JP7061259B2 - How to recover the capacity of the secondary battery cell - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池セルの容量回復方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering the capacity of a secondary battery cell.

複数の二次電池セルを電気的に接続した組電池は、車両駆動用の高出力電源等に広く用いられている。組電池は一般的に、複数の二次電池セルが冷媒流路を有するスペーサを介して組み付けられた構成を有する(例えば、特許文献1参照)。二次電池セルは、正極と負極とがセパレータを介して積層された電極体が、電池ケースに収容された構成を有する。スペーサは、二次電池セルと対向する面に凸状リブを複数備えている。組電池には、拘束荷重が印加される。そのため、このスペーサのリブによって、電池ケースの側面に荷重が印加され、電池ケース内の電極体は、正極と負極とを互いに押し付け合うように押圧される。 An assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are electrically connected is widely used as a high-output power source for driving a vehicle or the like. The assembled battery generally has a configuration in which a plurality of secondary battery cells are assembled via a spacer having a refrigerant flow path (see, for example, Patent Document 1). The secondary battery cell has a structure in which an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator is housed in a battery case. The spacer is provided with a plurality of convex ribs on the surface facing the secondary battery cell. A restraining load is applied to the assembled battery. Therefore, a load is applied to the side surface of the battery case by the ribs of the spacer, and the electrode body in the battery case is pressed so as to press the positive electrode and the negative electrode against each other.

二次電池は、充放電を繰り返すうちに容量が劣化することが知られている。組電池では、容量の劣化の程度は二次電池セルごとに異なる。そのため、特許文献2では、二次電池をより長期に使用できるように、中古二次電池の交流内部抵抗値を取得し、予め設定された交流内部抵抗閾値と比較することにより、再利用の可否(すなわち、組電池の再構成品への適用可否)を判断する技術が提案されている。 It is known that the capacity of a secondary battery deteriorates as it is repeatedly charged and discharged. In an assembled battery, the degree of capacity deterioration differs for each secondary battery cell. Therefore, in Patent Document 2, whether or not the secondary battery can be reused by acquiring the AC internal resistance value of the used secondary battery and comparing it with a preset AC internal resistance threshold so that the secondary battery can be used for a longer period of time. (That is, a technique for determining whether or not the assembled battery can be applied to a reconstructed product) has been proposed.

特開2016-091665号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-091665 特開2015-222195号公報JP-A-2015-222195

しかしながら、本発明者らの検討によれば、組電池の形態で使用された二次電池セルについて、より長期に使用する観点から、上記の従来技術には改善の余地があることを見出した。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、組電池の形態で使用された二次電池セルについて、より長期の使用を可能にする方法を提供することである。
However, according to the studies by the present inventors, it has been found that there is room for improvement in the above-mentioned prior art from the viewpoint of long-term use of the secondary battery cell used in the form of an assembled battery.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for enabling a longer-term use of a secondary battery cell used in the form of an assembled battery.

ここに開示される方法は、複数の二次電池セルが冷媒流路を有するスペーサを介して組み付けられた使用済みの組電池を解体して、前記二次電池セルを回収する工程、および前記回収した二次電池セルの前記スペーサが当接していた側面において、前記スペーサが当接していなかった領域に圧力を印加する工程を包含する、二次電池セルの容量回復方法である。
このような構成によれば、経年使用により充放電が繰り返されて起こる電極のうねりを解消することができ、うねりによって極間距離が長くなることに起因する容量劣化を回復することができる。
The method disclosed herein is a step of disassembling a used assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are assembled via a spacer having a refrigerant flow path, and recovering the secondary battery cell, and the recovery. This is a method for recovering the capacity of a secondary battery cell, which comprises a step of applying pressure to a region where the spacer was not in contact with the side surface of the secondary battery cell to which the spacer was in contact.
According to such a configuration, it is possible to eliminate the waviness of the electrode caused by repeated charging and discharging due to long-term use, and it is possible to recover the capacity deterioration caused by the long distance between the electrodes due to the waviness.

