JPH06290817A - 二次電池装置 - Google Patents
二次電池装置Info
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- JPH06290817A JPH06290817A JP5075441A JP7544193A JPH06290817A JP H06290817 A JPH06290817 A JP H06290817A JP 5075441 A JP5075441 A JP 5075441A JP 7544193 A JP7544193 A JP 7544193A JP H06290817 A JPH06290817 A JP H06290817A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- reference electrode
- battery
- secondary battery
- battery container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電池の状態を明確に検知できる参照極を備えた
二次電池装置を提供する。 【構成】参照極を電池容器の内面に該容器と一体化して
なるように配置し、電池の状態を精度良く検出する。 【効果】電池の状態を参照極を基準にした電極電位によ
り精度良く検知することができる。
二次電池装置を提供する。 【構成】参照極を電池容器の内面に該容器と一体化して
なるように配置し、電池の状態を精度良く検出する。 【効果】電池の状態を参照極を基準にした電極電位によ
り精度良く検知することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二次電池装置に係り、と
りわけその状態を検知する手段を備えた方式に関する。
りわけその状態を検知する手段を備えた方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は、比較的大きな出力を繰り返
して使用する電池であるから、電池の状態を監視できる
れば、その充放電制御などにとって有用な情報が得られ
都合が良い。しかしながら、電池の状態を検知する手段
は少なく通常の電池系ではわずかに電流と電圧のみであ
る。多少の付属装備を付加しても温度、内部抵抗が可能
になる程度である。電圧を正極と負極の寄与分に分離す
るために第三の電極つまり参照極を挿入する方法も有効
な手段である。例えば、特開昭56−1470号公報，特開平
2−15581号公報などでは電解液に浸漬された参照極を用
いて電池の充電状態を検知している。
して使用する電池であるから、電池の状態を監視できる
れば、その充放電制御などにとって有用な情報が得られ
都合が良い。しかしながら、電池の状態を検知する手段
は少なく通常の電池系ではわずかに電流と電圧のみであ
る。多少の付属装備を付加しても温度、内部抵抗が可能
になる程度である。電圧を正極と負極の寄与分に分離す
るために第三の電極つまり参照極を挿入する方法も有効
な手段である。例えば、特開昭56−1470号公報，特開平
2−15581号公報などでは電解液に浸漬された参照極を用
いて電池の充電状態を検知している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の項に示
したような参照極の配置はいずれも電解液が十分に存在
する液電池方式である。このような方式の電池では参照
電極と電解液との液絡がとりやすく、参照極が電気的に
隔離される可能性は少ない。しかし、密閉型ないしはそ
れに近い電解液量が規制された方式の電池、あるいは電
極を多数積層する方式の大型電池では、参照極の配置が
重要な問題となる。つまり、それらの電池では、参照極
の配置が不適切であると電解液から隔離されたり、正し
くない電位を測定したりすることになり、目的とすると
ころの機能を満たすことができなくなる。
したような参照極の配置はいずれも電解液が十分に存在
する液電池方式である。このような方式の電池では参照
電極と電解液との液絡がとりやすく、参照極が電気的に
隔離される可能性は少ない。しかし、密閉型ないしはそ
れに近い電解液量が規制された方式の電池、あるいは電
極を多数積層する方式の大型電池では、参照極の配置が
重要な問題となる。つまり、それらの電池では、参照極
の配置が不適切であると電解液から隔離されたり、正し
くない電位を測定したりすることになり、目的とすると
ころの機能を満たすことができなくなる。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、電池の状態を明確に検知できる参照極を備えた
二次電池装置を提供することにある。
解決し、電池の状態を明確に検知できる参照極を備えた
二次電池装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の問題点を解決するために、参照極を電池容器の内面に
該容器と一体化して備えたことに特徴がある。この場
合、電池容器が金属ないしはそれと同等の導電性を有す
る材料で構成されておれば、参照極を電池容器と電気的
に接続し、参照極の電位信号を電池容器から直接取り出
すことができる。より具体的には電池容器それ自体の内
壁の全面ないしはその一部に参照極となりうる成分を配
置する。これにより上記従来技術の課題が解決できる。
つまり、参照極を電極間に配置しないので積層された電
極間距離を拡大することもなく、電極またはセパレータ
に含浸された電解液との液絡を維持しやすくなる。電解
液との液絡を更に維持しやすくするためには、電池容器
の内面の底面のみを参照電極として使用することが望ま
しい。しかし、その方法では、電極の劣化による活物質
の脱落などがあると、参照極と電極との短絡を生ずるこ
とになる。そのことを回避するためには、電池容器の内
面の底面でなく、電池容器の内面の下部を参照電極とし
て使用することが好ましい。そうすれば、上記の活物質
の脱落による参照極と電極との短絡、あるいは電解液の
減少による参照極と電極との液絡の切断を回避できるよ
うになる。
の問題点を解決するために、参照極を電池容器の内面に
該容器と一体化して備えたことに特徴がある。この場
合、電池容器が金属ないしはそれと同等の導電性を有す
る材料で構成されておれば、参照極を電池容器と電気的
に接続し、参照極の電位信号を電池容器から直接取り出
すことができる。より具体的には電池容器それ自体の内
壁の全面ないしはその一部に参照極となりうる成分を配
置する。これにより上記従来技術の課題が解決できる。
つまり、参照極を電極間に配置しないので積層された電
極間距離を拡大することもなく、電極またはセパレータ
に含浸された電解液との液絡を維持しやすくなる。電解
液との液絡を更に維持しやすくするためには、電池容器
の内面の底面のみを参照電極として使用することが望ま
しい。しかし、その方法では、電極の劣化による活物質
の脱落などがあると、参照極と電極との短絡を生ずるこ
とになる。そのことを回避するためには、電池容器の内
面の底面でなく、電池容器の内面の下部を参照電極とし
て使用することが好ましい。そうすれば、上記の活物質
の脱落による参照極と電極との短絡、あるいは電解液の
減少による参照極と電極との液絡の切断を回避できるよ
うになる。
【０００６】参照極を形成する材料は、その電池系にお
いて安定で、一定した電位を維持することができれば、
特に限定されない。電池系の一方の電極、特に負極材料
を用いることも一つの有効な方法である。
いて安定で、一定した電位を維持することができれば、
特に限定されない。電池系の一方の電極、特に負極材料
を用いることも一つの有効な方法である。
【０００７】参照極を基準に測定した正極または負極の
情報は、電池の異常診断，充放電制御，寿命予測，残量
表示などに利用することができる。すなわち電池の電圧
変化を正極と負極の電極電位に分離して検知できるの
で、電池劣化の原因を解析でき、適切な対策が可能にな
る。また、電池劣化における各電極の電位変化データの
蓄積により、劣化状況の判断から更に寿命予測まで可能
になる。充放電の制御については、充放電の電圧変化を
正極と負極の電極電位に分離して検知でき、充電および
放電の終止点を各電極の電位でもって制御できるので電
池に与える負荷が軽くなり、電池の長寿命化に寄与でき
る。電池容量を支配している電極の電位変化を監視して
おけば、電池容量の把握も可能であり残量表示の算出が
可能となる。
情報は、電池の異常診断，充放電制御，寿命予測，残量
表示などに利用することができる。すなわち電池の電圧
変化を正極と負極の電極電位に分離して検知できるの
で、電池劣化の原因を解析でき、適切な対策が可能にな
る。また、電池劣化における各電極の電位変化データの
蓄積により、劣化状況の判断から更に寿命予測まで可能
になる。充放電の制御については、充放電の電圧変化を
正極と負極の電極電位に分離して検知でき、充電および
放電の終止点を各電極の電位でもって制御できるので電
池に与える負荷が軽くなり、電池の長寿命化に寄与でき
る。電池容量を支配している電極の電位変化を監視して
おけば、電池容量の把握も可能であり残量表示の算出が
可能となる。
【０００８】本発明の適用に適した電池はニッケル／カ
ドミウム電池，ニッケル／金属水素化物電池，ニッケル
／水素電池，ニッケル／鉄電池，ニッケル／亜鉛電池，
鉛蓄電池，空気／亜鉛電池，リチウム二次電池などの二
次電池である。それらのうちの電池規模の大きな大型電
池、とりわけ電解液量を規制した密閉型ないしはそれに
近い構成の電池に特に適する。
ドミウム電池，ニッケル／金属水素化物電池，ニッケル
／水素電池，ニッケル／鉄電池，ニッケル／亜鉛電池，
鉛蓄電池，空気／亜鉛電池，リチウム二次電池などの二
次電池である。それらのうちの電池規模の大きな大型電
池、とりわけ電解液量を規制した密閉型ないしはそれに
近い構成の電池に特に適する。
【０００９】
【作用】本発明の作用の要点は、電解液量が規制された
電池系においても、電極電位を精度良く測定し、電池の
状態を参照極を基準にした電極電位により検知すること
が可能になったことにある。
電池系においても、電極電位を精度良く測定し、電池の
状態を参照極を基準にした電極電位により検知すること
が可能になったことにある。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を用
いて更に詳細に説明する。
いて更に詳細に説明する。
【００１１】図１において、１は正極端子であり、２は
負極端子である。１，２は絶縁部３を介して電池容器９
と接合されている。電極部分は、正極４，負極５とそれ
らの間に介在するセパレータ６の３者を構成単位とし
て、その繰返しからなっている。図１に示した実施例は
正極５枚、負極６枚の組合せからなる。本発明の中心は
参照極８を電池容器下部の内側に配したことにある。参
照極８はステンレス鋼製の電池容器９に電気的に接続さ
れており、その信号は参照極端子７から取り出される。
なお、電解液は正極４、負極５およびセパレータ６に浸
透して存在しており、自由な電解液はほとんど存在しな
い。
負極端子である。１，２は絶縁部３を介して電池容器９
と接合されている。電極部分は、正極４，負極５とそれ
らの間に介在するセパレータ６の３者を構成単位とし
て、その繰返しからなっている。図１に示した実施例は
正極５枚、負極６枚の組合せからなる。本発明の中心は
参照極８を電池容器下部の内側に配したことにある。参
照極８はステンレス鋼製の電池容器９に電気的に接続さ
れており、その信号は参照極端子７から取り出される。
なお、電解液は正極４、負極５およびセパレータ６に浸
透して存在しており、自由な電解液はほとんど存在しな
い。
【００１２】図１に示した構造の電池をニッケル／カド
ミウム電池において実施した。電極の大きさは各９cm×
１５cmであり、電池容器の下部に厚さ０.３mm の金属亜
鉛の薄板を用いて図１に示した参照極８を構成した。比
較例として、作製した電池の構造を図２に示す。従来技
術になる参照極１０は厚さ０.３mm の金属亜鉛の薄板か
らなり、それが電池上部にある。その他は全て本実施例
と同様である。
ミウム電池において実施した。電極の大きさは各９cm×
１５cmであり、電池容器の下部に厚さ０.３mm の金属亜
鉛の薄板を用いて図１に示した参照極８を構成した。比
較例として、作製した電池の構造を図２に示す。従来技
術になる参照極１０は厚さ０.３mm の金属亜鉛の薄板か
らなり、それが電池上部にある。その他は全て本実施例
と同様である。
【００１３】それぞれの電池を０.２ＣＡで６時間充電
し、０.３ＣＡで放電する充放電を繰り返した。なお充
電及び放電の後にはそれぞれ１時間ずつの休止時間を設
け、放電終止電圧を１.０Ｖ とした。充放電サイクルに
より検出された容量の変化を図３に示す。図３において
Ａは、電池の正極と負極の端子間電圧のみで容量を測定
した場合の容量変化を示す。Ｂは、参照極基準の正極電
位により放電終止電位を決めて充放電を繰り返した場合
の容量変化であり、Ａの容量よりも劣化が少なく、電池
容量の低下の主原因が負極にあることを示している。Ｃ
は、比較例の電池において参照極基準の正極電位により
放電終止電位を決めて充放電を繰り返した場合の容量変
化であり、端子間電圧で容量を測定した場合Ａの容量変
化よりも、容量低下が大きい。これはこの構造の参照極
では正極容量を長期にわたり正しく測定できないことを
示している。
し、０.３ＣＡで放電する充放電を繰り返した。なお充
電及び放電の後にはそれぞれ１時間ずつの休止時間を設
け、放電終止電圧を１.０Ｖ とした。充放電サイクルに
より検出された容量の変化を図３に示す。図３において
Ａは、電池の正極と負極の端子間電圧のみで容量を測定
した場合の容量変化を示す。Ｂは、参照極基準の正極電
位により放電終止電位を決めて充放電を繰り返した場合
の容量変化であり、Ａの容量よりも劣化が少なく、電池
容量の低下の主原因が負極にあることを示している。Ｃ
は、比較例の電池において参照極基準の正極電位により
放電終止電位を決めて充放電を繰り返した場合の容量変
化であり、端子間電圧で容量を測定した場合Ａの容量変
化よりも、容量低下が大きい。これはこの構造の参照極
では正極容量を長期にわたり正しく測定できないことを
示している。
【００１４】従って、本発明の従来技術に対する優位性
は明らかであり、工業上有用な技術であることが明らか
になった。
は明らかであり、工業上有用な技術であることが明らか
になった。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、電極電位を精度良く測定
し、電池の状態を参照極を基準にした電極電位により検
知することが可能になった。
し、電池の状態を参照極を基準にした電極電位により検
知することが可能になった。
【図１】本発明になる参照極付き二次電池装置の構成を
示す断面模式図である。
示す断面模式図である。
【図２】従来技術になる参照極付き二次電池装置の構成
を示す断面模式図である。
を示す断面模式図である。
【図３】本発明になる参照極付き二次電池装置と従来技
術になる参照極付き二次電池装置の充放電サイクルにお
ける検出放電容量の変化を示す図である。
術になる参照極付き二次電池装置の充放電サイクルにお
ける検出放電容量の変化を示す図である。
１…正極端子、２…負極端子、３…絶縁部、４…正極、
５…負極、６…セパレータ、７…参照極端子、８…本発
明になる参照極、９…電池容器、１０…従来技術になる
参照極。
５…負極、６…セパレータ、７…参照極端子、８…本発
明になる参照極、９…電池容器、１０…従来技術になる
参照極。
フロントページの続き (72)発明者 後藤 明弘 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 水本 守 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】正極，負極、それらの間に存在するセパレ
ータ、少なくとも正極と負極及びセパレータに含まれて
存在する電解液、およびそれらを収納する電池容器を具
備する二次電池と、該二次電池の状態を監視するための
参照電極とを有し、該参照電極を電池容器の内面に該容
器と一体化して備えたことを特徴とする二次電池装置。 - 【請求項２】電池容器が金属ないしはそれと同等の導電
性を有し、参照電極の端子が電池容器と電気的に接続さ
れてなることを特徴とする請求項１記載の二次電池装
置。 - 【請求項３】参照電極を電池容器の内面全体に備えたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の二次電池装置。 - 【請求項４】参照電極を電池容器の内面の一部に備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の二次電池装置。 - 【請求項５】電池容器の内面の底面に参照電極を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の二次電池装置。 - 【請求項６】電池容器の内壁の下部に参照電極を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の二次電池装置。 - 【請求項７】電池容器の内面の一部に電解液系に対して
安定な金属または合金を該容器と電気的に接続して参照
電極を構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の
二次電池装置。 - 【請求項８】電池容器と導通した参照極を基準とする電
極の電位信号により電池の異常診断，充放電制御，寿命
予測，残量表示などを行うことを特徴とする二次電池装
置の状態検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075441A JPH06290817A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 二次電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075441A JPH06290817A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 二次電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290817A true JPH06290817A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13576337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5075441A Pending JPH06290817A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 二次電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06290817A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5010051B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | リチウム二次電池における正極活物質の充放電方法、ならびに、リチウム二次電池を備えた充放電システム、電池パック、電池モジュール、電子機器および車両 |
