提供一种不降低二次电池的体积能量密度而能够提高循环特性的充放电控制装置及充放电控制方法。在本发明专利技术中，提供一种充放电控制装置(10)，具备：判定部(1)，确定承担二次电池(4)内的电传导的离子扩散速度，基于离子扩散速度及充电条件，判定活性物质的过充电量的时间累计值；评价部(2)，基于由判定部(1)得到的判定结果，评价二次电池(4)的充电条件；充放电控制部(3)，基于由评价部(2)得到的评价结果，控制在二次电池(4)充电时或放电时向二次电池(4)的电流施加及电压施加的状态。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充放电控制装置、充放电控制方法、电池组、电子设备、电动车辆、电动工具及电力存储系统
本专利技术涉及一种充放电控制装置及充放电控制方法。更详细而言，涉及一种充放电控制装置、充放电控制方法、电池组、电子设备、电动车辆、电动工具及电力存储系统。
技术介绍
目前，二次电池，特别是锂离子二次电池要求高容量化、高性能化。因此，进行了电极厚膜化或高密度化，或者引入比现有的材料Li储存能力高的材料等技术开发。但是，这样的电极厚膜化或高密度化、使用了新材料的电池存在如下问题：随着长期使用，在电池内部逐渐进行劣化反应，在某个时刻支配性地发生与通常的充放电反应不同的副反应，导致发生可提取的电容量显著减少的急剧劣化现象。其原因之一在于，在充电时从正极放出的Li未被吸引到负极活性物质内而是作为含Li化合物或Li金属析出，因此存在可用于通常的充放电反应的Li量减少的被称为可逆Li损耗(在正极与负极之间移动而进行电子的授受的Li量减少的现象)的现象。如果该可逆Li损耗加速发生，则充放电效率显著降低。因此，进行了如下尝试：基于推定充放电中的电池状态的结果，通过进行充放电控制来抑制循环劣化。在一个上述尝试中存在如下技术：计算二次电池的内阻，基于该计算结果进行控制，使该二次电池避开预先确定的劣化促进区域(参照专利文献1)。在另一个上述尝试中存在如下技术：为了达到抑制伴随放电而储存Li的负极活性物质发生极化现象的目的，将相对于锂基准极的负极电压规定在不超过0.6V的范围(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-047159号公报专利文献2：日本特开平11-233155号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在专利文献1所公开的技术中，在检测到一定值以上的内阻时，能够限制不使用电池容量。但是，由于内阻增加存在多个原因，因此也会检测到并非因急剧劣化而导致的内阻的增加，其结果是存在可利用的能量密度降低的问题。另外，在专利文献2所公开的技术中，将相对于锂基准极的负极电压规定在不超过0.6V的范围，但由于这样的规定，存在体积能量密度降低的问题。上述专利文献1、2所公开的技术，对于在实现二次电池的高容量化、高性能化方面重要的特性之一的循环特性降低的问题，从充放电控制的观点来看，还不能说是充分的对策。本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够不降低二次电池的体积能量密度，提高循环特性的充放电控制装置及充放电控制方法。用于解决技术问题的手段本申请的专利技术人等人为了达到上述目的进行了深入研究，其结果为，着眼于负极的充电状态的时间累计值，从而完成了本专利技术。即，在本专利技术中，首先，提供一种充放电控制装置，具备：判定部，确定承担二次电池内的电传导的离子扩散速度，基于离子扩散速度及充电条件，判定活性物质的过充电量的时间累计值；评价部，基于由判定部得到的判定结果，评价二次电池的充电条件；充放电控制部，基于由评价部得到的评价结果，控制在二次电池充电时或放电时向二次电池的电流施加及电压施加的状态。在本专利技术中，其次，提供一种充放电控制方法，其包括以下步骤：判定步骤，确定承担二次电池内的电传导的离子扩散速度，基于离子扩散速度及充电条件，判定活性物质的过充电量的时间累计值；评价步骤，基于由判定步骤得到的判定结果，评价二次电池的充电条件；控制步骤，基于由评价步骤得到的评价结果，控制在二次电池充电时或放电时向二次电池的电流施加及电压施加的状态。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种可以不降低二次电池的体积能量密度，提高循环特性的充放电控制装置及充放电控制方法。需要说明的是，这里所述的效果不一定局限于此，可以是本专利技术中所述的任何效果。附图说明图1是表示本专利技术涉及的充放电控制装置的一个实施方式的示意概念图。图2是以变化率(dV/dQ)为纵轴，以容量(Q)为横轴的波形的一例。图3是正极的SOC-OCV曲线的一例。图4是表示负极的SOC-OCV的计算结果的波形的一例。图5是表示本专利技术涉及的充放电控制方法的一例的流程图。图6是表示计算使用了本专利技术涉及的充放电控制方法的负极过充电量的一个实施例的曲线图。图7是表示计算使用了本专利技术涉及的充放电控制方法的负极过充电量的一个比较例的曲线图。图8是说明SOC-OCV曲线的计算的一例的曲线图。图9是表示负极的厚度方向的充电状态分布的一例的曲线图。图10是表示负极过充电量在充电中推移的一例的曲线图。图11是说明本专利技术涉及的充电条件的最优化的一例的曲线图。图12是说明本专利技术涉及的充电条件的最优化的一例的曲线图。图13是说明本专利技术涉及的充电条件的最优化的一例的曲线图。图14是表示本专利技术的一个实施方式涉及的电池组的构成例的示意图。图15是表示本专利技术的一个实施方式涉及的电子设备的构成例的示意图。图16是表示本专利技术的一个实施方式涉及的电动车辆的构成例的示意图。图17是表示本专利技术的一个实施方式涉及的电力存储系统的构成例的示意图。图18是表示本专利技术的一个实施方式涉及的电动工具的构成例的示意图。具体实施方式下面参照附图对用于实施本专利技术的优选方式进行说明。下面说明的实施方式是表示本专利技术的代表性实施方式的一例，不应解释为由此限制本专利技术的范围。需要说明的是，按照以下顺序进行说明。·第一实施方式(关于二次电池的充电控制方法、制造方法以及充放电控制装置的说明)·第二实施方式(关于二次电池的说明)·实施例(关于本专利技术的第一实施方式涉及的二次电池的充电控制方法、制造方法以及充放电控制装置的说明)·本专利技术涉及的充放电控制装置的应用例(电池组、电子设备、电动车辆、电动工具、电力存储系统)(第一实施方式)首先，对本专利技术的第一实施方式涉及的二次电池的充电控制方法、制造方法以及充放电控制装置进行说明。[整体结构]图1是示意性地表示本专利技术涉及的充放电控制装置10的第一实施方式的示意概念图。本专利技术涉及的充放电控制装置10大致具有判定部1、状态评价部2以及充放电控制部3。图1中的符号4表示二次电池。另外，充放电控制装置10根据需要还可以具有检测部5等。下面对各部分进行详细说明。[检测部5]检测部5具有电流测量电路51、电压测量电路52以及温度测量电路53。各电路能够使用公知的电路来构成。电流测量电路51测量流过二次电池4的电流，并将该测量结果输出至判定部1。电压测量电路52测量二次电池4的电压，并将该测量结果输出至判定部1。温度测量电路53测量二次电池4的表面温度，并将该测量结果输出至判定部1。[判定部1]判定部1计算电池的OCV，基于恒流施加时及停止时的电压响应解析结果、恒压施加时的电流响应解析结果来判定承担电传导的离子的扩散速度，使用该扩散速度计算锂的浓度分布，计算负极最表面的充电深度的时间累计值。判定部1具有OCV(开路电压)计算部11及负极过充电量计算部12。判定部1还可以具有充电条件最优化部。充电条件最优化部基于负极过充电量的计算结果来确定充电控制条件。通过充电条件最优化部，输出过充电量变小的CC充电及CV充电的组合的充电条件。基于该输出结果，由充电控制部3实施充电控制。判定部1通过解析与电池的劣化反应相关的浓度分布，能够详细地确定在某个充电条件下电池成为怎样的状态。(OCV计算部11)OCV计算部11计算在计算过充电量时所需的OCV的信息(正极和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种充放电控制装置，其特征在于，具备：判定部，确定承担二次电池内的电传导的离子扩散速度，基于所述离子扩散速度及充电条件，判定活性物质的过充电量的时间累计值；评价部，基于由所述判定部得到的判定结果，评价所述二次电池的充电条件；以及充放电控制部，基于由所述评价部得到的评价结果，控制在所述二次电池充电时或放电时向所述二次电池的电流施加及电压施加的状态。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.22 JP 2016-0864881.一种充放电控制装置，其特征在于，具备：判定部，确定承担二次电池内的电传导的离子扩散速度，基于所述离子扩散速度及充电条件，判定活性物质的过充电量的时间累计值；评价部，基于由所述判定部得到的判定结果，评价所述二次电池的充电条件；以及充放电控制部，基于由所述评价部得到的评价结果，控制在所述二次电池充电时或放电时向所述二次电池的电流施加及电压施加的状态。2.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其中，所述判定部基于恒流施加时及停止时的电压响应解析结果来确定所述离子扩散速度。3.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其中，所述判定部基于恒压施加时的电流响应解析结果来确定所述离子扩散速度。4.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其中，所述判定部具有计算所述二次电池的开路电压OCV的OCV计算部。5.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其中，所述判定部具有过充电量计算部，对所述活性物质的浓度分布进行解析并计算所述过充电量的时间累计值。6.根据权利要求5所述的充放电控制装置，其中，所述过充电量计算部基于所述离子扩散速度及充电条件，解析所述活性物质的最表面浓度，根据所述最表面浓度计算充电深度，并计算所述时间累计值。7.根据权利要求6所述的充放电控制装置，其中，所述过充电量计算部确定所述最表面浓度超...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中雅洋，越谷直树，堀内优努，守泽和彦，富谷茂隆，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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