JP7287604B2 - 充電深度設定装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、充電深度設定装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーの充電深度を設定することができる充電深度設定装置及び方法に関する。
本出願は、２０２０年５月１５日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００５８６０１号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
しかし、このようなバッテリーは、生産工程で逆電圧不良によって収率が低下する問題がある。バッテリーに逆電圧が発生する原因のうち一つは、バッテリーの負極内のＬｉＣ６とＬｉＣ１２との不均一であると指摘されている（非特許文献１）。したがって、バッテリーの逆電圧を防止するため、バッテリーの負極内のＬｉＣ６とＬｉＣ１２との不均一を解消する必要がある。
Ｊ Ｗｉｌｈｅｌｍ ｅｔ ａｌ．， Ｉｎ Ｓｉｔｕ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ Ｇｒａｄｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ａｎｏｄｅｓ ｄｕｒｉｎｇ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， １６５ （９） Ａ１８４６－Ａ１８５６ ２０１８
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＬｉＣ１２の挙動が最も顕著なターゲットピークに基づいてバッテリーの充電深度を設定する充電深度設定装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
本発明の一態様による充電深度設定装置は、バッテリーを設定された目標電圧まで充電し、充電が完了したバッテリーを放電させるように構成された充放電部と、バッテリーが充電または放電する過程でバッテリーの容量と電圧に対する電圧プロファイルを取得し、取得した電圧プロファイルからバッテリーの容量と前記バッテリーの電圧を前記バッテリーの容量で微分した微分電圧に対する微分プロファイルを取得するように構成されたプロファイル取得部と、充放電部と電気的に接続され、予め設定された複数の電圧のうちいずれか一つを順次に選択して目標電圧として設定し、プロファイル取得部が複数の電圧に対応する複数の微分プロファイルをすべて取得した場合、複数の微分プロファイルのそれぞれからターゲットピークに対する特徴値を取得し、取得された複数の特徴値に基づいてバッテリーに対する充電深度を設定するように構成されたプロセッサと、を含む。
プロセッサは、取得された複数の特徴値の大きさを比較し、比較結果に応じて、取得された複数の特徴値にそれぞれ対応する複数の目標電圧のうちいずれか一つを基準電圧として選択し、選択された基準電圧を充電深度として設定するように構成され得る。
プロセッサは、対応する目標電圧が隣接した複数の特徴値同士の大きさの差を算出し、算出された大きさの差が最大である複数の基準特徴値を選択し、選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差に応じて、複数の目標電圧のうちいずれか一つを基準電圧として選択するように構成され得る。
プロセッサは、対応する目標電圧を基準にして隣接した二つの特徴値同士の大きさを比較して大きさの差を算出するように構成され得る。
プロセッサは、選択された複数の基準特徴値に対応する複数の目標電圧のうち最も低電位側の目標電圧を基準電圧として選択するように構成され得る。
プロセッサは、選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値以上である場合、低電位側の目標電圧を基準電圧として選択するように構成され得る。
プロセッサは、選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値未満である場合、複数の目標電圧のうち最も高電位側目標電圧を基準電圧として選択するように構成され得る。
プロファイル取得部は、前記微分電圧とバッテリーの容量とに対する微分プロファイルを取得するように構成され得る。
プロセッサは、複数の微分プロファイルのそれぞれから一つ以上のピーク対を決定し、決定されたピーク対のうち、含まれる複数のピークの微分電圧同士の差が最も大きいピーク対を選択し、選択されたピーク対に含まれた複数のピークのうち低容量側のピークをターゲットピークとして選択するように構成され得る。
プロセッサは、複数のピークのうち、バッテリーの容量が増加するほど微分電圧が増加する区間で上端及び下端に位置する二つのピークを、一つのピーク対として決定するように構成され得る。
ターゲットピークは、負極活物質として黒鉛を含むバッテリーにおいて、充電深度に応じたＬｉＣ１２の挙動に関連するピークであり得る。
プロセッサは、複数の微分プロファイルをそれぞれ正規化して複数の正規分布プロファイルを取得し、取得された複数の正規分布プロファイルのそれぞれから対応するターゲットピークに対する半値全幅を特徴値として取得するように構成され得る。
本発明の他の態様によるバッテリー製造装置は、本発明の一態様による充電深度設定装置を含む。
本発明のさらに他の態様による充電深度設定方法は、予め設定された複数の電圧のうちいずれか一つを順次に選択して目標電圧として設定する目標電圧設定段階と、バッテリーを目標電圧まで充電し、充電が完了したバッテリーを放電させる充放電段階と、バッテリーが充電または放電する過程でバッテリーの容量と電圧に対する電圧プロファイルを取得する電圧プロファイル取得段階と、取得した電圧プロファイルからバッテリーの容量と前記バッテリーの電圧を前記バッテリーの容量で微分した微分電圧に対する微分プロファイルを取得する微分プロファイル取得段階と、複数の電圧に対応する複数の微分プロファイルをすべて取得する微分プロファイル反復取得段階と、複数の微分プロファイルのそれぞれからターゲットピークに対する特徴値を取得する特徴値取得段階と、取得された複数の特徴値に基づいてバッテリーに対する充電深度を設定する充電深度設定段階と、を含む。
本発明の一態様によれば、バッテリーに逆電圧が発生することを効果的に防止することができる。
また、本発明の一態様によれば、バッテリーの逆電圧発生を抑制するとともに、バッテリーの性能を最大に発揮可能な充電深度を設定することができる。
本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