本発明の一実施形態に係る二次電池セルの容量回復方法の各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each step of the capacity recovery method of the secondary battery cell which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池セルの容量回復方法が行われる、使用済みの組電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the used assembled battery which performs the capacity recovery method of the secondary battery cell which concerns on one Embodiment of this invention. 図2の二次電池セルを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the secondary battery cell of FIG. 図3のIV-IV線に沿う縦断面図である。It is a vertical sectional view along the IV-IV line of FIG. 図2のスペーサを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows the spacer of FIG. 2 schematically. 本発明の一実施形態に係る二次電池セルの容量回復方法の圧力印加工程に用いられる押圧板の平面図である。It is a top view of the pressing plate used in the pressure application step of the capacity recovery method of the secondary battery cell which concerns on one Embodiment of this invention. 使用前の組電池を構成する二次電池セルの長側面のスペーサが当接していない領域での正極、負極およびセパレータの模式図である。It is a schematic diagram of the positive electrode, the negative electrode and the separator in the region where the spacer on the long side surface of the secondary battery cell constituting the assembled battery before use does not abut. 使用済みの組電池を構成する二次電池セルの長側面のスペーサが当接していなかった領域での正極、負極およびセパレータの模式図である。It is a schematic diagram of the positive electrode, the negative electrode and the separator in the region where the spacer on the long side surface of the secondary battery cell constituting the used assembled battery did not abut.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、本発明を特徴付けない組電池の一般的な構成および製造プロセス)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention (for example, general configurations and manufacturing processes of assembled batteries that do not characterize the present invention) are related to the art. It can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on the prior art in. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in the present specification and the common general technical knowledge in the art. Further, in the following drawings, members / parts having the same action are described with the same reference numerals. Further, the dimensional relations (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect the actual dimensional relations.

図1に、本実施形態に係る二次電池セルの容量回復方法の各工程を示す。本実施形態に係る二次電池セルの容量回復方法は、複数の二次電池セルが冷媒流路を有するスペーサを介して組み付けられた使用済みの組電池を解体して、当該二次電池セルを回収する工程(解体工程)S101、および当該回収した二次電池セルの当該スペーサが当接していた側面において、当該スペーサが当接していなかった領域に圧力を印加する工程(圧力印加工程)S102を包含する。 FIG. 1 shows each step of the capacity recovery method of the secondary battery cell according to the present embodiment. In the method for recovering the capacity of the secondary battery cell according to the present embodiment, the used assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are assembled via a spacer having a refrigerant flow path is disassembled, and the secondary battery cell is disassembled. A recovery step (disassembly step) S101 and a step of applying pressure to a region where the spacer was not in contact on the side surface of the recovered secondary battery cell with which the spacer was in contact (pressure application step) S102. Include.

まず、解体工程S101について説明する。解体工程S101では、複数の二次電池セルが冷媒流路を有するスペーサを介して組み付けられた使用済みの組電池を解体して、当該二次電池セルを回収する。図2は、本実施形態に係る二次電池セルの容量回復方法が行われる、使用済みの組電池1を模式的に示す斜視図である。 First, the dismantling step S101 will be described. In the dismantling step S101, a used assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are assembled via a spacer having a refrigerant flow path is disassembled, and the secondary battery cell is recovered. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a used assembled battery 1 in which the capacity recovery method of the secondary battery cell according to the present embodiment is performed.

図2に示すように、組電池1は、単電池としての複数の二次電池セル10と、複数のスペーサ40と、一対のエンドプレート50A、50Bと、複数の拘束バンド52と、を備えている。複数の二次電池セル10は、所定の配列方向(図2のX方向)に配列されている。一対のエンドプレート50A、50Bは、配列方向Xにおいて、組電池1の両端に配置されている。複数のスペーサ40は、配列方向Xにおいて、二次電池セル10とエンドプレート50A、50Bとの間、ならびに、複数の二次電池セル10の間にそれぞれ配置されている。複数の拘束バンド52は、一対のエンドプレート50A、50Bを架橋するように取り付けられている。拘束バンド52は、ビス54によりエンドプレート50A、50Bに固定されている。 As shown in FIG. 2, the assembled battery 1 includes a plurality of secondary battery cells 10 as a cell, a plurality of spacers 40, a pair of end plates 50A and 50B, and a plurality of restraint bands 52. There is. The plurality of secondary battery cells 10 are arranged in a predetermined arrangement direction (X direction in FIG. 2). The pair of end plates 50A and 50B are arranged at both ends of the assembled battery 1 in the arrangement direction X. The plurality of spacers 40 are arranged between the secondary battery cells 10 and the end plates 50A and 50B and between the plurality of secondary battery cells 10 in the arrangement direction X, respectively. The plurality of restraint bands 52 are attached so as to bridge the pair of end plates 50A and 50B. The restraint band 52 is fixed to the end plates 50A and 50B by screws 54.

