锂离子二次电池的寿命估计装置制造方法及图纸

寿命估计装置具备第二计算部，该第二计算部基于指数n1为0.9～1.1的式1以及指数n2为0.4～0.6的式2来计算锂离子二次电池所能够充放电的容量即剩余容量。在开路电压的变化量或者电压上升幅度的变化量或者电压上升率的变化量为正时，第二计算部使用式1来计算剩余容量，在开路电压的变化量或者电压上升幅度的变化量或者电压上升率的变化量为负时，第二计算部使用式2来计算剩余容量。式1：剩余容量＝容量1‑α×(累计周期数或累计容量)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池的寿命估计装置
本公开涉及一种锂离子二次电池的寿命估计装置。
技术介绍
以往，提出了几种估计锂离子二次电池所能够使用的剩余寿命的方法。例如，在非专利文献1中，公开了使用所谓的直线定律(直线劣化)来估计电池的容量劣化的方法，该直线定律是电池容量与电池的累积使用期间成正比地直线下降。另外，在非专利文献2中，公开了使用所谓的根定律(根劣化)来估计电池的容量劣化的方法，该根定律是电池容量随着电池的使用期间的经过而缓慢下降。此外，认为直线劣化起因于正极的劣化、根劣化起因于负极的劣化。为了更准确地估计电池的剩余寿命，在专利文献1中，公开了使用将直线定律和根定律这两方进行组合所得到的一个式子的寿命估计装置。专利文献1中记载了以下内容：使用包含第一项和第二项的函数所表示的关系式来估计电池的剩余寿命，该第一项使用了以电池的累积使用期间乘以正的第一常数所得到的值为变量的指数函数，该第二项使用了针对累积使用期间的平方根函数。专利文献1：日本特开2013-254710号公报非专利文献1：J.Beltetal.，JournalofPowerSources196(2011)，10213-10221非专利文献2：H.Yoshidaetal.，Electrochemistry71(2003)，1018-1024
技术实现思路
根据专利文献1的方法，与单纯使用直线侧和根侧中的任一方的情况相比，能够期待估计精度的提高。但是，即使利用专利文献1的方法，估计值与实测值的偏离也还是很大，寻求进一步的估计精度的提高。作为本公开的一个方式的锂离子二次电池的寿命估计装置的特征在于，具备：第一获取部，其获取从开始使用锂离子二次电池时起的累计周期数或者累计容量；第二获取部，其获取锂离子二次电池的规定的放电深度的开路电压或者放电休止后的电压上升幅度或者放电休止后的每规定时间的电压上升率；第一计算部，其计算规定期间内的开路电压的变化量或者电压上升幅度的变化量或者电压上升率的变化量；以及第二计算部，其基于指数n1为0.9～1.1的式1以及指数n2为0.4～0.6的式2来计算锂离子二次电池所能够充放电的容量即剩余容量。在开路电压的变化量或者电压上升幅度的变化量或者电压上升率的变化量为正时，第二计算部使用式1来计算剩余容量，在开路电压的变化量或者电压上升幅度的变化量或者电压上升率的变化量为负时，第二计算部使用式2来计算剩余容量。式1和式2如下所述。式1：剩余容量＝容量1-α×(累计周期数或累计容量)n1式2：剩余容量＝容量2-β×(累计周期数或累计容量)n2在此，α、β是互不相同的常数，容量1是锂离子二次电池的初始容量或利用式2计算出的剩余容量，容量2是初始容量或利用式1计算出的剩余容量。根据本公开所涉及的锂离子二次电池的寿命估计装置，与以往的方法相比，能够更准确地估计寿命。附图说明图1是表示作为实施方式的一例的锂离子二次电池的寿命估计装置以及搭载该估计装置的系统的结构的框图。图2是表示锂离子二次电池的开路电压(OCV)与周期数的关系的图。图3是表示作为实施方式的一例的锂离子二次电池的寿命估计装置所进行的估计处理的过程的流程图。图4是表示锂离子二次电池的放电曲线的图。图5是表示锂离子二次电池的开路电压(OCV)与放电后休止时间的关系的图。图6是表示作为实施方式的另一例的锂离子二次电池的寿命估计装置所进行的估计处理的过程的流程图。具体实施方式本专利技术人们为了提高锂离子二次电池的寿命估计精度而进行了悉心研究。然后，发现了基于电池的开路电压的推移来切换估计式(上述的式1、式2)这样的新手。特别是，在以层状构造的锂过渡金属氧化物为正极活性物质的锂离子二次电池中，难以利用单一数式来计算容量推移，在以往的方法中无法准确地估计剩余寿命。根据本公开的寿命估计装置，即使是使用层状构造的锂过渡金属氧化物的电池，也几乎不存在与实测值的偏离，能够更高精度地估计寿命。另外，作为切换估计式的触发，也能够使用放电休止后的电压上升幅度的推移或者放电休止后的每规定时间的电压上升率的推移来代替开路电压的推移。下面，参照附图来详细说明本公开所涉及的锂离子二次电池的寿命估计装置的实施方式的一例。图1是表示作为实施方式的一例的锂离子二次电池的寿命估计装置10(下面设为“寿命估计装置10”)以及搭载寿命估计装置10的系统30的结构的框图。如图1所例示的那样，寿命估计装置10是如下的装置：具备存储有指数n1为0.9～1.1的下述式1以及指数n2为0.4～0.6的下述式2的存储部11，使用式1和式2来估计锂离子二次电池20的寿命。式1：剩余容量＝容量1-α×(累计周期数或累计容量)n1式2：剩余容量＝容量2-β×(累计周期数或累计容量)n2在此，α、β是互不相同的常数，容量1是锂离子二次电池20的初始容量或利用式2计算出的剩余容量，容量2是初始容量或利用式1计算出的剩余容量。