本明細書に添付される次の図面は、発明の詳細な説明と共に本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態による充電深度設定装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による充電深度設定装置を含むバッテリー製造装置の例示的構成を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による充電深度設定装置で取得した微分プロファイルの一例を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による充電深度設定装置で取得した複数の微分プロファイルの一例を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による充電深度設定装置で取得した複数のターゲットピークの特徴点の一例を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態による充電深度設定方法を概略的に示した図である。
本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、明細書に記載されたプロセッサのような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。
さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００を概略的に示した図である。図２は、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００を含むバッテリー製造装置１の例示的構成を概略的に示した図である。
具体的には、バッテリー製造装置１は、バッテリーＢの製造過程で適用され得る。望ましくは、バッテリー製造装置１は、バッテリーＢを製造する過程のうち、活性化工程過程で適用され得る。
図１を参照すると、充電深度設定装置１００は、充放電部１１０、プロファイル取得部１２０、及びプロセッサ１３０を含み得る。
ここで、バッテリーＢは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルをバッテリーＢとして見なし得る。
充放電部１１０は、バッテリーＢを設定された目標電圧まで充電するように構成され得る。
ここで、バッテリーＢの充電が完了する目標電圧は、プロセッサ１３０によって設定され得る。そして、充放電部１１０は、プロセッサ１３０から目標電圧に関する情報を取得し、バッテリーＢを目標電圧まで充電し得る。
例えば、図２の実施形態において、充放電部１１０は、バッテリーＢと電気的に接続され得る。そして、充放電部１１０は、バッテリーＢの電圧が目標電圧に到達するまでバッテリーＢを充電し得る。
また、充放電部１１０は、充電が完了したバッテリーＢを放電させるように構成され得る。
ここで、充電が完了したとは、バッテリーＢの電圧が目標電圧に到達したことを意味する。すなわち、充放電部１１０は、バッテリーＢを目標電圧まで充電した後、再びバッテリーＢを放電させ得る。例えば、生産したバッテリーＢを出荷する前に、充放電部１１０による充電及び放電を経てバッテリーＢに対する活性化工程が行われ得る。
望ましくは、充放電部１１０は、低率でバッテリーＢを放電させ得る。例えば、充放電部１１０は、０．３３Ｃ以下のＣ－レートでバッテリーＢを放電させ得る。より望ましくは、充放電部１１０は、０．０５ＣのＣ－レートでバッテリーＢを放電させ得る。具体的には、充放電部１１０によってバッテリーＢが放電する過程で、プロファイル取得部１２０は微分プロファイル２０を取得し得、このような微分プロファイル２０にはバッテリーＢの電圧挙動を示す複数のピークが含まれ得る。このようなピークは、低率で放電する場合に、潰されるか又は省略されることなくより正確に現れるため、充放電部１１０は低率でバッテリーＢを放電させ得る。
プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢが充電または放電する過程で、バッテリーＢの容量と電圧に対する電圧プロファイルを取得するように構成され得る。
具体的には、プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの両端電圧とバッテリーＢの電流を測定し得る。例えば、図２の実施形態において、プロファイル取得部１２０は、第１センシングラインＳＬ１と第２センシングラインＳＬ２を通じてバッテリーＢの電圧を測定し得る。そして、プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの大電流経路に備えられた電流測定ユニットＡと第３センシングラインＳＬ３を通じて接続され得る。したがって、プロファイル取得部１２０は、第３センシングラインＳＬ３を通じてバッテリーＢの電流を測定し得る。
例えば、電圧プロファイルは、バッテリーＢの容量に対するバッテリーＢの電圧を示すプロファイルであり得る。より具体的には、電圧プロファイルは、Ｘ軸がバッテリーＢの容量であり、Ｙ軸がバッテリーＢの電圧である２次元グラフで示され得る。
プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの充電及び／または放電中に電圧プロファイルを取得し得るが、以下では説明の便宜上、バッテリーＢの放電過程で電圧プロファイルを取得すると仮定して説明する。
プロファイル取得部１２０は、取得した電圧プロファイルからバッテリーＢの容量と微分電圧に対する微分プロファイル２０を取得するように構成され得る。具体的には、プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの電圧を容量で微分した微分電圧とバッテリーＢの容量とに対する微分プロファイル２０を取得するように構成され得る。
例えば、微分プロファイル２０は、バッテリーＢの容量に対するバッテリーＢの微分電圧を示すプロファイルであり得る。ここで、微分電圧とは、バッテリーＢの電圧をバッテリーＢの容量で微分した値（ｄＶ／ｄＱ）であり得る。より具体的には、微分プロファイル２０は、Ｘ軸がバッテリーＢの容量であり、Ｙ軸がバッテリーＢの微分電圧である２次元グラフで示され得る。
図３は、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００で取得した微分プロファイル２０の一例を概略的に示した図である。
具体的には、図３は、４．３Ｖまで充電したバッテリーＢを２．０Ｖまで放電する過程で、プロファイル取得部１２０によって取得された微分プロファイル２０である。該当微分プロファイル２０に対応するバッテリーＢの目標電圧は４．３Ｖである。
