WO2025253530A1 - 固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法 - Google Patents

固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法

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WO2025253530A1
WO2025253530A1 PCT/JP2024/020477 JP2024020477W WO2025253530A1 WO 2025253530 A1 WO2025253530 A1 WO 2025253530A1 JP 2024020477 W JP2024020477 W JP 2024020477W WO 2025253530 A1 WO2025253530 A1 WO 2025253530A1
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WO
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surface pressure
solid
state battery
battery module
soc
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PCT/JP2024/020477
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English (en)
French (fr)
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亮佑 岩村
幸一郎 青谷
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte

Definitions

  • the present invention relates to a solid-state battery system and a method for recovering a solid-state battery module.
  • a solid-state battery is a secondary battery constructed from solid materials, including the electrolyte layer, and is equipped with a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer.
  • charging and discharging generally occur through the movement of lithium ions between the positive electrode layer and the negative electrode layer.
  • Patent Document 1 discloses a solid-state battery equipped with an electrode in which the lithium diffusion coefficient at the outer edge of the active material-containing layer is higher than the lithium diffusion coefficient at the center excluding the outer edge of the active material-containing layer.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a solid-state battery system and a method for recovering a solid-state battery module that can easily eliminate in-plane SOC differences.
  • the solid-state battery system of the present invention comprises a solid-state battery module formed by stacking one or more battery cells each having a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer; a surface pressure measuring device that measures the surface pressure distribution of the solid-state battery module; and a control unit that controls charging and discharging of the solid-state battery module.
  • the control unit detects that the difference in surface pressure between the low surface pressure portion and the high surface pressure portion in the surface pressure distribution of the solid-state battery module is equal to or greater than a first threshold, and then discharges at a reference current value or greater.
  • the present invention makes it possible to provide a solid-state battery system and a method for recovering a solid-state battery module that can easily eliminate in-plane SOC differences.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a solid-state battery system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a battery cell according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a battery cell according to the embodiment.
  • FIG. 2 illustrates an example of a hardware configuration of a control unit according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a battery cell according to the embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating a recovery process according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a solid-state battery system according to a modified example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the restraining pressure and the internal resistance of a battery cell according to a modified example.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a solid-state battery system according to a modified example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the SOC and discharge DRC of a battery cell according to a modified example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a battery cell according to a modified example.
  • a fixed battery system is capable of controlling the recovery of a solid-state battery module.
  • the solid-state battery module is formed by stacking one or more battery cells, each having a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer.
  • a plurality of modules of the solid-state battery system 1 constitute a vehicle drive battery, and the solid-state battery system 1 is installed in vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a solid-state battery system 1 according to this embodiment.
  • the solid-state battery system 1 includes a solid-state battery module 10, a surface pressure measuring device 20 that measures the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10, a thermometer 30 that measures the temperature of the solid-state battery module 10, an SOC (State of Charge) meter 40 that measures the SOC, which is the charging rate of the solid-state battery module 10, and a control unit 100 that controls the charging and discharging of the solid-state battery module 10.
  • An external power source 200 is connected to the solid-state battery system 1.
  • the external power source 200 is another battery or a commercial power source that can charge and discharge the solid-state battery system 1.
  • the solid-state battery module 10 includes one or more battery cells 11.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a battery cell 11 according to this embodiment.
  • the battery cell 11 includes a positive electrode layer 12, a negative electrode layer 13, and a solid electrolyte layer 14 disposed between the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 13.
  • the battery cell 11 may be an all-solid-state battery, or the solid electrolyte layer 14 may include a liquid electrolyte, gel, or polymer electrolyte in part.
  • the positive electrode layer 12 includes a positive electrode active material that releases lithium ions during charging and absorbs lithium ions during discharging.
  • the positive electrode active material include lithium metal composite oxides.
  • lithium metal composite oxides include layered rock salt compounds such as Li(Ni-Mn-Co ) O2 , spinel compounds such as LiMn2O4 , olivine compounds such as LiFePO4 , and Si-containing compounds such as Li2FeSiO4 .
  • the positive electrode layer 12 is formed on a conductive plate- or foil-shaped positive electrode current collector layer 12A.
  • the negative electrode layer 13 comprises a negative electrode active material that absorbs lithium (or deposits lithium) during charging and releases lithium ions during discharging.
  • the negative electrode active material may be, for example, metallic lithium or a lithium alloy containing lithium.
  • lithium alloys include alloys of lithium and at least one metal selected from silicon (Si), tin (Sn), gold (Au), magnesium (Mg), aluminum (Al), calcium (Ca), zinc (Zn), and bismuth (Bi).
  • the lithium alloy may also be an alloy of lithium and two or more of the above metals, or a compound containing silicon or tin (oxide, nitride, or alloy with other metals).
  • the negative electrode layer 13 is formed on a conductive plate- or foil-shaped negative electrode current collector layer 13A. In this embodiment, the negative electrode layer 13 contains metallic lithium as the negative electrode active material; however, similar effects can be achieved by using a lithium alloy instead of metallic lithium.
  • the solid electrolyte layer 14 is disposed between the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 13 and is in contact with the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 13.
  • the solid electrolyte layer 14 includes a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte.
  • Input/output terminals are connected to the positive electrode current collector layer 12A and the negative electrode current collector layer 13A of each battery cell 11.
  • the multiple battery cells 11 are formed in a flat shape and are sealed in a stacked state with an exterior member.
  • Elastic bodies 15 may be placed between the multiple battery cells 11. Since the battery cells 11 of the solid-state battery module 10 expand when charged and contract when discharged, the placement of the elastic bodies 15 can absorb displacement due to charging and discharging. Note that the elastic bodies 15 do not necessarily have to be placed between all of the battery cells 11.
  • Cell restraint plates 16A, 16B are installed on the top and bottom surfaces of the stack, which is made up of multiple stacked battery cells 11. The stack is held in place by the cell restraint plates 16A, 16B and fixing posts 17 that connect the cell restraint plates 16A and 16B, and is fixed in place with restraint pressure applied in the stacking direction.
  • the surface pressure measuring device 20 measures the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 and outputs data indicating the surface pressure distribution to the control unit 100. This detects low surface pressure areas LP and high surface pressure areas HP in the solid-state battery module 10.
  • the surface pressure measuring device 20 is not particularly limited as long as it can measure the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10. It may measure the surface pressure distribution using a surface pressure sensor, or it may use a strain gauge to measure the deflection of the solid-state battery module 10. Furthermore, if there is a difference in surface pressure between the low surface pressure areas LP and the high surface pressure areas HP, the cell restraint plates 16A and 16B that restrain the cell may not be parallel.
  • the surface pressure measuring device 20 may measure the surface pressure distribution using a sensor that measures the distance between the cell restraint plates 16A and 16B of the solid-state battery module 10.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a battery cell 11 according to this embodiment.
  • the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 may have thin and thick portions.
  • the battery module 10 is positioned at an angle during charging and discharging.
  • the battery cell 11 develops low surface pressure sections LP and high surface pressure sections HP, which are detected by the surface pressure measuring device 20 as low surface pressure sections LP and high surface pressure sections HP. If the difference in surface pressure between the low surface pressure sections LP and the high surface pressure sections HP is large, problems such as a decrease in the durability of the battery module 10 and short-circuiting of the electrodes during charging may occur.
  • the thermometer 30 measures the temperature of a specific battery cell 11 and outputs data indicating the measured temperature to the control unit 100 as the temperature of the solid-state battery module 10.
  • the thermometer 30 may be provided in multiple battery cells 11.
  • the SOC meter 40 measures the SOC, which is the charging rate of the solid-state battery module 10, and outputs data indicating the measured SOC to the control unit 100.
  • the SOC meter 40 is connected to the input/output terminals of the solid-state battery module 10, and is equipped with a measuring device that measures the charging rate of the solid-state battery module 10.
  • the SOC meter 40 may also be configured as a built-in part of the control unit 100.
  • the control unit 100 controls the charging and discharging of the solid-state battery module 10.
  • the control unit 100 detects that the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP in the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 measured by the surface pressure measuring device 20 is equal to or greater than a first threshold, the control unit 100 performs discharge at a reference current value or greater, thereby eliminating the pressure difference within the surface caused by the SOC difference within the surface.
  • Figure 4 is a diagram showing an example hardware configuration of the control unit 100.
  • the control unit 100 includes a processor 1011, a memory unit 1012, and a communication interface (referred to as communication I/F in the figure) 1013.