図3は、二次電池セル10を模式的に示す斜視図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う縦断面図である。二次電池セル10は、典型的には繰り返し充放電が可能な二次電池(例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等)である。二次電池セル10は、電極体20と、電解液(図示せず)と、電池ケース30と、を備えている。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing the secondary battery cell 10. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. The secondary battery cell 10 is typically a secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen battery, an electric double layer capacitor, etc.) that can be repeatedly charged and discharged. The secondary battery cell 10 includes an electrode body 20, an electrolytic solution (not shown), and a battery case 30.

電池ケース30は、電極体20と電解液とを収容する筐体である。電池ケース30は、例えば、アルミニウムやスチール等の金属製である。本実施形態の電池ケース30は、有底角型(直方体形状)の外形を有している。 The battery case 30 is a housing that houses the electrode body 20 and the electrolytic solution. The battery case 30 is made of a metal such as aluminum or steel. The battery case 30 of the present embodiment has a bottomed square shape (rectangular parallelepiped shape) outer shape.

電池ケース30は、上面30uと、上面30uに対向する底面30bと、底面30bから連続する側面としての一対の短側面30nおよび一対の長側面30wと、を有している。長側面30wは、表面が平坦である。複数の二次電池セル10は、電池ケース30の長側面30wがスペーサ40と対向するように、配列方向Xに沿って並べられている。 The battery case 30 has a top surface 30u, a bottom surface 30b facing the top surface 30u, a pair of short side surfaces 30n as side surfaces continuous from the bottom surface 30b, and a pair of long side surfaces 30w. The surface of the long side surface 30w is flat. The plurality of secondary battery cells 10 are arranged along the arrangement direction X so that the long side surface 30w of the battery case 30 faces the spacer 40.

電池ケース30の上面30uには、外部接続用の正極端子12Tと負極端子14Tとが突出している。隣り合う二次電池セル10の正極端子12Tと負極端子14Tとは、バスバー18で電気的に接続されている。このことにより、組電池1は直列に電気接続されている。 A positive electrode terminal 12T and a negative electrode terminal 14T for external connection protrude from the upper surface 30u of the battery case 30. The positive electrode terminal 12T and the negative electrode terminal 14T of the adjacent secondary battery cells 10 are electrically connected by a bus bar 18. As a result, the assembled battery 1 is electrically connected in series.

図4に示すように、電極体20は、シート状の正極12とシート状の負極14とが、シート状のセパレータ16を介して絶縁された状態で積層された構成を有する。電極体20において、正極12、負極14、およびセパレータ16の積層方向に垂直な両表面は、平面となっている。電極体20は、積層型電極体および捲回電極体のいずれであってもよい。 As shown in FIG. 4, the electrode body 20 has a structure in which a sheet-shaped positive electrode 12 and a sheet-shaped negative electrode 14 are laminated in a state of being insulated by a sheet-shaped separator 16. In the electrode body 20, both surfaces of the positive electrode 12, the negative electrode 14, and the separator 16 perpendicular to the stacking direction are flat surfaces. The electrode body 20 may be either a laminated electrode body or a wound electrode body.

正極12は、正極集電体と、その表面に固着された正極活物質層12aとを備えている。正極活物質層12aは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な正極活物質を含んでいる。負極14は、負極集電体と、その表面に固着された負極活物質層14aとを備えている。負極活物質層14aは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な負極活物質を含んでいる。セパレータ16は、電荷担体を透過するとともに、正極活物質層12aと負極活物質層14aとを絶縁する多孔質部材である。 The positive electrode 12 includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer 12a fixed to the surface thereof. The positive electrode active material layer 12a contains a positive electrode active material capable of reversibly storing and releasing charge carriers. The negative electrode 14 includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer 14a fixed to the surface thereof. The negative electrode active material layer 14a contains a negative electrode active material capable of reversibly storing and releasing charge carriers. The separator 16 is a porous member that permeates the charge carrier and insulates the positive electrode active material layer 12a and the negative electrode active material layer 14a.