図３の実施形態において、微分プロファイル２０には複数のピークが含まれ、このような複数のピークが明確に現れるようにするため、バッテリーＢは０．０５ＣのＣ－レートで放電した。ここで、ピークとは、電圧プロファイルにおいて変曲点に対応する地点であって、微分プロファイル２０で瞬間の傾きが０である地点を意味し得る。例えば、図３の実施形態の微分プロファイル２０には、第１ピークＰ１、第２ピークＰ２、第３ピークＰ３、第４ピークＰ４、第５ピークＰ５、第６ピークＰ６、及び第７ピークＰ７が含まれ得る。
プロセッサ１３０は、充放電部１１０と電気的に接続され、予め設定された複数の電圧のうちいずれか一つを順次に選択して目標電圧として設定するように構成され得る。
具体的には、予め設定された複数の電圧は、バッテリーＢの最大可用電圧に応じて設定され得る。例えば、バッテリーＢに対して予め設定された複数の電圧は、４．０Ｖの第１目標電圧、４．１Ｖの第２目標電圧、４．２Ｖの第３目標電圧、及び４．３Ｖの第４目標電圧であり得る。以下では、複数の電圧が０．１Ｖの電圧間隔で４個設定されたことにして説明するが、より正確にバッテリーＢの充電深度を設定するためには、複数の電圧間の電圧間隔をより狭くし、設定された電圧の個数も増加し得ることを理解せねばならない。
例えば、図３の実施形態において、プロセッサ１３０は、目標電圧を４．３Ｖに設定し、設定した目標電圧（４．３Ｖ）を充放電部１１０に送信し得る。その後、充放電部１１０は、バッテリーＢの電圧が４．３Ｖに到達するまでバッテリーＢを充電した後、バッテリーＢの電圧が２．０Ｖに到達するまでバッテリーＢを放電させ得る。バッテリーＢが放電する過程で、プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの電圧及び電流を測定し、測定された電圧及び電流に基づいて微分プロファイル２０を取得し得る。
また、プロセッサ１３０は、プロファイル取得部１２０が複数の電圧に対応する複数の微分プロファイルをすべて取得した場合、複数の微分プロファイルのそれぞれからターゲットピークに対する特徴値を取得するように構成され得る。
図２の実施形態において、プロセッサ１３０は、プロファイル取得部１２０と電気的に接続され得る。すなわち、プロセッサ１３０は、プロファイル取得部１２０がいずれか一つの目標電圧に対応する微分プロファイル２０を取得したか否かを判断し得る。そして、プロセッサ１３０は、プロファイル取得部１２０がいずれか一つの目標電圧に対応する微分プロファイル２０を取得した場合、予め設定された複数の電圧のうち該当目標電圧と重複しない電圧を目標電圧として設定し得る。
図４は、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００で取得した複数の微分プロファイル（２１～２４）の一例を概略的に示した図である。
図４の実施形態において、複数の電圧は４．０Ｖの第１目標電圧、４．１Ｖの第２目標電圧、４．２Ｖの第３目標電圧、及び４．３Ｖの第４目標電圧に予め設定されたと仮定する。
まず、プロセッサ１３０は、複数の電圧のうち４．０Ｖを第１目標電圧として設定し、充放電部１１０に設定した第１目標電圧を送信し得る。そして、プロファイル取得部１２０は、第１目標電圧まで充電されたバッテリーＢが放電する過程で第１微分プロファイル２１を取得し得る。
次いで、プロセッサ１３０は、複数の電圧のうち４．１Ｖを第２目標電圧として設定し、充放電部１１０に設定した第２目標電圧を送信し得る。そして、プロファイル取得部１２０は、第２目標電圧まで充電されたバッテリーＢが放電する過程で第２微分プロファイル２２を取得し得る。
次いで、プロセッサ１３０は、複数の電圧のうち４．２Ｖを第３目標電圧として設定し、充放電部１１０に設定した第３目標電圧を送信し得る。そして、プロファイル取得部１２０は、第３目標電圧まで充電されたバッテリーＢが放電する過程で第３微分プロファイル２３を取得し得る。
最後に、プロセッサ１３０は、複数の電圧のうち４．３Ｖを第４目標電圧として設定し、充放電部１１０に設定した第４目標電圧を送信し得る。そして、プロファイル取得部１２０は、第４目標電圧まで充電されたバッテリーＢが放電する過程で第４微分プロファイル２４を取得し得る。
その後、プロセッサ１３０は、第１微分プロファイル２１～第４微分プロファイル２４のそれぞれからターゲットピーク（Ｔｐ１～Ｔｐ４）を選択し、選択したターゲットピークの特徴値を算出し得る。
ここで、ターゲットピークとは、微分プロファイルに含まれた複数のピークから選択されたいずれか一つのピークであり得る。具体的には、ターゲットピークは、負極活物質として黒鉛を含むバッテリーＢにおいて、充電深度に応じたＬｉＣ１２の挙動に関連するピークであり得る。
例えば、図３の実施形態において、複数のピーク（Ｐ１～Ｐ７）のうち第４ピークＰ４がターゲットピークに選択され得る。プロセッサ１３０がターゲットピークを選択する具体的な内容は後述する。
また、図４の実施形態において、プロセッサ１３０は、第１微分プロファイル２１から第１ターゲットピークＴｐ１を選択し、第２微分プロファイル２２から第２ターゲットピークＴｐ２を選択し得る。そして、プロセッサ１３０は、第３微分プロファイル２３から第３ターゲットピークＴｐ３を選択し、第４微分プロファイル２４から第４ターゲットピークＴｐ４を選択し得る。
また、ターゲットピークの特徴値とは、複数の微分プロファイル（２１～２４）のそれぞれから選択されたターゲットピーク（Ｔｐ１～Ｔｐ４）同士の差を求めるために選択された値であり得る。例えば、ターゲットピークの特徴値は、ターゲットピークの容量値、微分電圧値、または半値全幅（Ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）などを含み得る。望ましくは、ターゲットピークの特徴値は半値全幅であり得る。ここで、半値全幅は、半値幅などとも称され得る。
図５は、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００で取得した複数のターゲットピーク（Ｔｐ１～Ｔｐ４）の特徴点の一例を概略的に示した図である。
図５を参照すると、プロセッサ１３０は、第１ターゲットピークＴｐ１、第２ターゲットピークＴｐ２、第３ターゲットピークＴｐ３、及び第４ターゲットピークＴｐ４のそれぞれの特徴値を算出し得る。具体的には、図５の実施形態で算出される特徴値は、ターゲットピークに対する半値全幅であり得る。
そして、プロセッサ１３０は、取得された複数の特徴値に基づいてバッテリーＢに対する充電深度を設定するように構成され得る。
ここで、充電深度とは、バッテリーＢの活性化工程で設定される値であって、バッテリーＢに逆電圧が発生することを防止するために設定される、バッテリーＢに対する最大充電許容電圧を意味し得る。
