIG.
The discharge switching device 700 includes a discharge circuit 1 (reference numeral 701), a discharge circuit 2 (reference numeral 702), a changeover switch 3 (reference numeral 703), and a changeover switch 4 (reference numeral 704). The secondary battery module output terminal 705 and the load 107 are connected to the discharge circuit 1 (reference numeral 701) or the discharge circuit 2 (reference numeral 702) via the changeover switch 3 (reference numeral 703) or the changeover switch 4 (reference numeral 704). Is done.
Based on the determination result of the determination circuit 103, the polarity for connecting the secondary battery module 101 and the load 106 is switched. Polarity switching is achieved by switching the selector switch 3 (reference numeral 703) and the selector switch 4 (reference numeral 704) in the discharge switching device 700.
The polarity switching method based on the output from the determination circuit is not particularly limited as in the charge switching circuit.
The discharge circuit 1 (reference numeral 701) and the discharge circuit 2 (reference numeral 702) can incorporate a mechanism for adjusting the discharge voltage as required. Moreover, it is preferable to have a mechanism for forcibly discharging the battery capacity so that the battery capacity becomes almost zero when the reference voltage is reached.

＜二次電池モジュールの構成＞
二次電池モジュール１０１は、少なくとも一つ以上の二次電池で構成され、二次電池は直列または並列または直列および並列に接続されている。二次電池は正極活物質８０１、負極活物質８０３および固体電解質８０２の組み合わせを単位として、１組で構成する単層構成や、単層構成を複数回積層した多層構成のいずれの形態でも良い。また二次電池としては、エネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池を用いることが好ましい。 <Configuration of secondary battery module>
The secondary battery module 101 includes at least one secondary battery, and the secondary batteries are connected in series or in parallel, or in series and in parallel. The secondary battery may be in any form of a single layer configuration in which a combination of the positive electrode active material 801, the negative electrode active material 803, and the solid electrolyte 802 is used as a unit, or a multilayer configuration in which a single layer configuration is stacked a plurality of times. Moreover, as a secondary battery, it is preferable to use a lithium ion secondary battery with a high energy density.

＜リチウムイオン二次電池の構成＞
リチウムイオン二次電池８００の代表的構成を図８に示す。
リチウムイオン二次電池８００は正極活物質８０１、負極活物質８０３、固体電解質８０２によって構成される。正極と負極の間をリチウムイオンが移動して吸蔵、脱離反応が行われることで充電や放電が可能となる。 <Configuration of lithium ion secondary battery>
A typical configuration of the lithium ion secondary battery 800 is shown in FIG.
The lithium ion secondary battery 800 includes a positive electrode active material 801, a negative electrode active material 803, and a solid electrolyte 802. Lithium ions move between the positive electrode and the negative electrode, and occlusion and desorption reactions are performed, whereby charging and discharging are possible.

＜固体電解質の機能、組成＞
固体電解質８０２は正極と負極の間でリチウムイオンを輸送する機能を担う。電子は伝導しないが、リチウムイオンは伝導する材料であることが好ましい。
本発明において、固体電解質８０２は、Ｌｉ３＋ｘ１Ｓｉｘ１Ｐ１−ｘ１Ｏ４（０．４≦ｘ１≦０．６）、Ｌｉ１＋ｘ２Ａｌｘ２Ｔｉ２−ｘ２（ＰＯ４）３（０≦ｘ２≦０．５）、リン酸ゲルマニウムリチウム（ＬｉＧｅ２（ＰＯ４）３）、Ｌｉ２Ｏ−Ｖ２Ｏ５−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３よりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。 <Function and composition of solid electrolyte>
The solid electrolyte 802 has a function of transporting lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Preferably, the material does not conduct electrons but does conduct lithium ions.
In the present invention, the solid electrolyte 802 includes Li 3 + x1 S ix1 P 1-x1 O 4 (0.4 ≦ x1 ≦ 0.6), Li 1 + x2 Al x2 Ti 2-x2 (PO 4 ) 3 (0 ≦ x2 ≦ 0). .5), lithium germanium phosphate (LiGe 2 (PO 4 ) 3 ), Li 2 O—V 2 O 5 —SiO 2 , Li 2 O—P 2 O 5 —B 2 O 3 It is preferable that there is at least one.