  • the processor 1011 comprises, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits, and performs various types of arithmetic processing.
  • the processor 1011 executes control programs stored in the storage unit 1012.
  • the processor 1011 may also comprise volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory) that functions as the working memory of the CPU.
  • the processor 1011 may also further comprise arithmetic circuits such as a logical arithmetic unit and a numeric arithmetic unit.
  • the storage unit 1012 includes non-volatile semiconductor memory such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) or flash memory.
  • the storage unit 1012 stores the control program executed by the processor 1011 and various data used in the processor 1011's arithmetic processing.
  • the communication interface 1013 is an interface for communicating with the surface pressure measuring device 20, the thermometer 30, and the SOC measuring device 40.
  • the communication interface 1013 acquires sensor signals from the surface pressure measuring device 20, the thermometer 30, and the SOC measuring device 40 and passes them to the processor 1011, and also outputs a control signal for the external power supply 200 generated by the processor 1011.
  • the processor 1011 By executing the control program stored in the memory unit 1012, the processor 1011 functions as an abnormality detection unit 101, a charge/discharge control unit 102, and a determination unit 103, as shown in FIG. 1.
  • the control unit 100 in FIG. 1 only shows the functional units related to this embodiment, the control unit 100 may also have other control or determination functions.
  • the abnormality detection unit 101 detects an abnormality in the solid-state battery module 10 based on data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10. Specifically, the abnormality detection unit 101 acquires data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 measured by the surface pressure measurement device 20, and determines whether an abnormality exists based on whether the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP, where the surface pressure is low, and the high surface pressure portion HP, where the surface pressure is high, in the solid-state battery module 10 shown in FIG. 3 is equal to or greater than a first threshold.
  • the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP may be identified by quantifying the surface pressure distribution of the entire surface and using a standard deviation ⁇ , for example.
  • the low surface pressure portion LP may be defined as a surface pressure portion with a surface pressure equal to or less than the average surface pressure minus ⁇
  • the high surface pressure portion HP may be defined as a surface pressure portion with a surface pressure equal to or greater than the average surface pressure plus ⁇ .
  • the standard deviation ⁇ of the surface pressure distribution is equal to or greater than a certain value, it may be determined that the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is equal to or greater than a first threshold.
  • the charge/discharge control unit 102 controls the charge/discharge of the solid-state battery module 10, and when the abnormality detection unit 101 detects an abnormality, calculates a reference current value and a maximum reference current value for recovering from the abnormality of the solid-state battery module 10. Specifically, the charge/discharge control unit 102 acquires data indicating the temperature of the solid-state battery module 10 measured by the thermometer 30 and data indicating the SOC of the solid-state battery module 10 measured by the SOC meter 40, and calculates the reference current value based on the temperature T, SOC, and surface pressure ⁇ L of the low surface pressure portion LP of the solid-state battery module 10.
  • the charge/discharge control unit 102 also calculates a maximum reference current value at which the interface between the metallic lithium of the high surface pressure portion HP in the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 and the solid electrolyte layer 14 does not peel.
  • the maximum reference current value at which the interface at the high surface pressure portion HP peels is calculated based on the temperature T, SOC, and surface pressure ⁇ H of the high surface pressure portion HP of the solid-state battery module 10. As described above, when the reference current value and the maximum reference current value are calculated, the charge/discharge control unit 102 discharges a current value equal to or greater than the reference current value and equal to or less than the maximum reference current value from the solid-state battery module 10. Furthermore, when the solid-state battery module 10 recovers, the charge/discharge control unit 102 charges the solid-state battery module 10.
  • the determination unit 103 acquires data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 measured by the surface pressure measurement device 20, and determines whether the solid-state battery module 10 has recovered based on the data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10. Specifically, the determination is made based on whether the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is equal to or less than a preset normal value.
  • the following explains the principle of restoring the solid-state battery module 10 by reducing the difference in surface pressure between the low surface pressure areas LP and the high surface pressure areas HP that occur in the solid-state battery module 10 and battery cells 11.
  • an SOC difference may occur within the surface, resulting in areas with thin and thick portions in the negative electrode layer 13 of the battery cell 11.
  • This causes a difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP, which has low surface pressure, and the high surface pressure portion HP, which has high surface pressure, in the battery cell 11.
  • the low surface pressure portion LP is an area with a relatively low SOC
  • the high surface pressure portion HP is an area with a relatively high SOC. If the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is large, problems such as a decrease in durability of the battery module 10 and short-circuiting of the electrodes during charging may occur. For this reason, it is necessary to reduce the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP to restore the solid-state battery module 10.
  • the recovery of the solid-state battery module 10 is achieved by discharging at a reference current value or higher at which the interface between the metallic lithium in the low contact pressure portion LP of the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 and the solid electrolyte layer 14 separates.
  • the reference current value at which the interface of the low contact pressure portion LP separates is determined by the creep deformation rate of the metallic lithium.
  • dissolution of the metallic lithium occurs during discharge, which tends to deteriorate contact at the interface.
  • Contact at the interface is maintained by creep deformation of the metallic lithium.
  • the lower the contact pressure, temperature, and SOC the smaller the amount of creep deformation, making contact more likely to deteriorate.
  • j L is the current density
  • ⁇ L is the surface pressure of the low surface pressure portion LP
  • T is the temperature
  • SOC is the state of charge
  • a and B are constants obtained by experimentation or the like for each solid-state battery module 10.
  • Temperature T is preferably the temperature of the low surface pressure portion LP.
  • SOC is preferably the state of charge of the low surface pressure portion LP.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a battery cell 11 after discharge according to this embodiment.
  • the interface at the high contact pressure portion HP may separate, resulting in poor contact between the metallic lithium and the solid electrolyte layer 14 at the high contact pressure portion HP, making discharge impossible. Therefore, it is preferable to perform discharge at a current value that does not cause separation of the interface between the metallic lithium at the high contact pressure portion HP of the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 and the solid electrolyte layer 14.
  • the maximum reference current value at which separation of the interface at the high contact pressure portion HP occurs is determined by the creep deformation rate of the metallic lithium.
  • j H is the current density
  • ⁇ H is the surface pressure of the high surface pressure portion HP
  • temperature is T
  • SOC is the state of charge
  • a and B are constants obtained by experiments or the like for each solid state battery module 10.
  • the temperature T is preferably the temperature of the high surface pressure portion HP.
  • the SOC is preferably the state of charge of the high surface pressure portion HP.
  • Figure 6 is a flowchart of the recovery process executed by the processor 1011 of the control unit 100.
  • the recovery process is executed periodically while the solid-state battery system 1 is connected to the external power source 200 and charging. It may also be executed at any time to determine whether the solid-state battery module 10 is malfunctioning and recover from the malfunction.
  • the abnormality detection unit 101 of the control unit 100 acquires data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 measured by the surface pressure measurement device 20 (step S101), and stores the data indicating the surface pressure distribution in the memory unit 1012.
  • the abnormality detection unit 101 detects an abnormality in the solid-state battery module 10 based on data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 (step S102). Specifically, the abnormality detection unit 101 determines whether an abnormality exists based on whether the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP in the solid-state battery module 10 shown in FIG. 3 is equal to or greater than a first threshold value.
  • Step S102 If no abnormality is detected in the solid-state battery module 10 (Step S102: No), the recovery process ends.
  • Step S102 if an abnormality is detected in the solid-state battery module 10 (Step S102: Yes), the charge/discharge control unit 102 acquires data indicating the temperature of the solid-state battery module 10 measured by the thermometer 30 (Step S103).
  • step S104 acquires data indicating the SOC of the solid-state battery module 10 measured by the SOC meter 40. Note that the order of steps S103 and S104 is not limited, and step S103 may be performed after step S104.
  • the charge/discharge control unit 102 calculates a reference current value (step S105).
  • the reference current value is a current value at which the interface between the metallic lithium of the low contact pressure portion LP in the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 and the solid electrolyte layer 14 separates. Specifically, the reference current value depends on the temperature T of the solid battery module 10, the SOC, and the contact pressure ⁇ L of the low contact pressure portion LP, and is calculated based on the above-mentioned formula (1).
  • the charge/discharge control unit 102 calculates the maximum reference current value (step S106). As described above, it is preferable to discharge at a current value equal to or lower than the current value at which the interface between the metallic lithium at the high contact pressure portion HP in the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 and the solid electrolyte layer 14 does not peel.