| WO2013105140A1 (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の制御装置および制御方法 |
| JP2014127234A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Gs Yuasa Corp | 電気化学セル |
| JP2014202754A (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | インサイチュ電池監視システム |
| WO2015037068A1 (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | 株式会社日立製作所 | 蓄電システム |
| JP2016502739A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-01-28 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 負極の電位を制御するためのデバイスを有する金属空気電池 |
| JP2016504720A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-02-12 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 制限された電位を用いた亜鉛空気電池の充電方法 |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP5075441A patent/JPH06290817A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011033781A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2013-02-07 | パナソニック株式会社 | リチウム二次電池における正極活物質の充放電方法、ならびに、リチウム二次電池を備えた充放電システム、電池パック、電池モジュール、電子機器および車両 |
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| US9728992B2 (en) | 2012-01-13 | 2017-08-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and control method for secondary battery |
| WO2013105140A1 (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の制御装置および制御方法 |
| JP2017195187A (ja) * | 2012-11-29 | 2017-10-26 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 制限された電位を用いた亜鉛空気電池の充電方法 |
| JP2016502739A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-01-28 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 負極の電位を制御するためのデバイスを有する金属空気電池 |
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| KR20170129290A (ko) * | 2012-11-29 | 2017-11-24 | 엘렉트리씨트 드 프랑스 | 음전극의 전위를 제어하는 장치를 갖는 금속공기전지 |
| KR20180008930A (ko) * | 2012-11-29 | 2018-01-24 | 엘렉트리씨트 드 프랑스 | 제한된 전위로 아연-공기전지를 충전하는 방법 |
| JP2018046020A (ja) * | 2012-11-29 | 2018-03-22 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 負極の電位を制御するためのデバイスを有する金属空気電池 |
| US10074877B2 (en) | 2012-11-29 | 2018-09-11 | Electricite De France | Method for charging a zinc-air battery with limited potential |
| JP2014127234A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Gs Yuasa Corp | 電気化学セル |
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| WO2015037068A1 (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | 株式会社日立製作所 | 蓄電システム |
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