JPWO2014122776A1 - Control device and control method for lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
本発明の課題は、リチウムイオン二次電池の過放電を防ぎ、出力を最大限取りだす放電制御装置及び制御方法を提供することである。本発明は、放電電圧曲線に2つ以上のプラトーを有するリチウムイオン二次電池(20)の放電終止電圧を2つ以上設定する制御装置(27)である。例えば、第1放電終止電圧が第2放電終止電圧よりも低く、放電時に2.5V以上3V以下で2次プラトー(電圧変化速度:0.1mV/s以上10mV/s以下)を検出した場合は該第1放電終止電圧値まで放電し、放電時に2次プラトーを検出しなかった場合は該第2放電終止電圧まで放電する。An object of the present invention is to provide a discharge control device and a control method that prevent overdischarge of a lithium ion secondary battery and obtain the maximum output. The present invention is a control device (27) for setting two or more discharge end voltages of a lithium ion secondary battery (20) having two or more plateaus in a discharge voltage curve. For example, when the first discharge end voltage is lower than the second discharge end voltage and a secondary plateau (voltage change rate: 0.1 mV / s to 10 mV / s) is detected at 2.5 V to 3 V during discharge When discharging to the first discharge end voltage value and no secondary plateau is detected at the time of discharge, discharging is performed to the second discharge end voltage.
Description
本発明は、例えばリチウムイオン二次電池の電圧を検出して該検出した電圧に基づいて充放電を制御するリチウムイオン二次電池の制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a lithium ion secondary battery that detects, for example, the voltage of a lithium ion secondary battery and controls charging and discharging based on the detected voltage.
ハイブリッド自動車等への適用のため、リチウムイオン二次電池あるいはキャパシタなどの電源装置の開発が盛んである。近年では、二酸化炭素削減などの環境問題の観点から、ハイブリッド自動車への実用化の期待が高まり、電池性能向上や電池制御技術の進歩は著しいものである。そして、リチウムイオン電池の信頼性・安全性に注目が集まっている。 Development of power supply devices such as lithium ion secondary batteries or capacitors has been extensive for application to hybrid vehicles. In recent years, from the viewpoint of environmental problems such as carbon dioxide reduction, the expectation of practical application to hybrid vehicles has increased, and the improvement of battery performance and battery control technology has been remarkable. Attention has been focused on the reliability and safety of lithium ion batteries.
たとえば、過放電により負極電位が約3.0V以上、(電池電圧が約0.6V以下、正極3.6V以下)になった場合、集電板を構成する銅が溶出して、正極の異常や缶の溶解、液漏れ、発火、破裂が懸念される。 For example, if the negative electrode potential is about 3.0 V or more due to overdischarge (battery voltage is about 0.6 V or less, positive electrode 3.6 V or less), the copper that constitutes the current collector plate will elute, causing abnormalities in the positive electrode or There are concerns about dissolution, leakage, ignition and rupture.
リチウムイオン二次電池の過放電対策として、保護素子または保護回路等の二次的な機器による電圧の制御がなされている。 As a countermeasure against overdischarge of a lithium ion secondary battery, voltage control is performed by a secondary device such as a protection element or a protection circuit.
しかしながら、一般的な炭素系の負極とリチウム遷移金属酸化物系の正極を用いた電池の場合、放電末期(たとえば3V以下)は抵抗が高く、電圧が低くなるに従い放電速度は速くなり、電圧による過放電の検出、制御は困難となる。 However, in the case of a battery using a general carbon-based negative electrode and a lithium transition metal oxide-based positive electrode, the resistance is high at the end of discharge (for example, 3 V or less), and the discharge rate increases as the voltage decreases. It becomes difficult to detect and control overdischarge.
このような状態下で、過放電時に検出に遅れが生じた場合、銅の溶出が懸念される電圧0.6V以下になってしまう可能性が高い。従って、放電時の下限電圧を高めに設定しなければならず、特に出力の低下を招く。 In such a state, if a delay occurs in detection during overdischarge, there is a high possibility that the voltage will be 0.6 V or less at which copper elution is a concern. Therefore, the lower limit voltage at the time of discharge must be set higher, and the output is particularly lowered.
本発明の目的は、リチウムイオン二次電池の過放電を防ぎ、出力を最大に取り出すことのできる制御装置及び制御方法を提供する。 The objective of this invention provides the control apparatus and control method which can prevent the overdischarge of a lithium ion secondary battery and can take out output to the maximum.
本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、放電電圧曲線に2つ以上のプラトーをもたせ、放電曲線の状態によって、放電終止電圧を適正に制御することにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by giving two or more plateaus to the discharge voltage curve and appropriately controlling the discharge end voltage according to the state of the discharge curve. The headline and the present invention were completed.
本発明のリチウムイオン二次電池の制御方法は、放電中に2次プラトーを検出した場合に第2放電終止電圧まで放電させ、2次プラトーを検出しなかった場合に第1放電終止電圧まで放電させることを特徴としている。 The lithium ion secondary battery control method of the present invention discharges to the second discharge end voltage when the secondary plateau is detected during discharge, and discharges to the first discharge end voltage when the secondary plateau is not detected. It is characterized by letting.
本発明によれば、リチウムイオン二次電池の放電曲線によって放電終止電圧を設定することで過放電を防ぎ、出力を最大取りだす放電制御装置及び制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the discharge control apparatus and control method which prevent overdischarge by setting discharge end voltage with the discharge curve of a lithium ion secondary battery, and take out the maximum can be provided.
