JP6922981B2 - リチウムイオン二次電池システム、充電ユニット及びリチウムイオン二次電池の制御方法 - Google Patents
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Description
前記負極活物質が炭素系材料でよく、前記吸熱検知部が、前記負極の充電容量が180mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知してよい。
前記正極活物質が、コバルト酸リチウム系材料(LCO系材料)又はニッケル系材料(NCA系材料)でよく、前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が60mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知してよい。
前記正極活物質が、ニッケル−コバルト−マンガンの三元系材料(NCM系材料)でよく、前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が100mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知してよい。
前記正極活物質が、マンガン酸リチウム系材料(LMO系材料)でよく、前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が70mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知してよい。
本技術に係るリチウムイオン二次電池の制御方法において、前記吸熱検出部の前記吸熱検知結果が、前記定電流充電域の到達電圧まで、吸熱が継続しているか否かを示してよい。
本技術に係るリチウムイオン二次電池の制御方法において、前記吸熱検出部の前記吸熱検知結果が、前記定電流充電域の前記到達電圧まで、吸熱が継続しているか否かを示してよい。
本技術に係るリチウムイオン二次電池システムを備える、電池パックを提供し、
本技術に係るリチウムイオン二次電池システムと、該リチウムイオン二次電池システムの使用状態を制御する制御部と、該制御部の指示に応じて該リチウムイオン二次電池システムの使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックを提供し、
本技術に係るリチウムイオン二次電池システムと、該リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、該駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両を提供し、
本技術に係るリチウムイオン二次電池システムを有する蓄電装置と、該リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される電力消費装置と、該リチウムイオン二次電池システムからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、該リチウムイオン二次電池システムを充電する発電装置と、を備える、蓄電システムを提供し、
本技術に係るリチウムイオン二次電池システムと、該リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具を提供し、
本技術に係るリチウムイオン二次電池システムを備え、該リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受ける、電子機器を提供する。
本技術に係る充電ユニットを備える、電池パックを提供し、
本技術に係る充電ユニットと、該充電ユニットの使用状態を制御する制御部と、該制御部の指示に応じて該充電ユニットの使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックを提供し、
本技術に係る充電ユニットと、該充電ユニットから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、該駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両を提供し、
本技術に係る充電ユニットを有する蓄電装置と、該充電ユニットから電力が供給される電力消費装置と、該充電ユニットからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、該充電ユニットを充電する発電装置と、を備える、蓄電システムを提供し、
本技術に係る充電ユニットと、該充電ユニットから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具を提供し、
本技術に係る充電ユニットを備え、該充電ユニットから電力の供給を受ける、電子機器を提供する。
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(リチウムイオン二次電池システムの例)
3.第2の実施形態(充電ユニットの例)
4.第3の実施形態(リチウムイオン二次電池の制御方法の例1)
5.第4の実施形態(リチウムイオン二次電池の制御方法の例2)
6.リチウムイオン二次電池システム及び充電ユニットの用途
6−1.リチウムイオン二次電池システム及び充電ユニットの用途の概要
6−2.第5の実施形態(電池パックの例)
6−3.第6の実施形態(車両の例)
6−4.第7の実施形態(蓄電システムの例)
6−5.第8の実施形態(電動工具の例)
6−6.第9の実施形態(電子機器の例)
まず、本技術の概要について説明をする。
本技術に係る第1の実施形態(リチウムイオン二次電池システムの例)のリチウムイオン二次電池システムは、少なくとも、正極と負極とを含むリチウムイオン二次電池と、リチウム析出センサとを備え、リチウム析出センサが吸熱検知部を備え、吸熱検知部が定電流充電域で吸熱を検知する、リチウムイオン二次電池システムである。
(式中、M1は、コバルト(Co)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。f、g、h、jおよびkは、0.8≦f≦1.2、0<g<0.5、0≦h≦0.5、g+h<1、−0.1≦j≦0.2、0≦k≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、fの値は完全放電状態における値を表している。)
(式中、M2は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。m、n、pおよびqは、0.8≦m≦1.2、0.005≦n≦0.5、−0.1≦p≦0.2、0≦q≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、mの値は完全放電状態における値を表している。)
(式中、M3は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。r、s、tおよびuは、0.8≦r≦1.2、0≦s<0.5、−0.1≦t≦0.2、0≦u≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、rの値は完全放電状態における値を表している。)
(式中、M4は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。v、w、xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している。)
(式中、M5は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)およびジルコニウム(Zr)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、zの値は完全放電状態における値を表している。)
本技術に係る第2の実施形態(充電ユニットの例)の充電ユニットは、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムと、電流測定部と、電圧測定部と、充電制御部とを備える、充電ユニットである。本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットが備える、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムは、少なくともリチウムイオン二次電池と、リチウム析出センサとを備えていてもよいし、少なくともリチウムイオン二次電池と、リチウム析出センサと、センサ測定部と、リチウム析出判断演算部とを備えていてもよい。
本技術に係る第3の実施形態(リチウムイオン二次電池の制御方法の例1)のリチウムイオン二次電池の制御方法は、リチウム析出センサが備える吸熱検出部の吸熱検知結果に基づき、定電流充電域の充電電流を制御する、制御方法である。本技術に係る第3の実施形態のリチウムイオン二次電池の制御方法で用いられるリチウム析出センサは、本技術に係る第1の実施形態のリチウム析出センサでよい。
本技術に係る第4の実施形態(リチウムイオン二次電池の制御方法の例2)のリチウムイオン二次電池の制御方法は、リチウム析出センサが備える吸熱検出部の吸熱検知結果に基づき、定電流充電域の到達電圧を制御する、制御方法である。本技術に係る第4の実施形態のリチウムイオン二次電池の制御方法で用いられるリチウム析出センサは、本技術に係る第1の実施形態のリチウム析出センサでよい。
リチウムイオン二次電池システム及び充電ユニットの用途について下記に詳細に説明する。
リチウムイオン二次電池システム及び充電ユニットの用途は、そのリチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットを駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能な機械、機器、器具、装置およびシステム(複数の機器などの集合体)などであれば、特に限定されない。電源として使用されるリチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットは、主電源(優先的に使用される電源)でもよいし、補助電源(主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源)でもよい。リチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットを補助電源として利用する場合には、主電源の種類は電池及び電池モジュールに限られない。
本技術に係る第5の実施形態の電池パックは、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムを備える。また、本技術に係る第5の実施形態の電池パックは、本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットを備える。例えば、本技術に係る第5の実施形態の電池パックは、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムと、リチウムイオン二次電池システムの使用状態を制御する制御部と、制御部の指示に応じて、リチウムイオン二次電池システムの使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックである。また、例えば、本技術に係る第5の実施形態の電池パックは、本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットと、充電ユニットの使用状態を制御する制御部と、制御部の指示に応じて、充電ユニットの使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パックである。本技術に係る第5の実施形態の電池パックは、優れた信頼性を有する本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システム又は第2の実施形態の充電ユニットを備えているので、電池パックの安全性等の信頼性の向上につながる。
