JPWO2014017086A1 - 組電池の処理方法 - Google Patents

Abstract

複数の二次電池を直列に接続している組電池を、安全に、しかも速やかに放電させて出力電圧を低下させる。組電池の処理方法は、複数の二次電池(１１)を直列に接続してなる組電池(１０)を放電させる処理方法であって、組電池(１０)を非導電性の第１の流体(２０)中に配置した後、第１の流体(２０)の導電性を向上させる導電物質(３０)を第１の流体(２０)に添加する。

Description

本発明は、複数の二次電池を直列に接続して出力電圧を高くしている組電池の処理方法に関し、とくに、ハイブリッドカーや電気自動車の走行用バッテリのように高電圧な組電池を安全に処理するのに最適な組電池の処理方法に関する。

複数の二次電池を直列に接続している組電池は、二次電池を直列に接続している個数に比例して出力電圧が高くなるので、これを安全に廃棄するためには、二次電池を放電して出力電圧を低くすることが大切である。廃棄される組電池を放電するために、塩水などの導電性の液体に浸漬して強制的に放電する処理方法が開発されている。（特許文献１参照）

特開平８−３０６３９４号公報

従来の処理方法は、使用済みのリチウム電池を多数個ポリプロピレン製の篭に入れて、イオン導電性の液体である食塩水を入れた浴中に浸漬して、電池の残存電力を放電させる。また、使用済み電池を、コンベアによって順次搬送しながら自動的に導電性を有する液体に浸漬する。

以上の処理方法は、ひとつの電池を食塩水に浸漬して簡単に放電できる。しかしながら、複数の二次電池を直列に接続している組電池を食塩水に浸漬すると、極めて大きな放電電流が流れて発火する等の弊害がある。放電電流が組電池の出力電圧に比例して大きくなるからである。組電池の放電電流は、浸漬する食塩水の導電率を低くして、すなわち塩分濃度を低くして小さくできるが、放電電流を小さくすると、組電池を完全に放電して出力電圧を低下するのに極めて長い時間がかかる欠点がある。

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、複数の二次電池を直列に接続している組電池を、安全に、しかも速やかに放電させて出力電圧を低下できる組電池の処理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の組電池の処理方法は、複数の二次電池１１を直列に接続してなる組電池１０を放電させる処理方法であって、組電池１０を非導電性の第１の流体２０中に配置した後、第１の流体２０の導電性を向上させる導電物質３０を第１の流体２０に添加する。
なお、本明細書において、「非導電性の第１の流体」とは、組電池を浸漬した状態で、組電池の放電電流を１Ｃ以下とする導電性の低い流体を意味するものとする。

