KR100697741B1 - 축전 시스템, 회생 축전 시스템 및 자동차 - Google Patents

축전 시스템, 회생 축전 시스템 및 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR100697741B1
KR100697741B1 KR1020050088475A KR20050088475A KR100697741B1 KR 100697741 B1 KR100697741 B1 KR 100697741B1 KR 1020050088475 A KR1020050088475 A KR 1020050088475A KR 20050088475 A KR20050088475 A KR 20050088475A KR 100697741 B1 KR100697741 B1 KR 100697741B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
storage system
negative electrode
power storage
unit cell
Prior art date
Application number
KR1020050088475A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060051554A (ko
Inventor
노리오 다까미
히로끼 이나가끼
요시나오 다떼바야시
유우지 사또
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20060051554A publication Critical patent/KR20060051554A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100697741B1 publication Critical patent/KR100697741B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/627—Stationary installations, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/448—End of discharge regulating measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 과제는 고온 환경하에서의 회생 충전과 같은 고온 환경하에서의 급속 충전시의 전지 팽창이 저감된 회생용 축전 시스템을 제공하는 것이다.
리튬티탄 복합 산화물을 함유하는 음극층 및 상기 음극층이 담지되는 집전체를 포함하는 음극을 구비한 비수 전해질 이차 전지를 단위 셀로 하고, 회생 전력에 의해 충전이 이루어지는 세트 전지(3)와, 상기 세트 전지(3)의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 (1)식의 범위 내로 제어하는 충전 제어 수단(4)을 구비하는 것을 특징으로 하는 회생용 축전 시스템이다.
0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0 (1)
단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
세트 전지, 음극층, 집전체, 충전 제어 수단, 승압 기구, 배터리 제어 유닛

Description

축전 시스템, 회생 축전 시스템 및 자동차{ELECTRIC CONDENSING SYSTEM, REGENERATIVE ELECTRIC CONDENSING SYSTEM AND VEHICLE}
도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 회생 축전 시스템을 도시하는 모식도.
도2는 도1의 세트 전지를 구성하는 단위 셀을 도시하는 부분 절결 사시도.
도3은 도1의 회생 축전 시스템의 동작을 나타내는 흐름도.
도4는 도1의 세트 전지와 배터리 제어 유닛과의 상세한 관계를 나타내는 블럭도.
도5는 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 관한 축전지 시스템으로 사용되는 전지 팩의 분해 사시도.
도6은 도5의 전지 팩의 전기 회로를 나타내는 블럭도.
도7은 도5의 전지 팩에 사용하는 편평형 비수 전해질 이차 전지의 다른 예를 모식적으로 나타내는 부분 절결 사시도.
도8은 도7의 A부의 확대 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 회생 축전 시스템
2 : 승압 기구
3 : 세트 전지
4 : 배터리 제어 유닛
5 : 모터와 발전기
6 : 온도 센서
7 : 전압계
8 : 전류계
9a : 충방전 제어 회로
9b : 충전 차단 회로
9c : 방전 차단 회로
11 : 전극군
12 : 양극
12a : 양극 집전체
12b : 양극 활물질 함유층
13 : 음극
13a : 음극 집전체
13b : 음극 활물질 함유층
14 : 세퍼레이터
15 : 양극 단자
16 : 음극 단자
17 : 용기
18 : 적층 전극군
21 : 단위 셀
23 : 점착 테이프
24 : 프린트 배선 기판
28 : 양극측 배선
29 : 양극측 커넥터
30 : 음극측 배선
31 : 음극측 커넥터
33 : 보호 시트
34 : 보호 블럭
35 : 수납 용기
36 : 덮개
101 : 축전 시스템
102 : 자동차
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-219510호 공보
본 발명은 에너지 효율의 향상을 목적으로 한 자동차, 이륜차, 전차, 엘리베이터, 풍력 발전 등에 사용되는 회생용 축전 시스템에 적합한 축전지 시스템에 관 한 것이다.
최근, 에너지의 유효 이용, 환경 대책으로부터 회생 에너지를 유효 활용하기 위해, 전지를 탑재한 하이브리드 자동차, 이륜차, 전차, 엘리베이터, 풍력 발전 등이 검토되고, 일부는 실용화되어 있다. 지금까지 실용화되고, 탑재되어 있는 전지는 납축 전지나 니켈 수소 전지이다.
그러나, 예를 들어 하이브리드 자동차에 사용되고 있는 니켈 수소 전지에서는 고출력시 혹은 급속 충전(회생)시에 급격히 발열하고, 게다가 열 열화가 매우 커지는 문제점이 있다.
이와 같은 이유로, 니켈 수소 전지보다도 열 열화가 작고, 또한 세트 전지의 경량화 및 박형화가 가능한 리튬 이온 전지의 탑재의 검토가 진행되고 있지만, 여름철 등의 고온 환경에 있어서 전지가 팽창하여 변형되게 되는 문제점이 있다.
특허문헌 1에는, 이차 전지의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 미리 정해진 온도에 따라서 변화되는 충방전 전력 상한치를 넘지 않도록, 충방전 전력을 제어하는 충방전 전력 제한 수단을 구비한 충방전 제어 장치가 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-219510호 공보
본 발명은 고온 환경하에서의 회생 충전과 같은 고온 환경하에서의 급속 충전시의 전지 팽창이 저감된 회생용 축전 시스템 및 축전 시스템과, 상기 회생용 축전 시스템 또는 전기 축전 시스템을 구비한 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 회생용 축전 시스템은 리튬티탄 복합 산화물을 함유하는 음극층 및 상기 음극층이 담지되는 집전체를 포함하는 음극을 구비한 비수 전해질 이차 전지를 단위 셀로 하고, 회생 전력에 의해 충전이 이루어지는 세트 전지와,
상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 [수학식 1]의 범위 내로 제어하는 충전 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0
단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
본 발명에 관한 축전 시스템은 리튬티탄 복합 산화물을 함유하는 음극층 및 상기 음극층이 담지되는 집전체를 포함하는 음극과 양극과 비수 전해질을 구비한 비수 전해질 이차 전지로 이루어지는 단위 셀을 구비하는 세트 전지와,
상기 세트 전지의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와,
상기 단위 셀의 전압을 계측하기 위한 전압계와,
상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 [수학식 1]의 범위 내로 제어하는 충전 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0
단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
본 발명에 관한 자동차는 상기 회생용 축전 시스템 또는 전기 축전 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 회생용 축전 시스템 및 전기 축전 시스템에 있어서는, 상기 충전 제어 수단이 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 세트 전지의 충전 용량을 제어하면서, 상기 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 상기 [수학식 1]의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 리튬티탄 복합 산화물을 함유하는 음극층 및 상기 음극층이 담지되는 집전체를 포함하는 음극을 구비한 비수 전해질 이차 전지를 단위 셀로 하고, 회생 전력에 의해 충전이 이루어지는 세트 전지와,
상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 충전 종지 전압 V1(V)이 하기 [수학식 1]을 만족하도록 충전량을 제어하는 충전 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 회생용 축전 시스템을 제공할 수 있다.
[수학식 1]
0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0
단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
(제1 실시 형태)
본 발명자들은 음극 활물질에 리튬티탄 복합 산화물을 포함하는 음극을 구비한 비수 전해질 이차 전지의 세트 전지에 회생 충전을 실시할 때, 고온으로 충전 심도를 깊게 하면 세트 전지가 팽창하는 것은, 리튬티탄 복합 산화물의 리튬 흡장 전위가 비측으로 시프트하는 동시에, 비수 전해질 중의 비수용매의 환원 분해 전위가 귀측으로 시프트하여 쌍방의 전위차가 작아져 비수용매와 리튬티탄 복합 산화물과의 반응에 의해 가스가 발생했기 때문인 것을 구명하였다.
그리고, 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 단위 셀의 폐회로에서의 최대 충전 종지 전압 V1(V)이 하기 [수학식 1]을 만족하는 바와 같이 충전량을 제어함으로써, 회생용 축전 시스템에 있어서의 세트 전지의 팽창이 작아지는 것을 발견한 것이다.
[수학식 1]
0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0
단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 폐회로에서의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다. 여기서, 만충전 상태라 함은, 세트 전지의 정격 용량까지 충전하는 것을 의미한다. 세트 전지의 정격 용량이라 함은, 설계된 방전 용량의 0.2 C㎃에 상당하는 전류치로 방전한 방전 용량이다.
최대 충전 종지 전압 V1과 최대 충전 종지 전압 V0는 모두 세트 전지를 구성하는 모든 단위 셀 중에서 최대 충전 종지 전압을 나타내는 단위 셀의 전압치로 한다.
상기 세트 전지를 구성하는 단위 셀은 용량 및 임피던스에 분포를 가지므로, 세트 전지의 만충전시에 있어서 각 단위 셀의 충전 전압에 차를 생기게 한다. 따라서, 용량이 작거나 혹은 임피던스가 큰 단위 셀의 충전 전압은 최대 충전 종지 전압이 되기 쉽다. 이로 인해, 축전지 시스템의 수명 성능을 높게 유지하기 위해서는 단위 셀의 최대 충전 종지 전압으로 제어하는 것이 중요해진다.
최대 충전 종지 전압 V1(V)이 0.96 × V0를 넘으면, 리튬티탄 복합 산화물의 리튬 흡장 전위와 비수용매의 환원 분해 전위와의 차가 작아지고, 다량의 가스가 발생하여 세트 전지가 팽창된다. 한편, 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 0.85 × V0 미만으로 하면, 충전 용량이 부족해지므로 세트 전지의 출력 특성이 저하된다. 이상의 이유에 의해 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 상기 [수학식 1]의 범위로 규정한다. 더욱 바람직한 범위는, 0.9 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0이다.
음극 집전체로서 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박을 사용함으로써, 음극의 방열성의 개선과 단위 셀 중 온도 분포의 균일성을 높일 수 있으므로, 단위 셀 내의 온도 변동과 단위 셀 사이의 온도 변동을 작게 할 수 있고, 세트 전지의 충방전 사이클 수명을 향상시킬 수 있다. 단위 셀의 정격 용량이 커지면, 열의 분포가 치 우치기 쉬워지므로, 이 경우에 음극 집전체에의 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박의 사용이 보다 효과적이다.
또한, 음극 집전체로서 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 알루미늄박 혹은 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 알루미늄 합금박을 사용함으로써 음극의 방열성 및 화학적 안정성이 향상되므로, 고온에서 회생 충전시의 가스 발생량을 보다 적게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 회생 축전 시스템(1), 축전 시스템(101) 및 자동차(102)를 도시하는 모식도이고, 도2는 도1의 세트 전지를 구성하는 단위 셀을 나타내는 부분 절결 사시도이고, 도3은 도1의 회생 축전 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이고, 도4는 도1의 세트 전지와 배터리 제어 유닛과의 상세한 관계를 나타내는 블럭도이다.
이 회생 축전 시스템(1)은 축전 시스템(101) 및 모터 및 발전기(5)로 주로 구성되고, 모터 및 발전기(5)에는 자동차(102)의 차륜(103)이 차축(104) 등을 거쳐서 연접되어 있다. 또한, 자동차(102)의 차륜(103)을 구동하기 위해, 모터 및 발전기(5)의 모터 부분으로 구동해도 좋지만, 하이브리드형 자동차와 같이 내연 기관(105)을 병용하여 구동해도 좋다. 축전 시스템(101)은 승압 기구(2)와, 승압 기구(2)에 접속된 세트 전지(3)와 세트 전지(3)에 접속된 배터리 제어 유닛(BMU)(4)을 구비한다. 세트 전지(3)는 박형 비수 전해질 이차 전지를 단위 셀로 하고, 복수의 단위 셀을 직렬 혹은 병렬로 접속한 모듈을 구비하는 것이다. 박형 비수 전해질 이차 전지의 일예를 도2에 나타낸다. 전극군(11)은 양극(12) 및 음극(13)을 그 사이에 세퍼레이터(14)를 개재시켜 편평 형상이 되도록 소용돌이 형상으로 권취한 구조를 갖는다. 전극군(11)은 예를 들어 양극(12) 및 음극(13)을 그 사이에 세퍼레이터(14)를 개재시켜 편평 형상이 되도록 소용돌이 형상으로 권취한 후, 가열 프레스를 실시함으로써 제작된다. 전극군(11)에 있어서의 양극(12), 음극(13) 및 세퍼레이터(14)는 접착성을 갖는 고분자에 의해 일체화되어 있어도 좋다. 띠 형상의 양극 단자(15)는 양극(12)에 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 띠 형상의 음극 단자(16)는 음극(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 전극군(11)은 라미네이트 필름으로 된 용기(17) 내에 양극 단자(15)와 음극 단자(16)의 단부를 용기(17)로부터 돌출시킨 상태로 수납되어 있다. 또, 라미네이트 필름으로 된 용기(17)는 열밀봉에 의해 밀봉이 되어 있다.
배터리 제어 유닛(BMU)(4)은 도4에 도시한 바와 같이 세트 전지(3)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(예를 들어 열전대, 서미스터 등)(6)와, 세트 전지 전압 및 단위 셀 전압을 계측하기 위한 전압계(7)와, 세트 전지의 전류를 계측하기 위한 전류계(8)와, 충방전 제어 회로(9a)와, 충전 차단 회로(9b)와, 방전 차단 회로(9c)를 구비하는 것이다.
충방전 제어 회로(9a)에는 온도 센서(6), 전압계(7) 및 전류계(8) 각각의 측정 결과가 입력된다. 이 입력 신호를 기초로, 충전 차단 회로(9b)나 방전 차단 회로(9c)에 신호가 입력되어 세트 전지(3)의 충방전을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 충방전 제어 회로(9a)는 측정 결과를 기초로 하여 충전 상태(SOC)를 설정하고, 그 결과를 충전 차단 회로(9b) 및 방전 차단 회로(9c)에 송신한다. 충전 차단 회로(9b) 또는 방전 차단 회로(9c)는 설정된 SOC를 취하기 위해 필요한 충전 용량을 연산할 수 있다. 도1의 경우, 충전 차단 회로(9b)에서 연산이 행해진다. 연산 결과는 충방전 제어 회로(9a)에 송신된다. 세트 전지(3)의 충방전에 의해 충전 용량이 소정의 값에 이르면, 충방전 제어 회로(9a)로부터 충전 차단 회로(9b) 및 방전 차단 회로(9c)에 신호가 입력되어 충전과 방전이 정지되고, SOC를 소정치로 제어할 수 있다.
이와 같은 회생 축전 시스템(1)은 외부 부하로서의 자동차의 직류 모터 및 발전기(5)와 연결된다. 자동차로서는, 예를 들어 이륜 내지 사륜의 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등을 들 수 있다. 직류 모터에 접속된 발전기는 회생 축전 시스템의 승압 기구(2)에 접속되어 있다. 승압 기구(2)는 세트 전지(3)에 회생 전력을 공급하는 충전기로서의 역할을 하고 있다. 한편, 직류 모터에는 회생 축전 시스템의 BMU(4)가 접속되어 있다. 이에 의해, 충방전 제어 회로(9a) 및 방전 차단 회로(9c)로부터의 신호에 따라서 세트 전지(3)로부터 직류 모터에의 출력을 제어할 수 있다.
이 회생 축전 시스템(1)의 동작을 도3을 참조하여 설명한다.
하이브리드 자동차 등의 직류 모터의 구동에 의해 발전기에서 발전된 전력은 승압 기구(2)로 승압시킨 후 세트 전지(3)에 공급된다. 세트 전지(3)가 충전(입력)되는 경우, 회생 축전 시스템(1)의 BMU(4)의 온도 센서(6)에 의해 세트 전지(3)의 온도를 모니터하고(S1), 그 결과를 수시 충방전 제어 회로(9a)에 송신한다. 충 방전 제어 회로(9a)에 있어서는, 세트 전지(3)의 온도가 45 ℃ 미만이면, 만충전 혹은 소정의 충전 상태(SOC)가 될 때까지 충전을 행하여 충전을 종료한다(S2). 또한, 세트 전지(3)의 온도가 90 ℃를 넘었으면, 충전 차단 회로(9b) 및 방전 차단 회로(9c)에 신호가 보내어져 충전(입력) 및 방전(출력)은 대기(정지)의 상태가 된다(S3). 이들 결과, 전지의 발열이 정지하여 전지 온도가 45 ℃ 미만까지 냉각된다. 세트 전지(3)는 30 ℃ 이하까지 냉각되는 것이 바람직하다.
한편, 세트 전지(3)의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하인 경우(S4), BMU(4)로부터 세트 전지(3)에 충전(입력) 혹은 방전(출력) 개시의 신호가 보내진다. 이에 의해, 소정의 충전 상태(SOC)로 제어하면서, V1을 상기 [수학식 1]의 범위 내로 설정할 수 있다(S5). 소정의 충전 상태(SOC)는 만충전의 60 내지 90 ％로 하는 것이 바람직하다.
BMU(4)에서는 세트 전지(3) 및 단위 셀의 전압 및 전류를 모니터하고 있다(S6). 충방전 제어 회로(9a)에 있어서는, 단위 셀의 폐회로에서의 최대 충전 종지 전압(V1)과 BMU(4)에 미리 입력되어 있는 최대 충전 종지 전압(V0)과의 비교를 행하여, 최대 충전 종지 전압(V1)이 전술한 [수학식 1]의 범위 내에 도달한 시점에서 충전 차단 회로(9a)에 신호를 출력하고(S7) 충전을 종료한다(S8).
상기 시스템에 따르면, 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1을 전술한 [수학식 1]의 범위 내로 둘 수 있고, 또한 충전에 의한 세트 전지의 온도 상승이 억제되므로 충전에 의한 세트 전지의 팽창을 억제할 수 있다. 또한, 방전함으로써 충전 용 량을 제어하고 있으므로, 시스템을 복잡하게 하는 일 없이, 또한 확실하게 최대 충전 종지 전압 V1을 전술한 [수학식 1]의 범위 내로 유지할 수 있다.
또, 전술한 도1에 나타내는 회생용 축전 시스템에는 냉각팬은 구비되어 있지 않지만, 냉각팬 등을 도입하여 세트 전지를 냉각하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 세트 전지(3)의 온도가 45 ℃ 이상, 60 ℃ 이하에서 V1이 [수학식 1]의 범위 내에 들어가도록 소정의 충전 상태(SOC)로 제어하는 것이 더욱 바람직하다. 세트 전지의 온도가 60 ℃를 넘는 경우, 충방전을 대기(정지)의 상태로 하여 30 ℃ 이하까지 냉각하는 것이 바람직하다. 이 제어에 의해, 세트 전지의 수명 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 동시에, 출력 성능의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 직류 모터 대신에 교류 모터를 사용하는 것도 가능하다. 단, 그 경우, 정류기가 필요하게 된다.
이하, 박형 비수 전해질 이차 전지의 음극, 양극, 세퍼레이터, 비수 전해질 및 용기에 대해 설명한다.
1) 음극
이 음극은 음극 집전체와, 음극 집전체의 한쪽 면 또는 양면에 담지되어, 음극 활물질, 도전제 및 결착제를 포함하는 음극층을 갖는다.
음극 활물질로서는 리튬티탄 복합 산화물을 포함하는 것이 사용된다. 리튬티탄 복합 산화물로서는, 예를 들어 티탄산리튬(예를 들어, 스피넬형 Li4 ＋ xTi5O12, x는 －1 ≤ x ≤ 3이고, 바람직하게는 0 ＜ x ＜ 1) 등을 들 수 있다. 특히, 사이 클 성능의 점에서는 티탄산리튬이 바람직하다. 이는 티탄산리튬의 리튬 흡장 전위는 약 1.5 V로, 알루미늄박 집전체 혹은 알루미늄 합금박 집전체에 대해 전기 화학적으로 매우 안정된 재료이기 때문이다.
리튬티탄 복합 산화물로서는 전술한 스피넬형의 티탄산리튬 외에, 예를 들어 Li2 ＋ xTi3O7(x는 －1 ≤ x ≤ 3) 등의 램 슬라이드형 티탄산리튬도 사용 가능하다. 스피넬형 티탄산리튬 및 램 슬라이드형 티탄산리튬을 포함해서 리튬티탄 산화물이라 부른다. 리튬티탄 복합 산화물로서는 이 리튬티탄 산화물 외에, 리튬을 포함하지 않는 티탄계 산화물도 사용 가능하다. 티탄계 산화물로서는 TiO2, Ti와 P, V, Sn, Cu, Ni 및 Fe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 원소를 함유하는 금속 복합 산화물 등을 예로 들 수 있다. TiO2는 아나타제형으로 열처리 온도가 300 내지 500 ℃의 저결정성인 것이 바람직하다. Ti와 P, V, Sn, Cu, Ni 및 Fe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 원소를 함유하는 금속 복합 산화물로서는, 예를 들어 TiO2-P2O5, TiO2-V2O5, TiO2-P2O5-SnO2, TiO2-P2O5-MeO(Me는 Cu, Ni 및 Fe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 원소) 등을 들 수 있다. 이 금속 복합 산화물은 결정성이 낮고, 결정상과 아몰퍼스상이 공존 혹은 아몰퍼스상 단독으로 존재한 미크로 구조인 것이 바람직하다. 이와 같은 미크로 구조인 것에 의해 사이클 성능을 대폭으로 향상시킬 수 있다. 그 중에서도, 리튬티탄 산화물, Ti와 P, V, Sn, Cu, Ni 및 Fe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 원소를 함유하는 금속 복합 산화물이 바람직하다.
음극 활물질에는 리튬티탄 복합 산화물 외에, 다른 종류의 음극 활물질을 함유할 수 있다. 다른 종류의 음극 활물질로서는 예를 들어 리튬을 흡장 방출하는 탄소질물을 들 수 있다.
음극 활물질의 평균 입자 직경은 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 입자 직경 1 ㎛ 이하의 음극 활물질을 사용함으로써 사이클 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 급속 충전시 및 고출력 방전시에 있어서의 효과는 현저해진다. 이는, 예를 들어 리튬 이온을 흡장 방출하는 음극 활물질에 대해서는 입자 직경이 미소해질수록 활물질 내부에서의 리튬 이온의 확산 거리가 짧아지고, 비표면적이 커지기 때문이다. 더욱 바람직한 평균 입자 직경은 0.3 ㎛ 이하이다. 단, 평균 입자 직경이 작으면, 입자의 응집이 일어나기 쉬워져 음극의 균질성의 저하를 초래할 우려가 있으므로, 하한치는 0.001 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
평균 입자 직경 1 ㎛ 이하의 음극 활물질은 활물질 원료를 반응 합성하여 활물질 프리커서로서 1 ㎛ 이하의 분말을 제작하는 것이 바람직하고, 소성 처리 후의 분말을 볼밀이나 제트밀 등의 분쇄기를 이용하여 1 ㎛ 이하로 분쇄 처리를 실시함으로써 얻을 수 있다.
음극 활물질의 입자 직경은 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(시마즈 SALD-300)를 이용하여, 우선 비커에 시료를 약 0.1 g과 계면활성제와 1 내지 2 mL의 증류수를 첨가하여 충분히 교반한 후, 교반 수조에 주입하고, 2초 간격으로 64회 광강도 분포를 측정하여 입도 분포 데이터를 해석하는 방법으로 측정된다.
음극 집전체는 알루미늄박 또는 알루미늄, 합금박으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 알루미늄박 및 알루미늄 합금박의 평균 결정 입자 직경은 50 ㎛ 이하가 바람직하다. 더욱 바람직한 평균 결정 입자 직경은 10 ㎛ 이하이다. 평균 결정 입자 직경이 작을수록 음극 집전체의 화학적 및 물리적 강도가 높아지지만, 우수한 도전성을 얻기 위해서는 미세 조직이 결정질인 것이 바람직하므로, 평균 결정 입자 직경의 하한치는 0.01 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
평균 결정 입자 직경을 50 ㎛ 이하로 함으로써, 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박의 강도를 비약적으로 향상할 수 있다. 이 음극 집전체 강도의 증대에 의해 물리적 및 화학적 내성이 강해져 음극 집전체의 파단을 적게 할 수 있다. 특히, 고온 환경하(40 ℃ 이상)에서의 과방전 장기 사이클로 현저했던 음극 집전체의 용해 및 부식에 의한 열화를 방지할 수 있어 전극 저항의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 전극 저항의 증대의 억제에 의해 줄 열이 저하되어 전극의 발열을 억제할 수 있다.
또한, 음극 집전체 강도의 증대에 의해 높은 프레스압을 음극에 가해도 집전체가 파단되지 않게 된다. 이에 의해, 음극을 고밀도화하는 것이 가능해져 용량 밀도가 향상된다.
일반적으로, 전극을 프레스할 때에, 음극 활물질의 평균 입경이 작아질수록 음극 집전체에의 부하는 커진다. 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 알루미늄박 또는 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 알루미늄 합금박을 음극 집전체로서 이용함으로써, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 음극 활물질에 의해 생기는 전극을 프레스할 때의 강한 부하에 음극 집전체를 견딜 수 있게 되므로, 프레스시의 음극 집전체의 파단을 회피할 수 있다.
또한, 음극의 고밀도화에 의해 열전도율이 증가하고, 전극의 방열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전지의 발열의 억제와 전극의 방열성 향상의 상승 효과에 의해 전지 온도의 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
평균 결정 입자 직경의 범위가 50 ㎛ 이하인 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박은 재료 조성, 불순물, 가공 조건, 열처리 이력 및 어닐링의 가열 조건 및 냉각 조건 등 많은 인자에 복잡하게 영향을 받고, 상기 결정 입자 직경은 제조 공정 중에서 상기 모든 인자를 유기적으로 조합하여 조정된다. 또, 일본제 박제 PACAL(21)을 이용함으로써 음극 집전체를 제작해도 좋다.
구체적으로는, 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 알루미늄박은 평균 결정 입자 직경이 90 ㎛인 알루미늄박을 50 내지 250 ℃에서 어닐링 처리 후, 실온으로 냉각함으로써 제작할 수 있다. 한편, 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 알루미늄 합금박은 평균 결정 입자 직경이 90 ㎛인 알루미늄 합금박을 50 내지 250 ℃에서 어닐링 처리 후, 실온으로 냉각함으로써 제작할 수 있다.
알루미늄 및 알루미늄 합금의 평균 결정 입자 직경은 이하에 설명하는 방법으로 측정된다. 음극 집전체 표면의 조직을 금속 현미경 관찰하여, 1 ㎜ × 1 ㎜의 시야 내에 존재하는 결정 입자수(n)를 측정하고, 하기 [수학식 2]로부터 평균 결정 입자 면적 S(㎛2)을 산출한다.
[수학식 2]
S ＝ (1 × 106)/n
여기서, (1 × 106)이 나타내는 값은 1 ㎜ × 1 ㎜의 시야 면적(㎛2)이고, n은 결정 입자수이다.
이와 같이 하여 얻게 된 평균 결정 입자 면적(S)을 이용하여 하기 [수학식 3]으로부터 평균 결정 입자 직경(d)(㎛)을 산출한다. 이와 같은 평균 결정 입자 직경(d)의 산출을 5군데(5시야)에 대해 행하고, 그 평균치를 평균 결정 입자 직경으로 한다. 또, 상정 오차는 약 5 ％이다.
[수학식 3]
d ＝ 2(S/π)1/2
음극 집전체의 두께는 20 ㎛ 이하가 바람직하다. 알루미늄박의 순도는 99.99 ％ 이상이 바람직하다. 상기 알루미늄 합금으로서는, 마그네슘, 아연, 망간, 규소 등의 원소를 포함하는 합금이 바람직하다. 한편, 철, 구리, 니켈, 크롬 등의 천이 금속량은 100 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.
도전제로서 탄소 재료를 이용할 수 있다. 예를 들어, 아세틸렌블랙, 카본블랙, 코크스, 탄소 섬유, 흑연 등을 들 수 있다.
결착제로서는, 예를 들어 폴리테트라플르오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVdF), 불소계 고무, 스틸렌부타디엔 고무 등을 들 수 있다.
음극의 활물질, 도전제 및 결착제의 배합비는 음극 활물질 80 내지 95 중량 ％, 도전제 3 내지 18 중량 ％, 결착제 2 내지 7 중량 ％의 범위로 하는 것이 바람 직하다.
음극은 예를 들어 음극 활물질, 도전제 및 결착제를 적당한 용매에 현탁하고, 이 현탁물을 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박의 집전체에 도포하여 건조하고, 프레스를 실시함으로써 제작된다.
음극 활물질층의 두께는 음극 집전체의 한쪽 면당 5 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 특히 5 내지 50 ㎛의 범위이면, 대전류에서의 충전 및 방전시의 음극의 열전도성을 높게 할 수 있으므로, 급격한 발열을 억제할 수 있다.
2) 양극
이 양극은 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 한쪽 면 또는 양면에 담지되어, 양극 활물질, 도전제 및 결착제를 포함하는 양극층을 갖는다.
양극 집전체로서는 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박을 예로 들 수 있고, 음극 집전체와 마찬가지로 평균 결정 입자 직경이 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 평균 결정 입자 직경의 범위가 50 ㎛ 이하이므로, 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박의 강도를 비약적으로 증대시킬 수 있고, 양극을 높은 프레스압으로 고밀도화하는 것이 가능해져 용량 밀도를 향상시킬 수 있다. 평균 결정 입자 직경이 작을수록 핀폴 및 크랙의 발생을 적게 하는 것이 가능해지는 동시에, 양극 집전체의 화학적 강도 및 물리적 강도를 높게 할 수 있다. 집전체의 미세 조직을 결정질을 갖는 것으로 하여 적절한 경도를 확보하기 위해, 평균 결정 입자 직경의 하한치는 0.01 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
양극 집전체의 두께는 20 ㎛ 이하가 바람직하다.
양극 활물질로서는 산화물, 황화물, 폴리머 등을 예로 들 수 있다.
예를 들어, 산화물로서는 예를 들어 MnO2 등의 이산화망간, 산화철, 산화구리, 산화니켈, 예를 들어 LixMn2O4 또는 LixMnO2 등의 리튬망간 복합 산화물, 예를 들어 LixNiO2 등의 리튬니켈 복합 산화물, 예를 들어 LixCoO2 등의 리튬 코발트 복합 산화물, 예를 들어 LiNi1 - yCoyO2 등의 리튬니켈코발트 복합 산화물, 예를 들어 LiMnyCo1-yO2 등의 리튬망간코발트 복합 산화물, 예를 들어 LixMn2 - yNiyO4 등의 스피넬형 리튬망간니켈 복합 산화물, 예를 들어 LixFePO4, LixFe1 - yMnyPO4, LixCoPO4 등의 올리핀 구조를 갖는 리튬인 산화물, 예를 들어 Fe2(SO4)3 등의 황산철, 예를 들어 V2O5 등의 바나듐 산화물 등이 들 수 있다. 또, x, y는 특별히 기재가 없는 한, O 내지 1의 범위인 것이 바람직하다.
예를 들어, 폴리머로서는 폴리어닐링이나 폴리피롤 등의 도전성 폴리머 재료, 디술피드계 폴리머 재료 등을 들 수 있다. 그 밖에, 유황(S), 불화카본 등도 사용할 수 있다.
바람직한 양극 활물질로서는 리튬망간 복합 산화물, 리튬니켈 복합 산화물, 리튬코발트 복합 산화물, 리튬니켈코발트복합 산화물, 스피넬형 리튬망간니켈 복합 산화물, 리튬망간코발트 복합 산화물, 리튬인산철 등을 예로 들 수 있다. 이들은 높은 양극 전압을 얻을 수 있기 때문이다. 그 중에서도, 리튬망간 복합 산화물, 리튬니켈 복합 산화물, 리튬코발트 복합 산화물, 리튬니켈코발트 복합 산화물, 리 튬망간코발트 복합 산화물에 의하면, 양극 활물질과 음극 활물질의 고온 환경하에서의 비수 전해질과의 반응을 억제할 수 있어, 전지 수명을 대폭으로 향상시킬 수 있다.
또한, LiaNibCocMndO2(단, 몰비 a, b, c 및 d는 0 ≤ a ≤ 1.1, b ＋ c ＋ d ＝ 1)로 나타내는 리튬니켈코발트망간 복합 산화물의 사용도 바람직하다. 리튬니켈코발트망간 복합 산화물의 사용에 의해 높은 전지 전압을 얻을 수 있다. 몰비 a, b, c 및 d의 더욱 바람직한 범위는, 0 ≤ a ≤ 1.1, 0.1 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.9, 0.1 ≤ d ≤ 0.5이다.
도전제로서는, 예를 들어 아세틸렌블랙, 카본블랙, 흑연 등을 들 수 있다.
결착제로서는, 예를 들어 폴리테트라플르오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVdF), 불소계 고무 등을 들 수 있다.
양극 활물질, 도전제 및 결착제의 배합비는 양극 활물질 80 내지 95 중량 ％, 도전제 3 내지 18 중량 ％, 결착제 2 내지 7 중량 ％의 범위로 하는 것이 바람직하다.
양극은 예를 들어 양극 활물질, 도전제 및 결착제를 적당한 용매에 현탁하여, 이 현탁물을 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박의 집전체에 도포하여 건조하고, 프레스를 실시함으로써 제작된다.
양극 활물질층의 두께는 양극 집전체의 한쪽 면당 5 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 특히 5 내지 50 ㎛의 범위이면, 대전류에서의 충전 방전시의 양극의 열 전도성을 높게 할 수 있으므로, 급격한 발열을 억제할 수 있다.
3) 세퍼레이터
세퍼레이터로서는, 예를 들어 합성수지로 된 부직포, 폴리에틸렌 다공질 필름, 폴리프로필렌 다공질 필름 등을 들 수 있다.
4) 비수 전해질
비수 전해질로서는, 전해질을 유기 용매에 용해함으로써 조제되는 액상 비수 전해질, 상기 액상 전해질과 고분자 재료를 복합화한 겔 형상 비수 전해질, 또는 리튬염 전해질과 고분자 재료를 복합화한 고체 비수 전해질을 예로 들 수 있다. 또한, 리튬 이온을 함유한 상온 용융염(이온성 융체)을 사용해도 좋다.
액상 비수 전해질은 전해질을 0.5 내지 2 mol/L의 농도로 유기 용매에 용해함으로써 조제된다.
전해질로서는, 예를 들어 LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, Li(CF3SO2)3C, LiB[(OCO)2]2 등을 들 수 있다. 사용하는 전해질의 종류는 1종류 또는 2종류 이상으로 할 수 있다.
유해 용매로서는, 예를 들어 프로필렌카보네이트(PC), 에틸렌카보네이트(EC) 등의 환상 카보네이트나, 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 메틸에틸카보네이트(MEC) 등의 쇄상 카보네이트나, 디메톡시에탄(DME), 디에트에탄(DEE) 등의 쇄상 에테르나, 테트라히드로프란(THF), 디옥소란(DO) 등의 환상 에테르나, γ-부티로락톤(GBL), 아세트니트릴(AN), 슬포란(SL)-등의 단독 또는 혼합 용매를 들 수 있다. GBL을 포함하는 비수 전해질에 의하면, 충전시의 가스 발생량을 더욱 저감시킬 수 있다. GBL 외에, PC 및 EC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류를 함유시키면 더욱 좋다.
고분자 재료로서는, 예를 들어 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 상온 용융염(이온성 융체)은 리튬 이온, 유기물 카티온 및 유기물 아니온으로 구성되고, 100 ℃ 이하, 바람직하게는 실온 이하에서도 액상이다.
5) 용기
용기로서는 전술한 도2에 도시하는 라미네이트 필름으로 된 용기 외에, 금속으로 된 용기도 사용 가능하다. 형상으로서는, 편평형, 각형, 원통형, 코인형, 버튼형, 시트형, 적층형, 전기 자동차 등에 적재되는 대형 전지 등을 들 수 있다.