本発明の第1の態様は、例えば電流値1Cにおいて放電電圧曲線に2つ以上のプラトーを有するリチウム二次電池であって放電終止電圧が2つ以上あることを特徴とする二次電池の制御システムである。 A first aspect of the present invention is a lithium secondary battery having, for example, two or more plateaus in a discharge voltage curve at a current value of 1 C, and having two or more discharge end voltages, and controlling the secondary battery System.
第1の態様では、放電電圧曲線に2つ以上のプラトーをもたせることで放電末期の3V以下の放電速度が緩和されることから、負極集電体に用いた銅の溶出電圧にいたる直前まで放電が可能となり、放電終止電圧を低く設定することができる。 In the first aspect, by giving two or more plateaus to the discharge voltage curve, the discharge rate of 3 V or less at the end of discharge is alleviated, so that the discharge is performed until just before the elution voltage of copper used for the negative electrode current collector. Therefore, the discharge end voltage can be set low.
一方で、電流値が大きい場合(10C)は、抵抗の影響により、3V以下のプラトーが消滅してしまうため放電終止電圧を高く設定する。すなわち、放電曲線によって放電終止電圧を設定することで過放電を防ぎ、出力を最大限取り出す放電制御方法を提供することができる。また、3V以下にプラトーが1つしかない電池系では、平均電圧が低く、エネルギー密度、出力が低い電池となってしまうため好ましくない。 On the other hand, when the current value is large (10C), the plateau of 3V or less disappears due to the influence of resistance, so the discharge end voltage is set high. That is, it is possible to provide a discharge control method that prevents overdischarge and sets the output to the maximum by setting the discharge end voltage according to the discharge curve. In addition, a battery system having only one plateau at 3 V or less is not preferable because the battery has a low average voltage and low energy density and output.
第2の態様では、前記リチウム二次電池であって第2放電終止電圧値が第1放電終止電圧値よりも低い、二つの放電終止電圧値を有し、放電時に、電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下となる一つ目のプラトー(1次プラトー)を検出し、さらに電池電圧2.5V以上3V以下に電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下となる二つ目のプラトー(2次プラトー)を検出した場合は、該第2放電終止電圧値まで放電し、放電時に二つ目のプラトーを検出しなかった場合は、該第1放電終止電圧まで放電することを特徴とする二次電池の制御方法である。 In the second aspect, the lithium secondary battery has two discharge end voltage values, the second discharge end voltage value being lower than the first discharge end voltage value, and the voltage change rate is 0.1 mV during discharge. The first plateau (primary plateau) that is 10 mV / s to 10 mV / s is detected, and the battery voltage is 2.5 V to 3 V, and the voltage change rate is 0.1 mV / s to 10 mV / s. When the plateau of the eye (secondary plateau) is detected, discharge is performed up to the second discharge end voltage value, and when the second plateau is not detected during discharge, discharge is performed up to the first discharge end voltage. A control method for a secondary battery.
第3の態様は、第1の態様のリチウムイオン二次電池を1個または2個以上で構成された電池部と、前記各リチウムイオン二次電池の電圧を検出し電池状態を制御する電池制御部とを備えたことを特徴とする二次電池の制御システムである。 A third aspect includes a battery unit configured by one or more of the lithium ion secondary batteries of the first aspect, and battery control for detecting a voltage of each lithium ion secondary battery and controlling a battery state. And a secondary battery control system.
第1の態様のリチウム電池の正負極材料は、オリビンマンガン鉄単体、若しくは、オリビンマンガン鉄、オリビン鉄、固溶体正極活物質(Li2MO3−LiM’O2固溶体(Mは、Mn、Ti、Zrから選ばれる1種類以上の元素、M’はNi、Co、Mn、Fe、Ti、Zr、Al、Mg、Cr、Vから選ばれる1種類以上の元素))の少なくとも1つを混合した2種類以上の正極材料を用いているか、または、黒鉛又は非晶質炭素単体、若しくは、黒鉛又は非晶質炭素、チタン酸リチウム、酸化鉄、シリコン、酸化スズの少なくとも1つを混合した2種類以上の負極材料を用いていることを特徴とする。すなわち、放電曲線に2つ以上のプラトーを持たせることで放電電圧変化によって放電終止電圧を設定することができ、過放電を防ぎ、出力を最大取り出す放電制御装置及び制御方法を提供することができる。The positive and negative electrode materials of the lithium battery of the first aspect are olivine manganese iron alone, or olivine manganese iron, olivine iron, solid solution positive electrode active material (Li 2 MO 3 -LiM′O 2 solid solution (M is Mn, Ti, 1 or more elements selected from Zr, M ′ is a mixture of at least one element selected from Ni, Co, Mn, Fe, Ti, Zr, Al, Mg, Cr, and V)) More than two kinds of positive electrode materials are used, or graphite or amorphous carbon alone, or at least one of graphite or amorphous carbon, at least one of lithium titanate, iron oxide, silicon, tin oxide is mixed The negative electrode material is used. That is, by providing two or more plateaus in the discharge curve, the discharge end voltage can be set by changing the discharge voltage, and it is possible to provide a discharge control device and a control method for preventing overdischarge and taking out the maximum output. .