例えば、同一生産ラインで製造されたバッテリーＢであっても、多様な原因によって一部のバッテリーＢでは逆電圧が発生し得る。逆電圧が発生するバッテリーＢは、経時的に電圧が増加する問題があるため、逆電圧が発生しないバッテリーＢと異なって、工程段階（特に、活性化工程段階）から充電深度を低く設定することが重要である。また、バッテリーＢにおける逆電圧発生如何は、実験的に確認しなければならないため、プロセッサ１３０は、一つのバッテリーＢに対する複数のターゲットピークの特徴値に基づいて、逆電圧が発生する可能性のあるバッテリーＢであるかを判断し、判断結果に応じてバッテリーＢの充電深度を適切に設定し得る。
例えば、図５の実施形態において、プロセッサ１３０は、第１ターゲットピークＴｐ１の特徴値、第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値、第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値、及び第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値を比較し、比較結果に基づいて第３微分プロファイル２３に対応する目標電圧である４．２ＶをバッテリーＢに対する充電深度として設定し得る。
したがって、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、活性化工程段階からバッテリーＢに対応する充電深度を設定することで、バッテリーＢに逆電圧が発生することを予め防止することができる。したがって、バッテリーＢの退化速度が遅くなってバッテリーＢをより長期間使用できるため、経済性及び環境への負担を改善することができる。また、バッテリーＢのそれぞれに対して適切な充電深度が設定されるため、バッテリーＢの逆電圧発生によって生じ得る事故を予め防止することができる。
一方、充電深度設定装置１００に備えられたプロセッサ１３０は、本発明で実行される多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ１３０、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、プロセッサ１３０はプログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存され、プロセッサ１３０によって実行され得る。メモリはプロセッサ１３０の内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段でプロセッサ１３０と接続され得る。
また、充電深度設定装置１００は、保存部１４０をさらに含み得る。保存部１４０は、プロセッサ１３０がバッテリーＢの充電深度を設定するのに必要なプログラム及びデータなどを保存し得る。すなわち、保存部１４０は、充電深度設定装置１００の各構成要素が動作及び機能を遂行するのに必要なデータ、若しくは、プログラムまたは動作及び機能が行われる過程で生成されるデータなどを保存し得る。保存部１４０は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記録手段であれば、その種類に特に制限がない。一例として、情報記録手段にはＲＡＭ、フラッシュ（登録商標）メモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどが含まれ得る。また、保存部１４０は、プロセッサ１３０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し得る。
例えば、保存部１４０には、プロファイル取得部１２０によって取得された複数の電圧プロファイル及び複数の微分プロファイル（２１～２４）が保存され得る。そして、プロセッサ１３０は、プロファイル取得部１２０から直接微分プロファイル（２１～２４）を取得するか、または、保存部１４０にアクセスして保存された微分プロファイル（２１～２４）を取得し得る。
また、プロセッサ１３０によって設定されたバッテリーＢの充電深度は、保存部１４０に保存され得る。例えば、保存部１４０には、プロセッサ１３０によって設定された充電深度がバッテリーＢ毎に保存され得る。その後、保存部１４０に保存されたバッテリーＢの充電深度は、バッテリーＢを管理するように構成されたバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ 、ＢＭＳ）、または、バッテリー管理システムと接続された保存ユニットに保存され得る。
すなわち、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、個別バッテリーＢに対応する充電深度を設定し、設定された充電深度により個別バッテリーＢを管理するように構成されたバッテリー管理システムに提供し得る。したがって、バッテリーＢが出荷されて使用される場合、充電深度設定装置１００によって設定された充電深度によって、バッテリーＢに逆電圧が発生することが防止できる。また、バッテリーＢの退化の進行が遅くなって、バッテリーＢの寿命が延長できる。
以下、プロセッサ１３０がターゲットピークを選択する過程についてより具体的に説明する。
プロセッサ１３０は、取得された複数の特徴値の大きさを比較するように構成され得る。
具体的には、プロセッサ１３０は、対応する目標電圧が隣接した複数の特徴値同士の大きさの差を算出し得る。より具体的には、プロセッサ１３０は、対応する目標電圧を基準にして隣接した二つの特徴値同士の大きさを比較して大きさの差を算出し得る。
例えば、図５の実施形態において、対応する目標電圧が隣接した特徴値は、第１ターゲットピークＴｐ１の特徴値と第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値、第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値と第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値、及び第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値と第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値である。プロセッサ１３０は、第１ターゲットピークＴｐ１の特徴値と第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値との第１大きさの差Ｄ１を算出し得る。そして、プロセッサ１３０は、第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値と第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値との第２大きさの差Ｄ２を算出し得る。そして、プロセッサ１３０は、第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値と第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値との第３大きさの差Ｄ３を算出し得る。