電極体20の幅方向の一端(図面において左端部)には、正極集電体露出部12nが設けられている。正極集電体露出部12nには、集箔集電用の正極集電板12cが付設されている。電極体20の正極12は、正極集電板12cを介して正極端子12Tと電気的に接続されている。また、電極体20の幅方向の一端(図面において右端部)には、負極集電体露出部14nが設けられている。負極集電体露出部14nには、集箔集電用の負極集電板14cが付設されている。電極体20の負極14は、負極集電板14cを介して負極端子14Tと電気的に接続されている。 A positive electrode current collector exposed portion 12n is provided at one end (left end portion in the drawing) of the electrode body 20 in the width direction. A positive electrode current collector plate 12c for collecting foil is attached to the exposed portion 12n of the positive electrode current collector. The positive electrode 12 of the electrode body 20 is electrically connected to the positive electrode terminal 12T via the positive electrode current collector plate 12c. Further, a negative electrode current collector exposed portion 14n is provided at one end (right end portion in the drawing) of the electrode body 20 in the width direction. A negative electrode current collector plate 14c for collecting foil is attached to the negative electrode current collector exposed portion 14n. The negative electrode 14 of the electrode body 20 is electrically connected to the negative electrode terminal 14T via the negative electrode current collector plate 14c.

ただし、組電池1を構成する二次電池セル10の形状、サイズ、個数、配置、接続方法等は特に限定されず、適宜変更することができる。 However, the shape, size, number, arrangement, connection method, etc. of the secondary battery cells 10 constituting the assembled battery 1 are not particularly limited and can be appropriately changed.

図5は、スペーサ40を模式的に示す平面図である。スペーサ40は、板状部材である。スペーサ40は、電池ケース30の長側面30wに対向している。スペーサ40は、長側面30wと対向する面に、複数の凸状リブ42を有する。複数の凸状リブ42は、電池ケース30の長側面30wと当接する。組電池1では、複数の二次電池セル10が拘束バンド52により拘束されている。このため、スペーサ40の凸状リブ42により、電池ケース30の長側面30wに押圧荷重が印加されている。 FIG. 5 is a plan view schematically showing the spacer 40. The spacer 40 is a plate-shaped member. The spacer 40 faces the long side surface 30w of the battery case 30. The spacer 40 has a plurality of convex ribs 42 on the surface facing the long side surface 30w. The plurality of convex ribs 42 abut on the long side surface 30w of the battery case 30. In the assembled battery 1, a plurality of secondary battery cells 10 are constrained by the restraint band 52. Therefore, a pressing load is applied to the long side surface 30w of the battery case 30 by the convex rib 42 of the spacer 40.

スペーサ40の凸状リブ42は、スペーサ40の2つの長辺の間に直線状に形成されている。これによりスペーサ40は、隣接する2つの凸状リブ42の間に、冷媒流路44を有する。冷媒流路44は、冷媒となる冷却用流体(典型的には空気)を流通させるためのスペースである。この冷媒流路44により、スペーサ40は、充放電等によって二次電池セル10の内部で発生した熱を効率よく放散させるための放熱板としての機能を有する。スペーサ40は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の樹脂材料や、熱伝導性の良い金属材料で構成されている。 The convex rib 42 of the spacer 40 is formed linearly between the two long sides of the spacer 40. Thereby, the spacer 40 has a refrigerant flow path 44 between two adjacent convex ribs 42. The refrigerant flow path 44 is a space for circulating a cooling fluid (typically air) as a refrigerant. With the refrigerant flow path 44, the spacer 40 has a function as a heat sink for efficiently dissipating the heat generated inside the secondary battery cell 10 due to charging / discharging or the like. The spacer 40 is made of, for example, a resin material such as polypropylene (PP) or polyphenylene sulfide (PPS), or a metal material having good thermal conductivity.

組電池1は、使用済みのものである。典型的には組電池1は、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等の車両の駆動用電源として用いられたものである。組電池1は、典型的に、これらの車両が電池交換を行う際や、廃車の際に回収される。 The assembled battery 1 is a used one. Typically, the assembled battery 1 is used as a power source for driving a vehicle such as a plug-in hybrid vehicle (PHV), a hybrid vehicle (HV), or an electric vehicle (EV). The assembled battery 1 is typically collected when these vehicles are replaced or scrapped.