以下、図面を参照して、本発明を適用した円筒型リチウムイオン二次電池を備えた二次電池システムの実施の形態について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a secondary battery system including a cylindrical lithium ion secondary battery to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(構成)
図1に示すように、二次電池モジュール40は、円筒型リチウムイオン二次電池20で構成された電池部25と、各リチウムイオン二次電池20の電池状態を制御するための電池制御部27と、を備えている。(Constitution)
As shown in FIG. 1, the
電池部25は、本例では、6個のリチウムイオン二次電池20が直列に接続され構成されている。電池制御部27は、中央演算処理装置のCPU、基本制御プログラムおよび種々の設定値等を記憶したROM、CPUのワークエリアとして働くと共に種々のデータを一時的に記憶するRAMおよびこれらを接続する内部バスを有するマイコンAで構成されている。このマイコンAは、図示を省略した電源供給部からの電源で作動する。
In this example, the
電池部25を構成する各リチウムイオン二次電池20は電池制御部27により電圧等が検出される。すなわち、最下位のリチウムイオン二次電池20の負極端子はグランドに接続されている。最上位のリチウムイオン二次電池20の正極端子はスイッチSW2の一端に接続されている。電池部25を構成する各リチウムイオン二次電池20の正極端子および最下位リチウムイオン二次電池20の負極端子は、各リチウムイオン二次電池20の電圧を測定する電圧測定回路29の入力側端子に接続されている。
The voltage etc. of each lithium ion
電圧測定回路29は、各リチウムイオン二次電池20の電圧を、負極端子を基準とした電圧に変換する差動増幅回路等により構成することができる。電圧測定回路29の出力側端子は、リチウムイオン二次電池20の電圧をA/D変換するためのマイコンAのA/D入力ポートに接続されている。また、電圧測定回路29は、マイコンAから電圧測定対象のリチウムイオン二次電池20の指定を受けるためにマイコンAの電池指定ポートに接続されている。従って、マイコンAは、各リチウムイオン二次電池20の電圧のデータを取り込むことが可能である。
The
各リチウムイオン二次電池20の正極端子は、容量調整用のバイパス抵抗R(各リチウムイオン二次電池で同一抵抗値)の一端に接続されており、バイパス抵抗Rの他端はリチウムイオン二次電池20の容量調整を行うスイッチSW1の一端に接続されている。スイッチSW1の他端は各リチウムイオン二次電池20の負極端子に接続されている。
The positive terminal of each lithium ion
また、スイッチSW1には、制御信号(ハイレベル信号、ローレベル信号)を出力するマイコンAの出力ポートが接続されている。従って、マイコンAからの制御信号によりスイッチSW1がオン状態とされることで、リチウムイオン二次電池20に流れる電流はバイパス抵抗Rにより熱消費され各リチウムイオン二次電池20の容量調整が可能である。
The switch SW1 is connected to an output port of the microcomputer A that outputs a control signal (high level signal, low level signal). Therefore, when the switch SW1 is turned on by the control signal from the microcomputer A, the current flowing through the lithium ion
また、マイコンAは、スイッチSW2に制御信号を出力する出力ポートを有している。スイッチSW2の他端は外部負荷32の一端に接続されており、外部負荷32の他端はグランドに接続されている。このため、マイコンAからの制御信号によりスイッチSW2がオン状態とされることで、外部負荷32には、二次電池モジュール40からの電力が供給される。
Further, the microcomputer A has an output port that outputs a control signal to the switch SW2. The other end of the switch SW2 is connected to one end of the
スイッチSW1、SW2には、例えば、スイッチ素子として機能するFETを用いることができる。すなわち、FETのゲートには、マイコンAの出力ポートが接続されている。従って、マイコンAの出力ポートからFETのゲートに微弱なハイレベル信号が入力されるとドレインとソースとの間に電流が流れ、スイッチSW1、SW2がオン状態となる。 As the switches SW1 and SW2, for example, FETs that function as switching elements can be used. That is, the output port of the microcomputer A is connected to the gate of the FET. Accordingly, when a weak high level signal is input from the output port of the microcomputer A to the gate of the FET, a current flows between the drain and the source, and the switches SW1 and SW2 are turned on.
電池部25を構成するリチウムイオン二次電池20は、図2に示すように、ニッケルメッキが施されたスチール製で有底円筒状の電池缶4を備えている。電池缶4には、正極板1および負極板2がセパレータ3を介して捲回された電極群Gが収容されている。
As shown in FIG. 2, the lithium ion
電極群Gの上側には、捲回中心のほぼ延長線上に正極板1からの電位を集電するためのアルミニウム製の正極集電リード部7が配されている。正極集電リード部7には、正極板1から導出された正極集電リード片5の端部が超音波接合されている。正極集電リード部7の上方には、正極外部端子となる円盤状の電池蓋9が配置されている。
On the upper side of the electrode group G, a positive electrode current collecting
電池蓋9は、スチール製の円盤状で中央部が上方に向けて突出した端子板と、アルミニウム製の円環状で中央部にガス排出用の開口が形成された平板とで構成されている。端子板の突出部と平板との間には、円環状の正極端子部11が配されている。正極端子部11は上面および下面がそれぞれ端子板の下面および平板の上面に接触している。正極端子部11の内径は、平板に形成された開口の内径より大きく形成されている。
The
平板の開口の上側には、電池内圧の上昇時に開裂する破裂弁10が開口を塞ぐように配されている。破裂弁10の周縁部は、正極端子部11の内縁部下面と平板とで挟まれている。端子板の周縁部と、平板の周縁部とが固定されている。平板の下面、すなわち、電池蓋9の底面(電極群G側の面)には、正極集電リード部7の上面が抵抗溶接で接合されている。
On the upper side of the opening of the flat plate, a
一方、電極群Gの下側には負極板2からの電位を集電するためのニッケル製の負極集電リード部8が配置されている。負極集電リード部8には、負極板2から導出された負極集電リード片6の端部が超音波接合されている。負極集電リード部8は、負極外部端子を兼ねる電池缶4の内底部に抵抗溶接で接合されている。
On the other hand, a negative electrode current collecting
また、電池缶4内には、非水電解液が注液されている。非水電解液には、本例では、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との体積比1:2の混合有機溶媒中に6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1モル/リットルの濃度になるように溶解させたものが用いられている。電池缶4の上部には、電池蓋9がガスケット12を介してカシメ固定されている。このため、リチウムイオン二次電池20の内部は密封されている。In addition, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery can 4. In this example, the non-aqueous electrolyte is 1 mol / liter of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in a mixed organic solvent having a volume ratio of 1: 2 of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC). What was dissolved so that it might become the density | concentration of a liter is used. A