由寿命估计装置10计算出的剩余容量是锂离子二次电池20所能够充放电的容量。即，锂离子二次电池20的寿命是指从开始使用电池起到剩余容量变为0为止的期间。剩余容量能够根据锂离子二次电池20的用途等来任意地设定，例如被设定为初始容量的50％。此外，锂离子二次电池20的剩余容量和初始容量是指根据从满充电状态放电到完全放电状态(放电深度100％)时的开路电压曲线而求出的放电容量。寿命估计装置10例如与锂离子二次电池20一起被组入为系统30的一部分，内置于系统30。系统30包括负载31、向负载31供给电力的锂离子二次电池20以及估计锂离子二次电池20的寿命的寿命估计装置10。但是，也可以是，寿命估计装置10和锂离子二次电池20中的至少一方不内置于系统30。作为系统30，能够例示出笔记本电脑、平板电脑、智能电话、便携式电话、移动路由器、汽车、各种电源装置等。在系统30是笔记本电脑的情况下，作为负载31，能够列举出监视器、CPU、存储器等。此外，搭载寿命估计装置10的系统30没有特别限定。在系统30中，在锂离子二次电池20的剩余容量变为0的情况下，例如禁止从锂离子二次电池20向负载31的电力供给。另外，也可以在监视器等中显示锂离子二次电池20的剩余容量或者剩余容量已变为0(电池已达到寿命)。系统30内置有对锂离子二次电池20的电压进行测定的电压计21、对从电池输出的电流和输入到电池的电流进行测定的电流计22以及充放电电路23。充放电电路23是包括未图示的开关元件、对从锂离子二次电池20向负载31供给的电力进行控制的电路。另外，充放电电路23对外部电源对锂离子二次电池20的充电进行控制。系统30具备用于安装与外部电源连接的线缆的连接器24。锂离子二次电池20具备：包括正极、负极、隔板的电极体；非水电解质；以及收容电极体和非水电解质的电池盒。电极体例如具有正极与负极隔着隔板卷绕而成的卷绕构造或者多个正极与多个负极隔着隔板交替地层叠而成的层叠构造。锂离子二次电池20可以是圆筒形电池、方形电池、硬币形电池、层压电池等任意的方式。锂离子二次电池20的数量没有特别限定，既可以是一个也可以是多个。多个电池也可以彼此串联或并联地连接来构成模块。在系统30中搭载有多个锂离子二次电池20的情况下，寿命估计装置10例如以各模块为单位或者以并联块为单位来估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池的寿命估计装置，是估计锂离子二次电池的剩余寿命的装置，该装置具备：第一获取部，其获取从开始使用所述锂离子二次电池时起的累计周期数或累计容量；第二获取部，其获取所述锂离子二次电池的规定放电深度的开路电压或者放电休止后的电压上升幅度或者放电休止后的每规定时间的电压上升率；第一计算部，其计算规定期间内的所述开路电压的变化量或者所述电压上升幅度的变化量或者所述电压上升率的变化量；以及第二计算部，其基于指数n1为0.9～1.1的式1以及指数n2为0.4～0.6的式2，来计算所述锂离子二次电池所能够充放电的容量即剩余容量，其中，在所述开路电压的变化量或者所述电压上升幅度的变化量或者所述电压上升率的变化量为正时，所述第二计算部使用式1来计算所述剩余容量，在所述开路电压的变化量或者所述电压上升幅度的变化量或者所述电压上升率的变化量为负时，所述第二计算部使用式2来计算所述剩余容量，式1：剩余容量＝容量1‑α×(累计周期数或累计容量)n1式2：剩余容量＝容量2‑β×(累计周期数或累计容量)n2在此，α、β是互不相同的常数，容量1是所述锂离子二次电池的初始容量或利用式2计算出的所述剩余容量，容量2是所述初始容量或利用式1计算出的所述剩余容量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 JP 2016-0720391.一种锂离子二次电池的寿命估计装置，是估计锂离子二次电池的剩余寿命的装置，该装置具备：第一获取部，其获取从开始使用所述锂离子二次电池时起的累计周期数或累计容量；第二获取部，其获取所述锂离子二次电池的规定放电深度的开路电压或者放电休止后的电压上升幅度或者放电休止后的每规定时间的电压上升率；第一计算部，其计算规定期间内的所述开路电压的变化量或者所述电压上升幅度的变化量或者所述电压上升率的变化量；以及第二计算部，其基于指数n1为0.9～1.1的式1以及指数n2为0.4～0.6的式2，来计算所述锂离子二次电池所能够充放电的容量即剩余容量，其中，在所述开路电压的变化量或者所述电压上升幅度的变化量或者所述电压上升率的变化量为正时，所述第二计算部使用式1来计算所述剩余容量，在所述开路电压的变化量或者所述电压上升幅度的变化量或者所述电压上升率的变化量为负时，所述第二计算部使用式2来计算所述剩余容量，式1：剩余容量＝容量1-α×(累计周期数或累计容量)n1式2：剩余容量＝容量2-β×(累计周期数或累计容量)n2在此，α、β是互不相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田雄太，竹内正信，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP