[发明专利]用于在锂离子二次电池中确定金属锂是否沉淀的确定系统和确定方法、以及装备该确定系统的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及用于在锂离子二次电池中确定金属锂是否沉淀的确定系统和确定方法，以及装备该确定系统的车辆。

背景技术

通常要对锂离子二次电池的内部状态进行检查。作为锂离子二次电池的一种内部状态，期望通过检查确认金属锂是否沉淀。例如，在日本专利申请公开8-190934(JP-A-8-190934)中被称作“枝晶沉淀”的现象也是金属锂的沉淀。锂离子二次电池初始不含有金属锂；然而，根据用途，金属锂可沉淀在负电极的表面上。已达到这种状态的锂离子二次电池需要被更换，因为性能上的恶化非常显著。因此，必须在锂离子二次电池中确认金属锂是否沉淀。

例如在日本专利申请公开2003-59544(JP-A-2003-59544)中描述了一种检测锂离子二次电池的内部状态的方法。在JP-A-2003-59544中描述的方法中，锂离子二次电池首先接受恒定电流充电，接着接受恒定电压充电。于是获得充电的电池与标准电池之间的指数(诸如充电容量和内阻)上的差异。期望基于上述差异确认被检查的电池的内部状态。

然而，为了应用上述相关技术，用于给被检查的电池充电的电源既需要与恒定电流充电兼容，又需要与恒定电压充电兼容。因此需要复杂的电源系统。具体而言，例如在车载应用中，难以通过车辆自身的电力系统执行所需要的充电。通常情况下，车辆的电力系统未被设计用于恒定电压控制。

另外，作为检查的结果可以获得有关容量下降或内阻增大的信息；然而，不能确定是什么因素给出所获得的信息。即，不仅在金属锂沉淀的情况下，而且在不与金属锂沉淀同时出现的正常使用退化(在下文中称做“循环退化”)的情况下，容量下降或内阻增大的趋势都被观察到。因此，难以确定金属锂是否沉淀。

发明内容

本发明提供用于在不使用恒定电压控制的情况下在锂离子二次电池中确定金属锂是否沉淀的确定系统及确定方法，以及装备该确定系统的车辆。

本发明的第一方面提供一种用于在锂离子二次电池中确定金属锂是否沉淀的确定系统。该确定系统包括：放电单元，其使得锂离子二次电池进行恒定电流放电，直到锂离子二次电池的电压成为对应于预定的低充电状态的电压为止；自然升高获取单元，其在恒定电流放电终止后获取锂离子二次电池的电压的自然升高；以及沉淀确定单元，其比较获取的自然升高与预定的阈值，当自然升高大于或者等于阈值时确定所述金属锂未沉淀，而当自然升高小于阈值时确定金属锂沉淀。

另外，根据第一方面的确定系统还可以包括阈值确定单元，其当锂离子二次电池的温度下降时，增大在沉淀确定单元中使用的阈值，而当锂离子二次电池的温度升高时，减小在沉淀确定单元中使用的阈值。这是因为锂离子二次电池的内阻在低温下要比在高温下大。

另外，根据第一方面的确定系统还可以包括温度校正单元，其当锂离子二次电池的温度下降时，将获取的自然升高校正为较小的值，而当锂离子二次电池的温度升高时，将获取的自然升高校正为较大的值，其中，沉淀确定单元可以将由温度校正单元校正的自然升高与阈值相比较。这是因为锂离子二次电池的内阻在低温下要比在高温下大。

另外，根据第一方面的确定系统还可以包括：初始允许性确定单元，其在所述恒定电流放电之前确定所述锂离子二次电池的电压是否高于或者等于预定的确定初始允许电压；以及初步充电单元，其将所述锂离子二次电池充电至预定的目标充电电压，其中，当所述初始允许性确定单元确定所述锂离子二次电池的电压高于或者等于所述确定初始允许电压时，所述恒定电流放电可以立即开始；而当所述初始允许性确定单元确定所述锂离子二次电池的电压低于所述确定初始允许电压时，可以通过所述初步充电单元对所述锂离子二次电池充电，然后可以开始所述恒定电流放电。这是为了通过充分执行恒定电流放电确保确定精度。

另外，在根据第一方面的确定系统中，所述确定初始允许电压可以对应所述锂离子二次电池的60％至70％的充电状态。

另外，在根据第一方面的确定系统中，对应于所述预定的低充电状态的电压可以对应所述锂离子二次电池的10％至20％的充电状态。

本发明的第二方面提供了一种车辆，其包括：锂离子二次电池；和根据第一方面的确定系统。