組電池1の解体は、公知方法に従って組電池1の拘束を解除し、二次電池セル10を回収することにより行うことができる。具体的に例えば、拘束バンド52のビス54を外して、拘束バンド52を取り去る。これにより各二次電池セル10の拘束状態が解除される。次いで、配列状態にある一対のエンドプレート50A、50B、複数の二次電池セル10、および複数のスペーサ40の中から、各二次電池セル10を回収する。 The assembled battery 1 can be disassembled by releasing the restraint of the assembled battery 1 and collecting the secondary battery cell 10 according to a known method. Specifically, for example, the screw 54 of the restraint band 52 is removed, and the restraint band 52 is removed. As a result, the restrained state of each secondary battery cell 10 is released. Next, each secondary battery cell 10 is collected from the pair of end plates 50A and 50B in the arranged state, the plurality of secondary battery cells 10, and the plurality of spacers 40.

次に、圧力印加工程S102について説明する。圧力印加工程S102では、当該回収した二次電池セルの当該スペーサが当接していた側面において、当該スペーサが当接していなかった領域に圧力を印加する。 Next, the pressure application step S102 will be described. In the pressure application step S102, pressure is applied to a region of the recovered secondary battery cell that the spacer is not in contact with on the side surface that the spacer is in contact with.

図示例では、スペーサ40は、二次電池セル10の長側面30wに当接している。スペーサ40は凸状リブ42を有するため、二次電池セル10の長側面30wのすべてがスペーサ40とは当接していない。二次電池セル10の長側面30wにおいて、スペーサ40の凸状リブ42によって押圧された領域のみが、スペーサ40と当接している。そのため、例えば二次電池セル10の長側面30wのうち、冷媒流路44と対向している領域は、スペーサ40とは当接していない。また、図示例では、スペーサ40の長手方向における端部と対向している部分においても、凸状リブ42に押圧されていない領域、すなわちスペーサ40とは当接していない領域が存在する。 In the illustrated example, the spacer 40 is in contact with the long side surface 30w of the secondary battery cell 10. Since the spacer 40 has the convex rib 42, not all of the long side surfaces 30w of the secondary battery cell 10 are in contact with the spacer 40. On the long side surface 30w of the secondary battery cell 10, only the region pressed by the convex rib 42 of the spacer 40 is in contact with the spacer 40. Therefore, for example, in the long side surface 30w of the secondary battery cell 10, the region facing the refrigerant flow path 44 does not abut on the spacer 40. Further, in the illustrated example, even in the portion facing the end portion in the longitudinal direction of the spacer 40, there is a region not pressed by the convex rib 42, that is, a region not in contact with the spacer 40.

そこで、圧力印加工程S102では、具体的に例えば、まず図6に示すような押圧板60を用意する。押圧板60は、二次電池セル10の長側面30wを押圧するための部材である。押圧板60の両主面(すなわち、最も面積が大きい対向する2つの面)は、スペーサ40の両主面と同じ面積を有する。押圧板60の二次電池セル10の長側面30wと対向させる面には、図示されるように、複数の凸部62が設けられている。押圧板60の複数の凸部62は、スペーサ40において、冷媒流路44等の、凸状リブ42が設けられていない箇所に対応する箇所に設けられている。また押圧板60の、スペーサ40の凸状リブ42に対応する箇所は、凸部62に挟まれた凹部64となっている。したがって、押圧板60およびスペーサ40は、凸部と凹部が逆になっている関係にある。 Therefore, in the pressure application step S102, specifically, for example, first, a pressing plate 60 as shown in FIG. 6 is prepared. The pressing plate 60 is a member for pressing the long side surface 30w of the secondary battery cell 10. Both main surfaces of the pressing plate 60 (that is, the two facing surfaces having the largest areas) have the same area as both main surfaces of the spacer 40. As shown in the figure, a plurality of convex portions 62 are provided on the surface of the pressing plate 60 facing the long side surface 30w of the secondary battery cell 10. The plurality of convex portions 62 of the pressing plate 60 are provided at locations in the spacer 40, such as the refrigerant flow path 44, corresponding to locations where the convex ribs 42 are not provided. Further, the portion of the pressing plate 60 corresponding to the convex rib 42 of the spacer 40 is a concave portion 64 sandwiched between the convex portions 62. Therefore, the pressing plate 60 and the spacer 40 have a relationship in which the convex portion and the concave portion are reversed.