プロセッサ１３０は、比較結果に応じて、取得された複数の特徴値にそれぞれ対応する複数の目標電圧のうちいずれか一つを基準電圧として選択するように構成され得る。そして、プロセッサ１３０は、選択された基準電圧を充電深度として設定するように構成され得る。
一実施形態として、プロセッサ１３０は、算出された大きさの差が最大である複数の基準特徴値を選択するように構成され得る。そして、プロセッサ１３０は、選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差に応じて、複数の目標電圧のうちいずれか一つを基準電圧として選択するように構成され得る。
例えば、図５の実施形態において、プロセッサ１３０は、第１大きさの差Ｄ１と第２大きさの差Ｄ２と第３大きさの差Ｄ３とを比較し得る。第１大きさの差Ｄ１及び第２大きさの差Ｄ２よりも第３大きさの差Ｄ３が大きいため、プロセッサ１３０は、第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値及び第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値を基準特徴値として選択し得る。そして、プロセッサ１３０は、第３ターゲットピークＴｐ３に対応する第３目標電圧及び第４ターゲットピークＴｐ４に対応する第４目標電圧のいずれか一つを基準電圧として選択し得る。
具体的には、プロセッサ１３０は、選択された複数の基準特徴値に対応する複数の目標電圧のうち最も低電位側の目標電圧を基準電圧として選択するように構成され得る。
例えば、図５の実施形態において、プロセッサ１３０は、第３目標電圧及び第４目標電圧のうち低電位側である第３目標電圧を基準電圧として選択し得る。すなわち、プロセッサ１３０は、大きさの差が最も大きい二つの基準特徴値を選択し、選択した二つの基準特徴値にそれぞれ対応する二つの目標電圧のうちより低い目標電圧をバッテリーＢの充電深度として設定し得る。
すなわち、バッテリーＢの充電深度が低く設定されるため、バッテリーＢの逆電圧発生が抑制できる。また、複数のターゲットピークの特徴値同士の大きさの差が最も大きい二つの基準特徴値に基づいてバッテリーＢの充電深度が設定されるため、バッテリーＢの充電深度が過度に低く設定されることが防止できる。したがって、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、バッテリーＢの逆電圧が発生することを抑制するとともに、バッテリーＢの性能が最大限に発揮可能な充電深度を設定することができる。
他の実施形態として、プロセッサ１３０は、選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値以上である場合、低電位側の目標電圧を基準電圧として選択するように構成され得る。
例えば、所定の大きさ値は、所定の値に設定され得る。図５の実施形態において、所定の大きさ値は０．５以上１未満のいずれか一つの値に設定され得る。
他の例として、所定の大きさ値は、複数の大きさの差のうち二番目に大きい大きさの差の２倍の値に設定され得る。図５の実施形態において、複数の大きさの差は、第１大きさの差Ｄ１、第２大きさの差Ｄ２、及び第３大きさの差Ｄ３である。そして、複数の大きさの差のうち、第３大きさの差Ｄ３が最も大きく、第１大きさの差Ｄ１が二番目に大きい。したがって、所定の大きさ値は、第１大きさの差Ｄ１の２倍の値に設定され得る。
プロセッサ１３０は、このような方式で所定の大きさ値を設定し、複数の基準特徴値同士の大きさの差が他の特徴値同士の大きさの差と大きく異なる場合、バッテリーＢの充電深度を適切に設定し得る。
上述した実施形態と異なって、プロセッサ１３０は、複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値以上である場合のみに、複数の基準特徴値に対応する複数の目標電圧のうち低電位側の目標電圧をバッテリーＢの充電深度として設定し得る。逆に、プロセッサ１３０は、選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値未満である場合、複数の目標電圧のうち最も高電位側の目標電圧を基準電圧として選択するように構成され得る。
例えば、図５の実施形態において、第３大きさの差Ｄ３が第１大きさの差Ｄ１及び第２大きさの差Ｄ２よりも大きいため、複数の基準特徴値として第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値及び第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値が選択され得る。そして、プロセッサ１３０は、第３大きさの差Ｄ３と所定の大きさ値との大小を比較し得る。もし、第３大きさの差Ｄ３が所定の大きさ値以上であれば、プロセッサ１３０は、複数の基準特徴値に対応する第３目標電圧と第４目標電圧のうち低電位側の目標電圧である第３目標電圧をバッテリーＢの充電深度として設定し得る。
すなわち、プロセッサ１３０は、複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値以上である場合は、もし、複数の基準特徴値に対応する複数の目標電圧のうち高電位側の目標電圧がバッテリーＢの充電深度として設定されれば、バッテリーＢに逆電圧が発生するおそれがあると判断し得る。したがって、プロセッサ１３０は、バッテリーＢに逆電圧が発生することを防止するため、複数の基準特徴値に対応する複数の目標電圧のうち低電位側の目標電圧をバッテリーＢの充電深度として設定し得る。
一方、図５の実施形態において、第３大きさの差Ｄ３が所定の大きさ値未満であれば、プロセッサ１３０は、第１目標電圧（４．０Ｖ）、第２目標電圧、第３目標電圧及び第４目標電圧のうち最も高電位側の目標電圧である第４目標電圧をバッテリーＢの充電深度として設定し得る。
すなわち、プロセッサ１３０は、複数のターゲットピークの特徴値同士の大きさの差がいずれも所定の大きさ値未満であれば、バッテリーＢの逆電圧が発生することはないと判断し得る。したがって、プロセッサ１３０は、バッテリーＢの性能が最大限に発揮されるように、バッテリーＢの充電深度を複数の目標電圧のうち最も高電位側の目標電圧として設定し得る。
したがって、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、所定の大きさ値と基準特徴値同士の大きさの差とを比較した結果に基づいてバッテリーＢの充電深度を設定することで、バッテリーＢの最大性能の発揮とバッテリーＢの逆電圧の抑制とをバランスよく達成することができる。
以下、プロセッサ１３０が複数の微分プロファイル（２１～２４）のそれぞれからターゲットピークを選択する過程について具体的に説明する。