電池缶4内に収容された電極群Gは、正極板1と負極板2とが、例えばポリエチレン製等の微多孔性のセパレータ3を介して正極板1、負極板2が互いに接触しないように捲回されている。正極集電リード片5と負極集電リード片6とがそれぞれ電極群Gの互いに反対側の両端面に配されている。電極群Gの外周面全周には、電池缶4との電気的接触を防止するために絶縁被覆が施されている。
The electrode group G accommodated in the battery can 4 is such that the positive electrode plate 1 and the
正極板1は、正極集電体としてアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の厚さは、本例では、20μmに設定されている。アルミニウム箔の両面には、正極活物質を含む正極合材が略均等に塗着されている。正極活物質には、本例では、オリビンマンガン鉄が用いられている。正極合材には、正極活物質以外に、導電材の黒鉛、バインダ(結着材)のポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFと略記する。)が配合されている。本例では、正極活物質、黒鉛、PVDFの配合割合が、80:15:5の重量比に調整されている。オリビンマンガン鉄は、放電曲線に二つのプラトー(1次プラトーと2次プラトー)がある特徴を有している。極板1は、混練機で混練された正極合材がアルミニウム箔に塗着され、乾燥後プレス機で圧延成型されている。アルミニウム箔の長寸方向一側の側縁には、正極集電リード片5が導出されている。 The positive electrode plate 1 has an aluminum foil as a positive electrode current collector. The thickness of the aluminum foil is set to 20 μm in this example. On both surfaces of the aluminum foil, a positive electrode mixture containing a positive electrode active material is applied substantially evenly. In this example, olivine manganese iron is used as the positive electrode active material. In addition to the positive electrode active material, the positive electrode composite material is mixed with graphite as a conductive material and polyvinylidene fluoride (hereinafter abbreviated as PVDF) as a binder (binder). In this example, the mixing ratio of the positive electrode active material, graphite, and PVDF is adjusted to a weight ratio of 80: 15: 5. Olivine manganese iron has a characteristic that there are two plateaus (primary plateau and secondary plateau) in the discharge curve. The electrode plate 1 is formed by applying a positive electrode mixture kneaded by a kneader to an aluminum foil, and after being dried, is rolled and formed by a press machine. A positive electrode current collecting lead piece 5 is led out to a side edge on one side in the longitudinal direction of the aluminum foil.
一方、負極板2は、負極集電体として銅箔を有している。銅箔の厚さは、本例では、10μmに設定されている。銅箔の両面には、負極活物質を含む負極合材が略均等に塗着されている。負極活物質には、本例では、黒鉛が用いられている。負極極活物質以外にバインダのPVDFが配合されている。本例では、負極活物質、PVDFの配合割合が、90:10の重量比に調整されている。
On the other hand, the
(電池組立)
リチウムイオン二次電池20の製造では、作製した正極板1と負極板2とを100℃で24時間真空乾燥させた後、セパレータ3を介して捲回し電極群Gを作製する。このとき、正極板1、負極板2が適切に対向し、かつ、正極集電リード片5と負極集電リード片6とが互いに反対方向に位置するように捲回する。(Battery assembly)
In the manufacture of the lithium ion
次に、正極集電リード片5の全てを正極集電リード部7に超音波接合し、負極集電リード片6の全てを負極集電リード部8に超音波接合した後、電極群Gの周囲に絶縁被覆を施す。そして、正極集電リード部7、負極集電リード部8がそれぞれ接続された電極群Gを、負極集電リード部8を底側に向けて電池缶4内に挿入する。
Next, all of the positive electrode current collector lead pieces 5 are ultrasonically bonded to the positive electrode current collector
それから、電極群Gの捲回中心部分に電極棒を通し負極集電リード部8と電池缶4の内底部とを抵抗溶接した後、正極集電リード部7と電池蓋9とを抵抗溶接で接合する。そして、電池缶4内に非水電解液を注液した後、電池缶4にガスケット12を介して電池蓋9をカシメ固定することで、電池容量が1Ah級のリチウムイオン二次電池20を完成させる。
Then, the electrode rod is passed through the winding center portion of the electrode group G, and the negative electrode current
(動作)
次に、二次電池モジュール40の充放電制御についてリチウムイオン二次電池20の電池状態制御を中心に説明する。(Operation)
Next, charge / discharge control of the
電池部25を構成する各リチウムイオン二次電池20を充電するときは、図示しない電源部が電池部25と並列接続される。電源部からの電力により各リチウムイオン二次電池20が充電される。このときのリチウムイオン二次電池20の充電状態SOCの演算について説明する。
When charging each lithium ion
マイコンAは、一定時間(例えば、30秒間)毎に1回の割合で、リチウムイオン二次電池20毎に開路電圧(OCV)のデータを検出する。すなわち、マイコンAは、電池指定ポートから電圧測定回路29に測定対象のリチウムイオン二次電池20を指定することで、A/D入力ポートを介して電圧測定回路29から測定対象のリチウムイオン二次電池20の開路電圧を取り込む。
The microcomputer A detects open circuit voltage (OCV) data for each lithium ion
マイコンAは、各開路電圧のデータから、ROMに予め記憶されており初期設定においてRAMに展開されている電池状態マップ(または関係式)により各リチウムイオン二次電池20の充電状態SOCを算出する。この電池状態マップでは、開路電圧および充電状態SOCが対応した状態でRAMに展開されている。また、マイコンAは、全リチウムイオン二次電池の平均充電状態を電池部25の充電状態SOCとして算出する。なお、電池部25の温度データをサーミスタ等で検出するようにし、充電状態SOCの算出時に温度補正を加えるようにすることも可能である。
The microcomputer A calculates the state of charge SOC of each lithium ion
また、マイコンAは、各リチウムイオン二次電池20について、(当該リチウムイオン二次電池20の充電状態SOC−全リチウムイオン二次電池20の平均充電状態)が5ポイントを超える(容量調整の対象となる)リチウムイオン二次電池20が存在するか否かを判断し、肯定判断のときは、当該リチウムイオン二次電池についてのみバイパス抵抗Rの抵抗値に依存する容量調整時間tをそれぞれ算出する。この容量調整時間tの分だけスイッチSW1をオン状態にして容量調整対象のリチウムイオン二次電池20にバイパス抵抗Rを接続することで、電池間の容量差を平均化する。電池部25の平均充電状態が100%、すなわち、満充電状態に達したときに、マイコンAは、充電終了と判断し、充電終了を不図示の報知手段で外部に報知する。このとき、図示しない電源部と電池部25との接続が解除される。
In addition, for each lithium ion
次に、放電時の制御について説明する。 Next, control during discharge will be described.