この押圧板60を、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が配置されていた位置と同じ位置に配置する。同じ位置に配置されることにより、押圧板60の凸部62が、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40の凸状リブ42により押圧されなかった領域のみに当接する。そして、適切な拘束治具または圧力印加装置により、二次電池セル10の長側面30wを、押圧板60を介して押圧する。押圧は、圧力が二次電池セル10の電池ケース30を介して電極体20に伝わるような荷重を印加して行う。 The pressing plate 60 is arranged at the same position as the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10. By being arranged at the same position, the convex portion 62 of the pressing plate 60 abuts only on the region not pressed by the convex rib 42 of the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10. Then, the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 is pressed via the pressing plate 60 by an appropriate restraining jig or a pressure applying device. The pressing is performed by applying a load such that the pressure is transmitted to the electrode body 20 through the battery case 30 of the secondary battery cell 10.

このようにすれば、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接していなかった領域のみに圧力を印加することができる。これにより、二次電池セル10の容量を回復することができる。二次電池セル10の容量が回復する理由は以下の通りである。 By doing so, the pressure can be applied only to the region where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 is not in contact with the spacer 40. As a result, the capacity of the secondary battery cell 10 can be recovered. The reason why the capacity of the secondary battery cell 10 is restored is as follows.

図7に、使用前の組電池1を構成する二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接していない領域での正極12、負極14およびセパレータ16を模式的に示す。図8に、使用済みの組電池1を構成する二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接していなかった領域での正極12、負極14およびセパレータ16を模式的に示す。 FIG. 7 schematically shows a positive electrode 12, a negative electrode 14, and a separator 16 in a region where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 constituting the assembled battery 1 before use does not abut. FIG. 8 schematically shows a positive electrode 12, a negative electrode 14, and a separator 16 in a region where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 constituting the used assembled battery 1 did not abut.

図7に示すように、使用前においては、セパレータ16を介して互いに対向する正極12および負極14は、その対向する面同士が等距離に位置している。二次電池セル10に充放電が繰り返された場合、負極14は、膨張と収縮とを繰り返す。二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接していない領域は、スペーサ40の凸状リブ42に押圧されていないため、この領域においては、膨張と収縮とが繰り返されるうちに負極14が変形する。この負極14の変形は、図8に示されるように、うねりが発生するように起こる。 As shown in FIG. 7, before use, the positive electrode 12 and the negative electrode 14 facing each other via the separator 16 are located at equal distances from each other. When the secondary battery cell 10 is repeatedly charged and discharged, the negative electrode 14 repeats expansion and contraction. Since the region where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 is not in contact is not pressed by the convex rib 42 of the spacer 40, in this region, the negative electrode 14 is repeatedly expanded and contracted. Is transformed. The deformation of the negative electrode 14 occurs so as to generate undulations, as shown in FIG.

負極14にうねりが発生した場合、負極14の、正極12と対向する面において、正極12から遠い部位が形成される。すなわち、負極14において、極間距離が長くなった部位が形成される。極間距離が長くなりすぎると、電荷担体(例、リチウムイオン)が極間移動できなくなり、その結果、容量が低下する。 When undulation occurs in the negative electrode 14, a portion of the negative electrode 14 facing the positive electrode 12 is formed far from the positive electrode 12. That is, in the negative electrode 14, a portion having a long pole-to-pole distance is formed. If the distance between the poles is too long, the charge carrier (eg, lithium ion) cannot move between the poles, resulting in reduced capacitance.

これに対し、本実施形態に係る容量回復方法においては、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40の凸状リブ42により押圧されなかった領域を押圧する。この押圧によって、うねりが解消されるように負極14が変形する。これにより、負極14の正極12と対向する面において、極間距離の適正化がなされ、電荷担体(例、リチウムイオン)が再び極間移動可能になり、劣化した容量が回復する。 On the other hand, in the capacity recovery method according to the present embodiment, the region not pressed by the convex rib 42 of the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 is pressed. By this pressing, the negative electrode 14 is deformed so that the waviness is eliminated. As a result, the distance between the electrodes is optimized on the surface of the negative electrode 14 facing the positive electrode 12, the charge carrier (eg, lithium ion) can move between the electrodes again, and the deteriorated capacity is recovered.