라미네이트 필름으로서는, 예를 들어 금속층과 금속층을 피복하는 수지층을 포함하는 다층 필름을 들 수 있다. 경량화를 위해, 금속층은 알루미늄박 혹은 알루미늄 합금박인 것이 바람직하다. 수지층은 금속층을 보강하기 위한 것으로, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 고분자로 형성할 수 있다.
라미네이트 필름으로 된 용기는 예를 들어 라미네이트 필름을 열융착에 의해 부착할 수 있다.
라미네이트 필름의 두께의 바람직한 범위는 0.5 ㎜ 이하이다. 또한, 라미네이트 필름의 두께의 하한치는 0.01 ㎜로 하는 것이 바람직하다.
금속으로 된 용기는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 알루미늄 및 알루미늄 합금 각각의 평균 결정 입자 직경은 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 결정 입자 직경을 50 ㎛ 이하로 함으로써, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 금속으로 된 용기의 강도가 증대하고, 용기의 두께를 얇게 해도 충분한 기계적 강도를 확보할 수 있다. 이에 의해, 용기의 방열성을 향상시킬 수 있으므로 전지 온도의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 에너지 밀도의 향상에 의해 전지의 경량화 및 소형화도 가능해진다. 또, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 평균 결정 입자 직경이 작을수록 용기의 화학적 및 물리적 강도가 높아지지만, 우수한 도전성을 얻기 위해서는 미세 조직이 결정질인 것이 바람직하므로, 평균 결정 입자 직경의 하한치는 0.01 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
이들의 특징은 고온 조건, 고에너지 밀도 등이 요구되는 전지, 예를 들어 차량 탑재용 이차 전지에 적합하다.
금속으로 된 용기의 판 두께의 바람직한 범위는 0.5 ㎜ 이하이다. 또한, 금속으로 된 용기의 판 두께의 하한치는 0.05 ㎜로 하는 것이 바람직하다.
상기 알루미늄박의 순도는 99.99 ％ 이상이 바람직하다. 상기 알루미늄 합금으로서는, 마그네슘, 아연, 규소 등의 원소를 포함하는 합금이 바람직하다. 한편, 철, 구리, 니켈, 크롬 등의 천이 금속은 100 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.
금속으로 된 용기의 봉합은 레이저에 의해 행할 수 있다. 이로 인해, 라미네이트 필름으로 된 용기에 비해 밀봉부의 체적을 적게 할 수 있어, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
제1 실시 형태에 관한 축전지 시스템은 회생 전력에 의해 충전하는 경우에 한정되지 않고, 45 ℃ 이상의 고온 환경하에서 급속 충전하는 경우에도 적절하게 사용될 수 있다. 이와 같은 용도로서, 예를 들어 디지털 카메라의 전원용, 어시스트 자전거 등의 경차량용 전원, 퍼스널 컴퓨터나 공장의 백업 전원(UPS 무정전 전원 유닛 uninterruptible power supply device), 청소기를 들 수 있다.
제2 실시 형태에 관한 축전지 시스템은 충전에 회생 전력을 사용하지 않는 것 이외에는, 전술한 제1 실시 형태에 관한 축전지 시스템과 같은 구성으로 할 수 있다. 충전율은 2 C 이상, 120 C 이하가 바람직하다. 여기서, 1 C라 함은 단위 셀을 1시간에 완전히 방전하는데 필요한 전류치로, 편의적으로는 단위 셀의 공칭 용량의 수치를 1 C 전류치로 치환할 수 있다.
제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 관한 축전지 시스템에 있어서, 세트 전지(3)와 배터리 제어 유닛(BMU)(4)을 하나의 하우징 내에 수납한 전지 팩을 사용할 수 있다. 제2 실시 형태에 관한 축전지 시스템에서는 회생 전력에 의한 입력을 필요로 하지 않으므로, 전지 팩 그 자체를 축전지 시스템으로서 사용 가능하다. 전지 팩의 구성예를 도5 및 도6을 참조하여 설명한다. 도5는 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 관한 축전지 시스템에서 사용되는 전지 팩의 분해 사시도이고, 도6은 도5의 전지 팩의 전기 회로를 나타내는 블럭도이다.
도5의 전지 팩에 있어서의 단위 셀(21)은 도2에 나타내는 편평형 비수 전해 질 이차 전지로 구성되어 있다. 복수의 단위 셀(21)은 양극 단자(15)와 음극 단자(16)가 돌출되어 있는 방향을 하나로 일치시켜 두께 방향으로 적층되어 있다. 도6에 도시한 바와 같이, 단위 셀(21)은 직렬로 접속되어 세트 전지(3)를 이루고 있다. 세트 전지(3)는 도5에 도시한 바와 같이 점착 테이프(23)에 의해 일체화되어 있다.
단위 셀(21)의 정격 용량은 2 Ah이상, 100 Ah 이하로 하는 것이 바람직하다. 정격 용량의 더욱 바람직한 범위는 3 Ah이상, 40 Ah 이하이다. 또한, 하이브리드 자동차용에서는 3 Ah 이상, 15 Ah 이하의 정격 용량이 바람직하고, 전기 자동차용이나 UPS용에서는 15 Ah 이상, 40 Ah 이하의 정격 용량이 바람직하다. 여기서, 정격 용량이라 함은, 0.2 C율로 방전하였을 때의 용량을 의미한다.
단위 셀(21)의 개수는 5개 이상, 500개 이하가 바람직하다. 개수의 더욱 바람직한 범위는 5개 이상, 200개 이하이다. 또한, 하이브리드 자동차용이나 전기 자동차용에서는 5개 이상, 200개 이하가 바람직하고, UPS용에서는 5개 이상, 1000개 이하가 바람직하다. 또한, 차 탑재용에서는 고전압을 얻기 위해 단위 셀(21)을 직렬로 접속하는 것이 바람직하다.
양극 단자(15) 및 음극 단자(16)가 돌출되는 측면에 대해서는, 프린트 배선 기판(24)이 배치되어 있다. 프린트 배선 기판(24)에는 도5에 도시한 바와 같이 서미스터의 계기부(25a), 보호 회로(26) 및 외부 기기에의 통전용 단자(27)가 탑재되어 있다.
서미스터의 측정부(25b)는 복수의 단위 셀(21) 전체에 배치해도 좋고, 복수 의 단위 셀(21) 중 임의의 단위 셀에 배치해도 좋다. 일부의 단위 셀(21)에 서미스터의 측정부(25b)를 설치하는 경우에는 세트 전지(3)의 중간단에 위치하는 단위 셀(21)에의 설치를 필수로 한다. 서미스터의 측정부(25b)를 단위 셀(21) 전체에 배치하는 경우에도, 일부에만 배치하는 경우에도, 최대 검출 온도를 세트 전지(3)의 온도로 한다. 또한, 서미스터의 측정부(25b)의 설치 위치는 단위 셀(21)의 평면부 중앙으로 하는 것이 바람직하다. 서미스터에 의한 측정 결과는 검지 신호로서 보호 회로(26)에 송신된다.
도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 세트 전지(3)의 양극측 배선(28)은 프린트 배선 기판(24)의 보호 회로(26)의 양극측 커넥터(29)에 전기적으로 접속되어 있다. 세트 전지(3)의 음극측 배선(30)은 프린트 배선 기판(24)의 보호 회로(26)의 음극측 커넥터(31)에 전기적으로 접속되어 있다.
보호 회로(26)는 충방전 제어 회로와, 충전 차단 회로와, 방전 차단 회로와, 전압계와, 전류계를 구비하는 것이다. 단위 셀(21) 각각 전압 및 전류 검지를 위한 배선(32)이 접속되고, 이들 배선(32)을 통해 검지 신호가 보호 회로(26)에 송신된다. 외부 기기에의 통전용 단자(27)에는 충전기 및 외부 부하가 접속된다.
보호 회로(26)는 배터리 제어 유닛으로서의 역할뿐만 아니라, 소정의 조건에서 보호 회로(26)와 외부 기기에의 통전용 단자(27) 사이의 플러스측 배선(31a) 및 마이너스측 배선(31b)을 차단하여 안전성을 확보하는 역할도 한다. 소정의 조건이라 함은, 예를 들어 서미스터의 검출 온도가 소정 온도 이상이 되었을 때, 단위 셀(21)의 과충전, 과방전, 과전류 등을 검지했을 때 등이다. 이 검지 방법은 각각의 단위 셀(21) 혹은 단위 셀(21) 전체에 대해 행해진다. 개개의 단위 셀(21)을 검지하는 경우, 전지 전압을 검지해도 좋고, 양극 전위 혹은 음극 전위를 검지해도 좋다. 후자의 경우, 개개의 단위 셀(21) 중에 참조극으로서 이용하는 리튬 전극이 삽입된다.
세트 전지(3)에 대해, 양극 단자(15) 및 음극 단자(16)가 돌출되는 측면 이외의 3측면에는 고무 또는 수지로 이루어지는 보호 시트(33)가 배치된다. 양극 단자(15) 및 음극 단자(16)가 돌출되는 측면과 프린트 배선 기판(24) 사이에는 고무 혹은 수지로 이루어지는 블럭 형상의 보호 블럭(34)이 배치된다.
이 세트 전지(3)는 각 보호 시트(33), 보호 블럭(34) 및 프린트 배선 기판(24)과 함께 수납 용기(35)에 수납된다. 즉, 수납 용기(35)의 긴 변 방향의 양쪽 내측면과 짧은 변 방향의 내측면 각각에 보호 시트(33)가 배치되고, 짧은 변 방향의 반대측 내측면에 프린트 배선 기판(24)이 배치된다. 세트 전지(3)는 보호 시트(33) 및 프린트 배선 기판(24)으로 둘러싸인 공간 내에 위치한다. 수납 용기(35)의 상면에는 덮개(36)가 부착된다.
또, 세트 전지(3)의 고정에는 점착 테이프(23) 대신에 열수축 테이프를 이용해도 좋다. 이 경우, 세트 전지의 양측면에 보호 시트를 배치하고, 열수축 튜브를 주위 회전시킨 후, 상기 열수축 튜브를 열수축시켜 세트 전지를 결속시킨다.
또, 도5, 도6에 도시한 단위 셀(21)은 직렬로 접속되어 있지만, 전지 용량을 증대시키기 위해서는 병렬로 접속해도 좋다. 물론, 조립된 전지 팩을 직렬, 병렬로 접속할 수도 있다.
또한, 전지 팩에 사용하는 편평형 비수 전해질 이차 전지는 전술한 도2에 나타내는 구성의 것에 한정되지 않고, 예를 들어 도7 및 도8에 나타내는 구성으로 할 수 있다. 도7은 도5의 전지 팩에 사용하는 편평형 비수 전해질 이차 전지의 다른 예를 모식적으로 나타내는 부분 절결도이고, 도8은 도7의 A부의 확대 단면도이다.
도7에 도시한 바와 같이, 라미네이트 필름으로 된 용기(17) 내에는 적층형 전극군(18)이 수납되어 있다. 적층형 전극군(18)은 도8에 도시한 바와 같이 양극(12)과 음극(13)을 그 사이에 세퍼레이터(14)를 개재시키면서 교대로 적층한 구조를 갖는다. 양극(12)은 복수매 존재하고, 각각이 양극 집전체(12a)와, 양극 집전체(12a)의 양면에 담지된 양극 활물질 함유층(12b)을 구비한다. 음극(13)은 복수매 존재하고, 각각이 음극 집전체(13a)와, 음극 집전체(13a)의 양면에 담지된 음극 활물질 함유층(13b)을 구비한다. 각각의 음극(13)의 음극 집전체(13a)는 일변이 양극(12)으로부터 돌출되어 있다. 양극(12)으로부터 돌출된 음극 집전체(13a)는 띠 형상의 음극 단자(16)에 전기적으로 접속되어 있다. 띠 형상의 음극 단자(16)의 선단부는 용기(17)로부터 외부로 인출되어 있다. 또한, 여기서는 도시하지 않지만, 양극(12)의 양극 집전체(12a)는 음극 집전체(13a)의 돌출변과 반대측에 위치하는 변이 음극(13)으로부터 돌출되어 있다. 음극(13)으로부터 돌출된 양극 집전체(12a)는 띠 형상의 양극 단자(15)에 전기적으로 접속되어 있다. 띠 형상의 양극 단자(15)의 선단부는 음극 단자(16)와는 반대측에 위치하고, 용기(17)의 변으로부터 외부로 인출되어 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 전술한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 본 발명의 주지를 넘지 않는 한, 본 발명은 이하에 게재되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(제1 실시예)
음극 제작 방법에 대해 설명한다. 활물질로서 평균 입자 직경 0.3 ㎛의 티탄산리튬(Li4Ti5O12)과, 도전제로서 평균 입자 직경 0.4 ㎛의 탄소 분말과, 결착제로서 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 중량비로 90 : 7 : 3이 되도록 배합하여 n-메틸피롤리돈(NMP) 용매에 분산하여 슬러리를 조제한 후, 두께 12 ㎛의 평균 결정 입자 직경 50 ㎛의 알루미늄 합금박(순도 99.4 ％)에 도포, 건조, 프레스 공정을 경유하여 전극 밀도 2.4 g/㎤의 음극을 제작하였다. 또, 음극 집전체는 두께 12 ㎛이고 평균 결정 입자 직경 90 ㎛인 알루미늄 합금박(순도 99.4 ％)을 200 ℃로 어닐링 처리 후, 실온으로 냉각함으로써 제작하였다.
양극 제작 방법에 대해 설명한다. 활물질로서 평균 입자 직경 3 ㎛의 리튬코발트산화물(LiCoO2)과, 도전재로서 흑연 분말과, 결착제로서 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 중량비로 87 : 8 : 5가 되도록 배합하고, n-메틸피롤리돈(NMP) 용매에 분산하여 슬러리를 조제한 후, 두께 15 ㎛의 평균 결정 입자 직경 12 ㎛의 알루미늄박(순도 99.99 ％)에 도포, 건조, 프레스 공정을 경유하여 전극 밀도 3.5 g /㎤의 양극을 제작하였다. 또, 양극 집전체는 두께 15 ㎛이고 평균 결정 입자 직경 90 ㎛인 알루미늄박(순도 99.99 ％)을 140 ℃에서 어닐링 처리 후, 실온으로 냉각함으 로써 제작하였다.
용기에는 두께 0.1 ㎜의 알루미늄 함유 라미네이트 필름을 사용하였다. 이 알루미늄 함유 라미네이트 필름의 알루미늄층은 두께 약 0.03 ㎜이고, 평균 결정 입자 직경은 약 100 ㎛이다. 알루미늄층을 보강하는 수지에는 폴리프로필렌을 사용하였다. 용기는 라미네이트 필름을 열융착으로 밀봉함으로써 가공하였다.
계속해서, 양극에 띠 형상의 양극 단자를 전기적으로 접속하는 동시에, 음극에 띠 형상의 음극 단자를 전기적으로 접속하였다. 두께 12 ㎛의 폴리에틸렌으로 된 다공질 필름으로 이루어지는 세퍼레이터를 양극에 밀착시켜 피복하였다. 세퍼레이터로 피복된 양극에 음극을 대향하도록 포개어, 이들을 소용돌이 형상으로 권취하여 전극군을 제작하였다. 이 전극군을 프레스하여 편평 형상으로 성형하였다. 용기에 편평 형상으로 성형한 전극군을 삽입하였다.
EC와 GBL이 부피비(EC : GBL)가 1 : 2의 비율로 혼합된 유기 용매에 리튬염의 LiBF4를 1.5 mol/L 용해시켜, 액상의 비수 전해질을 조제하였다. 이와 같이 하여 얻게 된 비수 전해질을 용기 내에 주액하여 전술한 도2에 나타내는 구조를 갖고, 두께 6.5 ㎜, 폭 70 ㎜, 높이 100 ㎜의 박형 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 전지 중량 90 g, 공칭 용량은 3000 mAh였다.
이 박형 리튬 이온 이차 전지 3개를 플라스틱판에 직렬 접속하여 1 모듈로 하였다. 이 모듈을 28 직렬로 접속하여 회생용 축전 시스템의 세트 전지를 제작하였다. 이 세트 전지와 배터리 제어 유닛(BMU)과 승압 유닛을 이용하여 전술한 도1 에 도시하는 회생용 축전 시스템을 제작하였다.
회생용 축전 시스템을 55 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 온도 센서로 모니터하면서 전지에 직류 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 60 ℃였으므로, 충전 상태[SOC(state of charge) ; 정격 용량까지 만충전된 상태를 100 ％로 함]의 최대치가 85 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.65 V(폐회로)이고, 0.946 × V0(V)에 상당하였다. 또, 25 ℃에 있어서의 만충전시, 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 충전 종지 전압 중 최대 충전 종지 전압 V0는 2.8(V)이었다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행하였다.
(제2 실시예)
회생용 축전 시스템을 75 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 직류 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 80 ℃였으므로, SOC의 최대치가 65 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.45 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제3 실시예)
회생용 축전 시스템을 40 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 직류 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 45 ℃였으므로, SOC의 최대치가 90 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.68 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제4 실시예)
회생용 축전 시스템을 65 ℃ 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 직류 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 70 ℃였으므로, SOC의 최대치가 70 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.50 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제5 실시예)
회생용 축전 시스템을 50 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 직류 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 55 ℃였으므로, SOC의 최대치가 88 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.66 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제6 실시예)
회생용 축전 시스템을 45 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 직류 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 65 ℃였으므로, SOC의 최대치가 85 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.38 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제1 비교예)
회생용 축전 시스템을 55 ℃의 환경 하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 60 ℃이고, SOC의 최대치가 105 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전 압은 2.80 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제2 비교예)
회생용 축전 시스템을 75 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 80 ℃이고, SOC의 최대치가 110 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압은 2.80 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제3 비교예)
회생용 축전 시스템을 40 ℃의 환경하에 두고, 전지의 표면 온도를 모니터하면서 전지에 모터로부터의 회생 전류(입력)로 충전하였다. 전지 온도가 45 ℃이고, SOC의 최대치가 102 ％가 되도록 BMU에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 1 모듈을 구성하는 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압은 2.80 V(폐회로)였다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행한 것 이외에, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제4 비교예)
음극 활물질에 메소페이스 피치계 탄소 섬유를 사용하는 것 이외에는, 제1 실시예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
(제5 비교예)
음극 활물질에 메소페이스 피치계 탄소 섬유를 사용하는 것 이외에는, 제1 비교예와 같은 회생용 축전 시스템으로 하였다.
이와 같이 하여 얻게 된 제1 내지 제6 실시예 및 제1 내지 제5 비교예의 회생용 축전 시스템에 대해 이하의 입출력 사이클 시험을 실시하였다. SOC 20 ％까지 출력(정전류 5 C율)한 후, 직류 모터로부터의 회생 전력으로 입력(최대 10 C율)하고, 각 최대 충전 종지 전압 V1까지 충전을 행하여, 소정의 각 SOC치가 되었다. 이 입출력을 반복하여, 1000 사이클 후의 SOC 50 ％의 충전 상태에서의 출력 밀도(10초간)와, 단위 셀의 팽창률(사이클 시험 전의 단위 셀의 두께를 기준으로 함)을 측정하였다. 이 값을 표 1에 정리하였다. 또, 표 1에는 최대 충전 종지 전압 V1과 25 ℃에서의 만충전시의 최대 충전 종지 전압 V0와의 관계도 병기한다.
전지 온도 (℃) 충전 종지 전압 V1(V) 충전 종지 전압비 최대 SOC (％) 1000 사이클 후의 단일 셀 두께 증가율 (％) 1000 사이클 후의 출력 밀도 (W/㎏)
제1 실시예 60 2.65 0.946 V0 85 1.3 1950
제2 실시예 80 2.45 0.875 V0 65 2.5 1850
제3 실시예 45 2.68 0.957 V0 90 1.0 2000
제4 실시예 70 2.50 0.893 V0 70 2.0 1900
제5 실시예 55 2.66 0.950 V0 88 1.2 2000
제6 실시예 65 2.38 0.850 V0 85 1.0 1500
제1 비교예 60 2.80 1.00 V0 105 20 300
제2 비교예 80 2.80 1.00 V0 110 35 100
제3 비교예 45 2.80 1.00 V0 102 15 500
제4 비교예 60 3.97 0.946 V0 80 20 600
제5 비교예 60 4.20 1.00 V0 105 50 400
표 1의 결과로부터, 제1 내지 제6 실시예의 회생 축전 시스템은 제1 내지 제3 비교예에 비해 45 ℃ 이상의 전지 온도에 있어서 매우 높은 출력 밀도를 유지하면서, 단위 셀의 팽창이 억제되는 것을 알 수 있다. 특히, 0.9 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0를 만족시키는 제1, 제3, 제5 실시예의 회생 축전 시스템에 있어서, 1000 사이클 후의 출력 밀도와 단위 셀 두께 증가율의 쌍방이 우수하였다.
제4, 제5 비교예의 회생 축전 시스템에서는 음극 활물질로서 탄소 저물질을 사용하고 있다. 이로 인해, 최대 충전 종지 전압 V1의 값에 상관없이, 가스 발생량이 많고, 1000 사이클 후의 단위 셀 두께 증가율이 커지고, 출력 밀도가 저하되었다.
(제7 실시예)
음극 제작 방법에 대해 설명한다. 활물질로서 평균 입자 직경 0.9 ㎛의 스피넬형 티탄산리튬(Li4Ti5O12)과, 도전제로서 평균 입자 직경 0.4 ㎛의 탄소 분말과, 결착제로서 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 중량비가 90 : 7 : 3이 되도록 배합하여 n-메틸피롤리돈(NMP) 용매에 분산하여 슬러리를 조제한 후, 두께 12 ㎛의 평균 결정 입자 직경 50 ㎛의 알루미늄 합금박(순도 99.4 ％, Si와 Fe를 0.5 ％ 함유)에 도포, 건조, 프레스 공정을 경유하여 전극 밀도 2.4 g/㎤의 음극을 제작하였다. 음극 집전체의 양면에 음극 활물질층이 형성되어 있고, 음극 활물질층의 합계 두께는 60 ㎛였다. 또한, 음극 집전체 한 면당 음극 활물질층의 두께는 30 ㎛였다.
양극 제작 방법에 대해 설명한다. 양극 활물질로서 평균 입자 직경이 1 ㎛인 리튬니켈코발트망간 복합 산화물(LiNi1 /3Co1 /3Mn1 /3O2)을 준비하였다. 이에 도전재로서 양극 전체에 대해 8 중량 ％의 흑연 분말, 결착제로서 양극 전체에 대해 5 중량 ％의 PVdF를 각각 배합하여 n-메틸피롤리돈(NMP) 용매에 분산하여 슬러리를 조제하였다. 두께 15 ㎛이고 평균 결정 입자 직경 12 ㎛인 알루미늄 합금박(순도 99.4 ％, Si와 Fe를 0.5 ％ 함유)의 양면에 슬러리를 도포하여 건조하고, 프레스 공정을 경유하여 전극 밀도가 3.5 g/㎤인 양극을 제작하였다. 양극 집전체의 양면에 양극 활물질층이 형성되어 있지만, 양극 활물질층의 합계 두께는 60 ㎛였다. 또한, 양극 집전체 한쪽 면당 양극 활물질층의 두께는 30 ㎛였다.
용기에는 제1 실시예에서 설명한 바와 같은 알루미늄 함유 라미네이트 필름을 사용하였다.
계속해서, 양극에 띠 형상의 양극 단자를 전기적으로 접속하는 동시에, 음극에 띠 형상의 음극 단자를 전기적으로 접속하였다. 두께 12 ㎛의 폴리에틸렌으로 된 다공질 필름으로 이루어지는 세퍼레이터를 양극에 밀착시켜 피복하였다. 세퍼레이터로 피복된 양극에 음극을 대향하도록 포개어, 이들을 소용돌이 형상으로 권취하여 전극군을 제작하였다. 이 전극군을 프레스하여 편평 형상으로 성형하였다. 용기에 편평 형상으로 성형한 전극군을 삽입하였다.
EC와 GBL이 부피비(EC : GBL)가 1 : 2의 비율로 혼합된 유기 용매에 리튬염의 LiBF4를 1.5 mol/L 용해시켜 액상의 비수 전해질을 조제하였다. 이와 같이 하여 얻게 된 비수 전해질을 용기 내에 주액하고, 전술한 도2에 도시하는 구조를 갖고, 정격 용량이 6 Ah이고, 두께 4 ㎜, 폭 100 ㎜, 높이 170 ㎜의 편평형 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다.
이와 같이 하여 얻게 된 이차 전지 10개를 직렬로 접속한 후, 점착 테이프에 의해 일체화시켜 세트 전지를 얻었다. 이 세트 전지를 이용하여 전술한 도5, 도6에 도시하는 구조의 전지 팩을 제작하여 축전지 시스템을 얻었다. 또, 서미스터에 의한 온도 측정은 세트 전지의 양측 최외층을 구성하는 이차 전지와, 중간층을 구성하는 이차 전지에 대해 행하였다.
축전 시스템을 45 ℃의 환경하에 두고, 세트 전지의 온도를 서미스터로 모니터하면서 20 C의 비율로 급속 충전을 행하였다. 세트 전지 온도가 60 ℃였으므로, SOC의 최대치가 80 ％가 되도록 보호 회로(26)에 의해 자동적으로 충전 용량을 연산하였다. 전압 규제를 행하면서 목적의 충전 용량까지 충전을 행하였다. 단위 셀의 폐회로에서의 충전 종지 전압을 비교한 결과, 최대 충전 종지 전압 V1은 2.55 V(폐회로)로, 0.85 × V0(V)에 상당하였다. 또, 25 ℃에 있어서의 만충전시의 최대 충전 종지 전압 V0는 3.0(V)이었다. 이 온도 환경하에서 입출력의 사이클 시험을 행하였다. 사이클 시험의 조건을 이하에 기재한다.
SOC 20 ％까지 출력(정전류 5 C율)한 후, 20 C율로 입력하고, 소정의 SOC치와 최대 충전 종지 전압 V1까지 충전을 행하였다. 이 입출력을 반복하여, 1000 사이클 후의 SOC 50 ％의 충전 상태에서의 출력 밀도(10초간)와, 단위 셀의 팽창률을 측정하였다. 또, 단위 셀의 팽창률은 사이클 시험 전의 단위 셀의 두께를 기준으로 하였다.
그 결과, 1000 사이클 후의 단위 셀의 팽창률이 1.0 ％이고, 1000 사이클 후의 출력 밀도가 1500 W/㎏(10초간)이었다.
또, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소가 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타내는 모든 구성 요소로부터 몇 개인가의 구성 요소를 삭제해도 좋다. 또한, 다른 실시 형태에 걸치는 구성 요소를 적절하게 조합해도 좋다. 또한, 출입력률은 상기 비율에 한정되는 것은 아니며, 2 C 내지 120 C의 범위 내의 임의의 값으로 설정할 수 있다. 또한, 출입력은 연속적으로 행해도, 펄스해도 좋다. 펄스 시간은 0.1초 내지 30초의 범위로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고온 환경하에서의 회생 충전과 같은 고온 환경하에서의 급속 충전시의 전지 팽창이 저감된 회생용 축전 시스템 및 축전 시스템과, 상기 회생용 축전 시스템 또는 전기 축전 시스템을 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 리튬티탄 복합 산화물을 함유하는 음극층 및 상기 음극층이 담지되는 집전체를 포함하는 음극과 양극과 비수 전해질을 구비한 비수 전해질 이차 전지로 이루어지는 단위 셀을 구비하는 세트 전지와,
    상기 세트 전지의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와,
    상기 단위 셀의 전압을 계측하기 위한 전압계와,
    상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 (1)식의 범위 내로 제어하는 충전 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
    0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0 …(1)
    단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음극의 집전체는 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박으로 형성되는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비수 전해질 이차 전지의 각각이 2 C 내지 120 C의 출입력률을 갖는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리튬티탄 복합 산화물의 분말 입자의 평균 입자 직경은 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 충전 제어 수단은 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 60 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 상기 (1)식의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 리튬티탄 복합 산화물의 분말 입자는 스피넬형 리튬티탄 분말 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 양극은 LiaNibCocMndO2(단, 몰비 a, b, c 및 d는, 0 ≤ a ≤ 1.1, b ＋ c ＋ d ＝ 1)로 나타내는 리튬니켈코발트망간 복합 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 비수 전해질은 γ-부티로락톤, 프로필렌카보네이트 및 에틸렌카보네이트로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 적어도 1종류의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 비수 전해질 이차 전지의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 (2)식의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
    0.9 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0 …(2)
    단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
  10. 제1항에 있어서, 상기 충전 제어 수단은 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 비수 전해질 이차 전지의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 상기 (1)식의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 축전 시스템.
  11. 리튬티탄 복합 산화물을 함유하는 음극층 및 상기 음극층이 담지되는 집전체를 포함하는 음극과 양극과 비수 전해질을 구비한 비수 전해질 이차 전지를 단위 셀로 하는 세트 전지와,
    상기 세트 전지에 충전하기 위한 회생 전력을 발전하는 발전기와,
    상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 (1)식의 범위 내로 제어하는 충전 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
    0.85 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0 …(1)
    단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
  12. 제11항에 있어서, 상기 음극의 집전체는 알루미늄박 혹은 알루미늄 합금박으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 비수 전해질 이차 전지의 각각이 2 C 내지 120 C의 출입력률을 갖는 것을 특징으로 하는 회생 축전지 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 리튬티탄 복합 산화물의 분말 입자의 평균 입자 직경은 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 충전 제어 수단은 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 60 ℃ 이하일 때에 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 상기 (1)식의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 리튬티탄 복합 산화물의 분말 입자는 스피넬형 리튬티탄 분말 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
  17. 제11항에 있어서, 상기 양극은 LiaNibCocMndO2(단, 몰비 a, b, c 및 d는 0 ≤ a ≤ 1.1, b ＋ c ＋ d ＝ 1)로 나타내는 리튬니켈코발트망간 복합 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 비수 전해질 이차 전지의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 하기 (2)식의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
    0.9 × V0 ≤ V1 ≤ 0.96 × V0 …(2)
    단, V0는 상기 세트 전지를 25 ℃에서 만충전하였을 때의 상기 단위 셀의 최대 충전 종지 전압(V)을 나타낸다.
  19. 제11항에 있어서, 상기 충전 제어 수단은 상기 세트 전지의 온도가 45 ℃ 이상, 90 ℃ 이하일 때에 상기 비수 전해질 이차 전지의 최대 충전 종지 전압 V1(V)을 상기 (1)식의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 축전 시스템.
  20. 제11항에 기재된 회생 축전 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차.
KR1020050088475A 2004-09-24 2005-09-23 축전 시스템, 회생 축전 시스템 및 자동차 KR100697741B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004278242 2004-09-24
JPJP-P-2004-00278242 2004-09-24
JPJP-P-2005-00232368 2005-08-10
JP2005232368A JP4314223B2 (ja) 2004-09-24 2005-08-10 回生用蓄電システム、蓄電池システムならびに自動車