本技術に係る第6の実施形態の車両は、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムと、リチウムイオン二次電池システムから供給された電力を駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両である。また、本技術に係る第6の実施形態の車両は、本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットと、充電ユニットから供給された電力を駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える、車両である。本技術に係る第6の実施形態の車両は、優れた信頼性を有する本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システム又は第2の実施形態の充電ユニットを備えているので、車両の安全性等の信頼性の向上につながる。
本技術に係る第7の実施形態の蓄電システムは、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムを有する蓄電装置と、リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される電力消費装置と、リチウムイオン二次電池システムからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、リチウムイオン二次電池システムを充電する発電装置と、を備える、蓄電システムである。また、本技術に係る第7の実施形態の蓄電システムは、本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットを有する蓄電装置と、充電ユニットから電力が供給される電力消費装置と、充電ユニットからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、充電ユニットを充電する発電装置と、を備える、蓄電システムである。本技術に係る第7の実施形態の蓄電システムは、優れた信頼性を有する本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システム又は本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットを備えているので、蓄電システムの安全性等の信頼性の向上につながる。
本技術に係る第8の実施形態の電動工具は、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムと、リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される可動部とを備える、電動工具である。また、本技術に係る第8の実施形態の電動工具は、本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットと、充電ユニットから電力が供給される可動部とを備える、電動工具である。本技術に係る第8の実施形態の電動工具は、優れた信頼性を有する本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システム又は第2の実施形態の充電ユニットを備えているので、電動工具の安全性等の信頼性の向上につながる。
本技術に係る第9の実施形態の電子機器は、本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システムを備え、リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受ける、電子機器である。また、本技術に係る第9の実施形態の電子機器は、本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットを備え、充電ユニットから電力の供給を受ける、電子機器である。上述したように、本技術に係る第9の実施形態の電子機器は、リチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットを駆動用の電源(電力供給源)として各種機能を発揮する機器である。本技術に係る第9の実施形態の電子機器は、優れた信頼性を有する本技術に係る第1の実施形態のリチウムイオン二次電池システム又は本技術に係る第2の実施形態の充電ユニットを備えているので、電子機器の安全性等の信頼性の向上につながる。
正極活物質として、NCA(リチウムとニッケルとコバルトとアルミニウムと酸素とを含むリチウム複合酸化物)を用いて、正極を作製し、次いで、負極活物質として、黒鉛を用いて、負極を作製した。電解液として、EC(エチレンカーボネート)/EMC(エチルメチルカーボネート)/VC(炭酸ビニレン)/LiPF6(35/50/1/15(質量%))を用いて、セパレータを介して、正極及び負極を積層して、ラミネートフィルム型の3Ahのリチウムイオン二次電池を作製した。なお、利用電圧範囲は、3Vから4.2Vとした。
上記で作製された熱流センサを設置したリチウムイオン二次電池を充電して、熱流センサの起電力変化を測定し、熱流を算出した。結果を図2〜図6に示す。
上述したリチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットは、図12に示すように、プリント回路基板1202(Print circuit board、以下「PCB」と称する。)上に充電回路等と共に実装することができる。例えば、PCB1202上に、本技術に係るリチウムイオン二次電池システム又は充電ユニット(図12中では、リチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットのうち、リチウムイオン二次電池システム1203を示す。以下同じ。)及び充電回路等の電子回路をリフロー工程でもって実装することができる。PCB1202上にリチウムイオン二次電池システム1203及び充電回路等の電子回路が実装されたものを電池モジュール1201と称する。電池モジュール1201は、必要に応じてカード型の構成とされ、携帯可能なカード型モバイルバッテリとして構成することができる。
A.ウェアラブル機器(スポーツウオッチ、時計、補聴器等)、
B.IoT端末(センサネットワーク端末等)、
C.アミューズメント機器(ポータブルゲーム端末、ゲームコントローラ)、
D.IC基板埋め込み電池(リアルタイムクロックIC)、
E.環境発電機器(太陽光発電、熱電発電、振動発電等の発電素子用の蓄電素子)。
現在、複数枚のクレジットカードを持ち歩いている人が多い。しかしながら、クレジットカードの枚数が多くなるほど、紛失、盗難等の危険性が増す問題がある。そこで、複数枚のクレジットカードやポイントカードなどの機能を1枚のカードに集約した、ユニバーサルクレジットカードと呼ばれるカードが実用化されている。このカードの中には、例えば、様々なクレジットカードやポイントカードの番号や有効期限等の情報を取り込むことができるので、そのカード1枚を財布等の中の入れておけば、好きな時に好きなカードを選択して利用することができる。
ウェアラブル端末の一例として、リストバンド型電子機器がある。その中でも、リストバンド型活動量計は、スマートバンドとも呼ばれ、腕に巻き付けておくのみで、歩数、移動距離、消費カロリー、睡眠量、心拍数などの人の活動に関するデータを取得することができるものである。さらに、取得されたデータをスマートフォンで管理することもできる。さらに、メールの送受信機能を備えることもでき、例えば、メールの着信をLED(Light Emitting Diode)ランプ及び/又はバイブレーションでユーザに知らせる通知機能を有するものが使用されている。
スマートウオッチは、既存の腕時計のデザインと同様ないし類似の外観を有し、腕時計と同様にユーザの腕に装着して使用するものであり、ディスプレイに表示される情報で、電話や電子メールの着信などの各種メッセージをユーザに通知する機能を有する。さらに、電子マネー機能、活動量計等の機能を有するスマートウオッチも提案されている。スマートウオッチは、電子機器の本体部分の表面にディスプレイが組み込まれ、ディスプレイに様々な情報が表示される。また、スマートウオッチは、例えば、通信端末(スマートフォン等)とBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信を行うことによって、通信端末等の機能やコンテンツ等と連携することも可能である。
図18は、バンド型電子機器2000の内部構成の一部を示す。例えば3個のセグメント2170、2180、2190、2200、2210の内部を示す。バンド型電子機器2000では、連続した5個のセグメント2170〜2210の内部にフレキシブル回路基板2400が配置される。セグメント2170内には、種々の電子部品が配置され、セグメント2190、2210には、本技術に係るリチウムイオン二次電池システム又は充電ユニットであるバッテリー2411、2421が配置され、これらの部品がフレキシブル回路基板2400で電気的に接続される。セグメント2170とセグメント2190との間のセグメント2180は、比較的小さなサイズであり、蛇行状態のフレキシブル回路基板2400が配置される。セグメント2180の内部では、防水部材に挟まれた状態でフレキシブル回路基板2400が配置される。なお、セグメント2170〜2210の内部は、防水構造とされている。
図19は、バンド型電子機器2000の回路構成を示すブロック図である。バンド型電子機器2000の内部の回路は、時計本体3000とは独立した構成である。時計本体3000は、文字盤3100に配置された針を回転させるムーブメント部3200を備える。ムーブメント部3200には、バッテリー3300が接続されている。これらのムーブメント部3200やバッテリー3300は、時計本体3000の筐体内に内蔵されている。
以下に説明するメガネ型端末は、目の前の風景にテキスト、シンボル、画像等の情報を重畳して表示することができるものである。すなわち、透過式メガネ型端末専用の軽量且つ薄型の画像表示装置ディスプレイモジュールを搭載している。代表的なものとして、頭部装着型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ(HMD))がある。
[1]
少なくとも、正極と負極とを含むリチウムイオン二次電池と、リチウム析出センサとを備え、
該リチウム析出センサが吸熱検知部を備え、
該吸熱検知部が定電流充電域で吸熱を検知する、リチウムイオン二次電池システム。
[2]
センサ測定部と、リチウム析出判断演算部とを更に備える、[1]に記載のリチウムイオン二次電池システム。
[3]
前記吸熱検知部が前記定電流充電域で到達電圧まで継続的に吸熱を検知して、前記リチウム析出センサがリチウム析出を検出する、[1]又は[2]に記載のリチウムイオン二次電池システム。
[4]
前記負極が負極活物質を含み、
該負極活物質の構造変化に伴う吸熱反応がない定電流充電域で、前記吸熱検知部が吸熱を検知する、[1]から[3]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システム。
[5]
前記負極活物質が炭素系材料であり、
前記吸熱検知部が、前記負極の充電容量が180mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、[4]に記載のリチウムイオン二次電池システム。
[6]
前記正極が正極活物質を含み、
該正極活物質の構造変化に伴う吸熱反応がない定電流充電域で、前記吸熱検知部が吸熱を検知する、[1]から[5]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システム。
[7]
前記正極活物質が、コバルト酸リチウム系材料(LCO系材料)又はニッケル系材料(NCA系材料)であり、
前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が60mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、[6]に記載のリチウムイオン二次電池システム。
[8]
前記正極活物質が、ニッケル−コバルト−マンガンの三元系材料(NCM系材料)であり、
前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が100mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、[6]に記載のリチウムイオン二次電池システム。