なお、スペーサ40の凸状リブ42の形状と配置は上記に限られない。よって、スペーサ40の冷媒流路44の形状と配置も上記に限られない。
また、上記においては、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接していなかった領域のみに圧力を印加している。しかしながら、圧力印加工程S102においては、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接している部位にも、圧力が印加されていてもよい。例えば、押圧板60として、平板状の押圧板を使用してもよい。このとき、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接しなかった部位と、二次電池セル10の長側面30wのスペーサ40が当接している部位の両方に圧力が印加される。この場合でも、上記の電極のうねりを解消することができる。
The shape and arrangement of the convex rib 42 of the spacer 40 is not limited to the above. Therefore, the shape and arrangement of the refrigerant flow path 44 of the spacer 40 is not limited to the above.
Further, in the above, the pressure is applied only to the region where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 is not in contact with the spacer 40. However, in the pressure application step S102, the pressure may also be applied to the portion of the secondary battery cell 10 where the spacer 40 on the long side surface 30w is in contact. For example, as the pressing plate 60, a flat plate-shaped pressing plate may be used. At this time, pressure is applied to both the portion where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 does not abut and the portion where the spacer 40 on the long side surface 30w of the secondary battery cell 10 abuts. Even in this case, the waviness of the electrode can be eliminated.

したがって、圧力印加工程S102では、電極のうねりが解消するような圧力印加条件(例、荷重および時間)を適宜選択するとよい。 Therefore, in the pressure application step S102, it is advisable to appropriately select pressure application conditions (eg, load and time) such that the waviness of the electrode is eliminated.

なお、上記においては、押圧板を用いて圧力印加工程S102を実施したが、圧力を印加する方法は上記に限られない。電極のうねりを解消可能な方法であれば、圧力を印加する方法には特に制限はない。 In the above, the pressure application step S102 was carried out using the pressing plate, but the method of applying the pressure is not limited to the above. There is no particular limitation on the method of applying pressure as long as the method can eliminate the waviness of the electrode.

以上のようにして容量が回復された二次電池セル10は、使用可能な期間が延長されている。容量が回復された二次電池セル10は、組電池の形態で、使用されていた用途に再利用してもよいし、組電池または単電池の形態で、他の用途に再利用してもよい。 The usable period of the secondary battery cell 10 whose capacity has been restored as described above is extended. The rechargeable battery cell 10 whose capacity has been restored may be reused in the form of an assembled battery for the intended use, or may be reused in the form of an assembled battery or a cell for other purposes. good.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。 Hereinafter, some examples of the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in such specific examples.

<試験方法>
複数のリチウムイオン二次電池セルが冷媒流路を有するスペーサを介して組み付けられた組電池を用意した。この組電池において、スペーサは、図5に示す形状を有していた。この組電池をSOC60%の状態にして、60℃で120日間保存して、容量を劣化させた。組電池の拘束状態を解除して、リチウムイオン二次電池セルを回収した。
平板状の押圧板、および図6に示す形状の押圧板を用意した(なお、図6に示す形状の押圧板は、櫛型の断面を有するため、以下便宜上、図6に示す形状の押圧板を「櫛型の押圧板」と称する)。
平板状の押圧板および櫛型の押圧板を、リチウムイオン二次電池セルの側面上であって、スペーサが配置されていた位置と同じ位置に配置して、25℃の環境下で表1に示す条件(荷重と時間)で圧力を印加した。このようにして、平板状の押圧板を用いた場合は、二次電池セルの側面のスペーサが当接しなかった部位と、二次電池セルの側面のスペーサが当接していた部位の両方が押圧された。櫛型の押圧板を用いた場合は、二次電池セルの側面のスペーサが当接しなかった部位のみが選択的に押圧された。
上記において、SOC60%かつ60℃で120日間保存前の二次電池セルの容量を初期容量として測定した。また、押圧板で圧力印加後に、二次電池セルの電池容量を測定し、このときの容量に対する初期容量の比(百分率)を、容量維持率として求めた。また、比較のために、SOC60%かつ60℃で120日間保存した後の二次電池セル(すなわち、押圧なしとした二次電池セル)の容量を測定し、このときの容量に対する初期容量の比(百分率)を、容量維持率として求めた。結果を表1に示す。
<Test method>
An assembled battery in which a plurality of lithium ion secondary battery cells are assembled via a spacer having a refrigerant flow path is prepared. In this assembled battery, the spacer had the shape shown in FIG. The assembled battery was set to a SOC of 60% and stored at 60 ° C. for 120 days to deteriorate the capacity. The restraint state of the assembled battery was released, and the lithium ion secondary battery cell was recovered.
A flat plate-shaped pressing plate and a pressing plate having the shape shown in FIG. 6 were prepared. (Since the pressing plate having the shape shown in FIG. 6 has a comb-shaped cross section, the pressing plate having the shape shown in FIG. Is referred to as a "comb-shaped pressing plate").
A flat plate-shaped pressure plate and a comb-shaped pressure plate are placed on the side surface of the lithium ion secondary battery cell at the same position where the spacer was placed, and are shown in Table 1 in an environment of 25 ° C. Pressure was applied under the conditions shown (load and time). In this way, when the flat plate-shaped pressing plate is used, both the portion where the spacer on the side surface of the secondary battery cell does not abut and the portion where the spacer on the side surface of the secondary battery cell abuts are pressed. Was done. When the comb-shaped pressing plate was used, only the portion where the spacer on the side surface of the secondary battery cell did not abut was selectively pressed.
In the above, the capacity of the secondary battery cell before storage at 60% SOC and 60 ° C. for 120 days was measured as the initial capacity. Further, after applying pressure with the pressing plate, the battery capacity of the secondary battery cell was measured, and the ratio (percentage) of the initial capacity to the capacity at this time was determined as the capacity retention rate. For comparison, the capacity of the secondary battery cell (that is, the secondary battery cell without pressing) after storage at 60% SOC and 60 ° C. for 120 days was measured, and the ratio of the initial capacity to the capacity at this time was measured. (Percentage) was calculated as the capacity retention rate. The results are shown in Table 1.