プロセッサ１３０は、複数の微分プロファイル（２１～２４）のそれぞれから一つ以上のピーク対を決定するように構成され得る。例えば、図３の実施形態において、プロセッサ１３０は、第１ピークＰ１、第２ピークＰ２、第３ピークＰ３、第４ピークＰ４、第５ピークＰ５、第６ピークＰ６、及び第７ピークＰ７を選択し得る。
具体的には、プロセッサ１３０は、複数のピークのうち、バッテリーＢの容量が増加するほど微分電圧が増加する区間で上端及び下端に位置する二つのピークを、一つのピーク対として決定するように構成され得る。
例えば、図３の実施形態において、第２ピークＰ２及び第３ピークＰ３は、容量が増加するほど微分電圧が増加する区間に含まれる。そして、第２ピークＰ２及び第３ピークＰ３は、それぞれ微分電圧が増加する区間の下端及び上端に位置するため、一つのピーク対として決定され得る。
また、第４ピークＰ４及び第５ピークＰ５も、容量が増加するほど微分電圧が増加する区間に含まれる。そして、第４ピークＰ４及び第５ピークＰ５は、それぞれ微分電圧が増加する区間の下端及び上端に位置するため、一つのピーク対として決定され得る。
また、第６ピークＰ６及び第７ピークＰ７も、容量が増加するほど微分電圧が増加する区間に含まれる。そして、第６ピークＰ６及び第７ピークＰ７は、それぞれ微分電圧が増加する区間の下端及び上端に位置するため、一つのピーク対として決定され得る。
すなわち、プロセッサ１３０は、第２ピークＰ２及び第３ピークＰ３を含む第１ピーク対、第４ピークＰ４及び第５ピークＰ５を含む第２ピーク対、第６ピークＰ６及び第７ピークＰ７を含む第３ピーク対を決定し得る。
プロセッサ１３０は、決定されたピーク対のうち、含まれる複数のピークの微分電圧同士の差が最も大きいピーク対を選択するように構成され得る。
例えば、図３の実施形態において、プロセッサ１３０は、第１ピーク対に含まれた第２ピークＰ２の微分電圧と第３ピークＰ３の微分電圧との差を算出し得る。また、プロセッサ１３０は、第２ピーク対に含まれた第４ピークＰ４の微分電圧と第５ピークＰ５の微分電圧との差を算出し得る。また、プロセッサ１３０は、第３ピーク対に含まれた第６ピークＰ６の微分電圧と第７ピークＰ７の微分電圧との差を算出し得る。そして、プロセッサ１３０は、第１ピーク対、第２ピーク対及び第３ピーク対のうち、含まれる複数のピークの微分電圧同士の差が最も大きいピーク対として第２ピーク対を選択し得る。
そして、プロセッサ１３０は、選択されたピーク対に含まれた複数のピークのうち低容量側のピークをターゲットピークとして選択するように構成され得る。
例えば、図３の実施形態において、プロセッサ１３０は、第２ピーク対に含まれた第４ピークＰ４及び第５ピークＰ５のうち第４ピークＰ４をターゲットピークとして選択し得る。具体的には、負極活物質として黒鉛を含むバッテリーＢにおいて、充電深度に応じたＬｉＣ１２の挙動に関連するピークであり得る。
非特許文献１をさらに参照すると、バッテリーＢに逆電圧が発生する原因のうち一つは、ＬｉＣ６とＬｉＣ１２との不均一であり得る。
このような不均一が発生することを防止するため、プロセッサ１３０は、上述した方式でそれぞれの微分プロファイル２０からＬｉＣ１２の挙動が最も顕著なターゲットピークを選択し、複数のターゲットピークの特徴値を比較してバッテリーＢの充電深度を設定し得る。すなわち、プロセッサ１３０によって充電深度が設定されたバッテリーＢでは、ＬｉＣ６とＬｉＣ１２とが均一に維持できる。
具体的には、ＬｉＣ６とＬｉＣ１２との相転移は、所定の電圧区間で急激に行われ得、ＬｉＣ６とＬｉＣ１２との不均一が生じれば、バッテリーＢに逆電圧が発生するおそれがある。例えば、図５の実施形態において、所定の電圧区間は４．２Ｖ～４．３Ｖの区間であり得る。
したがって、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、バッテリーＢに対する複数のターゲットピークの特徴値を比較してバッテリーＢに適した充電深度を設定することで、Ｌｉ６６とＬｉＣ１２との急激な相転移を防止することができる。これを通じて、バッテリーＢに逆電圧が発生することを効果的に防止することができる。
プロセッサ１３０は、複数の微分プロファイル（２１～２４）をそれぞれ正規化して複数の正規分布プロファイルを取得するように構成され得る。
例えば、図４の実施形態において、それぞれの微分プロファイル２０は正規分布に従わないことがある。したがって、プロセッサ１３０は、複数の微分プロファイル（２１～２４）のそれぞれのターゲットピークに対する半値全幅を算出するため、複数の微分プロファイル（２１～２４）をそれぞれ正規化し得る。このような過程を経て、プロセッサ１３０は、複数の微分プロファイル（２１～２４）に基づいた複数の正規分布プロファイルを取得し得る。
そして、プロセッサ１３０は、取得された複数の正規分布プロファイルのそれぞれから、対応するターゲットピークに対する半値全幅を特徴値として取得するように構成され得る。
ここで、半値全幅とは、関数の最大値の半分になる二つの独立変数値同士の差で定義され得る。関数Ｆ（Ｘ）がＸｍａｘで最大値Ｆ（Ｘｍａｘ）を有し、Ｘ１及びＸ２で関数Ｆ（Ｘ）の値が最大値Ｆ（Ｘｍａｘ）の半分に減少すると仮定すると、Ｆ（Ｘ１）及びＦ（Ｘ２）は同様に「Ｆ（Ｘｍａｘ）÷２」で表され、このとき、半値全幅はＸ１とＸ２との差の絶対値になる。
一般に、複数のピーク同士の差を算出するため複数の半値全幅同士の差を算出する方式は、複数のピーク値の大きさを直接比較する方式よりも安定的な方式であると認識される。
例えば、図４の実施形態において、第１ターゲットピークＴｐ１、第２ターゲットピークＴｐ２、第３ターゲットピークＴｐ３、及び第４ターゲットピークＴｐ４の微分電圧は徐々に増加している。同様に、図５の実施形態において、第１ターゲットピークＴｐ１の特徴値、第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値、第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値、及び第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値も徐々に増加している。
しかし、図４の実施形態では、第１ターゲットピークＴｐ１～第４ターゲットピークＴｐ４の微分電圧が線形的に増加しているため、第３ターゲットピークＴｐ３と第４ターゲットピークＴｐ４との微分電圧差が他のターゲットピーク同士の微分電圧差と大きく異なることを判断できないおそれがある。一方、図５の実施形態では、第３大きさの差Ｄ３が第１大きさの差Ｄ１及び第２大きさの差Ｄ２と明らかな差を見せることが確認できる。
