[发明专利]二次电池的评价方法

说明书

一种二次电池的耐久性评价方法，包括：耐久步骤，在耐久试验期间持续对温度和荷电状态被调整为第1温度和第1荷电状态的评价用的第1二次电池施加耐久频率的交流电压；以及评价步骤，评价关于第1二次电池的电池反应中的与耐久频率相关联的关联电池反应的耐久性。

技术领域

本发明涉及二次电池的评价方法。

背景技术

在进行二次电池的耐久性评价时，会在预先确定的耐久试验期间内在预定的条件下驱动二次电池，并根据其前后的二次电池的特性变化等，对二次电池的各种劣化要因进行劣化状况等的评价。在这种耐久性评价中，为了使电池的劣化加速，大多进行如下试验：将电池保持在高温下的高温保持试验(例如参照日本特开2016-149288)，反复进行从第1电池电压到第2电池电压(从第1荷电状态到第2荷电状态，例如SOC0％到100％)的充电和与其相反的放电的循环试验(参照日本特开2016-072071)等。

发明内容

但是，即使通过这种耐久试验，为了使电池的各部产生劣化而可以对各劣化要因进行评价，大多也需要经过长时间(例如1个月)。本发明提供能够有效且适当地评价关于二次电池中的特定的电池反应的耐久性的二次电池的评价方法。

本发明的一个技术方案的二次电池的耐久性评价方法包括：耐久步骤，在耐久试验期间内持续对温度和荷电状态即SOC被调整为第1温度和第1荷电状态的评价用的第1二次电池施加耐久频率的交流电压；以及评价步骤，评价关于所述第1二次电池的电池反应中的与所述耐久频率相关联的关联电池反应的耐久性。

通常，二次电池充放电时在正极和负极产生的电池反应有各种阶段(种类)。例如，在锂(Li)离子二次电池、钠(Na)离子二次电池等中，可举出导体、活性物质内的电子的移动、电解质材料(电解液、固体电解质体)中的离子(Li离子、Na离子等)的移动、负极活性物质粒子内的电子与离子的反应、正极活性物质粒子内的电子与离子的反应、(负极、正极)活性物质粒子表面的与电解质材料之间的离子的移动、从(负极、正极)活性物质粒子的表面到内部(或从内部到表面)的离子的扩散移动等。而且，各阶段的反应中的荷电粒子(电子、离子)的移动、反应的速度(移动、反应所需的时间)存在差异。例如对所述各阶段进行考察时，导体、活性物质内的电子的移动的速度极快，电解质材料中的离子的移动也较快。另一方面，负极中的负极活性物质与离子的反应的速度、正极中的正极活性物质与离子的反应的速度较慢。另外，(负极、正极)活性物质粒子表面的离子的移动(扩散)的速度更慢。再者，从活性物质粒子的表面到内部(或从内部到表面)的离子的扩散移动的速度可以说是极慢。

在此，在对二次电池施加了交流电压的情况下，电池反应所需的时间与施加的交流电压的1/2周期为相同程度的种类的电池反应、以及比其更快的种类的电池反应能够在交流电压为正或负的期间内产生。但是，关于电池反应所需的时间比施加的交流电压的1/2周期长的种类的电池反应，在该电池反应的中途，所施加的交流电压的正负发生调换，因此认为该电池反应无法完成。此外，对于电池反应所需的时间比施加的交流电压的1/2周期短的种类的电池反应，施加更高频率(更短的周期)的交流电压，能够在相同的期间内产生更多次的电池反应。也就是说，在考虑二次电池的电池反应中的某种电池反应的情况下，若对二次电池施加具有该电池反应所需的时间与交流电压的1/2周期为相同程度的周期(频率)的交流电压，则能够在该二次电池中最有效地反复产生该电池反应，能够在二次电池中最高效地产生由该电池反应引起的劣化。

对此，在所述二次电池的评价方法中，在耐久步骤中对评价用的二次电池施加耐久频率的交流电压。因此，在该评价用的二次电池中，能够使该二次电池中产生的各种电池反应中的、电池反应所需的时间为与由耐久频率fe决定的1/2周期(T/2＝1/2fe)相同程度或比其短的时间的种类的电池反应反复产生。特别是，能够有效地反复产生电池反应所需的时间为与1/2周期(T/2＝1/2fe)相同程度或稍短的时间的种类的电池反应。然后在评价步骤中，针对这样的与施加的交流电压的耐久频率相关联的电池反应，评价耐久性。由此，能够有效且适当地评价关于该二次电池中的特定的电池反应的耐久性。