  • the maximum reference current value at which the interface at the high contact pressure portion HP peels depends on the temperature T, SOC, and contact pressure ⁇ H of the high contact pressure portion HP of the solid battery module 10, and is calculated based on the above-described formula (2).
  • the contact pressure ⁇ H of the high contact pressure portion HP is obtained based on the data indicating the contact pressure distribution of the solid battery module 10 acquired in step S101.
  • the order of steps S105 and S106 is not limited, and step S105 may be performed after step S106.
  • the charge/discharge control unit 102 discharges from the solid-state battery module 10 at a current value equal to or greater than the reference current value and equal to or less than the maximum reference current value (step S107).
  • the charge/discharge control unit 102 may discharge at a current value equal to or greater than the reference current value and equal to the average value of the maximum reference current value, or may discharge at a current value close to the maximum reference current value taking into account the recovery speed. An appropriate value within this range may also be determined through experimentation, etc.
  • the discharged power is supplied to the external power source 200. By discharging at a current value equal to or greater than the reference current value and equal to or less than the maximum reference current value, the time required for recovery can be shortened, and the solid-state battery module 10 can be recovered efficiently.
  • the determination unit 103 acquires data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 measured by the surface pressure measurement device 20 (step S108), and stores the acquired data indicating the surface pressure distribution in the memory unit 1012.
  • the determination unit 103 determines whether the solid-state battery module 10 has recovered based on data indicating the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10 (step S109). Specifically, this is determined based on whether the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is equal to or less than a preset normal value.
  • step S109 If it is determined that the solid-state battery module 10 has not recovered (step S109: No), steps S107 to S109 are repeated until the solid-state battery module 10 recovers.
  • step S109 when the metallic lithium is released from the high surface pressure portion HP, the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP of the solid-state battery module 10 falls below a preset normal value, the in-plane SOC difference is eliminated, and the solid-state battery module 10 recovers (step S109; Yes), the charge/discharge control unit 102 starts charging the solid-state battery module 10 (step S110). Note that if recovery processing was performed during charging, charging is resumed. Thereafter, the recovery processing ends.
  • the solid-state battery system and method for recovering a solid-state battery module easily eliminate the in-plane SOC difference of the solid-state battery module 10 by discharging at a reference current value or higher when the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP in the solid-state battery module 10 is equal to or higher than a first threshold. Furthermore, discharging is performed at a maximum reference current value or lower to prevent separation of the interface between the metallic lithium in the high surface pressure portion HP in the negative electrode layer 13 of the battery cell 11 and the solid electrolyte layer 14.
  • the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP can be reduced. Therefore, discharging at a reference current value or higher and a maximum reference current value or lower can shorten the time required for recovery of the solid-state battery module 10, resulting in efficient recovery of the solid-state battery module 10.
  • the above-described embodiment can be modified in various ways, and the above-described embodiment and each of the variations can be combined in any manner.
  • the reference current value is set based on the above-described formula (1) using the temperature T, SOC, and surface pressure ⁇ L of the low surface pressure portion LP of the solid-state battery module 10.
  • the reference current value may be set in advance for each solid-state battery module 10. In this case, the reference current value may be obtained experimentally.
  • the maximum reference current value is set based on the above-described formula (2) using the temperature T, SOC, and surface pressure ⁇ H of the surface pressure portion HP of the solid-state battery module 10.
  • the maximum reference current value may be set in advance for each solid-state battery module 10. In this case, the maximum reference current value may be obtained experimentally.
  • FIG. 7 shows a solid-state battery system 2 according to a modified example.
  • the solid-state battery system 2 according to this modified example is an all-solid-state battery module configured to apply a confining pressure to a stack of one or more battery cells 11, each having a positive electrode layer 12, a negative electrode layer 13, and a solid electrolyte layer 14.
  • it differs from the above embodiment in that it has a function that makes it possible to change the average value of the confining pressure by controlling the load applied to the stack.
  • the solid-state battery system 2 includes a solid-state battery module 60, a surface pressure measuring device 20, a thermometer 30, an SOC measuring device 40, and a control unit 100, as well as a surface pressure control device 90 that controls the load applied to the stack of solid-state battery modules 60.
  • the control unit 100 also includes a pressure control unit 104 that controls the average value of the restraint pressure applied to the battery cells 11 by controlling the surface pressure control device 90.
  • the hardware configuration of the control unit 100 and the functions of the abnormality detection unit 101, charge/discharge control unit 102, and determination unit 103 are the same as those of the above embodiment.
  • the battery module 60 is an active module in which cell restraint plates 16A-16C, pressure plates 18, and elastic bodies 19 provided above and below the stacked battery cells 11 apply a load to the battery cells 11.
  • the pressure plates 18 apply a load in the stacking direction of the battery cells 11 included in the solid-state battery module 60 based on a control signal sent from the surface pressure control device 90.
  • the pressure plate 18 is provided on top of the stack of battery cells 11.
  • the pressure plate 18 is connected to an actuator (not shown) and can move up and down using power from the actuator.
  • the actuator may move the pressure plate 18 using a servo motor, or may move the pressure plate 18 using a fluid including liquid or gas.
  • the elastic body 19 is provided between the multiple pressure plates 18 and is a member that transmits the load received from the pressure plate 18 to the stack of battery cells 11.
  • the position of the upper pressure plate 18 of the pair of pressure plates 18 moves down along the fixed posts 17 so that the upper pressure plate 18 moves closer to the multiple battery cells 11.
  • the load from the pressure plate 18 is transmitted to the stack of multiple battery cells 11 via the elastic body 19 and the lower pressure plate 18.
  • the position of the upper pressure plate 18 moves up along the fixed posts 17 so that the upper pressure plate 18 moves away from the multiple battery cells 11.
  • the solid-state battery module 60 can adjust the load applied to the battery cells 11 using a control signal from the surface pressure control device 90 based on a control command output by the control unit 100.
  • the mechanism for adjusting the applied load is not limited to the mechanism shown in Figure 7, and other mechanisms may also be used.
  • the solid-state battery module 60 further includes a load sensor 50 below the stack, and by monitoring the output of the load sensor 50, the average value of the restraint pressure (surface pressure) applied to the battery cells 11 can be measured.
  • Figure 8 shows the relationship between the confining pressure (surface pressure) and internal resistance of the solid-state battery module 60.
  • the internal resistance of the solid-state battery module 60 is constant when the confining pressure is within the operating surface pressure range.
  • the operating surface pressure range is the range of confining pressure applied during charging and discharging of the solid-state battery module 60.
  • contact between the metallic lithium of the anode layer 13 and the solid electrolyte layer 14 weakens, resulting in increased internal resistance.
  • the lower the surface pressure the greater the degree of peeling of the metallic lithium of the anode layer 13 during discharge.
  • the pressure control unit 104 controls the surface pressure control device 90 to set the confinement pressure applied to the battery cells 11 to the lower limit of the operating surface pressure range.
  • the charge/discharge control unit 102 may set the amount of discharge from the solid-state battery module 60 to be less than when the confinement pressure is not controlled, between the reference current value and the maximum reference current value. In this way, the solid-state battery module 60 is restored with a small amount of discharge.
  • FIG. 9 shows a solid-state battery system 3 according to a modified example.
  • the solid-state battery system 3 according to this modified example is an all-solid-state battery module having a configuration in which one or more battery cells 11 are stacked, each having a positive electrode layer 12, a negative electrode layer 13, and a solid electrolyte layer 14 disposed between the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 13.
  • it differs from the above embodiment in that it has a function to adjust the temperature of the solid-state battery module 70.
  • the solid-state battery system 3 includes a solid-state battery module 70, a surface pressure measuring device 20, a thermometer 30, an SOC measuring device 40, and a control unit 100, as well as a temperature adjustment device 80 that adjusts the temperature of the solid-state battery module 70.
  • the control unit 100 also includes a temperature control unit 105 that adjusts the temperature of the solid-state battery module 70 by controlling the temperature control device 80.
  • the hardware configuration of the control unit 100 and the functions of the abnormality detection unit 101, charge/discharge control unit 102, and determination unit 103 are the same as those of the above embodiment.
  • the temperature control device 80 is controlled by the temperature control unit 105 and has the function of cooling the solid-state battery module 70 by water cooling or air cooling.
  • the temperature control device 80 may also have the function of heating the solid-state battery module 70 by a heater or the like.
  • the current distribution ratio between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is greater at low temperatures.
  • the internal resistance of the entire solid-state battery module 70 is greater at low temperatures, so the current that can be applied is smaller. It is preferable to balance the increase in the current distribution ratio between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP due to lowering the temperature with the decrease in the current that can be applied, calculate the temperature at which the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP of the solid-state battery module 70 can be reduced to a preset normal value or below in a short period of time, and then recover the solid-state battery module 70 at that temperature.
  • the temperature control unit 105 calculates the temperature at which the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP of the solid-state battery module 70 can be reduced to a preset normal value or less in a short period of time, based on the surface pressure and SOC, and controls the temperature control device 80 to set the solid-state battery module 70 to the calculated temperature. Once the solid-state battery module 70 is set to the calculated temperature, the charge/discharge control unit 102 discharges power from the solid-state battery module 70 at a current value equal to or greater than the reference current value and equal to or less than the maximum reference current value. In this way, the solid-state battery module 70 can be restored in a shorter period of time.
  • the solid-state battery system 3 may further include the surface pressure control device 90 included in the solid-state battery system 2, and the control unit 100 may include a pressure control unit 104.
  • the abnormality detection unit 101 determines that an abnormality exists when the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is equal to or greater than a first threshold.
  • the abnormality detection unit 101 may also detect whether the difference in surface pressure between the low surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP in the surface pressure distribution of the solid-state battery module 10, 60, 70 measured by the surface pressure measurement device 20 is equal to or greater than a second threshold that is smaller than the first threshold.
  • the charge/discharge control unit 102 When the abnormality detection unit 101 determines that the difference in surface pressure between the surface pressure portion LP and the high surface pressure portion HP is equal to or greater than the second threshold, the charge/discharge control unit 102 performs discharge in an SOC range lower than a preset reference SOC.
  • a lower SOC range has higher surface pressure sensitivity during discharge at a higher rate, allowing for more efficient recovery. Even in the case of a caution-level abnormality that does not require urgency, a discharge operation is performed in a low SOC range with high surface pressure sensitivity, allowing for recovery of the solid-state battery module 10, 60, 70.
  • FIG 10 shows the relationship between SOC and discharge DCR (Direct Current Resistance) for solid-state battery modules 10, 60, and 70.
  • the discharge DCR is a downward convex curve, with large values at SOCs of 0% and 100%.
  • the reference SOC be equal to or lower than the SOC at which the discharge DCR takes its minimum value.
  • Figure 11 is a cross-sectional view showing a battery cell 11 according to a modified example.
  • the battery cell 11 may further include an anode intermediate layer 13B between the anode layer 13 and the solid electrolyte layer 14.
  • the anode intermediate layer 13B is a layer provided in a precipitation-type all-solid-state battery for purposes such as protecting the solid electrolyte layer 14.
  • a precipitation-type all-solid-state battery is a secondary battery configured so that metallic lithium precipitates between the solid electrolyte layer 14 and the anode current collector layer 13A during charging. In a precipitation-type all-solid-state battery, the precipitated metallic lithium functions as the anode active material.
  • anode intermediate layer 13B is provided between the solid electrolyte layer 14 and the anode current collector layer 13A.
  • the presence of the anode intermediate layer 13B protects the solid electrolyte layer 14 from metallic lithium.
  • the negative electrode intermediate layer 13B used for this purpose is also included in the negative electrode layer 13 of this embodiment.
  • the negative electrode intermediate layer 13B can be realized, for example, by a layer containing metal particles such as silver, carbon particles, and a binder resin.
  • the solid-state battery module 10, 60, 70 can be restored by discharging at a current value equal to or greater than the reference current value and equal to or less than the maximum reference current value, as in the above-described embodiment.
  • control unit 100 may also be configured using dedicated hardware that realizes each function.
  • control program for executing the operations of the above-described embodiments and variations may be stored and distributed on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), MO (Magneto Optical Disc), or memory card, and the inspection devices 10, 11 may be configured to realize each function by installing the program on a computer. Furthermore, if each function is realized by sharing the work between an OS (Operating System) and an application, or by cooperation between an OS and an application, only the parts other than the OS may be stored on the recording medium.
  • OS Operating System

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Abstract

固体電池システム（１）は、正極層および負極層と、正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、を有する１以上の電池セル（１１）を積層させた固体電池モジュール（１０）と、固体電池モジュール（１０）の面圧分布を測定する面圧測定装置（２０）と、固体電池モジュール（１０）の充放電を制御する制御部（１００）とを備える。制御部（１００）は、面圧測定装置（２０）により面圧分布が測定された場合、固体電池モジュール（１０）の面圧分布における面圧の低い低面圧部と、面圧の高い高面圧部と、の面圧の差が第１閾値以上であることを検知すると、基準電流値以上で放電を実施する。

Description

固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法
　本発明は、固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法に関する。
　固体電池は、電解質層を含めて固体の材料により構成される二次電池であり、正極層および負極層と、正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、を備える。固体電池では、一般に、正極層と負極層との間でリチウムイオンが移動することにより、充放電が行われる。
　特許文献１は、活物質含有層の外縁部におけるリチウム拡散係数が、活物質含有層の外縁部を除く中心部におけるリチウム拡散係数より高い電極を備える固体電池を開示する。
特開２０２２－２０２４１号公報
　特許文献１に記載の固体電池では、リチウムの拡散係数の高い層を外縁部に設けることで、外縁部での反応を促し面内の圧力差がつきにくくなる。しかしながら、中心部におけるリチウム拡散係数が外縁部におけるリチウム拡散係数より小さいと、中心部でのリチウムの拡散が遅くなり、性能の低下につながる。また、中心部と外縁部とでリチウムの拡散係数の異なる素材を使用するため、製造が困難である。また、面内のＳＯＣ（State Of Charge）差は中央部から外周部リチウムの拡散へ向かって放射状に発生するとは限らない。面内のＳＯＣ差が大きい場合、電池モジュールとしての耐久性の低下、充電時における電極の短絡等の問題が発生する可能性がある。従って、固体電池の面内のＳＯＣ差を容易に解消することが求められている。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、面内のＳＯＣ差を容易に解消できる固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る固体電池システムは、正極層および負極層と、正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、を有する１以上の電池セルを積層させた固体電池モジュールと、固体電池モジュールの面圧分布を測定する面圧測定装置と、固体電池モジュールの充放電を制御する制御部と、を備え、制御部は、面圧測定装置により面圧分布が測定された場合、固体電池モジュールの面圧分布における面圧の低い低面圧部と、面圧の高い高面圧部と、の面圧の差が第１閾値以上であることを検知すると、基準電流値以上で放電を実施する。
　本発明によれば、面内のＳＯＣ差を容易に解消できる固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法を提供することが可能となる。
実施の形態に係る固体電池システムの機能構成例を示すブロック図である。 実施の形態に係る電池セルを示す断面図である。 実施の形態に係る電池セルを示す断面図である。 実施の形態に係る制御部のハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態に係る電池セルを示す断面図である。 実施の形態に係る回復処理を示すフローチャートである。 変形例に係る固体電池システムの機能構成例を示すブロック図である。 変形例に係る電池セルの拘束圧力と内部抵抗の関係を示す図である。 変形例に係る固体電池システムの機能構成例を示すブロック図である。 変形例に係る電池セルのＳＯＣと放電ＤＲＣの関係を示す図である。 変形例に係る電池セルを示す断面図である。
　図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法を説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。
（実施の形態）
　本発明の実施の形態に係る固定電池システムは、固体電池モジュールを回復する制御が可能なものである。固体電池モジュールは、正極層および負極層と、正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、を有する１以上の電池セルを積層させたものである。固体電池システム１は、例えば、複数モジュールで車両の駆動用バッテリーを構成し、電気自動車、ハイブリット車等の車両に搭載される。
　図１は、本実施の形態に係る固体電池システム１の構成を示す図である。図１に示すように、固体電池システム１は、固体電池モジュール１０と、固体電池モジュール１０の面圧分布を測定する面圧測定装置２０と、固体電池モジュール１０の温度を計測する温度計３０と、固体電池モジュール１０の充電率であるＳＯＣ（State Of Charge）を計測するＳＯＣ計測計４０と、固体電池モジュール１０の充放電を制御する制御部１００と、を備える。固体電池システム１には外部電源２００が接続される。外部電源２００は、固体電池システム１に対して充放電可能な他のバッテリーまたは商用電源である。
　固体電池モジュール１０は、１または複数の電池セル１１を備える。図２は、本実施の形態に係る電池セル１１を示す断面図である。電池セル１１は、図２に示すように、正極層１２および負極層１３と、正極層１２と負極層１３との間に配置された固体電解質層１４と、を備える。電池セル１１は、全固体電池であってもよく、固体電解質層１４が一部に液体電解質、ゲル、またはポリマー電解質などを含むものであってもよい。
　正極層１２は、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸蔵する正極活物質を備える。正極活物質としては、例えば、リチウム金属複合酸化物などを用いることができる。リチウム金属複合酸化物としては、例えば、Ｌｉ（Ｎｉ－Ｍｎ－Ｃｏ）Ｏ２等の層状岩塩型化合物、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のスピネル型化合物、ＬｉＦｅＰＯ４等のオリビン型化合物、並びに、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４等のＳｉ含有化合物等が挙げられる。また、正極層１２は、導電性を有する板状または箔状の正極集電体層１２Ａに形成される。
　負極層１３は、充電時にリチウムを吸蔵し（あるいはリチウムを析出させ）放電時にリチウムイオンを放出する負極活物質を備える。負極活物質は、例えば、金属リチウム、または、リチウムを含有するリチウム合金であってもよい。リチウム合金としては、たとえば、リチウムと、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、マグネシウム（Ｍ ｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）から選択される少なくとも１種の金属と、の合金が挙げられる。また、リチウム合金としては、リチウムと、上述した金属のうち２種以上の金属との合金であってもよく、ケイ素またはスズを含む化合物（酸化物、窒化物、他の金属との合金）等であってもよい。また、負極層１３は、導電性を有する板状または箔状の負極集電体層１３Ａに形成される。本実施の形態においては、負極活物質として、金属リチウムを含有する負極層１３について説明するが、金属リチウムに変えて、リチウム合金を用いても同様の効果が得られる。
　固体電解質層１４は、正極層１２と負極層１３との間に配置され、正極層１２と負極層１３とに接触している。固体電解質層１４は、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質を含む。
　電池セル１１の正極集電体層１２Ａおよび負極集電体層１３Ａには、それぞれ入出力端子が接続される。図１に示すように、複数の電池セル１１は、扁平形状に形成され、積層した状態で外装部材により封止される。複数の電池セル１１の間には弾性体１５が設置されてもよい。固体電池モジュール１０の電池セル１１は充電すると膨張し、放電すると収縮するため、弾性体１５を設置することにより充放電による変位を吸収することができる。なお、弾性体１５は必ずしも全ての電池セル１１の間に設ける必要はない。
　複数の電池セル１１を積層させた積層体の上面及び下面にはセル拘束板１６Ａ、１６Ｂが設置され、セル拘束板１６Ａ、１６Ｂと、セル拘束板１６Ａとセル拘束板１６Ｂとの間を接続する固定柱１７と、により積層体の位置を保持するとともに、積層方向に拘束圧力を印加した状態で固定される。
　面圧測定装置２０は、固体電池モジュール１０の面圧分布を測定し、面圧分布を示すデータを制御部１００に出力する。これにより、固体電池モジュール１０における面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、が検出される。面圧測定装置２０は、固体電池モジュール１０の面圧分布を測定できるものであれば特に限定されず、面圧センサにより面圧分布を測定してもよく、固体電池モジュール１０のたわみを測定するひずみゲージを用いてもよい。また、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰとの面圧に差がある場合、セルを拘束するセル拘束板１６Ａ、１６Ｂが平行でない可能性がある。このため、面圧測定装置２０は、固体電池モジュール１０のセル拘束板１６Ａ、１６Ｂ間の距離を測定するセンサにより面圧分布を測定することも考えられる。図３は、本実施の形態に係る電池セル１１を示す断面図である。図３に示すように、電池セル１１の負極層１３に厚みが小さい部分と大きい部分が発生する場合がある。この原因の一つとして、電池モジュール１０の充放電時に電池モジュール１０が傾いて配置されることによると考えられる。電池セル１１の負極層１３に厚みが小さい部分と大きい部分が発生すると、電池セル１１に面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、が生じ、面圧測定装置２０により、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、して検出される。低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が大きい場合には、電池モジュール１０としての耐久性の低下、充電時における電極の短絡等の問題が発生する可能性がある。
　温度計３０は、所定の電池セル１１の温度を計測し、固体電池モジュール１０の温度として、計測した温度を示すデータを制御部１００に出力する。温度計３０は、複数の電池セル１１に設けられていてもよい。
　ＳＯＣ計測計４０は、固体電池モジュール１０の充電率であるＳＯＣを計測し、計測したＳＯＣを示すデータを制御部１００に対して出力する。ＳＯＣ計測計４０は、固体電池モジュール１０の入出力端子に接続されており、固体電池モジュール１０の充電率を計測する計測器を備える。なお、ＳＯＣ計測計４０は、制御部１００に内蔵された構成であってもよい。
　制御部１００は、固体電池モジュール１０の充放電を制御するものである。制御部１００は、面圧測定装置２０により測定された固体電池モジュール１０の面圧分布における低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が第１閾値以上となることを検知すると、基準電流値以上で放電を実施し、面内のＳＯＣ差により発生した面内の圧力差を解消する。図４は、制御部１００のハードウェア構成例を示した図である。図４の例において、制御部１００は、プロセッサ１０１１と、記憶部１０１２と、通信インタフェース（図中、通信Ｉ／Ｆと示す）１０１３と、を備える。
　プロセッサ１０１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：中央算出装置）及びその周辺回路を備え、各種演算処理を実行する。プロセッサ１０１１は、記憶部１０１２に記憶された制御プログラムを実行する。プロセッサ１０１１は、ＣＰＵのワーキングメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の半導体メモリを備えてもよい。また、プロセッサ１０１１は、論理演算ユニット、数値演算ユニット等の演算回路を更に備えてもよい。
　記憶部１０１２は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモリを備える。記憶部１０１２は、プロセッサ１０１１が実行する制御プログラム及びプロセッサ１０１１の演算処理に用いる各種データを記憶する。
　通信インタフェース１０１３は、面圧測定装置２０、温度計３０およびＳＯＣ計測計４０と通信接続するためのインタフェースである。通信インタフェース１０１３は、面圧測定装置２０、温度計３０およびＳＯＣ計測計４０からセンサ信号を取得してプロセッサ１０１１に渡し、また、プロセッサ１０１１が生成した外部電源２００の制御信号を出力する。
　プロセッサ１０１１は、記憶部１０１２に記憶されている制御プログラムを実行することにより、図１に示すように、異常検出部１０１と、充放電制御部１０２と、判定部１０３として機能する。なお、図１の制御部１００には、本実施の形態に係る機能部のみ表しているが、制御部１００は、他の制御、または判定の機能を有してもよい。
　異常検出部１０１は、固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータに基づいて、固体電池モジュール１０の異常を検出する。具体的には、異常検出部１０１は、面圧測定装置２０により測定された固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータを取得し、図３に示す固体電池モジュール１０における面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、の面圧の差が第１閾値以上であるか否かにより異常であるか否かを判定する。低面圧部ＬＰおよび高面圧部ＨＰは、面全体の面圧分布を数値化し、標準偏差σなどを用いて、特定してもよい。例えば、面圧の平均値－σ以下の面圧部分を低面圧部ＬＰ、面圧の平均値＋σ以上の面圧部分をおよび高面圧部ＨＰとしてもよい。また、面圧分布の標準偏差σが一定値以上である場合、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が第１閾値以上であと判定してもよい。
　充放電制御部１０２は、固体電池モジュール１０の充放電を制御し、異常検出部１０１による異常検出時に、固体電池モジュール１０の異常を回復させるための基準電流値および最大基準電流値を算出する。具体的には、充放電制御部１０２は、温度計３０により測定された固体電池モジュール１０の温度を示すデータとＳＯＣ計測計４０により計測された固体電池モジュール１０のＳＯＣを示すデータを取得し、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、低面圧部ＬＰの面圧σＬに基づいて基準電流値を算出する。また、充放電制御部１０２は、電池セル１１の負極層１３における高面圧部ＨＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離しない最大基準電流値を算出する。高面圧部ＨＰの界面が剥離する最大基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、高面圧部ＨＰの面圧σＨに基づいて算出される。以上のように、基準電流値および最大基準電流値を算出すると、充放電制御部１０２は、固体電池モジュール１０から基準電流値以上、最大基準電流値以下の電流値で放電する。また、充放電制御部１０２は、固体電池モジュール１０が回復すると、固体電池モジュール１０に充電する。
　判定部１０３は、面圧測定装置２０により測定された固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータを取得し、固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータに基づいて、固体電池モジュール１０が回復したか否かを判定する。具体的には、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が予め設定した正常値以下であるか否かにより判定する。
　以下、固体電池モジュール１０および電池セル１１に発生した面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、の面圧の差を小さくして、固体電池モジュール１０を回復させる原理について説明する。
　図３に示すように、面内のＳＯＣ差が発生し、電池セル１１の負極層１３に厚みが小さい部分と大きい部分が発生する場合がある。これにより、電池セル１１に面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、の面圧の差が生じる。低面圧部ＬＰは、相対的にＳＯＣが小さい部分であり、高面圧部ＨＰは、相対的にＳＯＣが大きい部分である。低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が大きい場合には、電池モジュール１０としての耐久性の低下、充電時における電極の短絡等の問題が発生する可能性がある。このため、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差を小さくして、固体電池モジュール１０を回復させる必要がある。
　固体電池モジュール１０の回復は、電池セル１１の負極層１３における低面圧部ＬＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離する基準電流値以上で放電を行うことにより実施する。低面圧部ＬＰの界面が剥離する基準電流値は、金属リチウムのクリープ変形速度によって決まる。金属リチウムを用いた負極においては放電時に金属リチウムの溶解が伴うため、界面での接触が悪くなりやすい。金属リチウムのクリープ変形によって、界面での接触を保っているが、面圧、温度、ＳＯＣが低いほど、クリープ変形量が小さくなり、接触の悪化が発生しやすい。具体的には、基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、低面圧部ＬＰの面圧σＬに依存し、以下の式（１）に基づいて設定される。
　ｊＬ＝ＡσＬｅｘｐ（－Ｂ／Ｔ）×ＳＯＣ　　　（１）
　ここで、ｊＬ：電流密度、σＬ：低面圧部ＬＰの面圧、温度：Ｔ、ＳＯＣ：充電状態、ＡおよびＢ：固体電池モジュール１０ごとに実験などで得られる定数である。なお、温度Ｔは、低面圧部ＬＰの温度であることが好ましい。また、ＳＯＣは、低面圧部ＬＰの充電状態であることが好ましい。基準電流値以上で放電することで、低面圧部ＬＰにおいて金属リチウムと、固体電解質層１４と、の剥離を生じさせる。低面圧部ＬＰはクリープ変形が発生しづらく、基準電流値以上の電流を流すことで、クリープ変形が発生しやすい高面圧部ＨＰに放電電流が集中する。図５は、本実施の形態に係る放電後の電池セル１１を示す断面図である。高面圧部ＨＰの金属リチウムを積極的に放出させることで、図５に示すように、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が小さくなり、固体電池モジュール１０の回復が実施される。
　電池セル１１の負極層１３における高面圧部ＨＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離する電流値で放電を行うと、高面圧部ＨＰの界面が剥離し、高面圧部ＨＰにおいても金属リチウムと、固体電解質層１４と、の接触が悪くなり、放電できなくなる虞がある。このため、電池セル１１の負極層１３における高面圧部ＨＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離しない電流値以下で放電を行うことが好ましい。高面圧部ＨＰの界面が剥離する最大基準電流値は、金属リチウムのクリープ変形速度によって決まる。例えば、最大基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、高面圧部ＨＰの面圧σＨに依存し、以下の式（２）に基づいて設定される。
　ｊＨ＝ＡσＨｅｘｐ（－Ｂ／Ｔ）×ＳＯＣ　　　（２）
　ここで、ｊＨ：電流密度、σＨ：高面圧部ＨＰの面圧、温度：Ｔ、ＳＯＣ：充電状態、ＡおよびＢ：固体電池モジュール１０ごとに実験などで得られる定数である。なお、温度Ｔは、高面圧部ＨＰの温度であることが好ましい。また、ＳＯＣは、高面圧部ＨＰの充電状態であることが好ましい。
　上述したように、基準電流値以上最大基準電流値以下で放電することで、クリープ変形が発生しやすく、相対的にＳＯＣが大きい高面圧部ＨＰに放電電流が集中し、高面圧部ＨＰの金属リチウムが放出される。これにより、図５に示すように、高面圧部ＨＰの負極層１３の厚みが薄くなることで、面内のＳＯＣ差が解消され、固体電池モジュール１０の回復が実施される。
　以上のように構成された固体電池システム１による固体電池モジュール１０の回復方法の手順について、図６に示すフローチャートに沿って詳細に説明する。図６は制御部１００のプロセッサ１０１１が実行する回復処理のフローチャートである。回復処理は、固体電池システム１が外部電源２００に接続された状態で充電中に一定期間毎に実行される。なお、任意のタイミングで固体電池モジュール１０の異常判定および回復をするために実行してもよい
　まず、制御部１００の異常検出部１０１は、面圧測定装置２０により測定された固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータを取得し（ステップＳ１０１）、面圧分布を示すデータを記憶部１０１２に記憶する。