＜正極活物質および負極活物質の機能、組成＞
正極活物質８０１および負極活物質８０３は、リチウムイオン二次電池８００の正極およびに用いられ、リチウムイオンを吸蔵脱離可能な材料であることが好ましい。
本発明において、正極活物質８０１および負極活物質８０３は、リチウムマンガン複合酸化物Ｌｉ２Ｍｎｘ３Ｍａ１−ｘ３Ｏ３（０．８≦ｘ３≦１、Ｍａ＝Ｃｏ、Ｎｉ）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、リチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、及び、一般式：ＬｉＮｉｘ４Ｃｏｙ４Ｍｎｚ４Ｏ２（ｘ４＋ｙ４＋ｚ４＝１、０≦ｘ４≦１、０≦ｙ４≦１、０≦ｚ４≦１）で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物（ＬｉＶ２Ｏ５）、オリビン型ＬｉＭｂＰＯ４（ただし、Ｍｂは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒより選ばれる１種類以上の元素又）、リン酸バナジウムリチウム（Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３又はＬｉＶＯＰＯ４）、Ｌｉ過剰系固溶体正極Ｌｉ２ＭｎＯ３−ＬｉＭｃＯ２（Ｍｃ＝Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ）、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、ＬｉａＮｉｘ５Ｃｏｙ５Ａｌｚ５Ｏ２（０．９＜ａ＜１．３、０．９＜ｘ５＋ｙ５＋ｚ５＜１．１）で表される複合金属酸化物のいずれかであることが好ましい。 <Function and composition of positive electrode active material and negative electrode active material>
The positive electrode active material 801 and the negative electrode active material 803 are preferably materials that are used for the positive electrode of the lithium ion secondary battery 800 and that can occlude and desorb lithium ions.
In the present invention, the positive electrode active material 801 and the negative electrode active material 803 are composed of lithium manganese composite oxide Li 2 Mn x3 Ma 1-x3 O 3 (0.8 ≦ x3 ≦ 1, Ma = Co, Ni), lithium cobaltate ( LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganese spinel (LiMn 2 O 4 ), and the general formula: LiNi x4 Co y4 Mn z4 O 2 (x4 + y4 + z4 = 1, 0 ≦ x4 ≦ 1, 0 ≦ y4 ≦ 1, 0 ≦ z4 ≦ 1), composite metal oxide, lithium vanadium compound (LiV 2 O 5 ), olivine type LiMbPO 4 (where Mb is Co, Ni, Mn, Fe, Mg, Nb, Ti , One or more elements selected from Al, Zr), lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 or LiVOPO 4), Li excess solid solution positive electrode Li 2 MnO 3 -LiMcO 2 (Mc = Mn, Co, Ni), lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12) , Li a Ni x5 Co y5 Al z5 O 2 (0. It is preferable that any of the composite metal oxides represented by 9 <a <1.3, 0.9 <x5 + y5 + z5 <1.1).

１００ 二次電池充放電制御システム
１０１ 二次電池モジュール
１０２、５００ 計測装置
１０３ 判定回路
１０４、６００ 充電切替装置
１０５、７００ 放電切替装置
１０６ 電源
１０７ 負荷
２００ 従来方式と本発明の充放電タイミングチャート比較図
２０１ 従来方式の充放電電位
２０２ 本発明の充放電電位
３００ 充放電制御フローチャート
４００ 判定回路フローチャート
４０３ 判定回路構成
５０１ 電圧計
５０２ 電流計
５０３ 入力端子
５０４ 出力端子
６０１ 充電回路１
６０２ 充電回路２
６０３ 切替スイッチ１
６０４ 切替スイッチ２
６０５ 二次電池モジュール入力用端子
７０１ 放電回路１
７０２ 放電回路２
７０３ 切替スイッチ３
７０４ 切替スイッチ４
７０５ 二次電池モジュール出力用端子
８００ リチウムイオン二次電池の構成図
８０１ 正極活物質
８０２ 固体電解質
８０３ 負極活物質 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Secondary battery charge / discharge control system 101 Secondary battery module 102, 500 Measuring device 103 Judgment circuit 104, 600 Charge switching device 105, 700 Discharge switching device 106 Power supply 107 Load 200 Comparison of charge / discharge timing chart of conventional method and present invention 201 charge / discharge potential of conventional method 202 charge / discharge potential of the present invention 300 charge / discharge control flowchart 400 determination circuit flowchart 403 determination circuit configuration 501 voltmeter 502 ammeter 503 input terminal 504 output terminal 601 charging circuit 1
602 charging circuit 2
603 changeover switch 1
604 changeover switch 2
605 Secondary battery module input terminal 701 Discharge circuit 1
702 Discharge circuit 2
703 Changeover switch 3
704 Changeover switch 4
705 Secondary battery module output terminal 800 Configuration diagram of lithium ion secondary battery 801 Positive electrode active material 802 Solid electrolyte 803 Negative electrode active material

Claims (1)

電気エネルギーを貯蔵放電するための二次電池モジュールと、前記二次電モジュールの放電電圧または放電電流を測定する計測装置と、前記計測装置の計測値に基づいて充放電極性の反転タイミングを判断する判定回路と、前記判定回路の判定結果に基づいて充放電極性を反転する充電切替装置および放電切替装置を有し、前記二次電池モジュールは、正極活物質と負極活物質と固体電解質からなる全固体型二次電池で構成され、前記正極活物質および前記負極活物質はリチウム元素を含有している同一組成の材料で構成されていることを特徴とする二次電池充放電制御システム。
A secondary battery module for storing and discharging electrical energy, a measuring device for measuring a discharge voltage or a discharging current of the secondary power module, and a charge / discharge polarity inversion timing based on a measured value of the measuring device A determination circuit, and a charge switching device and a discharge switching device for inverting charge / discharge polarity based on a determination result of the determination circuit , wherein the secondary battery module comprises a positive electrode active material, a negative electrode active material, and a solid electrolyte. A secondary battery charge / discharge control system comprising a solid type secondary battery, wherein the positive electrode active material and the negative electrode active material are made of a material having the same composition containing lithium element .
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