図3は、リチウムイオン二次電池の制御方法を説明するフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for controlling the lithium ion secondary battery.
マイコンAは、全リチウムイオン二次電池20の平均充電状態が30%以上と判定したときに、出力ポートから制御信号を出力しスイッチSW2をオン状態にする。これにより、外部負荷32には電池部25からの電力が供給される。
When the microcomputer A determines that the average charging state of all the lithium ion
通常、リチウムイオン二次電池では、満充電状態から放電したときは、充電状態SOCの低下、すなわち、放電深度DODの増大につれて電池電圧が緩やかに低下する。放電が進み放電終期(放電深度DODが概ね90%を超える状態)にいたると電池電圧が急速に低下し、さらに放電されると過放電状態となる。 Normally, in a lithium ion secondary battery, when discharged from a fully charged state, the battery voltage gradually decreases as the state of charge SOC decreases, that is, the discharge depth DOD increases. When the discharge proceeds and reaches the end of discharge (a state where the depth of discharge DOD exceeds approximately 90%), the battery voltage rapidly decreases, and when the battery is further discharged, an overdischarge state occurs.
これに対して、正極合剤にオリビンマンガン鉄を用いたリチウムイオン二次電池20では、低電流値側である電流値1Cで電池電圧が3V以下2.5V以上のときにオリビンマンガン鉄のオリビン鉄にリチウムイオンを吸蔵、放出する。すなわち、3Vから2.5Vまでの放電容量が増大する。このため、3Vから2.5Vまでの電圧変動に対する放電速度は、従来のリチウムイオン二次電池と比較して緩やかになる。
On the other hand, in the lithium ion
二次電池モジュール40では、電圧測定回路29によりリチウムイオン二次電池20の開路電圧を検出し(ステップS101)、その情報をマイコンAに出力する。そして、マイコンAで得た電圧情報から電圧変化速度を算出し(ステップS102)、電圧変化速度に基づいてプラトーを検出する(ステップS103)。プラトーは、放電曲線において、電圧変化が少なくて比較的平坦となる停滞状態の部分であり、本実施の形態では、電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下の場合にプラトーであると判断される。
In the
そして、プラトーが2次プラトーであるか否かの判定が行われる(ステップS104)。放電電圧が放電開始から予め設定された第1放電終止電圧に低下するまでの間に、電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下となるプラトーを検出し、さらに電池電圧2.5V以上3V以下の電池電圧において電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下となる二つ目のプラトーを検出した場合は、その二つ目のプラトーが2次プラトーであると判定する。なお、二つ目以降に複数のプラトーが検出された場合には、全て2次プラトーであると判定される。 Then, it is determined whether or not the plateau is a secondary plateau (step S104). A plateau where the voltage change rate is 0.1 mV / s or more and 10 mV / s or less is detected between the start of discharge and the preset first discharge end voltage, and the battery voltage is 2.5 V or more. When a second plateau having a voltage change rate of 0.1 mV / s to 10 mV / s at a battery voltage of 3 V or less is detected, it is determined that the second plateau is a secondary plateau. When a plurality of plateaus are detected after the second, all are determined to be secondary plateaus.
そして、2次プラトーであると判定した場合(ステップS104でYES)は、第1放電終止電圧よりも低い電圧である1V以上2V未満に第2放電終止電圧(例えば1.75V)を設定し、第2放電終止電圧まで放電させる。一方、例えば高電流値側である電流値10Cでプラトーが一つ以下の場合は、2次プラトーではないと判定し(ステップS104でNO)、過放電の危険性があるため、予め設定されている2.5V以上の第1放電終止電圧まで放電させ、第1放電終止電圧に到達したところで放電を停止する(ステップS106)。 And when it determines with it being a secondary plateau (it is YES at step S104), a 2nd discharge end voltage (for example, 1.75V) is set to 1V or more and less than 2V which is a voltage lower than a 1st discharge end voltage, Discharge to the second discharge end voltage. On the other hand, for example, when the plateau is less than one at the current value 10C on the high current value side, it is determined that the plateau is not a secondary plateau (NO in step S104), and there is a risk of overdischarge. The first discharge end voltage of 2.5 V or higher is discharged, and the discharge is stopped when the first discharge end voltage is reached (step S106).
なお、電池部25の放電を停止したときは、電池部25と同様に構成した別の電池部から外部負荷32へ電力を供給するとともに、電池部25の各リチウムイオン二次電池20を充電するように制御する。
When the discharge of the
電池の出力は、下記の式(1)により算出される。 The battery output is calculated by the following equation (1).
電池出力=(−放電終止電圧2+OCV×放電終止電圧)/直流抵抗 …(1)
上記式(1)から、電池出力は、放電終止電圧がOCVの1/2のときに、最大になることがわかる。Battery output = (− end-of-discharge voltage 2 + OCV × end-of-discharge voltage) / DC resistance (1)
From the above formula (1), it can be seen that the battery output is maximized when the end-of-discharge voltage is ½ of OCV.
例えば、正極がリチウム遷移金属複合酸化物、負極が黒鉛からなり、OCVが3.6の構成を有する従来のリチウムイオン二次電池では、放電終止電圧をOCVの1/2である1.8Vに設定した場合、その電池出力は、上記式(1)により、
電池出力=(−(1.8V)2+3.6V×1.8V)/0.05Ω=65Wとなる。For example, in a conventional lithium ion secondary battery in which the positive electrode is made of a lithium transition metal composite oxide, the negative electrode is made of graphite, and the OCV is 3.6, the end-of-discharge voltage is set to 1.8 V, which is 1/2 of OCV. When set, the battery output is given by equation (1) above.
Battery output = (− (1.8V) 2 + 3.6V × 1.8V) /0.05Ω=65W.
しかしながら、急激な電圧低下による過放電を避けるために、従来は、放電終止電圧を高めに設定することが行われており、例えば、放電終止電圧を2.7Vに設定した場合、その電池出力は、上記式(1)により、
電池出力=(−(2.7V)2+3.6V×2.7V)/0.05Ω=48Wとなる。However, in order to avoid overdischarge due to a sudden voltage drop, conventionally, the discharge end voltage has been set higher. For example, when the discharge end voltage is set to 2.7 V, the battery output is According to the above formula (1),
Battery output = (− (2.7V) 2 + 3.6V × 2.7V) /0.05Ω=48W.
これに対して、本実施の形態では、2次プラトーの検出により放電終止電圧を第1次放電終止電圧2.7Vから第2放電終止電圧1.8Vまで低下させているので、従来と比較して最大で約35%の効率の向上を図ることができた(65÷48×100=135.4%)。 On the other hand, in the present embodiment, the discharge end voltage is lowered from the primary discharge end voltage 2.7 V to the second discharge end voltage 1.8 V by detecting the secondary plateau. The maximum efficiency improvement of about 35% was achieved (65 ÷ 48 × 100 = 13.5%).
次に、本実施形態の二次電池モジュール40を構成するリチウムイオン二次電池20の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例についても併記する。また、本発明は以下に述べる実施例に制限されるものではない。
Next, examples of the lithium ion
(実施例1)
実施例1では、正極材料にオリビンマンガン鉄を配合し、負極材料に黒鉛を配合してリチウムイオン二次電池20を製造した。Example 1
In Example 1, the lithium ion
(実施例2)
実施例2では、正極材料にコバルト酸リチウムとオリビン鉄を90:10の割合で配合した以外は実施例1と同じである。(Example 2)
Example 2 is the same as Example 1 except that lithium cobalt oxide and olivine iron are blended in a ratio of 90:10 to the positive electrode material.
(実施例3)
実施例3では、正極材料にコバルト酸リチウムと固溶体正極活物質を90:10の割合で配合した以外は実施例1と同じである。固溶体正極活物質は、Li2MO3−LiM’O2固溶体(Mは、Mn、Ti、Zrから選ばれる1種類以上の元素、M’はNi、Co、Mn、Fe、Ti、Zr、Al、Mg、Cr、Vから選ばれる1種類以上の元素)を用いている。(Example 3)
Example 3 is the same as Example 1 except that lithium cobaltate and a solid solution positive electrode active material are blended in the ratio of 90:10 to the positive electrode material. The solid solution positive electrode active material is Li 2 MO 3 —LiM′O 2 solid solution (M is one or more elements selected from Mn, Ti, Zr, M ′ is Ni, Co, Mn, Fe, Ti, Zr, Al , One or more elements selected from Mg, Cr, and V).
(実施例4)
実施例4では、正極材料にコバルト酸リチウムを用い、負極材料に黒鉛とチタン酸リチウムを90:10の割合で配合したリチウムイオン二次電池20を製造した。Example 4
In Example 4, a lithium ion
(実施例5)
実施例5では、負極材料に黒鉛と酸化鉄を90:10の割合で配合した以外は実施例4と同じである。(Example 5)
Example 5 is the same as Example 4 except that the negative electrode material is mixed with graphite and iron oxide in a ratio of 90:10.
(実施例6)
実施例6では、負極材料に黒鉛と酸化スズを90:10の割合で配合した以外は実施例4と同じである。(Example 6)
Example 6 is the same as Example 4 except that the negative electrode material is mixed with graphite and tin oxide in a ratio of 90:10.
(実施例7)
実施例7では、負極材料に黒鉛とシリコンを90:10の割合で配合した以外は実施例4と同じである。(Example 7)
Example 7 is the same as Example 4 except that the negative electrode material is mixed with graphite and silicon in a ratio of 90:10.
(比較例1)
比較例1では正極材料にコバルト酸リチウム、負極材料に黒鉛を配合したリチウムイオン二次電池を作製した。すなわち、比較例1は従来のリチウムイオン二次電池である。 (Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a lithium ion secondary battery in which lithium cobaltate was blended into the positive electrode material and graphite was blended into the negative electrode material was produced. That is, Comparative Example 1 is a conventional lithium ion secondary battery.
(評価)
各実施例および比較例のリチウムイオン二次電池について、各電流値における放電深度DODに対する電圧変化速度を評価した。すなわち、各リチウムイオン二次電池を初期化した後、満充電状態の電圧4.2Vから放電終止電圧の1Vまで電流レート1C(定格電気容量の1時間率)で放電し、放電深度DODに対する電圧の変化を測定し、プラトー(電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下の領域)が幾つあるか求め、2つ目のプラトー(2次プラトー)が2.5V以上3V以下になっているかを確認した。(Evaluation)
About the lithium ion secondary battery of each Example and the comparative example, the voltage change rate with respect to the discharge depth DOD in each electric current value was evaluated. That is, after each lithium ion secondary battery is initialized, it is discharged from a fully charged voltage of 4.2 V to a discharge end voltage of 1 V at a current rate of 1 C (1 hour rate of rated electrical capacity), and the voltage with respect to the depth of discharge DOD. And measure how many plateaus (regions where the voltage change rate is 0.1 mV / s or more and 10 mV / s or less), and the second plateau (secondary plateau) becomes 2.5V or more and 3V or less. I checked.
図4に代表して実施例1の各電流値における放電曲線を示す。実施例1では、低電流値側である3Cまでは2つ目のプラトー(2次プラトー)が2.5V以上3V以下になっていることが分かった。 As a representative of FIG. 4, the discharge curve at each current value in Example 1 is shown. In Example 1, it was found that the second plateau (secondary plateau) was 2.5 V or more and 3 V or less up to 3 C on the low current value side.
その他は、表1にまとめた。表1に示すように、オリビンマンガン鉄単体、若しくは、オリビンマンガン鉄、オリビン鉄、固溶体の少なくとも1つを混合した2種類以上の正極材料(正極活物質)を用いているか、または、黒鉛又は非晶質炭素単体、若しくは、黒鉛又は非晶質炭素、チタン酸リチウム、酸化鉄、シリコン、酸化スズの少なくとも1つを混合した2種類以上の負極材料(負極活物質)を用いている実施例1〜7では、ある電流値(1〜3C)までは電池電圧が2.5V以上3V以下に二つ目のプラトー(電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下の領域)があることが分かった。比較例1では、何れの電流値においてもプラトー(電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下の領域)が1つであった。 Others are summarized in Table 1. As shown in Table 1, olivine manganese iron alone, or two or more kinds of positive electrode materials (positive electrode active materials) mixed with at least one of olivine manganese iron, olivine iron, and solid solution are used, or graphite or non- Example 1 using crystalline carbon alone or two or more kinds of negative electrode materials (negative electrode active materials) in which at least one of graphite or amorphous carbon, lithium titanate, iron oxide, silicon, and tin oxide is mixed. ~ 7, there is a second plateau (region where the voltage change rate is 0.1 mV / s or more and 10 mV / s or less) at a battery voltage of 2.5 V or more and 3 V or less up to a certain current value (1 to 3 C). I understood. In Comparative Example 1, there was one plateau (area where the voltage change rate was 0.1 mV / s or more and 10 mV / s or less) at any current value.
従って、従来のリチウムイオン二次電池と比較して、前述の電流値の領域まで電圧2.5Vから3Vまでの放電時における放電速度が緩やかに(遅く)なることから、リチウムイオン二次電池20では放電終止電圧を低く、制御できることが明らかとなった。 Therefore, as compared with the conventional lithium ion secondary battery, the discharge rate at the time of discharging from the voltage of 2.5 V to 3 V is moderately (slow) to the above current value region. Then, it became clear that the discharge end voltage was low and could be controlled.
表2に各電流値における電池出力を示す。電池出力は開回路電圧3.5Vで測定した。その結果、実施例1〜7では、2.5V以上3V以下にプラトー(電圧変化速度が0.1mV/s以上10mV/s以下の領域)がある電流値において放電終止電圧を低く制御できるため電池の出力が向上することが分かった。すなわち、リチウムイオン二次電池20を備えた二次電池モジュール40では、過放電対策に優れた効果を発揮し、安全性、信頼性を確保し、出力を最大限取りだせることが判明した。
Table 2 shows the battery output at each current value. The battery output was measured at an open circuit voltage of 3.5V. As a result, in Examples 1 to 7, since the discharge end voltage can be controlled to be low at a current value in which there is a plateau (voltage change rate of 0.1 mV / s to 10 mV / s) in the range of 2.5 V to 3 V, the battery It turns out that the output improves. That is, it has been found that the
1 正極板(正極)
2 負極板(負極)
4 電池缶
9 電池蓋
20 円筒型リチウムイオン二次電池
25 電池部
27 電池制御部
40 二次電池モジュール1 Positive electrode plate (positive electrode)
2 Negative electrode plate (negative electrode)
4 Battery can
9 Battery cover
20 Cylindrical lithium ion secondary battery
25 Battery part
27 Battery control unit
40 Secondary battery module
Claims (11)
前記2次プラトーを検出した場合に予め設定された第1放電終止電圧よりも低い第2放電終止電圧まで放電させ、前記2次プラトーを検出しなかった場合に前記第1放電終止電圧まで放電させることを特徴とするリチウムイオン二次電池の制御装置。On the high current value side, a primary plateau in which the voltage change of the discharge voltage is within a predetermined speed range is exhibited, and on the low current value side, the primary plateau and the primary plateau after the primary plateau is developed are again within the speed range. A control device for a lithium ion secondary battery having a discharge characteristic that expresses a secondary plateau,
When the secondary plateau is detected, the battery is discharged to a second discharge final voltage lower than a preset first discharge final voltage. When the secondary plateau is not detected, the secondary plateau is discharged to the first discharge final voltage. The control apparatus of the lithium ion secondary battery characterized by the above-mentioned.