　異常検出部１０１は、固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータに基づいて、固体電池モジュール１０の異常を検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、異常検出部１０１は、図３に示す固体電池モジュール１０における面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、の面圧の差が第１閾値以上であるか否かにより異常であるか否かを判定する。
　固体電池モジュール１０に異常が検出されない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、回復処理を終了する。
　一方、固体電池モジュール１０に異常が検出された場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、充放電制御部１０２は、温度計３０により測定された固体電池モジュール１０の温度を示すデータを取得する（ステップＳ１０３）。
　つぎに、充放電制御部１０２は、ＳＯＣ計測計４０により計測された固体電池モジュール１０のＳＯＣを示すデータを取得する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０３とステップＳ１０４の順序は限定されず、ステップＳ１０４の後にステップＳ１０３を実施してもよい。
　つぎに、充放電制御部１０２は、基準電流値を算出する（ステップＳ１０５）。基準電流値は、電池セル１１の負極層１３における低面圧部ＬＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離する電流値である。具体的には、基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、低面圧部ＬＰの面圧σＬに依存し、上述した式（１）に基づいて算出される。
　つぎに、充放電制御部１０２は、最大基準電流値を算出する（ステップＳ１０６）。上述したように、電池セル１１の負極層１３における高面圧部ＨＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離しない電流値以下で放電を行うことが好ましい。高面圧部ＨＰの界面が剥離する最大基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、高面圧部ＨＰの面圧σＨに依存し、上述した式（２）に基づいて算出される。高面圧部ＨＰの面圧σＨは、ステップＳ１０１で取得した固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータに基づいて得られる。なお、ステップＳ１０５とステップＳ１０６の順序は限定されず、ステップＳ１０６の後にステップＳ１０５を実施してもよい。
　つぎに、充放電制御部１０２は、固体電池モジュール１０から基準電流値以上、最大基準電流値以下の電流値で放電する（ステップＳ１０７）。例えば、充放電制御部１０２は、基準電流値以上、最大基準電流値の平均値で放電してもよく、回復速度を考慮し、最大基準電流値に近い電流値で放電してもよい。また実験等でこの範囲内の適切な値を決めてもよい。放電した電力は、外部電源２００に供給される。基準電流値以上、最大基準電流値以下で放電を行うことで、回復にかかる時間が短くでき、効率よく固体電池モジュール１０の回復が実施される。
　つぎに、判定部１０３は、面圧測定装置２０により測定された固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータを取得し（ステップＳ１０８）、取得した面圧分布を示すデータを記憶部１０１２に記憶する。
　判定部１０３は、固体電池モジュール１０の面圧分布を示すデータに基づいて、固体電池モジュール１０が回復したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。具体的には、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が予め設定した正常値以下であるか否かにより判定する。
　固体電池モジュール１０が回復していないと判別された場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、固体電池モジュール１０が回復するまで、ステップＳ１０７～ステップＳ１０９を繰り返す。
　一方、図５に示すように、高面圧部ＨＰの金属リチウムが放出され、固体電池モジュール１０の低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が予め設定した正常値以下になり、面内のＳＯＣ差が解消され、固体電池モジュール１０が回復すると（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、充放電制御部１０２は、固体電池モジュール１０に充電を開始する（ステップＳ１１０）。なお、充電中に回復処理を実施した場合は、充電を再開する。その後、回復処理を終了する。
　以上説明したように、本実施の形態に係る固体電池システムおよび固体電池モジュールの回復方法は、固体電池モジュール１０における面圧の低い低面圧部ＬＰと、面圧の高い高面圧部ＨＰと、の面圧の差が第１閾値以上である場合、基準電流値以上で放電することで、固体電池モジュール１０の面内のＳＯＣ差を容易に解消でき、固体電池モジュール１０の回復が実施される。また、電池セル１１の負極層１３における高面圧部ＨＰの金属リチウムと、固体電解質層１４と、の界面が剥離しないように、最大基準電流値以下で放電を行う。また、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が予め設定した正常値以下になった後充電することで、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差を小さくすることができる。従って、基準電流値以上、最大基準電流値以下で放電し、固体電池モジュール１０の回復にかかる時間が短くでき、効率よく固体電池モジュール１０の回復が実施される。
（変形例）
　上記実施の形態は、種々の変更が可能であり、上記実施の形態と、各変型例は任意に組合せ可能である。上述の実施の形態では、基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、低面圧部ＬＰの面圧σＬを用いて、上述した式（１）に基づいて設定される例について説明した。基準電流値は、固体電池モジュール１０毎に予め設定されてもよい。この場合、基準電流値は、実験的に得てもよい。また、最大基準電流値は、固体電池モジュール１０の温度Ｔ、ＳＯＣ、面圧部ＨＰの面圧σＨを用いて、上述した式（２）に基づいて設定される例について説明した。最大基準電流値は、固体電池モジュール１０毎に予め設定されてもよい。この場合、最大基準電流値は、実験的に得てもよい。
　図７は変形例に係る固体電池システム２を示す図である。本変形例に係る固体電池システム２は、上記実施の形態と同様に、正極層１２と、負極層１３と、固体電解質層１４と、を有する１以上の電池セル１１を積層させた積層体に拘束圧力を印加した構成を有する、全固体型の電池モジュールであるが、積層体に印加する荷重をコントロールすることにより、拘束圧力の平均値を変更可能とする機能を有する点が上記実施の形態と異なる。
　図７に示すように、本変形例に係る固体電池システム２は、固体電池モジュール６０と、面圧測定装置２０と、温度計３０と、ＳＯＣ計測計４０と、制御部１００と、に加えて、更に固体電池モジュール６０の積層体に付加する荷重を制御する面圧制御装置９０を備える。また、制御部１００は、上記実施の形態の機能に加えて、面圧制御装置９０を制御することにより電池セル１１に付加する拘束圧力の平均値を制御する圧力制御部１０４を更に備える。制御部１００のハードウェア構成と、異常検出部１０１、充放電制御部１０２、判定部１０３の機能は上記実施の形態と同様である。
　電池モジュール６０は、積層した複数の電池セル１１の上下に設けられたセル拘束板１６Ａ～１６Ｃ、加圧板１８、及び弾性体１９が電池セル１１に荷重を付与するアクティブ型モジュールである。加圧板１８は、面圧制御装置９０から送信される制御信号に基づき、固体電池モジュール６０に含まれる電池セル１１の積層方向に向かって荷重を印加する。
　加圧板１８は電池セル１１の積層体の上部に設けられている。加圧板１８はアクチュエータ（図示しない）に接続されており、アクチュエータからの動力により上下に移動できる。アクチュエータは、サーボモータにより加圧板１８を移動させてもよく、液体または気体を含む流体により加圧板１８を移動させてもよい。弾性体１９は複数の加圧板１８の間に設けられ、加圧板１８から受ける荷重を、電池セル１１の積層体に伝える部材である。
　電池セル１１に拘束圧力を印加する場合には、一対の加圧板１８のうち上側の加圧板１８が複数の電池セル１１に近づくように、固定柱１７に沿って上側の加圧板１８の位置が下がる。上側の加圧板１８の移動により、加圧板１８からの荷重が、弾性体１９及び下側の加圧板１８を介して、複数の電池セル１１の積層体に伝わる。また、電池セル１１の拘束圧力を下げる場合には、上側の加圧１８が複数の電池セル１１から遠ざかるように、固定柱１７に沿って上側の加圧板１８の位置が上がる。
　このようにして、固体電池モジュール６０は、制御部１００が出力する制御指令に基づく面圧制御装置９０の制御信号により、電池セル１１に印加される荷重を調整することができる。なお、印加される荷重を調整する機構は、図７に示す機構に限らず、他の機構でもよい。
　固体電池モジュール６０は更に、積層体の下方に荷重センサ５０を備え、荷重センサ５０の出力をモニタすることにより、電池セル１１に加わる拘束圧力（面圧）の平均値を測定することができる。
　図８は、固体電池モジュール６０の拘束圧力（面圧）と内部抵抗の関係を示す図である。図８に示すように、拘束圧力が運転面圧範囲では、固体電池モジュール６０の内部抵抗は、一定である。運転面圧範囲は、固体電池モジュール６０の充放電時に付与される拘束圧力の範囲である。拘束圧力が運転面圧範囲の下限値以下では、負極層１３の金属リチウムと、固体電解質層１４と、の接触が弱くなり、内部抵抗が大きくなる。また、負極層１３の金属リチウムの放電時の剥離は面圧が低いほど大きくなり、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの電流分配が発生しやすいため、少ない放電量で分布の解消ができる。このため、より効率的に高面圧部ＨＰの金属リチウムを積極的に放電させることができ、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が小さくなり、固体電池モジュール６０の回復が実施される。
　具体的には、充放電制御部１０２が、基準電流値以上、最大基準電流値以下の電流値で固体電池モジュール６０から電力を放電する際、圧力制御部１０４は、面圧制御装置９０を制御して、電池セル１１に加わる拘束圧力を運転面圧範囲の下限値に設定する。この場合、充放電制御部１０２は、固体電池モジュール６０から放電する放電量を、基準電流値以上、最大基準電流値以下の間で、拘束圧力を制御しない場合より少なく設定してもよい。このようにすることで、少ない放電量で固体電池モジュール６０の回復が実施される。
　図９は変形例に係る固体電池システム３を示す図である。本変形例に係る固体電池システム３は、上記実施の形態と同様に、正極層１２および負極層１３と、正極層１２と負極層１３との間に配置された固体電解質層１４を有する１以上の電池セル１１を積層させた構成を有する、全固体型の電池モジュールであるが、固体電池モジュール７０の温度を調整する機能を有する点が上記実施の形態と異なる。