すなわち、プロセッサ１３０は、複数のターゲットピークをより精密に比較するため、複数の微分プロファイル（２１～２４）を正規化し、複数のターゲットピークそれぞれの特徴値として複数のターゲットピークそれぞれの半値全幅を算出し得る。したがって、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、バッテリーＢの逆電圧を防止するための最適の充電深度を設定することができる。
また、本発明による充電深度設定装置１００は、バッテリー製造装置１に備えられ得る。すなわち、本発明によるバッテリー製造装置１は、上述した充電深度設定装置１００及び一つ以上のバッテリーＢを含み得る。また、バッテリー製造装置１は、電装品（リレー、ヒューズなど）及びケースなどをさらに含み得る。
例えば、図２の実施形態において、充電深度設定装置１００は、バッテリー製造装置１に備えられ、バッテリーＢと電気的に接続され得る。
望ましくは、このようなバッテリー製造装置１は、バッテリーＢの活性化工程過程で構成され得る。すなわち、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００は、バッテリーＢの活性化工程過程でバッテリーＢと電気的に接続されてバッテリー製造装置１を構成し得る。そして、活性化工程過程において、充電深度設定装置１００はバッテリーＢの最適充電深度を設定し得る。
図６は、本発明の他の実施形態による充電深度設定方法を概略的に示した図である。
充電深度設定方法の各段階は、本発明の一実施形態による充電深度設定装置１００によって実行できる。以下では、上述した内容と重なる内容は簡略に説明する。
図６を参照すると、充電深度設定方法は、目標電圧設定段階Ｓ１００、充放電段階Ｓ２００、電圧プロファイル取得段階Ｓ３００、微分プロファイル取得段階Ｓ４００、微分プロファイル反復取得段階Ｓ５００、特徴値取得段階Ｓ６００、及び充電深度設定段階Ｓ７００を含み得る。
目標電圧設定段階Ｓ１００は、予め設定された複数の電圧のうちいずれか一つを順次に選択して目標電圧として設定する段階であって、プロセッサ１３０によって実行できる。
例えば、複数の電圧は、４．０Ｖ、４．１Ｖ、４．２Ｖ、及び４．３Ｖに予め設定され得る。プロセッサ１３０は、先に４．０Ｖを第１目標電圧として設定し得る。
充放電段階Ｓ２００は、バッテリーＢを目標電圧まで充電し、充電が完了したバッテリーＢを放電させる段階であって、充放電部１１０によって実行できる。
例えば、充放電部１１０は、プロセッサ１３０によって設定された第１目標電圧（４．０Ｖ）までバッテリーＢを充電し得る。そして、充放電部１１０は、バッテリーＢの電圧が２．０Ｖに到達するまで０．０５Ｃの低率でバッテリーＢを放電させ得る。
電圧プロファイル取得段階Ｓ３００は、バッテリーＢが充電及び放電する過程でバッテリーＢの容量と電圧に対する電圧プロファイルを取得する段階であって、プロファイル取得部１２０によって実行できる。
プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの放電中にバッテリーＢの電圧及び電流を測定し得る。そして、プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの容量とバッテリーＢの電圧に対する電圧プロファイルを取得し得る。
微分プロファイル取得段階Ｓ４００は、取得した電圧プロファイルからバッテリーＢの容量と微分電圧に対する微分プロファイル２０を取得する段階であって、プロファイル取得部１２０によって実行できる。
プロファイル取得部１２０は、電圧プロファイル取得段階Ｓ３００で取得した電圧プロファイルから、バッテリーＢの電圧をバッテリーＢの容量で微分し得る。すなわち、プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢの容量とバッテリーＢの微分電圧（バッテリーＢの電圧をバッテリーＢの容量で微分した値）に対する微分プロファイル２０を取得し得る。
微分プロファイル反復取得段階Ｓ５００は、複数の電圧に対応する複数の微分プロファイル（２１～２４）をすべて取得する段階であって、プロセッサ１３０、充放電部１１０、及びプロファイル取得部１２０によって実行できる。
すなわち、微分プロファイル反復取得段階Ｓ５００は、予め設定された複数の電圧に対して微分プロファイル２０がすべて取得されるまで目標電圧設定段階Ｓ１００、充放電段階Ｓ２００、電圧プロファイル取得段階Ｓ３００、及び微分プロファイル取得段階Ｓ４００を繰り返して行う段階であり得る。
具体的には、微分プロファイル反復取得段階Ｓ５００で複数の電圧に対応する複数の微分プロファイル（２１～２４）がすべて取得された場合は、特徴値取得段階Ｓ６００に進み、複数の電圧に対応する複数の微分プロファイル（２１～２４）のいずれか一つでも取得されていない場合は、目標電圧設定段階Ｓ１００が行われ得る。
例えば、プロファイル取得部１２０が、第１目標電圧に対する第１微分プロファイル２１のみを取得した場合、プロセッサ１３０は４．１Ｖを第２目標電圧として設定し得る。そして、充放電部１１０は、バッテリーＢの電圧が第２目標電圧に到達するまでバッテリーＢを充電し得る。その後、充放電部１１０は、バッテリーＢの電圧が２．０Ｖに到達するまで０．０５Ｃの低率でバッテリーＢを放電させ得る。プロファイル取得部１２０は、バッテリーＢが放電する過程で第２目標電圧に対応する第２微分プロファイル２２を取得し得る。同様に、プロファイル取得部１２０は、第３目標電圧（４．２Ｖ）に対応する第３微分プロファイル２３及び第４目標電圧（４．３Ｖ）に対応する第４微分プロファイル２４を取得し得る。
特徴値取得段階Ｓ６００は、複数の微分プロファイル（２１～２４）のそれぞれからターゲットピークに対する特徴値を取得する段階であって、プロセッサ１３０によって実行できる。
プロセッサ１３０は、複数の微分プロファイル（２１～２４）のそれぞれからターゲットピークを選択し得る。具体的には、ターゲットピークは、充電深度に応じたＬｉＣ１２の挙動に関連するピークであり得る。
そして、プロセッサ１３０は、複数のターゲットピークそれぞれの特徴値として半値全幅を算出し得る。そのため、プロセッサ１３０は、複数の微分プロファイル（２１～２４）をそれぞれ正規化して複数の正規分布プロファイルを取得し、取得した複数の正規分布プロファイルのそれぞれからターゲットピークの半値全幅をそれぞれ算出し得る。
充電深度設定段階Ｓ７００は、取得された複数の特徴値に基づいてバッテリーＢに対する充電深度を設定する段階であって、プロセッサ１３０によって実行できる。
