[发明专利]锂离子电池的状态推定装置和状态推定方法

说明书

本公开提供一种锂离子电池的状态推定装置和状态推定方法，用于推定锂离子电池的劣化状态。所述锂离子电池的状态推定装置具有控制装置，所述控制装置算出冻结温度测定值Am从初期冻结温度A0的上升量ΔAm，算出与冻结温度的上升量ΔAm对应的容量下降量作为材料劣化造成的容量下降量ΔBx。控制装置算出容量测定值Bm从初期容量B0的下降量作为整体的容量下降量ΔBm，使用ΔBx与ΔBm算出材料劣化比例X。而且，控制装置算出从ΔBm减去ΔBx得到的值作为Li析出造成的容量下降量ΔBy，使用ΔBy与ΔBm算出Li析出劣化比例Y。

技术领域

本公开涉及推定锂离子电池的劣化状态的技术。

背景技术

日本特开2009-199936号公报中记载了基于表示锂离子电池充放电的历史的充放电历史信息，算出在锂离子电池的负极析出的锂量。

发明内容

在锂离子电池中，由于材料劣化(负极的被膜劣化、活性物质的结构破坏、电解液的劣化等)、以及锂向负极的析出，完全充电容量(以下也简称为“容量”)会下降。因此，为了推定锂离子电池的劣化状态，掌握容量下降量很重要。

然而，即使假设容量下降量相同，根据其容量下降是由材料劣化引起的、还是由锂析出引起的，锂离子电池的特性(例如今后的容量下降量、容量下降速度等)有所不同。因此，从电池的充放电控制或者再利用的观点出发，不仅简单地掌握整体的容量下降量，精度良好地推定材料劣化造成的容量下降量相对于整体的容量下降量所占的比例(以下也称为“材料劣化比例”)、和锂析出造成的容量下降量相对于整体的容量下降量所占的比例(以下也称为“析出劣化比例”)很重要。

日本特开2009-199936号公报所公开的技术中，可以使用充放电历史信息算出锂离子电池的锂析出量。但是，由于充放电历史信息中包含误差，因此在该锂离子电池的使用期间长的情况下，误差会长时间地积累，存在锂析出量的算出精度下降这样的课题。

本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的是精度良好地算出锂离子电池的材料劣化比例和析出劣化比例。

(1)本公开中的锂离子电池的状态推定装置，具备：能够算出锂离子电池的电解液的冻结温度测定值的第1计算部、能够算出锂离子电池的容量测定值的第2计算部、以及能够推定锂离子电池的状态的推定部。推定部使用冻结温度测定值与容量测定值，算出锂离子电池中的材料劣化造成的容量下降量相对于整体的容量下降量所占的比例即材料劣化比例、以及锂析出造成的容量下降量相对于整体的容量下降量所占的比例即析出劣化比例的至少一者。

在对解决上述课题的方法进行研讨时，本申请发明人等着眼于锂离子电池的电解液的冻结温度(凝固点)的上升量具有与材料劣化相关而与锂析出无关这一特性。具体而言，电解液的冻结温度由于电解液中的盐浓度的下降而上升时，如果发生材料劣化则盐浓度下降，冻结温度上升，而即使发生锂析出，盐浓度也几乎不下降，冻结温度几乎不变化。因此，冻结温度的上升量与材料劣化造成的容量下降量相关，而与锂析出造成的容量下降量无关。

着眼于这样的特性，由上述构成得到的推定部使用冻结温度测定值和容量测定值，算出材料劣化比例和析出劣化比例的至少一者。由此，例如，通过使用冻结温度测定值算出与冻结温度的上升量对应的容量下降量(即材料劣化造成的容量下降量)，使用容量测定值算出整体的容量下降量，由此能够算出材料劣化比例。进而，通过算出从整体的容量下降量减去材料劣化造成的容量下降量得到的值作为锂析出造成的容量下降量，也能够算出析出劣化比例。其结果，无需使用充放电历史信息(随着使用期间的经过误差会积累下去的信息)，就能够精度良好地算出材料劣化比例和析出劣化比例中的至少一者。

(2)在一实施方式中，状态推定装置还具备存储部，所述存储部预先存储表示在没有发生锂析出而发生了材料劣化时的容量与冻结温度的对应关系的信息。推定部参照存储在存储部中的信息，算出冻结温度测定值与初期冻结温度的差量所对应的第1容量下降量，算出容量测定值与初期容量的差量作为第2容量下降量，并算出第1容量下降量除以第2容量下降量得到的值作为材料劣化比例。