以上の処理方法は、複数の二次電池を直列に接続している組電池を、安全に、しかも速やかに放電させて出力電圧を低下できる特徴がある。それは、組電池を非導電性の第１の流体に浸漬して、組電池を浸漬している第１の流体に導電物質を添加して第１の流体の導電率を向上して、導電率で組電池の放電電流をコントロールしながら組電池を強制的に放電できるからである。とくに、以上の処理方法は、導電物質の添加量をコントロールして第１の流体の導電率を調整できるので、出力電圧の高い組電池にあっては、導電物質の添加量を少なくして放電電流を小さくし、また出力電圧の低い組電池にあっては、導電物質の添加量を多くして、放電電流を最適値にコントロールして、組電池を速やかに放電できる。さらに、以上の処理方法は、組電池を第１の流体に浸漬する状態で、第１の流体の導電率をコントロールして放電させるので、組電池の出力端子等の高電圧部分を第１の流体に浸漬した状態で、第１の流体の導電率をコントロールして放電できる。このため、高電圧部分が導電率の高い第１の流体に接触して過大な電流が流れたり、あるいは発火するのを確実に防止しながら、出力電圧の高い組電池をも安全に放電できる。また、組電池を浸漬する状態で第１の流体の導電率をコントロールするので、組電池の出力電圧が低くなる状態では、さらに導電物質を添加して、より速やかに組電池を完全に放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬している第１の流体２０の導電率を次第に高くするように、導電物質３０を添加することができる。
以上の処理方法は、第１の流体に浸漬された組電池が放電されて出力電圧が低下する状態で、添加される導電物質によって第１の流体の導電率を高くして、より速やかに組電池を放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬している第１の流体２０に連続的に導電物質３０を添加して、導電性第１の流体の導電率を連続的に高くすることができる。
この処理方法は、組電池を浸漬している第１の流体の導電率を連続的に次第に高くするので、放電されて次第に電圧が低下する組電池の放電電流が減少するのを少なくして、組電池をより速やかに放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬している第１の流体２０に、所定の時間経過すると所定量の導電物質３０を添加して、第１の流体２０の導電率を段階的に高くすることができる。
この処理方法は、組電池を浸漬している第１の流体の導電率を段階的に高くするので、放電されて次第に電圧が低下する組電池の放電電流が減少するのを少なくして、組電池をより速やかに放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、第１の流体２０に水を使用し、導電物質３０に塩化ナトリウムを使用することができる。
以上の処理方法は、導電物質に安価な塩化ナトリウムを使用するので、処理コストを低減しながら、少量の導電物質を添加して、組電池を速やかに放電できる特徴がある。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬してなる第１の流体２０を攪拌して、組電池１０を放電することができる。
以上の処理方法は、組電池を浸漬する第１の流体の導電率を均一にしながら、より安全に組電池を放電できる。それは、組電池の出力端子の近傍の導電率が局部的に高くなって、放電電流が過大になる弊害を防止できるからである。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬してなる第１の流体２０に添加する導電物質３０の添加量を、組電池１０の出力電圧でコントロールすることができる。
以上の処理方法は、低電圧から高電圧までのあらゆる組電池を安全に、しかも速やかに放電できる特徴がある。それは、出力電圧の高い組電池を浸漬する第１の流体には、導電物質の添加量を少なくして、過大な電流で放電される弊害を防止し、また、低電圧の組電池を浸漬する第１の流体には、導電物質の添加量を多くして、速やかに放電できるからである。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬してなる第１の流体２０に添加する導電物質３０の添加量を、組電池１０の定格容量（Ａｈ）でコントロールすることができる。
以上の処理方法は、小容量の組電池から大容量の組電池までを、速やかに放電できる特徴がある。それは、小容量の組電池には放電電流を小さくして安全に放電し、大容量の組電池は放電電流を大きくして放電できるからである。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を浸漬してなる第１の流体２０の導電率を検出して、導電物質３０の添加量をコントロールすることができる。
以上の処理方法は、導電物質の添加量を調整して、組電池を浸漬する第１の流体の導電率を理想的な値にコントロールして、組電池を理想的な放電電流で放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、導電性を有する第１の流体である導電液３０Ａを導電物質３０とし、この導電液３０Ａをポンプでもって組電池１０を浸漬している第１の流体２０に添加して第１の流体２０の導電率をコントロールすることができる。
以上の処理方法は、塩水などの導電物質を簡単な添加装置で第１の流体に添加して、組電池を浸漬する第１の流体の導電率を好ましい状態にコントロールできる。

本発明の組電池の処理方法は、導電物質３０を、第１の流体に溶解されて第１の流体の導電率を高くする導電性固形物として、この導電性固形物を、組電池１０を浸漬してなる第１の流体２０に添加して、第１の流体２０の導電率をコントロールすることができる。
以上の処理方法は、導電性固形物を第１の流体に供給する個数や量で、組電池を浸漬している第１の流体の導電率を最適値にコントロールして、組電池を放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を、複数の二次電池１１を外装ケース１２に収納して出力端子１３を外部に設けてなる組電池１０とすることができる。
以上の処理方法は、二次電池を外装ケースに収納している組電池をも理想的な状態で放電できる。二次電池を外装ケースに収納して外部に出力端子を露出してなる組電池は、出力端子が導電液に接触する瞬間に、出力端子間に大電流が流れて発火する等の弊害がある。ところが、以上の処理方法は、組電池を第１の流体に浸漬する状態で、第１の流体の導電率を高くするので、出力端子が第１の流体中に浸漬される状態で、第１の流体に導電物質が添加されて導電率が次第に高くなる。このため、出力端子が直接に導電率の高い第１の流体に接触することがなく、出力端子を第１の流体に浸漬する状態で第１の流体の導電率を高くして安全に放電できる。

本発明の組電池の処理方法は、組電池１０を、電動車両を走行させる走行用バッテリとすることができる。
以上の処理方法は、走行用バッテリのように高電圧の組電池を安全に放電できる。

本発明の一実施の形態にかかる組電池の処理方法に使用する処理装置の概略構成図である。 図１に示す処理装置で処理される組電池の電圧が時間と共に低下する状態を示すグラフである。 本発明の一実施の形態にかかる組電池の処理方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための組電池の処理方法を例示するものであって、本発明は処理方法を以下の方法には特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。

本発明の組電池の処理方法は、複数の二次電池を直列に接続して、出力電圧を高くしている組電池の放電処理に最適である。この種の組電池として、たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両を走行させるモータに電力を供給する走行用バッテリ、太陽電池パネルや風力発電などの自然エネルギー、あるいは深夜電力など蓄電する蓄電用バッテリがある。これ等の組電池は、多数の二次電池を直列に接続して出力電圧を高くし、かつ蓄電容量を大きくしている。これ等の組電池は、充放電を繰り返して劣化し、蓄電できる容量が小さくなると廃棄される。また、車両に搭載される組電池においては、車両事故等により、走行用バッテリが破損して使用できなくなると廃棄される。とくに、走行用バッテリの破損状態によっては、走行用バッテリを解体して分解することなく廃棄されることがある。ただ、これらの組電池は、廃棄される状態で、常に完全に放電された状態とは限らない。完全に放電されない組電池は、出力端子やこれに接続しているワイヤーハーネスなどに高電圧が印加されている。したがって、組電池を強制的に放電して、出力電圧を低く、好ましくは０Ｖまで低下させて完全に放電される状態として安全に廃棄できる。本発明の処理方法は、組電池を強制的に放電させる方法である。

図１は、本発明の処理方法に使用する処理装置の概略構成図を示している。この図の処理装置は、組電池１０を浸漬して放電させる非導電性の第１の流体２０を充填する処理槽１と、この処理槽１に第１の流体２０を供給する流体供給機構２と、処理槽１に導電物質３０を供給する導電物質供給機構３と、流体供給機構２と導電物質供給機構３を制御する制御機構４とを備えている。なお、ここで言う非導電性の意味は、導電率が略ゼロであることを示し、例えば組電池の正負の電極間（典型的には最高位と最低位の電極間）において通電が起こる事により、電気分解等による不具合が発生しない程度までの範囲の導電性のことをいう。

処理槽１は、充填している第１の流体２０に処理される組電池１０を完全に浸漬できる内容積を有し、底部には、第１の流体２０の攪拌装置１５を設けている。この図の処理槽１は、底部に多孔性の底板１８を設けて、底板１８の下方に攪拌装置１５の攪拌羽根１６を設けている。攪拌装置１５は、攪拌羽根１６をモータ１７で回転して、内部の第１の流体２０を攪拌する。さらに、処理槽１は、底部に第１の流体２０を排出する排出部１Ａを設けて、この排出部１Ａに排出弁５３を連結して設けている。

流体供給機構２は、処理槽１に組電池１０を浸漬させる非導電性の第１の流体２０を供給する。この第１の流体２０には、好ましくは水を使用する。安価で安定しているからである。ただ、第１の流体には、水以外の液体や気体であって、導電物質を添加しない状態で組電池を配置して、組電池の放電電流を１Ｃ以下、好ましくは０．１Ｃ以下、さらに好ましくは殆ど放電電流を流さない流体、すなわち導電率の小さい流体を使用する。この第１の流体には、例えば、電気抵抗率（Ω・ｃｍ）を５０００Ω・ｃｍ以上とする非導電液や気体が使用できる。非導電液には、メチルエチルケトン、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、フッ素系の不活性液体（フロリナート［登録商標］）等が使用できる。また、非導電性の気体には、窒素ガスや空気などが使用できる。

以下、図１の処理装置は、非導電性の第１の流体２０に水を使用する。したがって、図１の処理装置の流体供給機構２は、水道水を蓄える水タンク２１と、この水タンク２１に蓄える水道水を吸入して処理槽１に供給する水ポンプ２２と、この水ポンプ２２の出力側に連結している給水弁２３とを備える。この流体供給機構２は、水ポンプ２２を運転する状態で給水弁２３を開いて、水道水を処理槽１に供給する。さらに、図の流体供給機構２は、処理槽１の液面レベルを検出するレベルセンサ２４を備えている。制御機構４は、レベルセンサ２４で液面レベルを検出して、水ポンプ２２の運転と給水弁２３の開閉を制御する。すなわち、処理槽１に第１の流体２０を供給している状態で、レベルセンサ２４が所定の液面レベルまで水が供給されたことを検出すると、水ポンプ２２の運転を停止して、給水弁２３を閉じる。制御機構４は、必ずしもレベルセンサ２４を設けることなく、たとえば、水ポンプ２２をあらかじめ設定している時間運転した後、停止して、処理槽１に所定の液面レベルまで水を供給することができる。図１の流体供給機構２は、水タンク２１の水道水を水ポンプ２２で処理槽１に供給するが、水タンクと水ポンプを設けることなく、水道水の配管に給水弁を連結して、給水弁から処理槽に水道水を供給することもできる。

導電物質供給機構３は、組電池１０を浸漬している処理槽１の水に導電物質３０を添加して、導電率を高くする。これにより、第１の流体の導電性を向上させることができる。図の導電物質供給機構３は、導電物質３０を、水に塩化ナトリウムを溶解している導電液３０Ａの塩水とする。導電液３０Ａに塩水を使用する方法は、導電物質３０を安価にでき、また、組電池１０を安全に放電できる。だたし、本発明の処理方法は、導電液を塩水には特定しない。導電液には、たとえば、電気抵抗率を、たとえば２０００Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０００Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは５００Ω・ｃｍ以下とする全ての液体、たとえば、炭酸水素ナトリウム水溶液、ＬＬＣ溶液や希釈したＬＬＣ溶液、イオン液体なども使用できる。

さらに、本発明の処理方法は、導電物質を、液体である導電液には特定しない。導電物質には、第１の流体に添加する状態で、組電池を強制的に放電できるように、第１の流体の導電率を大きくできる物質、例えば、非導電液の第１の流体に添加されて溶解される固体、あるいは非導電性の気体である第１の流体に噴霧される霧状や粉粒状の流体等とすることもできる。非導電液の第１の流体に溶解されて第１の流体の導電率を高くする固体の導電物質には、塩化ナトリウムや水酸化ナトリウム等の電解質の固形や粉末が使用できる。また、非導電性の気体である第１の流体に噴霧される霧状や粉粒状の流体には、前述の導電液を霧状に噴霧したミストや、金属の微細な粉末を粉粒状に噴霧した流体、あるいは、微細な金属粉と導電液のミストを混合した流体等が使用できる。

図１の処理装置は、導電物質３０である導電液３０Ａを塩水としている。この導電物質供給機構３は、導電液３０Ａを蓄えている導電液タンク３１と、この導電液タンク３１の導電液３０Ａを処理槽１に供給する導電液ポンプ３２と、この導電液ポンプ３２の排出側に連結している導電液３０Ａの供給弁３３とを備えている。導電液ポンプ３２の運転と供給弁３３の開閉は、制御機構４にコントロールされて、処理槽１の第１の流体２０に導電物質３０を添加する。

導電液タンク３１は、塩化ナトリウム濃度を３重量％とする塩水を蓄えている。この塩水の電気抵抗率は約３０Ω・ｃｍとなる。導電液タンク３１には、たとえば、電気抵抗率を２０Ω・ｃｍ以上であって、１００Ω・ｃｍ以下とする塩水を蓄えて、処理槽１の第１の流体２０に添加することができる。導電液タンク３１の塩水は、電気抵抗率が小さすぎると、言い換えると導電率が大き過ぎると、処理槽１に添加する塩水量が少なくなって拡散に時間がかかって、処理槽１に蓄えられる水の導電率が局部的に大きくなることがある。局部的に導電率が高くなる塩水が、組電池１０の出力端子のように高電圧が露出する部分などの近傍にあると、一時的に放電電流が大きくなる。反対に塩水の導電率が小さすぎると、処理槽１の第１の流体２０への供給量が多くなって、導電率を速やかに設定値まで高くできなくなる。したがって、導電液タンク３１の塩水は、処理槽１の第１の流体２０に速やかに拡散でき、かつ速やかに所定の導電率にできるように、前述の範囲に設定される。

導電液ポンプ３２は、ダイヤフラムポンプなどの定流量ポンプである。定流量ポンプは運転時間を制御して、塩水の供給量を設定値にコントロールできるので、処理槽１の塩化ナトリウム濃度を検出することなく、処理槽１の導電率を正確にコントロールできる。ただ、導電液ポンプには、必ずしも定流量ポンプを使用する必要はない。定流量ポンプでないポンプも、運転時間で供給量をコントロールできるからである。

制御機構４は、以下の工程で、流体供給機構２と導電物質供給機構３とをコントロールして、処理槽１に第１の流体２０を供給し、また導電物質３０を供給する。

（１）処理槽１に組電池１０をセットする状態で、流体供給機構２を制御して、処理槽１に組電池１０を浸漬する液量の水を供給する。流体供給機構２は、放電処理する組電池１０をセットした処理槽１に水を供給し、あるいは組電池１０をセットする前に処理槽１に所定量の水を供給することもできる。処理槽１にセットされる組電池１０は、複数の二次電池１１を外装ケース１２に収納して出力端子１３を外部に設けたもの、あるいは、出力端子１３にワイヤーハーネス（図示せず）を接続したものである。

この工程において、制御機構４は、給水弁２３を開いて水ポンプ２２を運転して、水タンク２１の水道水を処理槽１に供給する。制御機構４は、レベルセンサ２４で水の液面レベルを検出し、処理槽１に組電池１０を浸漬する水量が供給されると、水ポンプ２２の運転を停止して給水弁２３を閉じる。

（２）その後、制御機構４は、導電物質供給機構３を制御して、処理槽１に導電物質３０を供給する。処理槽１に導電物質３０を供給する状態で、制御機構４は攪拌羽根１６をモータ１７で回転して、処理槽１の第１の流体２０を攪拌状態とする。この工程において、制御機構４は、供給弁３３を開く状態で、導電液ポンプ３２を運転して、導電液タンク３１の塩水を処理槽１に供給する。制御機構４は、導電液ポンプ３２の運転時間で塩水の供給量をコントロールして、処理槽１の導電率を設定値にコントロールする。たとえば、制御機構４は、処理槽１の水量の１／１０の塩水（塩分濃度３重量％）を供給するように、導電液ポンプ３２の運転時間を制御して、処理槽１の水の塩化ナトリウム濃度を０．３重量％とする。制御機構４は、処理槽１に添加する導電液３０Ａの量と、添加する時間とをメモリ４０に記憶しており、このメモリ４０に記憶するように、導電液３０Ａの塩水を処理槽１に添加する。