例えば、図５の実施形態において、プロセッサ１３０は、第１ターゲットピークＴｐ１の特徴値と第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値との第１大きさの差Ｄ１を算出し得る。そして、プロセッサ１３０は、第２ターゲットピークＴｐ２の特徴値と第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値との第２大きさの差Ｄ２を算出し得る。また、プロセッサ１３０は、第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値と第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値との第３大きさの差Ｄ３を算出し得る。そして、プロセッサ１３０は、第１大きさの差Ｄ１、第２大きさの差Ｄ２、及び第３大きさの差Ｄ３に基づいて、第３ターゲットピークＴｐ３の特徴値及び第４ターゲットピークＴｐ４の特徴値を基準特徴値として選択し得る。そして、プロセッサ１３０は、第３ターゲットピークＴｐ３に対応する第３目標電圧及び第４ターゲットピークＴｐ４に対応する第４目標電圧のいずれか一つを基準電圧として選択し得る。
上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。
１：バッテリー製造装置
２０：微分プロファイル
２１：第１微分プロファイル
２２：第２微分プロファイル
２３：第３微分プロファイル
２４：第４微分プロファイル
１００：充電深度設定装置
１１０：充放電部
１２０：プロファイル取得部
１３０：プロセッサ
１４０：保存部
Ｂ：バッテリー

Claims (14)

  1. バッテリーを設定された目標電圧まで充電し、充電が完了した前記バッテリーを放電させるように構成された充放電部と、
    前記バッテリーが充電または放電する過程で前記バッテリーの容量に対する前記バッテリーの電圧を示す電圧プロファイルを取得し、取得した前記電圧プロファイルから前記バッテリーの容量に対する前記バッテリーの電圧を前記バッテリーの容量で微分した微分電圧を示す微分プロファイルを取得するように構成されたプロファイル取得部と、
    前記充放電部と電気的に接続され、予め設定された複数の電圧のうちいずれか一つを順次に選択して前記目標電圧として設定し、前記プロファイル取得部が前記複数の電圧に対応する複数の微分プロファイルをすべて取得した場合、前記複数の微分プロファイルのそれぞれからターゲットピークに対する特徴値を取得し、取得された複数の前記特徴値に基づいて前記バッテリーに対する充電深度を設定するように構成されたプロセッサと、を含む、充電深度設定装置。
  2. 前記プロセッサは、
    前記取得された複数の特徴値の大きさを比較し、比較結果に応じて、前記取得された複数の特徴値にそれぞれ対応する複数の目標電圧のうちいずれか一つを基準電圧として選択し、選択された基準電圧を前記充電深度として設定するように構成された、請求項１に記載の充電深度設定装置。
  3. 前記プロセッサは、
    対応する前記目標電圧が隣接した複数の前記特徴値同士の大きさの差を算出し、算出された大きさの差が最大である複数の基準特徴値を選択し、選択された前記複数の基準特徴値同士の大きさの差に応じて、前記複数の目標電圧のうちいずれか一つを前記基準電圧として選択するように構成された、請求項２に記載の充電深度設定装置。
  4. 前記プロセッサは、
    前記対応する目標電圧を基準にして前記隣接した二つの特徴値同士の大きさを比較して前記大きさの差を算出するように構成された、請求項３に記載の充電深度設定装置。
  5. 前記プロセッサは、
    前記選択された複数の基準特徴値に対応する複数の目標電圧のうち最も低電位側の目標電圧を前記基準電圧として選択するように構成された、請求項３または４に記載の充電深度設定装置。
  6. 前記プロセッサは、
    前記選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値以上である場合、前記低電位側の目標電圧を前記基準電圧として選択するように構成された、請求項５に記載の充電深度設定装置。
  7. 前記プロセッサは、
    前記選択された複数の基準特徴値同士の大きさの差が所定の大きさ値未満である場合、前記複数の目標電圧のうち最も高電位側の目標電圧を前記基準電圧として選択するように構成された、請求項３に記載の充電深度設定装置。
  8. 前記プロファイル取得部は、
    前記バッテリーの容量に対する前記バッテリーの微分電圧を示す微分プロファイルを取得するように構成された、請求項１に記載の充電深度設定装置。
  9. 前記プロセッサは、
    前記複数の微分プロファイルのそれぞれから一つ以上のピーク対を決定し、決定されたピーク対のうち、含まれる複数のピークの微分電圧同士の差が最も大きいピーク対を選択し、選択されたピーク対に含まれた複数のピークのうち低容量側のピークを前記ターゲットピークとして選択するように構成された、請求項８に記載の充電深度設定装置。
  10. 前記プロセッサは、
    前記複数のピークのうち、前記バッテリーの容量が増加するほど前記微分電圧が増加する区間で上端及び下端に位置する二つのピークを一つのピーク対として決定するように構成された、請求項９に記載の充電深度設定装置。
  11. 前記ターゲットピークは、
    負極活物質として黒鉛を含むバッテリーにおいて、充電深度に応じたＬｉＣ１２の挙動に関連するピークである、請求項９に記載の充電深度設定装置。
  12. 前記プロセッサは、
    前記複数の微分プロファイルをそれぞれ正規化して複数の正規分布プロファイルを取得し、前記取得された複数の正規分布プロファイルのそれぞれから対応するターゲットピークに対する半値全幅を前記特徴値として取得するように構成された、請求項９に記載の充電深度設定装置。
  13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の充電深度設定装置を含む、バッテリー製造装置。
  14. 予め設定された複数の電圧のうちいずれか一つを順次に選択して目標電圧として設定する目標電圧設定段階と、
    バッテリーを前記目標電圧まで充電し、充電が完了したバッテリーを放電させる充放電段階と、
    前記バッテリーが充電または放電する過程で前記バッテリーの容量に対する前記バッテリーの電圧を示す電圧プロファイルを取得する電圧プロファイル取得段階と、
    取得した電圧プロファイルから前記バッテリーの容量に対する前記バッテリーの電圧を前記バッテリーの容量で微分した微分電圧を示す微分プロファイルを取得する微分プロファイル取得段階と、
    前記複数の電圧に対応する複数の微分プロファイルをすべて取得する微分プロファイル反復取得段階と、
    前記複数の微分プロファイルのそれぞれからターゲットピークに対する特徴値を取得する特徴値取得段階と、
    取得された複数の前記特徴値に基づいて前記バッテリーに対する充電深度を設定する充電深度設定段階と、を含む、充電深度設定方法。
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