[9]
前記正極活物質が、マンガン酸リチウム系材料(LMO系材料)であり、
前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が70mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、[6]に記載のリチウムイオン二次電池システム。
[10]
前記吸熱検知部が、充電時の利用電圧範囲の80%以上の電圧域において吸熱を検知する、[1]から[9]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システム。
[11]
前記吸熱検知部が温度計又は熱流センサを備える、[1]から[10]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システム。
[12]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムと、電流測定部と、電圧測定部と、充電制御部とを備える、充電ユニット。
[13]
リチウム析出センサが備える吸熱検出部の吸熱検知結果に基づき、定電流充電域の充電電流を制御する、リチウムイオン二次電池の制御方法。
[14]
前記吸熱検出部の前記吸熱検知結果が、前記定電流充電域の到達電圧まで、吸熱が継続しているか否かを示す、[13]に記載のリチウムイオン二次電池の制御方法。
[15]
リチウム析出センサが備える吸熱検出部の吸熱検知結果に基づき、定電流充電域の到達電圧を制御する、リチウムイオン二次電池の制御方法。
[16]
前記吸熱検出部の前記吸熱検知結果が、前記定電流充電域の前記到達電圧まで、吸熱が継続しているか否かを示す、[15]に記載のリチウムイオン二次電池の制御方法。
[17]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムを備える、電池パック。
[18]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムと、
該リチウムイオン二次電池システムの使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該リチウムイオン二次電池システムの使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
[19]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムと、
該リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
[20]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムを有する蓄電装置と、
該リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される電力消費装置と、
該リチウムイオン二次電池システムからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該リチウムイオン二次電池システムを充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
[21]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムと、
該リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
[22]
[1]から[11]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池システムを備え、
該リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受ける電子機器。
[23]
[12]に記載の充電ユニットを備える、電池パック。
[24]
[12]に記載の充電ユニットと、
該充電ユニットの使用状態を制御する制御部と、
該制御部の指示に応じて該充電ユニットの使用状態を切り換えるスイッチ部と、を備える、電池パック。
[25]
[12]に記載の充電ユニットと、
該充電ユニットから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。
[26]
[12]に記載の充電ユニットを有する蓄電装置と、
該充電ユニットから電力が供給される電力消費装置と、
該充電ユニットからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該充電ユニットを充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
[27]
[12]に記載の充電ユニットと、
該充電ユニットから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
[28]
[12]に記載の充電ユニットを備え、
該充電ユニットから電力の供給を受ける電子機器。
2・・・リチウムイオン二次電池
3・・・センサ測定部
4・・・リチウム(Li)析出判断演算部
5・・・電流測定部
6・・・電圧測定部
7・・・充電制御部
10・・・リチウムイオン二次電池システム
100・・・充電ユニット
Claims (20)
- 少なくとも、正極と負極とを含むリチウムイオン二次電池と、リチウム析出センサと、センサ測定部と、リチウム析出判断演算部と、を備え、
該リチウム析出センサが、該リチウムイオン二次電池の吸熱を電気信号として出力し、吸熱検知部を備え、
該吸熱検知部が定電流充電域で吸熱を検知し、
該センサ測定部が、前記リチウム析出センサから出力された前記電気信号を測定し、該測定された電気信号に基づく数値を該リチウム析出判断演算部に出力し、