以上のように、処理槽１に水道水を入れて組電池１０を浸漬する状態で、水道水に塩水を添加して水の導電率を高くして組電池１０を放電すると、組電池１０は導電率が高く調整された導電性の水に放電されて、時間と共に電圧が低下する。この状態を図２のグラフに示している。出力電圧を数百Ｖとする組電池１０は、この図で示す特性で電圧が低下して、約５時間で出力電圧が１Ｖ以下とほぼ完全に放電される。

以上の方法は、水道水に塩水を添加して水の導電率を高くして組電池を放電するが、組電池を浸漬している水に、所定の時間毎に複数回に分けて塩水を供給して、水の導電率を次第に高くして組電池を放電することもできる。この方法は、たとえば、制御機構４で導電液ポンプ３２を制御して、処理槽１の水量の１／１０の塩水を供給して処理槽１の水の塩化ナトリウム濃度を０．３重量％とし、その後１０分経過する毎に、同じ水量の塩水を３回添加して、処理槽１の水の塩化ナトリウム濃度を、０．３重量％から、０．５重量％、０．７重量％、０．９重量％と多くして、処理槽１の水の導電率を高くして組電池１０を放電する。この方法は、組電池１０が放電されて残容量が減少し、電圧が低下し、あるいは内部抵抗が増加するにしたがって、水の導電率を高くして放電電流の減少を少なくできるので、組電池１０をより速やかに放電できる。

以上のように、処理槽１の第１の流体２０の導電率を次第に高くする方法は、速やかに、しかも安全に高電圧の組電池１０を完全に放電できる。処理槽１の第１の流体２０の導電率を次第に高くする方法は、以上の処理方法のように、所定の時間毎に導電物質３０を添加して、段階的に導電率を高くし、あるいは連続的に導電物質３０を処理槽１の水に添加して、導電率を連続的に高くすることもできる。連続的に導電物質３０を添加する方法は、処理槽１の水に単位時間に添加する塩水、すなわち導電液３０Ａの流量をコントロールして、処理槽１の水の導電率を次第に大きくする。ただ、本発明の処理方法は、必ずしも以上のように次第に処理槽１の第１の流体２０の導電率を高くすることなく、処理槽に一度に導電物質を添加して導電率を高くして放電することもできる。

さらに、制御機構４は、処理槽１の第１の流体２０に添加する導電物質３０の添加量、すなわち、処理槽１の流体の導電率を、組電池１０の出力電圧でコントロールすることで、高電圧の組電池１０をより安全に、しかも速やかに放電できる。この制御機構４は、組電池１０の出力電圧に対して、処理槽１の流体の導電率をコントロールする特性、すなわち、処理槽１に導電物質３０を添加する量と時間とをメモリ４０に記憶している。この制御機構４は、出力電圧の高い組電池１０は、処理槽１の第１の流体２０の導電率の上昇を緩やかに上昇させるように制御して、すなわち、導電物質３０の添加量を少なくして、組電池１０を安全に放電する。ただ、組電池１０が放電されて電圧が低下する状態では、導電物質３０の添加量を多くして、速やかに放電させる。

また、制御機構４は、処理槽１の第１の流体２０に添加する導電物質３０の添加量、すなわち、処理槽１の流体の導電率を、組電池１０の定格容量（Ａｈ）でコントロールして、定格容量（Ａｈ）の大きい組電池１０をより安全に、しかも速やかに放電できる。この制御機構４は、組電池１０の定格容量（Ａｈ）に対して、処理槽１の流体の導電率をコントロールする特性、すなわち、処理槽１に導電物質３０を添加する量と時間とをメモリ４０に記憶している。この制御機構４は、定格容量（Ａｈ）の大きい組電池１０は、処理槽１の第１の流体２０の導電率を上昇させる割合を大きくするように制御して、すなわち、導電物質３０の添加量を多くして、定格容量（Ａｈ）の大きい組電池１０を速やかに放電する。

さらに、制御機構４は、組電池１０を浸漬している第１の流体２０の導電率、すなわち処理槽１の流体の導電率を検出して、導電物質３０の添加量をコントロールすることもできる。この制御機構４は、導電物質３０の添加量と時間に対する第１の流体の導電率をメモリ４０に記憶しており、メモリ４０に記憶されるように、時間が経過するにしたがって、処理槽１の流体の導電率をコントロールする。

さらに、制御機構４は、処理槽１の流体の導電率を検出する導電率センサ４１を備えることができる。この制御機構４は、組電池１０を浸漬してなる第１の流体２０の導電率を導電率センサ４１で検出しながら、導電物質供給機構３を制御して導電物質３０の添加量を調整して、組電池１０を浸漬する第１の流体２０の導電率をコントロールする。図１の処理槽１は、導電物質３０が添加された第１の流体２０の導電率を検出する導電率センサ４１を備えている。この導電率センサ４１は、導電物質３０が添加された第１の流体２０の電池抵抗から特定される導電率を検出して制御機構４に出力する。制御機構４は、導電率センサ４１で検出される導電率が所定の値となるように導電物質供給機構３を制御して、導電物質３０が添加された流体の導電率を正確にコントロールすることができる。ただし、導電率センサは、必ずしも導電物質３０が添加された流体の電気抵抗から導電率を特定するセンサには限定しない。例えば、導電液を塩水とする場合、塩水が添加された流体の塩水濃度から流体の導電率を特定することもできるからである。したがって、導電率センサには、流体の塩水濃度を検出する濃度センサを使用することもできる。

さらに、図１に示す制御機構４は、処理槽１の流体の温度を検出する水温センサ４２も備えている。この水温センサ４２は、処理槽１の流体の水温を検出して制御機構４に出力する。この処理装置は、組電池１０の放電により、処理槽１の流体が異常な温度に上昇すると、このことを水温センサ４２を介して速やかに検出できるので、安全性を向上できる。

以上の処理装置は、制御機構４で導電物質供給機構３を制御して、処理槽１に導電液３０Ａの導電物質３０を添加する。ただ、本発明の処理方法は、導電物質を必ずしも導電液とする必要はなく、導電物質を、第１の流体に溶解されて第１の流体の導電率を高くする導電性固形物とすることができる。導電性固形物は、たとえば、塩化ナトリウムを圧縮成形し、あるいはバインダーで固形状に成形した錠剤である。導電性固形物は、処理槽１の水に供給する個数で、水の導電率をコントロールできる。導電性固形物は、自動的に供給することができるが、ユーザーが処理槽１に投入して、導電率を調整することもできる。このように、導電性固形物を、処理槽１の水に供給する方法は、処理槽１に供給された導電性固形物が経時的に溶解することにより、処理槽１の第１の流体２０の導電率を次第に高くすることができる。

また、導電物質３０には粉末状の塩化ナトリウムも使用できる。この導電物質３０は、所定の重量の塩化ナトリウム粉末を、組電池１０を浸漬している処理槽１の水に添加して、水の導電率をコントロールして組電池１０を放電させる。このように、粉末状の塩化ナトリウムを処理槽１の水に添加する方法は、導電性固形物に比較して短時間で水に溶解することができるので、処理槽１の第１の流体２０の導電率を速やかに高くすることができる。

以上の処理方法は、組電池１０を導電性の流体中で放電させる状態では、導電物質３０が添加された流体が組電池１０の放電によって電気分解されて、水素ガスを発生することがある。このとき、発生した水素ガスが、処理槽１を配置してなる処理室９の内部に充満すると、水素爆発を起こす危険性がある。図に示す処理装置は、このような事態を阻止するために、処理室９の内部に水素ガス濃度を検出する水素濃度センサ４３を備えている。この水素濃度センサ４３は、処理室９の内部における水素濃度を検出して制御機構４に出力する。水素濃度センサ４３が検出する水素ガスの濃度が設定値よりも高くなると、制御機構４は、このことをアラームやランプ等の手段で外部に通知してユーザーに知らせる。

さらに、図に示す処理装置は、処理室９の内部を換気するために、処理室９の上部に換気装置４５を備えている。図の処理室９は、天面９Ａを部分的に開口して外部に連結されたダクト４４を設けており、このダクト４４に換気装置４５を配置している。図の換気装置４５は、処理室９の内部の気体を外部に強制送風するファン４６と、このファン４６を回転させるモータ４７とを備えている。モータ４７は、制御機構４で運転が制御される。換気装置４５は、処理室９内の水素濃度が所定の濃度以上に高くなると運転が開始されて、処理室９内の水素ガスを外部に排気し、処理室９内に水素ガスが充満されるのを阻止する。ただ、換気機構は、必ずしも水素濃度が高い場合にのみ運転させることなく、組電池１０を放電処理している処理中において運転させることができる。組電池１０の放電処理中においては、電気分解等により、水素ガス以外のガスが発生することもある。したがって、組電池１０の放電処理中に、換気装置４５を運転させることで、これらのガスを処理室９の外部に排気して処理室９内の環境を改善できる。

さらに、図に示す処理装置は、処理槽１に浸漬された組電池１０の処理状態を外部から観察できるように、監視カメラ４８を処理槽１の上方に配置している。図に示す処理装置は、処置室９の天面９Ａに監視カメラ４８としてＣＣＤカメラを配置している。この処理装置は、処理槽１で処理される組電池１０を、処理室９に配置された監視カメラ４８で監視できるので、ユーザーは処理室９の内部で監視することなく、監視カメラ４８から伝送される映像を別室のモニターで監視して、安全に処理作業できる。

以上のようにして、組電池１０が完全に放電されると、処理槽１内の流体は、処理槽１の底部に連結した排出弁５３を開放して外部に排出される。ただ、放電処理後の流体には、電気分解等の化学反応によって生じた物質が固体や液体の状態で含有され、あるいは発生した気体が流体に溶解された状態で含有されている。したがって、放電処理後の流体は、廃液タンク５１に集められた後、廃液処理される。図に示す処理装置は、処理槽１の処理済みの流体を廃棄するために、処理槽１の排出側に廃液機構５を備えている。図の廃液機構５は、処理槽１から排出される廃液５０を貯留する廃液タンク５１と、処理槽１から排出される廃液５０を廃液タンク１に供給する廃液ポンプ５２とを備える。この廃液機構５は、排出弁５３を開いて処理槽１内の流体を排出する状態で、廃液ポンプ５２を運転させて廃液タンク５１に供給する。廃液タンク５１に集められた廃液５０は、所定の廃棄処理が行われる。

以上の組電池の処理方法は、図３に示すフローチャートで、以下のようにして組電池を放電処理する。ただし、以下に示す処理方法は、第１の流体を水道水とし、導電物質を導電液である塩水とする例を示している。ここで、図３のフローチャートは、所定の時間毎に塩水を添加して、第１の流体である水道水の導電率を段階的に高くする例を示している。
［ｎ＝１のステップ］
処理槽１に組電池１０をセットする。
［ｎ＝２のステップ］
制御機構４が流体供給機構２を制御して、処理槽１に水を供給する。制御機構４は、給水弁２３を開いて、水ポンプ２２を運転し、水タンク２１の水道水を処理槽１に供給する。
［ｎ＝３、４のステップ］
処理槽１に組電池１０を浸漬する量の水が供給されたかどうかを判定する。制御機構４は、レベルセンサ２４で水の液面レベルを検出し、処理槽１に組電池１０を浸漬する量の水が供給されるまで、このステップをループする。処理槽１に組電池１０を浸漬する量の水が供給されると、制御機構４は、水ポンプ２２の運転を停止して給水弁２３を閉じる。
［ｎ＝５のステップ］
制御機構４が導電物質供給機構３を制御して、処理槽１に導電液３０Ａである塩水を供給する。制御機構４は、供給弁３３を開く状態で、導電液ポンプ３２を運転して、導電液タンク３１の塩水を処理槽１に供給する。
［ｎ＝６、７のステップ］
制御機構４は、導電液ポンプ３２の運転時間で塩水の供給量をコントロールして、処理槽１の導電率を設定値にコントロールする。制御機構４は、タイマー（図示せず）で導電液ポンプ３２の運転時間をカウントし、所定量の塩水を処理槽１に供給する。タイマーがカウントアップして所定量の塩水が処理槽１に供給されると、制御機構４は、導電液ポンプ３２の運転を停止して供給弁３３を閉じる。
［ｎ＝８〜１０のステップ］
１０分が経過した後、処理槽１内の流体の塩水濃度、すなわち、塩水が添加された流体の塩化ナトリウム濃度を検出し、処理槽１内の流体の濃度が所定の濃度になったかどうかを判定する。
処理槽１内の流体の塩水濃度が所定の濃度になるまで、ｎ＝６〜９のステップをループして、所定の時間毎に塩水を添加して、段階的に塩水濃度を高くする。
処理槽１内の流体の塩水濃度が所定の濃度になると、ｎ＝１０のステップに進み、塩水の供給を終了する。
［ｎ＝１１のステップ］
処理槽１内の流体の温度と処理室９内の水素濃度を検出しながら、組電池１０の放電を継続する。
［ｎ＝１２、１３のステップ］
検出された処理槽１内の流体の温度や処理室９内の水素濃度に異常があるかどうかを判定する。流体の温度や水素濃度に異常があると、ｎ＝１３のステップに進み、異常処理を行う。流体の温度や水素濃度に異常がないと、ｎ＝１４のステップに進む。
［ｎ＝１４のステップ］
組電池１０の放電が開始されてから所定の時間が経過したかどうかを判定する。所定の時間が経過するまで、ｎ＝１１、１２、１４のステップをループして、組電池１０の放電を継続する。
［ｎ＝１５のステップ］
組電池１０の放電が開始されてから所定の時間が経過すると、組電池１０が十分に放電されたと判定して、組電池１０の放電を終了する。
［ｎ＝１６のステップ］
制御機構４が廃液機構５を制御して、処理槽１内の流体を排出する。制御機構４は、排出弁５３を開くと共に、排出ポンプ５２を運転して処理槽１内から流体を排出し、排出された流体を廃液５０として廃液タンク５１に集める。
［ｎ＝１７のステップ］
流体が排出された処理槽１から、放電処理された組電池１０を回収する。

さらに、本発明の処理方法は、処理槽に配置された組電池を浸漬する非導電性の第１の流体を気体とし、気体である非導電性の第１の流体に添加する導電物質を、導電性を有する霧状や粉粒状の流体とすることができる。この処理方法は、密閉された処理槽の内部に、非導電性の第１の流体として窒素ガスや空気を充満させて、この気体内に組電池を配置すると共に、第１の流体に添加する導電物質として、塩水の導電液をノズルから霧状に噴霧して、処理槽内の組電池を放電させる。この処理方法は、処理槽内に漂う導電液の微細なミストを媒体として、組電池を放電させる。さらに、この処理方法は、第１の流体に添加する流体を、微細な金属粉、例えば、アルミニウムの微細な粉末からなる粉粒体とし、この粉粒体を処理槽内に噴射して、処理槽内に漂う微細な金属粉の流体を媒体として、組電池を放電させることもできる。さらに、処理方法は、第１の流体に添加する流体を、微細な金属粉の粉粒体と導電液のミストを混合した流体とし、これらの混合流体を処理槽内に噴霧して、組電池を放電させることもできる。

本発明の組電池の処理方法は、多数の二次電池を積層して出力を高くしてなる組電池を安全かつ速やかに放電させて処理できることから、電動車両の走行用バッテリ、及び自然エネルギーや深夜電力の蓄電用バッテリなどを処理する方法として好適に利用される。

１…処理槽 １Ａ…排出部
２…流体供給機構
３…導電物質供給機構
４…制御機構
５…廃液機構
９…処理室 ９Ａ…天面
１０…組電池
１１…二次電池
１２…外装ケース
１３…出力端子
１５…攪拌装置
１６…攪拌羽根
１７…モータ
１８…底板
２０…第１の流体
２１…水タンク
２２…水ポンプ
２３…給水弁
２４…レベルセンサ
３０…導電物質 ３０Ａ…導電液
３１…導電液タンク
３２…導電液ポンプ
３３…供給弁
４０…メモリ
４１…導電率センサ
４２…温度センサ
４３…水素濃度センサ
４４…ダクト
４５…換気装置
４６…ファン
４７…モータ
４８…カメラ
５０…廃液
５１…廃液タンク
５２…排出ポンプ
５３…排出弁

Claims (13)

1. 複数の二次電池を直列に接続してなる組電池を放電させる処理方法であって、
   組電池を非導電性の第１の流体中に配置した後、該第１の流体の導電性を向上させる導電物質を添加することを特徴とする組電池の処理方法。
2. 前記組電池を浸漬している前記第１の流体の導電率を次第に高くするように、前記導電物質を添加する請求項１に記載される組電池の処理方法。
3. 前記組電池を浸漬している前記第１の流体に連続的に導電物質を添加して、該第１の流体の導電率を連続的に高くすることを特徴とする請求項２に記載される組電池の処理方法。
4. 前記組電池を浸漬している前記第１の流体に、所定の時間経過すると所定量の導電物質を添加して、該第１の流体の導電率を段階的に高くすることを特徴とする請求項１又は２に記載される組電池の処理方法。
5. 前記第１の流体に水を使用し、前記導電物質に塩化ナトリウムを使用する請求項１から４のいずれかに記載される組電池の処理方法。
6. 前記組電池を浸漬してなる第１の流体を攪拌して、前記組電池を放電する請求項１から５のいずれかに記載される組電池の処理方法。
7. 前記組電池を浸漬してなる第１の流体に添加する導電物質の添加量を、前記組電池の出力電圧でコントロールする請求項１から６のいずれかに記載される組電池の処理方法。
8. 前記組電池を浸漬してなる第１の流体に添加する導電物質の添加量を、前記組電池の定格容量（Ａｈ）でコントロールする請求項１から６のいずれかに記載される組電池の処理方法。
9. 前記組電池を浸漬してなる第１の流体の導電率を検出して、前記導電物質の添加量をコントロールする請求項１から８のいずれかに記載される組電池の処理方法。
10. 前記導電物質が導電性を有する液体である導電液で、該導電液をポンプでもって前記組電池を浸漬している第１の流体に添加して該第１の流体の導電率をコントロールする請求項１から９のいずれかに記載される組電池の処理方法。
11. 前記導電物質が第１の流体に溶解されて第１の流体の導電率を高くする導電性固形物で、該導電性固形物を前記組電池を浸漬してなる第１の流体に添加して、第１の流体の導電率をコントロールする請求項１から９のいずれかに記載される組電池の処理方法。
12. 前記組電池が、複数の二次電池を外装ケースに収納して出力端子を外部に設けてなる組電池である請求項１から１１のいずれかに記載される組電池の処理方法。
13. 前記組電池が、電動車両を走行させる走行用バッテリである請求項１から１２のいずれかに記載される組電池の処理方法。

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