該電圧検出手段により検出した放電電圧の変化速度を算出する変化速度算出手段と、
該変化速度算出手段により算出した変化速度に基づいて前記プラトーを検出するプラトー検出手段と、
該プラトー検出手段により検出したプラトーが前記2次プラトーであるか否かを判定するプラトー判定手段と、
該プラトー判定手段により前記プラトーが前記2次プラトーであると判定された場合に前記放電終止電圧を予め設定された第1放電終止電圧よりも低い第2放電終止電圧に設定し、前記2次プラトーではないと判定された場合に前記放電終止電圧を前記第1放電終止電圧に設定する放電終止電圧設定手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池の制御装置。Voltage detecting means for detecting the discharge voltage;
Change rate calculation means for calculating the change rate of the discharge voltage detected by the voltage detection means;
Plateau detection means for detecting the plateau based on the change speed calculated by the change speed calculation means;
Plateau determination means for determining whether or not the plateau detected by the plateau detection means is the secondary plateau;
When the plateau determination means determines that the plateau is the secondary plateau, the discharge end voltage is set to a second discharge end voltage lower than a preset first discharge end voltage, and the secondary plateau A discharge end voltage setting means for setting the discharge end voltage to the first discharge end voltage when it is determined that the discharge end voltage is not,
The control device for a lithium ion secondary battery according to claim 1, comprising:
前記電池制御部は、前記2次プラトーを検出した場合に予め設定されている第1放電終止電圧よりも低い電圧の第2放電終止電圧まで放電させ、前記2次プラトーを検出しなかった場合に前記第1放電終止電圧まで放電させる制御を行うことを特徴とする電池モジュール。On the high current value side, a primary plateau in which the voltage change of the discharge voltage is within a predetermined speed range is exhibited, and on the low current value side, the primary plateau and the primary plateau after the primary plateau is developed are again within the speed range. A battery module comprising: a lithium ion secondary battery having a discharge characteristic that expresses a secondary plateau, and a battery control unit that detects the voltage of the lithium ion secondary battery and controls charge and discharge;
When the battery control unit detects the secondary plateau, the battery control unit discharges to a second discharge cutoff voltage lower than a preset first discharge cutoff voltage, and does not detect the secondary plateau. A battery module that performs control to discharge to the first discharge end voltage.
前記2次プラトーを検出した場合に予め設定されている第1放電終止電圧よりも低い電圧の第2放電終止電圧まで放電させ、前記2次プラトーを検出しなかった場合に前記第1放電終止電圧まで放電させることを特徴とするリチウムイオン二次電池の制御方法。On the high current value side, a primary plateau in which the voltage change of the discharge voltage is within a predetermined speed range is exhibited, and on the low current value side, the primary plateau and the primary plateau after the primary plateau is developed are again within the speed range. A control method of a lithium ion secondary battery having a discharge characteristic that expresses a secondary plateau,
When the secondary plateau is detected, the battery is discharged to a second discharge cutoff voltage lower than a preset first discharge cutoff voltage, and when the secondary plateau is not detected, the first discharge cutoff voltage is detected. A method for controlling a lithium ion secondary battery, wherein
該検出した放電電圧の変化速度を算出する変化速度算出ステップと、
該算出した変化速度に基づいて前記プラトーを検出するプラトー検出ステップと、
該検出したプラトーが前記2次プラトーであるか否かを判定するプラトー判定ステップと、
前記プラトーが前記2次プラトーであると判定された場合に前記放電終止電圧を予め設定された第1放電終止電圧よりも低い第2放電終止電圧に設定し、前記2次プラトーではないと判定された場合に前記放電終止電圧を前記第1放電終止電圧に設定する放電終止電圧設定ステップと、
を有することを特徴とする請求項8に記載のリチウムイオン二次電池の制御方法。A voltage detection step of detecting the discharge voltage;
A change rate calculating step for calculating a change rate of the detected discharge voltage;
A plateau detection step of detecting the plateau based on the calculated rate of change;
A plateau determination step of determining whether or not the detected plateau is the secondary plateau;
When it is determined that the plateau is the secondary plateau, the discharge end voltage is set to a second discharge end voltage lower than a preset first discharge end voltage, and is determined not to be the secondary plateau. A discharge end voltage setting step for setting the discharge end voltage to the first discharge end voltage when
The method for controlling a lithium ion secondary battery according to claim 8, wherein:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004228010A (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Tdk Corp | Manufacturing method of lithium ion secondary battery |
JP2011517361A (en) * | 2007-07-12 | 2011-06-02 | エイ 123 システムズ,インク. | Multifunctional alloy olivine for lithium-ion battery |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007265849A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP5282789B2 (en) * | 2011-01-11 | 2013-09-04 | 株式会社デンソー | Battery capacity detection device for lithium ion secondary battery |
JP2012190726A (en) * | 2011-03-11 | 2012-10-04 | Dainippon Printing Co Ltd | Negative electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery pack |
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2013
- 2013-02-08 JP JP2014560613A patent/JPWO2014122776A1/en active Pending
- 2013-02-08 WO PCT/JP2013/053078 patent/WO2014122776A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004228010A (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Tdk Corp | Manufacturing method of lithium ion secondary battery |
JP2011517361A (en) * | 2007-07-12 | 2011-06-02 | エイ 123 システムズ,インク. | Multifunctional alloy olivine for lithium-ion battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161122 |