电池的热稳定性评价方法和电池的热稳定性评价装置制造方法及图纸

提供一种电池的热稳定性评价方法，能够通过提高放热反应模型式的参数的估计精度，来更准确地预测出电池的放热反应的行为。电池的热稳定性评价方法具有：测定工序，使用绝热热量计来进行包括加热工序(S1)、待机工序(S2)、探索工序(S3)以及放热工序(S4)的加速速度热量测定试验，从而测定电池的温度的时间推移；以及参数估计工序(S6)，使用至少根据探索工序和放热工序的测定数据求出的电池的温度上升速度，来估计电池的放热反应模型式的参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池的热稳定性评价方法和电池的热稳定性评价装置
本专利技术涉及一种电池的热稳定性评价方法和电池的热稳定性评价装置。
技术介绍
电池例如在变为过充电、过放电、外部短路、内部短路等异常状况的情况下，有可能在电池内部发生构成电池的发电要素(反应物)热分解从而发生放热的放热反应。通过预测电池的放热反应的行为，能够设计出可靠性更高的电池。为了预测电池的放热反应的行为，将电池的放热行为进行模型化是有效的。例如，在下述非专利文献1中，公开了一种热稳定性评价方法，该方法使用作为绝热热量计的ARC(AcceleratingRateCalorimeter：加速热量仪，注册商标)进行加速速度热量测定试验，来估计放热反应模型式的参数，从而预测电池的放热反应的行为。在加速速度热量测定试验中，为了使电池的放热反应加速，利用外部加热来使电池的温度上升。能够根据对电池的温度上升的时间推移进行测定所得到的曲线图的斜率，来求出电池的温度上升速度。能够使用所得到的电池的温度上升速度，来估计电池的放热反应模型式的参数。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Townsend，D.I，andTou，J.C.，ThermalHazardEvaluationbyanAcceleratingRateCalorimeter，ThermochimicaActa，37(1980)1-30.
技术实现思路
专利技术要解决的问题在上述非专利文献1中，在电池的温度上升速度变为阈值以上的情况下，判断为电池的放热反应已开始。因此，仅使用从电池的温度上升速度变为阈值以上的时间点起的电池的温度上升的时间推移的曲线图，来对电池的放热反应的行为进行预测。然而，存在以下期间：在电池的温度上升速度变为阈值以上之前温度上升速度变得大于0(零)的期间。也就是，在电池的温度上升速度达到阈值之前，电池发生了放热反应。在上述非专利文献1中，存在以下问题：由于忽视了电池的温度上升速度达到阈值之前的放热反应，因此放热反应模型式的参数的估计精度差。本专利技术的目的在于提供一种能够通过提高放热反应模型式的参数的估计精度来更准确地预测出电池的放热反应的行为的电池的热稳定性评价方法和电池的热稳定性评价装置。用于解决问题的方案用于达成上述目的的本专利技术的电池的热稳定性评价方法使用具有用于保存电池的保存容器的绝热热量计。该电池的热稳定性评价方法具有第一测定工序、第二测定工序、第三测定工序以及参数估计工序。在所述第一测定工序中，执行加热工序和待机工序来测定所述电池的温度的时间推移，其中，所述加热工序用于将所述保存容器的内部温度加热至预先决定的温度，所述待机工序用于在所述加热工序之后等待预先决定的时间。在所述第二测定工序中，在所述第一测定工序之后，执行用于进行将所述电池设为绝热状态的绝热控制来判定所述电池的温度上升速度是否为阈值以上的探索工序，并且直到所述电池的温度上升速度变为阈值以上为止，重复进行所述加热工序、所述待机工序以及所述探索工序，来测定所述电池的温度的时间推移。在所述第三测定工序中，在所述电池的温度上升速度变为所述阈值以上的情况下，执行用于直到所述电池的放热反应结束为止进行所述绝热控制的放热工序，来测定所述电池的温度的时间推移。在所述参数估计工序中，使用至少根据所述探索工序和所述放热工序的测定数据求出的所述电池的温度上升速度，来估计所述电池的放热反应模型式的参数。用于达成上述目的的本专利技术的电池的热稳定性评价装置具有绝热热量计、控制部以及参数估计部。所述绝热热量计具有保存电池的保存容器、对所述保存容器的内部进行加热的加热部、对所述保存容器的内部温度进行测定的第一温度测定部以及对所述电池的温度进行测定的第二温度测定部。所述控制部控制所述绝热热量计的工作，将其控制为以下模式：加热模式，用于将所述保存容器的内部温度加热至预先决定的温度；待机模式，用于在所述加热模式之后等待预先决定的时间；探索模式，用于进行将所述电池设为绝热状态的绝热控制，来判定所述电池的温度上升速度是否为阈值以上；以及放热模式，用于直到所述电池的温度上升速度变为阈值以上为止，重复所述加热模式、所述待机模式以及所述探索模式，在所述电池的温度上升速度变为所述阈值以上的情况下，直到所述电池的放热反应结束为止进行所述绝热控制。所述参数估计部使用至少根据所述探索模式和所述放热模式中的所述第二温度测定部的测定数据求出的所述电池的温度上升速度的测定数据，来估计所述电池的放热反应模型式的参数。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的电池的热稳定性评价装置的整体构造的概要图。图2是示出图1所示的电池的热稳定性评价装置的概要结构的框图。图3是表示通过本专利技术的一个实施方式所涉及的电池的热稳定性评价装置测定出的电池的温度的时间推移的曲线图。图4是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的电池的热稳定性评价方法的过程的流程图。图5是示出图4所示的函数化工序的过程的流程图。图6是将图3所示的表示电池的温度的时间推移的曲线图中的第二测定工序的一部分放大示出的曲线图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。此外，以下的说明不是对权利要求书中记载的技术范围、用语的意义进行限定。另外，关于附图的尺寸比率，为了便于说明而以夸张方式示出，有时与实际的比率不同。本实施方式所涉及的电池的热稳定性评价装置和电池的热稳定性评价方法使用加速速度热量测定试验的测定数据，来估计电池的放热反应模型式的参数，由此评价电池的热稳定性。在此，关于作为本实施方式的热稳定性评价的对象的电池，设为广泛地包括能够贮存电力或能够供给电力的电力设备。作为电池的具体例，例如能够列举出锂离子电池、镍氢电池、锂电池等一次电池和二次电池、燃料电池等发电型电池等。在上述中，锂离子二次电池相比于其它电池而言，正极与负极更接近，从而发生内部短路的可能性更高，因此能够通过本实施方式所涉及的电池的热稳定性评价装置和电池的热稳定性评价方法来适当地评价热稳定性。首先，参照图1和图2来说明本实施方式所涉及的电池的热稳定性评价装置10。<电池的热稳定性评价装置>如图1所示，电池的热稳定性评价装置10具有绝热热量计100和控制单元200。在本实施方式中，作为用于测定的电池，使用材料结构与实际使用的电池(实际电池单元)的材料结构相同的试验用的硬币型电池单元(coincell)1。通过使用试验用的硬币型电池单元1，能够不试制出实际电池单元而评价该电池的热稳定性。由此，能够大幅削减实际电池单元的试制费用，并且能够缩短电池的热稳定性评价所需要的期间。此外，在以下的说明中，将试验用的硬币型电池单元1简称为“电池1”。(绝热热量计100)如图1所示，绝热热量计100具有收容电池1的试样容器110、保存试样容器110的保存容器120、对保存容器120的内部和电池1进行加热的加热部130以及温度测定部140。此外，绝热热量计100也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池的热稳定性评价方法，使用了具有用于保存电池的保存容器的绝热热量计，该电池的热稳定性评价方法具有：/n第一测定工序，执行加热工序和待机工序，来测定所述电池的温度的时间推移，其中，所述加热工序用于将所述保存容器的内部温度加热至预先决定的温度，所述待机工序用于在所述加热工序之后等待预先决定的时间；/n第二测定工序，在所述第一测定工序之后，执行用于进行将所述电池设为绝热状态的绝热控制来判定所述电池的温度上升速度是否为阈值以上的探索工序，并且直到所述电池的温度上升速度变为所述阈值以上为止，重复进行所述加热工序、所述待机工序以及所述探索工序，来测定所述电池的温度的时间推移；/n第三测定工序，在所述电池的温度上升速度变为所述阈值以上的情况下，执行用于直到所述电池的放热反应结束为止进行所述绝热控制的放热工序，来测定所述电池的温度的时间推移；以及/n参数估计工序，使用至少根据所述探索工序和所述放热工序的测定数据求出的所述电池的温度上升速度，来估计所述电池的放热反应模型式的参数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池的热稳定性评价方法，使用了具有用于保存电池的保存容器的绝热热量计，该电池的热稳定性评价方法具有：
第一测定工序，执行加热工序和待机工序，来测定所述电池的温度的时间推移，其中，所述加热工序用于将所述保存容器的内部温度加热至预先决定的温度，所述待机工序用于在所述加热工序之后等待预先决定的时间；
第二测定工序，在所述第一测定工序之后，执行用于进行将所述电池设为绝热状态的绝热控制来判定所述电池的温度上升速度是否为阈值以上的探索工序，并且直到所述电池的温度上升速度变为所述阈值以上为止，重复进行所述加热工序、所述待机工序以及所述探索工序，来测定所述电池的温度的时间推移；
第三测定工序，在所述电池的温度上升速度变为所述阈值以上的情况下，执行用于直到所述电池的放热反应结束为止进行所述绝热控制的放热工序，来测定所述电池的温度的时间推移；以及
参数估计工序，使用至少根据所述探索工序和所述放热工序的测定数据求出的所述电池的温度上升速度，来估计所述电池的放热反应模型式的参数。


2.根据权利要求1所述的电池的热稳定性评价方法，其特征在于，
在所述参数估计工序之前，
还具有函数化工序，该函数化工序使用在所述第二测定工序中执行了多次的所述探索工序中的至少初次和最后一次的所述探索工序的所述电池的温度上升速度，来将仅由所述电池的放热反应引起的所述电池的温度上升速度进行函数化。


3.根据权利要求2所述的电池的热稳定性评价方法，其特征在于，
所述函数化工序包括第一函数化工序，在该第一函数化工序中，针对所述电池的温度上升速度，决定表示时间依赖性和所述电池的温度依赖性的第一函数。


4.根据权利要求3所述的电池的热稳定性评价方法，其特征在于，
所述函数化工序还包括第二函数化工序，在该第二函数化工序中，使用在所述第一函数化工序中决定的所述第一函数，针对仅由所述电池的放热反应引起的所述电池的上升温度，决定表示所述电池的温度依赖性的第二函数。


5.根据权利要求4所述的电池的热稳定性评价方法，其特征在于，
在所述参数估计工序中，
使用在所述第三测定工序中测定出的所述电池的放热反应结束的反应结束温度和所述第二函数，来决定仅由所述电池的放热反应引起的所述电池的上升温度的最大值。


6.根据权利要求2～5中的任一项所述的电池的热稳定性评价方法，其特征在于，
在所述函数化工序中，
从所述第二测定工序的所述加热工序和所述待机工序中去除由外部加热做出的贡献。


7.根据权利要求6所述的电池的热稳定性评价方法，其特征在于，
在所述函数化工序中，
针对所述第二测定工序的所述加热工序和所述待机工序中的所述电池的温度上升速度，通过所述加热工序和所述待机工序的前后的所述探索工序或所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林正和，
申请(专利权)人：远景AESC日本有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP