[發明專利]固體二次電池系統

無效

• 申請號: 201180071524.4
• 申請日: 2011-06-10
• 公開（公告）號: CN103597651A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 兒玉昌士;濱重規;大友崇督
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/0562;H01M10/42;H01M10/615
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;趙曦

技術領域

本發明涉及能夠恢復輸出特性的降低的固體二次電池系統。

背景技術

伴隨著近年來的個人電腦、攝像機和移動電話等信息相關設備、通信設備等的急速普及，作為其電源而利用的電池的開發受到重視。另外，在汽車產業界等中，也正在進行用于電動汽車或用于混合動力汽車的高輸出功率且高容量的電池的開發。現在，在各種電池中，從能量密度高的觀點考慮，鋰二次電池受到關注。

現在市售的鋰二次電池由于使用包含可燃性的有機溶劑的電解液，所以需要抑制短路時的溫度上升的安全裝置的安裝、用于防止短路的結構·材料方面的改善。與此相對，認為將電解液變成固體電解質層而將電池固體化的鋰固體二次電池由于在電池內不使用可燃性的有機溶劑，可實現安全裝置的簡化，制造成本、生產率優異。

另外，已知二次電池雖然能夠進行重復的充放電，但因過放電而電池性能降低。因此，通常的二次電池設有在放電時測定電池的電壓，在規定的電壓終止放電的機構。另一方面，在專利文獻1中公開了不具備防止鋰二次電池的過放電的過放電保護機構的電池模塊，在專利文獻2中公開了不具備防止鋰二次電池的過放電的過放電保護機構的電動裝置。

專利文獻1：日本特開2010-225581號公報

專利文獻2：日本特開2010-225582號公報

發明內容

固體二次電池存在由于重復充放電而內部電阻增加、輸出功率特性降低的問題。另外，固體二次電池存在如果在高溫（例如60℃左右）保存，則內部電阻增加、輸出功率特性降低的問題。此外，通常難以使暫時降低的輸出功率特性恢復。本發明是鑒于上述問題而進行的，主要目的是提供能夠恢復輸出功率特性的降低的固體二次電池系統。

為了實現上述目的，本發明的發明人等反復進行了深入研究，結果得到了以下的見解：為了使暫時降低的輸出功率特性恢復，令人意外的是，積極（有意地）進行過放電是有效的。本發明是基于這樣的見解而進行的。

于是，在本發明中具備：固體二次電池、加熱器、過放電處理部、和控制部，上述固體二次電池具有正極活性物質層、負極活性物質層、以及在上述正極活性物質層與上述負極活性物質層之間形成的固體電解質層，上述加熱器預熱上述固體二次電池，上述過放電處理部對上述固體二次電池進行過放電處理，上述控制部在上述加熱器使上述固體二次電池預熱的同時或者在該預熱后使上述過放電處理部實施對上述固體二次電池的過放電處理。

上述固體二次電池系統具備固體二次電池、加熱器、過放電處理部和控制部。固體二次電池具有正極活性物質層、負極活性物質層、以及在上述正極活性物質層與上述負極活性物質層之間形成的固體電解質層。加熱器預熱上述固體二次電池。過放電處理部對固體二次電池進行過放電處理。在這里，“過放電處理”是指使固體二次電池放電至額定下限電壓等規定的電壓以下的處理和/或保持該放電后的電壓的處理。因此，外部短路也包括在過放電處理內。“外部短路”是指使固體二次電池的正極活性物質層和負極活性物質層通過外部電路而短路。另外，過放電處理可以使電壓放電至0V，也可以以電池轉極（電壓變負）的方式放電。控制部為例如ECU（電子控制單元(Electronic?Control?Unit)），在利用加熱器預熱固體二次電池的同時、或者在該預熱后利用過放電處理部而實行對固體二次電池的過放電處理。

像這樣，固體二次電池系統通過在過放電處理時預熱固體二次電池而調整其溫度，從而能夠有效率且有效果地實行固體二次電池的輸出功率降低的恢復。

上述固體二次電池系統的一方式中，上述加熱器與上述固體二次電池連接，利用上述固體二次電池的電力而進行上述固體二次電池的預熱。通過這樣進行，固體二次電池系統能夠不設置用于驅動加熱器的電源而利用固體二次電池中殘留的電力來預熱固體二次電池以使得成為適合過放電處理的溫度。

在上述固體二次電池系統的另一方式中，上述加熱器作為上述過放電處理部而發揮功能，上述控制部在上述固體二次電池的電壓小于規定電壓時驅動上述加熱器，利用該加熱器來消耗上述固體二次電池的電力。在這里，“規定電壓”是指例如用于穩定地供給電力的最低限的電壓值，具體是基于實驗等預先確定。像這樣，固體二次電池系統通過使加熱器作為過放電處理部而發揮功能，使固體二次電池的剩余電力消耗，從而能夠有效利用能量，并且變得無需設置用于進行過放電處理的電阻等，能夠實現節省空間化。