該リチウム析出判断演算部が、該数値の変化を解析し、該解析の結果を充電制御部で取得される充電電流の変化及び/又は積算充電容量値と照らし合わせ、リチウム析出判断可能域か否かを判断するとともに、リチウム析出判断可能域であるとき、リチウム析出による吸熱が継続していると判断した場合、該判断の結果を該充電制御部に伝達する、リチウムイオン二次電池システム。 - 前記吸熱検知部が前記定電流充電域で到達電圧まで継続的に吸熱を検知して、前記リチウム析出センサがリチウム析出を検出する、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池システム。
- 前記負極が負極活物質を含み、
該負極活物質の構造変化に伴う吸熱反応がない定電流充電域で、前記吸熱検知部が吸熱を検知する、請求項1から2のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システム。 - 前記負極活物質が炭素系材料であり、
前記吸熱検知部が、前記負極の充電容量が180mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、請求項3に記載のリチウムイオン二次電池システム。 - 前記正極が正極活物質を含み、
該正極活物質の構造変化に伴う吸熱反応がない定電流充電域で、前記吸熱検知部が吸熱を検知する、請求項1から4のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システム。 - 前記正極活物質が、コバルト酸リチウム系材料(LCO系材料)又はニッケル系材料(NCA系材料)であり、
前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が60mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池システム。 - 前記正極活物質が、ニッケル−コバルト−マンガンの三元系材料(NCM系材料)であり、
前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が100mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池システム。 - 前記正極活物質が、マンガン酸リチウム系材料(LMO系材料)であり、
前記吸熱検知部が、前記正極の充電容量が70mAh/gを超えた定電流充電域で吸熱を検知する、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池システム。 - 前記吸熱検知部が、充電時の利用電圧範囲の80%以上の電圧域において吸熱を検知する、請求項1から8のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システム。
- 前記吸熱検知部が温度計又は熱流センサを備える、請求項1から9のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システム。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムと、電流測定部と、電圧測定部と、充電制御部とを備える、充電ユニット。
- リチウム析出センサは、該リチウム析出センサが備える吸熱検出部の吸熱検知結果に基づき電気信号を出力し、
センサ測定部は、前記リチウム析出センサから出力された前記電気信号を測定し、該測定された電気信号に基づく数値をリチウム析出判断演算部に出力し、
該リチウム析出判断演算部は、該数値の変化を解析し、該解析の結果を充電制御部で取得される充電電流の変化及び/又は積算充電容量値と照らし合わせ、リチウム析出判断可能域か否かを判断するとともに、リチウム析出判断可能域であるとき、リチウム析出による吸熱が継続していると判断した場合、該判断の結果を該充電制御部に伝達し、定電流充電域の充電電流を制御する、リチウムイオン二次電池の制御方法。 - 前記吸熱検出部の前記吸熱検知結果が、前記定電流充電域の到達電圧まで、吸熱が継続しているか否かを示す、請求項12に記載のリチウムイオン二次電池の制御方法。
- リチウム析出センサは、該リチウム析出センサが備える吸熱検出部の吸熱検知結果に基づき電気信号を出力し、
センサ測定部は、前記リチウム析出センサから出力された前記電気信号を測定し、該測定された電気信号に基づく数値をリチウム析出判断演算部に出力し、
該リチウム析出判断演算部は、該数値の変化を解析し、該解析の結果を充電制御部で取得される充電電流の変化及び/又は積算充電容量値と照らし合わせ、リチウム析出判断可能域か否かを判断するとともに、リチウム析出判断可能域であるとき、リチウム析出による吸熱が継続していると判断した場合、該判断の結果を該充電制御部に伝達し、定電流充電域の到達電圧を制御する、リチウムイオン二次電池の制御方法。 - 前記吸熱検出部の前記吸熱検知結果が、前記定電流充電域の前記到達電圧まで、吸熱が継続しているか否かを示す、請求項14に記載のリチウムイオン二次電池の制御方法。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを備える、電池パック。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムと、
該リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と
車両制御装置と、を備える、車両。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを有する蓄電装置と、
該リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される電力消費装置と、
該リチウムイオン二次電池システムからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該リチウムイオン二次電池システムを充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムと、
該リチウムイオン二次電池システムから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池システムを備え、
該リチウムイオン二次電池システムから電力の供給を受ける電子機器。
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