Figure 0007061259000001
Figure 0007061259000001

表1より、二次電池セルの側面のスペーサが当接しなかった部位に圧力を印加することにより、二次電池セルの容量を回復させることができることがわかる。また、二次電池セルの側面のスペーサが当接しなかった部位のみに選択的に圧力を印加した方が、小さい荷重で容量を回復できることがわかる。 From Table 1, it can be seen that the capacity of the secondary battery cell can be restored by applying pressure to the portion where the spacer on the side surface of the secondary battery cell does not abut. Further, it can be seen that the capacity can be recovered with a small load by selectively applying the pressure only to the portion where the spacer on the side surface of the secondary battery cell does not abut.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples exemplified above.

1 組電池
10 二次電池セル
12 正極
14 負極
16 セパレータ
20 電極体
30 電池ケース
40 スペーサ
42 凸状リブ
44 冷媒流路
50A,50B エンドプレート
52 拘束バンド
54 ビス
60 押圧板
62 凸部
64 凹部
1 set battery 10 secondary battery cell 12 positive electrode 14 negative electrode 16 separator 20 electrode body 30 battery case 40 spacer 42 convex rib 44 refrigerant flow path 50A, 50B end plate 52 restraint band 54 screw 60 pressing plate 62 convex part 64 concave

Claims (1)

複数の二次電池セルが冷媒流路を有するスペーサを介して組み付けられた使用済みの組電池を解体して、前記二次電池セルを回収する工程、ここで、前記スペーサは複数の凸状リブによって凹凸が形成された面を有し、前記凹凸が形成された面が、前記二次電池セルの側面と当接しており、前記二次電池セルが備える電極は、変形してうねりが発生している、および
前記回収した二次電池セルの前記スペーサが当接していた側面において、前記スペーサの凸状リブが当接していなかった領域に、前記スペーサの凹凸が形成された面の凹凸と逆になった凹凸を有する押圧板を用いて、前記電極のうねりが解消するように圧力を印加する工程
を包含する、二次電池セルの容量回復方法。
A step of disassembling a used assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are assembled via a spacer having a refrigerant flow path and collecting the secondary battery cell , wherein the spacer has a plurality of convex ribs. The surface on which the unevenness is formed is in contact with the side surface of the secondary battery cell, and the electrode included in the secondary battery cell is deformed and waviness occurs. On the side surface of the recovered secondary battery cell with which the spacer was in contact, the unevenness of the surface on which the unevenness of the spacer was formed is opposite to the region where the convex rib of the spacer was not in contact. A method for recovering the capacity of a secondary battery cell, which comprises a step of applying a pressure so as to eliminate the waviness of the electrode by using a pressing plate having the unevenness .
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