　図９に示すように、本変形例に係る固体電池システム３は、固体電池モジュール７０と、面圧測定装置２０と、温度計３０と、ＳＯＣ計測計４０と、制御部１００と、に加えて、更に固体電池モジュール７０の温度を調整する温度調整装置８０を備える。また、制御部１００は、上記実施の形態の機能に加えて、温度制御装置８０を制御することにより固体電池モジュール７０の温度を調整する温度制御部１０５を更に備える。制御部１００のハードウェア構成と、異常検出部１０１、充放電制御部１０２、判定部１０３の機能は上記実施の形態と同様である。
　温度制御装置８０は、温度制御部１０５により制御され、水冷または空冷により固体電池モジュール７０を冷却する機能を有する。また、温度制御装置８０は、ヒータなどにより固体電池モジュール７０を加熱する機能を有してもよい。
　面圧感度は低温の方が大きいため、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰの電流分配比は低温の方が大きくなる。一方、低温の方が固体電池モジュール７０全体の内部抵抗が大きいため印加可能な電流自体が小さくなる。低温にすることによる低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰの電流分配比率の増大と、印加できる電流の低下を天秤にかけ、短時間で、固体電池モジュール７０の低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が予め設定した正常値以下にできる温度を算出し、その温度で固体電池モジュール７０の回復を行うことが好ましい。
　温度制御部１０５は、短時間で、固体電池モジュール７０の低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差が予め設定した正常値以下にできる温度を面圧およびＳＯＣに基づいて算出し、温度制御装置８０を制御し、固体電池モジュール７０を算出した温度に設定する。固体電池モジュール７０が算出した温度に設定されると、充放電制御部１０２は、基準電流値以上、最大基準電流値以下の電流値で固体電池モジュール７０から電力を放電する。このようにすることで、より短時間で固体電池モジュール７０の回復を行うことができる。なお、固体電池システム３は、さらに、固体電池システム２が備える面圧制御装置９０を備え、制御部１００が圧力制御部１０４を備えてもよい。
　上述の実施の形態では、異常検出部１０１が、低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が第１閾値以上である場合、異常であると判定する例について説明した。異常検出部１０１は、面圧測定装置２０により測定された固体電池モジュール１０、６０、７０の面圧分布における低面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が、第１閾値以上より小さい第２閾値以上であるか否かを検出してもよい。異常検出部１０１が、面圧部ＬＰと高面圧部ＨＰとの面圧の差が第２閾値以上であると判定すると、充放電制御部１０２は、予め設定した基準ＳＯＣより低いＳＯＣ範囲において放電を実施する。低いＳＯＣ範囲の方が高レートで放電時の面圧感度が高く、効率的な回復ができる。緊急性を要しない注意レベルの異常においても、面圧感度の大きい低いＳＯＣ範囲で放電操作を行い、固体電池モジュール１０、６０、７０の回復を行うことができる。
　図１０は、固体電池モジュール１０、６０、７０のＳＯＣ－放電ＤＣＲ（Direct Current Resistance）の関係を示す図である。図１０に示すように、放電ＤＣＲは、下に凸のカーブであり、ＳＯＣが０％と１００％で大きい値を有する。放電ＤＣＲが最小値（極小値）を取るＳＯＣ以上での放電では、高面圧部ＨＰにおける放電が小さく、低面圧部ＬＰと、高面圧部ＨＰと、の面圧の差を小さくすることが困難である。従って、基準ＳＯＣは、放電ＤＣＲが最小値を取るＳＯＣ以下であることが好ましい。このようにすることで、緊急性を要しない注意レベルの異常においても、容易に固体電池モジュール１０、６０、７０の回復を行うことができる。
　図１１は、変形例に係る電池セル１１を示す断面図である。電池セル１１は、図１１に示すように、負極層１３と固体電解質層１４との間にさらに負極中間層１３Ｂを含んでいてもよい。負極中間層１３Ｂは、析出型の全固体電池において、固体電解質層１４の保護等を目的として設けられる層である。析出型の全固体電池とは、充電時に、金属リチウムが固体電解質層１４と負極集電体層１３Ａとの間に析出するように構成された二次電池である。析出型の全固体電池では、析出した金属リチウムが負極活物質として機能する。ただし、析出した金属リチウムが固体電解質層１４と直接接触すると、固体電解質層１４が損傷する場合がある。そのため、固体電解質層１４と負極集電体層１３Ａとの間に、負極中間層１３Ｂが設けられる。負極中間層１３Ｂの存在により、固体電解質層１４が金属リチウムから保護される。このような目的で用いられる負極中間層１３Ｂも、本実施形態における負極層１３に包含される。なお、負極中間層１３Ｂは、例えば、銀などの金属粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを含む層によって実現できる。また、負極層１３が、負極中間層１３Ｂを含む場合であっても、基準電流値以上、最大基準電流値以下で放電を行うことで、上述の実施の形態と同様に、固体電池モジュール１０、６０、７０の回復が実施される。
　また、上記実施の形態及び変形例では、プロセッサ１０１１が制御プログラムを実行することにより、各機能を実現する例について説明したが、各機能を実現する専用のハードウェアにより制御部１００を構成してもよい。
　また、上記実施の形態及び変形例の動作を実行するための制御プログラムを、コンピュータが読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、メモリカード等の記録媒体に格納して配布し、プログラムをコンピュータにインストールすることにより、各機能を実現することができる検査装置１０，１１を構成してもよい。そして、各機能をＯＳ（Operating System）とアプリケーションとの分担、又はＯＳとアプリケーションとの協同により実現する場合には、ＯＳ以外の部分のみを記録媒体に格納してもよい。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　１，２，３　固体電池システム、１０，６０，７０　固体電池モジュール、１１　電池セル、１２　正極層、１２Ａ　正極集電体層、１３　負極層、１３Ａ　負極集電体層、１３Ｂ　負極中間層、１４　固体電解質層、１５，１９　弾性体、１６Ａ～１６Ｃ　セル拘束板、１７　固定柱、１８　加圧板、２０　面圧測定装置、３０　温度計、４０　ＳＯＣ計測計、５０　荷重センサ、８０　温度調整装置、９０　面圧制御装置、１００　制御部、１０１　異常検出部、１０２　充放電制御部、１０３　判定部、１０４　圧力制御部、１０５　温度制御部、１０１１　プロセッサ、１０１２　記憶部、１０１３　通信インタフェース、２００　外部電源、ＬＰ　低面圧部、ＨＰ　高面圧部。

Claims (12)

  1. 　正極層および負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配置された固体電解質層と、を有する１以上の電池セルを積層させた固体電池モジュールと、
    　前記固体電池モジュールの面圧分布を測定する面圧測定装置と、
    　前記固体電池モジュールの充放電を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記面圧測定装置により前記面圧分布が測定された場合、前記固体電池モジュールの前記面圧分布における面圧の低い低面圧部と、面圧の高い高面圧部と、の面圧の差が第１閾値以上であることを検知すると、基準電流値以上で放電を実施する、
    　固体電池システム。
  2. 　前記基準電流値は、前記固体電池モジュール毎に予め設定した値である、
    　請求項１に記載の固体電池システム。
  3. 　前記固体電池モジュールの温度を計測する温度計と、
    　前記固体電池モジュールのＳＯＣを計測するＳＯＣ計測計と、
    　をさらに備え、
    　前記制御部は、前記温度計により計測された前記温度と、前記ＳＯＣ計測計により計測された前記ＳＯＣと、前記面圧測定装置により測定された面圧と、に基づいて、基準電流値を算出する、
    　請求項１に記載の固体電池システム。
  4. 　前記固体電池モジュールの温度を制御する温度制御装置を備え、
    　前記制御部は、前記温度制御装置を制御し、前記面圧および前記ＳＯＣに基づいて算出された温度で放電を行う、
    　請求項３に記載の固体電池システム。
  5. 　前記固体電池モジュールに付加する荷重を制御する面圧制御装置をさらに備え、
    　前記制御部は、前記面圧制御装置を制御し、前記面圧を運転面圧範囲の下限値に設定する、
    　請求項１から４の何れか１項に記載の固体電池システム。
  6. 　前記制御部は、前記面圧測定装置により測定された前記固体電池モジュールの面圧分布における前記低面圧部と、前記高面圧部と、の面圧の差が前記第１閾値より小さい第２閾値以上であると検出すると、予め設定した基準ＳＯＣより低いＳＯＣ範囲において放電を実施する、
    　請求項１から５の何れか１項に記載の固体電池システム。
  7. 　前記基準ＳＯＣは、前記固体電池モジュールにおける０％～１００％のＳＯＣ範囲内におけるＳＯＣ－放電ＤＣＲカーブにおいて、放電ＤＣＲが最小値を取るＳＯＣ以下である、
    　請求項６に記載の固体電池システム。
  8. 　前記制御部は、前記温度計により計測された前記温度、前記ＳＯＣ計測計により計測された前記ＳＯＣ、前記面圧測定装置により測定された面圧に基づいて、放電可能な最大基準電流を算出し、最大基準電流値以下で放電を実施する、
    　請求項３に記載の固体電池システム。
  9. 　前記制御部は、前記面圧測定装置により測定された前記固体電池モジュールの面圧分布における前記低面圧部と、前記高面圧部と、の面圧の差が前記第１閾値以上であることを検知すると、前記固体電池モジュール毎に予め設定した最大基準電流値以下で放電を実施する、
    　請求項１から７の何れか１項に記載の固体電池システム。
  10. 　前記電池セルは、前記負極層と、前記固体電解質層と、の間に配置された負極中間層と、を有する、
    　請求項１から９の何れか１項に記載の固体電池システム。
  11. 　前記制御部は、前記基準電流値以上で放電中に、前記面圧測定装置により再度測定された前記固体電池モジュールの前記低面圧部と、前記高面圧部と、の面圧の差が予め設定した正常値以下になると、充電を開始する、
    　請求項１から１０の何れか１項に記載の固体電池システム。
  12. 　正極層および負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配置された固体電解質層と、を有する１以上の電池セルを積層させた積層体を備える固体電池モジュールと、
    　前記固体電池モジュールの面圧分布を測定する面圧測定装置と、
    　を備える固体電池システムにおいて、
    　前記面圧測定装置により前記面圧分布が測定された場合、前記固体電池モジュールの前記面圧分布における面圧の低い低面圧部と、面圧の高い高面圧部と、の面圧の差が第１閾値以上であることを検知すると、基準電流値以上で放電を実施する、
    　固体電池モジュールの回復方法。
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