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060051554A KR20060051554A (ko) 2006-05-19
KR100697741B1 true KR100697741B1 (ko) 2007-03-22

Family

ID=36099582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050088475A KR100697741B1 (ko) 2004-09-24 2005-09-23 축전 시스템, 회생 축전 시스템 및 자동차

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20060068272A1 (ko)
JP (1) JP4314223B2 (ko)
KR (1) KR100697741B1 (ko)

Families Citing this family (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4159954B2 (ja) 2003-09-24 2008-10-01 株式会社東芝 非水電解質電池
US7462425B2 (en) * 2003-09-26 2008-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery module
JP4495994B2 (ja) 2004-03-29 2010-07-07 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP4941623B2 (ja) * 2004-07-28 2012-05-30 株式会社Ｇｓユアサ 電気化学デバイス用電極材料及びその製造方法、並びに、電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス
JP4213659B2 (ja) * 2004-12-20 2009-01-21 株式会社東芝 非水電解質電池および正極活物質
JP4249727B2 (ja) 2005-05-13 2009-04-08 株式会社東芝 非水電解質電池およびリチウムチタン複合酸化物
JP2006339032A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Toshiba Corp 電池パック
JP4213688B2 (ja) * 2005-07-07 2009-01-21 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
US7892674B2 (en) 2005-09-09 2011-02-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery module
JP4237785B2 (ja) * 2005-09-09 2009-03-11 株式会社東芝 非水電解質二次電池および組電池
JP4445447B2 (ja) 2005-09-15 2010-04-07 株式会社東芝 非水電解質電池および電池パック
CA2523240C (en) * 2005-10-11 2009-12-08 Delaware Systems Inc. Universal battery module and controller therefor
KR20070076760A (ko) * 2006-01-19 2007-07-25 삼성전자주식회사 전원공급장치
JP4421570B2 (ja) * 2006-03-30 2010-02-24 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び自動車
JP4557920B2 (ja) * 2006-03-30 2010-10-06 株式会社東芝 非水電解質電池
JP4799245B2 (ja) * 2006-03-30 2011-10-26 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び自動車
US8168330B2 (en) * 2006-04-11 2012-05-01 Enerdel, Inc. Lithium titanate cell with reduced gassing
US7820327B2 (en) * 2006-04-11 2010-10-26 Enerdel, Inc. Lithium titanate and lithium cells and batteries including the same
JP4580949B2 (ja) 2006-06-02 2010-11-17 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機
JP4413888B2 (ja) * 2006-06-13 2010-02-10 株式会社東芝 蓄電池システム、車載電源システム、車両、および蓄電池システムの充電方法
JP2007335308A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Toshiba Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JP4284341B2 (ja) * 2006-07-25 2009-06-24 株式会社東芝 非水電解質電池、自動車、アシスト自転車、二輪車、充電式掃除機及び電池パック
JP4709710B2 (ja) 2006-08-04 2011-06-22 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び自動車
JP5085235B2 (ja) * 2006-09-15 2012-11-28 株式会社東芝 電源システムおよび電動車
US20080067972A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Norio Takami Power supply system and motor car
JP5165875B2 (ja) * 2006-10-16 2013-03-21 株式会社東芝 非水電解質電池
JP5095179B2 (ja) * 2006-11-10 2012-12-12 株式会社東芝 非水電解質電池、リチウムチタン複合酸化物および電池パック
JP2008159576A (ja) * 2006-11-27 2008-07-10 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン電池、組電池、組電池モジュール、車両及びリチウムイオン電池の正極電極の製造方法
US8207632B2 (en) * 2007-01-12 2012-06-26 Meidensha Corporation Control device for uninterruptible power supply
JP2010530122A (ja) * 2007-06-13 2010-09-02 アルテアーナノ，インコーポレーテッド リチウムイオン電池の充電
JP5049680B2 (ja) 2007-07-12 2012-10-17 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
JP5115104B2 (ja) * 2007-09-03 2013-01-09 ソニー株式会社 二次電池の充電方法、充電装置および電子機器
JP5305678B2 (ja) * 2008-02-07 2013-10-02 株式会社東芝 非水電解液電池及び組電池
JP5334281B2 (ja) * 2008-02-20 2013-11-06 日立マクセル株式会社 リチウム二次電池
JP5334282B2 (ja) * 2008-02-20 2013-11-06 日立マクセル株式会社 リチウム二次電池
US8624560B2 (en) * 2008-04-11 2014-01-07 Apple Inc. Controlling battery charging based on current, voltage and temperature
US8754611B2 (en) * 2008-04-11 2014-06-17 Apple Inc. Diffusion-limited adaptive battery charging
US9331513B2 (en) * 2008-04-11 2016-05-03 Apple Inc. Adaptive surface concentration battery charging
JP2009277395A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池および非水二次電池システム
AU2009261982B2 (en) 2008-06-27 2014-08-21 Proterra Operating Company, Inc. Vehicle battery systems and methods
KR101021706B1 (ko) * 2008-10-13 2011-03-15 주식회사 엘지화학 파우치 전지 셀의 절연성 검사 방법과 장치 및 이를 위한 프로브
JP4905609B2 (ja) * 2009-02-23 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 電池システム、及び、自動車
JP5159681B2 (ja) * 2009-03-25 2013-03-06 株式会社東芝 非水電解質電池
JP4865845B2 (ja) * 2009-10-01 2012-02-01 パナソニック株式会社 アルカリ乾電池およびその製造方法
CN102668199B (zh) * 2009-11-11 2016-01-20 日立金属株式会社 分散负载碳质粒子的铝箔
DE102010001529A1 (de) * 2010-02-03 2011-08-04 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Adaptives Verfahren zur Bestimmung der Leistungsparameter einer Batterie
TWI429789B (zh) 2010-03-11 2014-03-11 Omron Tateisi Electronics Co 接觸件製造用組成物及使用其之接觸件以及連接器及製造接觸件製造用組成物之方法
KR101147203B1 (ko) * 2010-07-15 2012-05-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩 및 그 제조 방법
WO2012015003A1 (ja) * 2010-07-30 2012-02-02 三洋電機株式会社 二次電池収納システムラック
US8410760B2 (en) * 2010-08-02 2013-04-02 GM Global Technology Operations LLC Battery thermal system control strategy
JP6087489B2 (ja) * 2010-08-20 2017-03-01 株式会社東芝 組電池システム
WO2012043810A1 (ja) * 2010-10-01 2012-04-05 株式会社 東芝 非水電解質二次電池及びその製造方法
US20130249498A1 (en) * 2010-12-08 2013-09-26 Hitachi, Ltd. Non-aqueous secondary battery and secondary battery system
US9285432B2 (en) * 2011-07-26 2016-03-15 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling a vehicle battery
KR101730959B1 (ko) * 2011-10-04 2017-04-28 삼성에스디아이 주식회사 밀폐부재가 마련된 배터리 팩
JP5077479B1 (ja) 2011-12-15 2012-11-21 オムロン株式会社 コンタクトおよびこれを用いた電子部品
EP2645527A1 (en) * 2012-03-26 2013-10-02 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
JP5706364B2 (ja) * 2012-03-29 2015-04-22 株式会社東芝 非水電解質電池、リチウムチタン複合酸化物および電池パック
US9081068B2 (en) 2012-09-18 2015-07-14 Apple Inc. Method and apparatus for determining a capacity of a battery
JP5955714B2 (ja) * 2012-09-18 2016-07-20 株式会社東芝 電池パックおよび電気自動車
US20140093760A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Quantumscape Corporation Battery control systems
JP5665828B2 (ja) * 2012-10-18 2015-02-04 株式会社東芝 電池用活物質、非水電解質電池および電池パック
JP6076926B2 (ja) * 2013-03-25 2017-02-08 株式会社東芝 電池用活物質、非水電解質電池、電池パック及び自動車
KR101503879B1 (ko) * 2013-05-24 2015-03-20 한국과학기술연구원 마그네슘 하이브리드 전지 및 이의 제조 방법
KR102125200B1 (ko) * 2013-08-15 2020-06-22 로베르트 보쉬 게엠베하 고온 리튬／금속 배터리 시스템
JP5761439B2 (ja) * 2013-11-07 2015-08-12 株式会社村田製作所 非水電解質二次電池およびそれを用いた蓄電回路
US9428071B2 (en) * 2014-01-14 2016-08-30 Ford Global Technologies, Llc Impedance based battery parameter estimation
JP2015191878A (ja) * 2014-03-31 2015-11-02 株式会社日立製作所 リチウムイオン二次電池システムおよびリチウムイオン二次電池の状態診断方法
US10147556B2 (en) * 2014-03-31 2018-12-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and electronic device
DE102014008134A1 (de) * 2014-06-06 2015-12-17 Günter Lang Stecksystem zur Kombination von Lithium- Polymer- Akkumulatoren und deren Verbindung zu einem Batteriesystem
JP6441125B2 (ja) * 2014-07-31 2018-12-19 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
US10020534B2 (en) 2014-09-26 2018-07-10 Johnson Controls Technology Company Free floating battery cell assembly techniques for lithium ion battery module
US10103367B2 (en) 2014-09-26 2018-10-16 Johnson Controls Technology Company Lithium ion battery module with free floating prismatic battery cells
JP6249242B2 (ja) * 2015-04-06 2017-12-20 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池
US10147861B2 (en) * 2015-04-27 2018-12-04 JikoPower, Inc. Thermoelectric generator
KR101875536B1 (ko) * 2015-09-01 2018-07-06 주식회사 엘지화학 Ups 배터리 충전용량 제어 방법
CN108141059B (zh) * 2015-09-29 2021-09-07 株式会社村田制作所 供电系统
KR102094446B1 (ko) * 2016-07-18 2020-05-27 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 집전체 및 전극의 제조 방법
EP3355384A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-01 Universite De Liege Flexible thin-films for battery electrodes
JP6880806B2 (ja) * 2017-02-14 2021-06-02 株式会社デンソー 電源装置
JP2018132370A (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 株式会社デンソー 電池状態推定装置及び電源装置
KR20230170991A (ko) 2017-05-03 2023-12-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 신경망, 전력 저장 시스템, 차량, 및 전자 기기
WO2018207933A1 (ja) * 2017-05-12 2018-11-15 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 分散剤、分散剤組成物、電池用分散組成物、電極、および電池
WO2019017994A1 (en) 2017-07-21 2019-01-24 Quantumscape Corporation ACTIVE AND PASSIVE BATTERY PRESSURE MANAGEMENT
JP6470804B1 (ja) * 2017-08-31 2019-02-13 株式会社ソフトエナジーコントロールズ コンタクト機能付きマルチチャンネル充放電電源
JP2021051873A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電池の容量回復方法
US20220085635A1 (en) * 2020-09-11 2022-03-17 Robert Bosch Gmbh Minimizing irreversible swelling during battery charging

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349525A (ja) * 1993-05-24 1994-12-22 Saft (Soc Accumulateurs Fixes Traction) Sa 密閉型ニッケル蓄電池の充電制御方法及びこの方法を使用する充電器
KR19980020456A (ko) * 1996-09-09 1998-06-25 김영귀 전기자동차 축전시 온도변화에 따른 충전종지전압 제어방법
KR19990039937A (ko) * 1997-11-14 1999-06-05 정몽규 전기 자동차용 니켈-메탈 하이드라이드 배터리를 위한 충전방법
JP2003229180A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Japan Storage Battery Co Ltd 鉛蓄電池の充電制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3493837A (en) * 1966-10-03 1970-02-03 Trw Inc Battery charge control system
US4572878A (en) * 1984-12-19 1986-02-25 General Motors Corporation Battery temperature sensor and housing therefor
US5478675A (en) * 1993-12-27 1995-12-26 Hival Ltd. Secondary battery
JPH09245836A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Fuji Photo Film Co Ltd 非水電解質二次電池
JP3680898B2 (ja) * 1997-10-13 2005-08-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
JP3619125B2 (ja) 2000-07-21 2005-02-09 株式会社東芝 非水電解質二次電池
US6995542B2 (en) * 2002-03-19 2006-02-07 Sun Yu Battery charger amusement device
JP4159954B2 (ja) * 2003-09-24 2008-10-01 株式会社東芝 非水電解質電池
US7462425B2 (en) * 2003-09-26 2008-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery module
JP4495994B2 (ja) * 2004-03-29 2010-07-07 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP4346565B2 (ja) * 2004-03-30 2009-10-21 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP3769291B2 (ja) * 2004-03-31 2006-04-19 株式会社東芝 非水電解質電池
JP4213659B2 (ja) * 2004-12-20 2009-01-21 株式会社東芝 非水電解質電池および正極活物質
JP4284341B2 (ja) * 2006-07-25 2009-06-24 株式会社東芝 非水電解質電池、自動車、アシスト自転車、二輪車、充電式掃除機及び電池パック

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349525A (ja) * 1993-05-24 1994-12-22 Saft (Soc Accumulateurs Fixes Traction) Sa 密閉型ニッケル蓄電池の充電制御方法及びこの方法を使用する充電器
KR19980020456A (ko) * 1996-09-09 1998-06-25 김영귀 전기자동차 축전시 온도변화에 따른 충전종지전압 제어방법
KR19990039937A (ko) * 1997-11-14 1999-06-05 정몽규 전기 자동차용 니켈-메탈 하이드라이드 배터리를 위한 충전방법
JP2003229180A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Japan Storage Battery Co Ltd 鉛蓄電池の充電制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006120616A (ja) 2006-05-11
US20060068272A1 (en) 2006-03-30
KR20060051554A (ko) 2006-05-19
US20100201326A1 (en) 2010-08-12
JP4314223B2 (ja) 2009-08-12
US8482262B2 (en) 2013-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100697741B1 (ko) 축전 시스템, 회생 축전 시스템 및 자동차
US9461307B2 (en) Power supply system and motor car
KR100903244B1 (ko) 조전지 시스템, 조전지의 충전 방법 및 충전식 청소기
US7927740B2 (en) Battery pack and vehicle
EP1921705B1 (en) Storage battery system, on-vehicle power supply system, vehicle and method for charging storage battery system
US7923152B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
JP4213687B2 (ja) 非水電解質電池及び電池パック
KR100876726B1 (ko) 비수성 전해질 리튬 이온 배터리를 위한 양극 재료 그리고이것을 사용하는 배터리
US9966638B2 (en) Manufacturing method for non-aqueous secondary battery
US8420262B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
US9893377B2 (en) Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
JP5085235B2 (ja) 電源システムおよび電動車
CN100433447C (zh) 蓄电系统、再生蓄电系统和汽车
EP2980894B1 (en) Nonaqueous electrolyte battery and battery pack
JP6305263B2 (ja) 非水電解質電池、組電池、電池パック及び車
KR20190019995A (ko) 전극, 비수전해질 전지, 전지 팩 및 차량
JP2019160734A (ja) 組電池、電池パック、車両、及び、定置用電源
KR20170107368A (ko) 비수전해질 전지, 전지 팩 및 차량
EP2860792A2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack
JP2004311308A (ja) 容量検知用単電池を備えた二次電池、組電池、組電池ユニットおよびこの組電池、組電池ユニットを搭載した電気自動車
JP2018110127A (ja) 組電池、電池パック及び車

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140220

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150130

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160222

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170220

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180219

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 14