[發明專利]二次電池的充電控制裝置和二次電池的充電控制方法

無效

• 申請號: 201310187850.2
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103457003A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 松原健二;上坂進一;田中雅洋
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/48;H02J7/00;G01R31/36
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;梁韜

技術領域

本發明涉及用于二次電池的充電控制裝置、用于二次電池的充電控制方法、用于二次電池的充電狀態推定裝置、用于二次電池的充電狀態推定方法、用于二次電池的退化程度推定裝置、用于二次電池的退化程度推定方法、和二次電池裝置。

背景技術

在諸如鋰離子二次電池的二次電池的充電中，一般地，首先進行恒定電流充電，隨后進行恒定電壓充電至滿充電二次電池。這樣的充電方法被稱為恒定電流和恒定電壓充電方法（CC-CV方法）。在此，進行恒定電流充電，直至二次電池的正極和負極之間的電壓（也被稱為“電池電壓（cell?voltage）”）增加到設定電壓。當電池電壓增加到設定電壓時，恒定電流充電被切換到恒定電壓充電，使電池電壓不會大大增加。在恒定電壓充電中，二次電池的充電電流逐漸減小。當充電電流小于設定值時，確定二次電池被滿充電，并且充電結束。作為在恒定電壓充電時的電池電壓的滿充電電壓被設置為例如4.1伏特/電池至4.2伏特/電池。

當重復二次電池的充電和放電時，二次電池的容量發生退化。為了解決這個問題，例如，日本未經審查的專利申請公開第2008-005644號公開了一種電池充電方法，隨著電池被重復充電和放電，通過將對電池進行充電的設置電壓設置為較低來對電池滿充電。關于非水二次電池方面，日本未經審查的專利申請公開第2000-300750號公開了一種充電方法，在非水二次電池的閉合電路電壓達到充電開始之后的非水電解質的分解電壓之前停止充電。日本未經審查的專利申請公開第2001-307781號公開了一種鋰二次電池，其包括充電/放電控制裝置，該裝置包括放電控制單元，其被配置為在放電的時候設置和控制放電終止電壓在3.2伏至2.1伏的范圍內；以及充電控制單元，其被配置為在充電的時候設置和控制充電上限電壓在4.0伏至4.5伏的范圍內。

二次電池的剩余容量的量常常評估為假設滿充電容量（最大充電容量；滿充電容量）是100％下的荷電狀態（SOC）[%]。開路電壓（OCV）經常被用作放電之后的SOC診斷的指標。具體地，日本未經審查的專利申請公開第2000-258513號公開了一種充電狀態推定技術，其用于基于初始OCV和SOC之間的關系的OCV推定SOC。此外，作為考慮二次電池的退化的充電狀態推定技術，日本未經審查的專利申請公開第2002-286818號公開了一種技術，用于通過選擇根據電池的退化程度預先準備的OCV-SOC關系來推定SOC。

發明內容

本發明人等已經檢查和證明了會發生負極的電位隨著二次電池的容量退化而增加的現象。認為這是因為鋰（Li）由于鋰離子二次電池的重復的充電和放電而不可逆地析出以及有助于充電和放電的鋰含量不斷減小。通常，由于二次電池是通過使二次電池的滿充電電壓為恒定來充電，所以負極的電位增加會使正極的電位增加。當引起正極的電位增加時，正極發生的副反應（電解液氧化、正極活性物質的結構退化等）會在正極中發生。結果，擔心二次電池的容量退化可能會加速。在日本未經審查的專利申請公開第2008-005644號、日本未經審查的專利申請公開第2000-300750號和日本未經審查的專利申請公開第2001-307781號中，沒有提及用于在實際使用環境下定量確定二次電池的退化程度（具體地，例如，負極的電位增加）并設置隨后的充電電壓的技術。同樣地，在日本未經審查的專利申請公開第2000-258513號和日本未經審查的專利申請公開第2002-286818號中，沒有提及用于在實際使用環境下定量確定二次電池的退化程度（具體地，例如，負極的電位增加）并基于OCV提高SOC的推定精確度的技術。此外，在日本未經審查的專利申請公開第2008-005644號、日本未經審查的專利申請公開第2000-300750號、日本未經審查的專利申請公開第2001-307781號、日本未經審查的專利申請公開第2000-258513號和日本未經審查的專利申請公開第2002-286818號中，沒有提及用于有效地推定二次電池的退化程度的技術。

希望提供一種用于二次電池的充電控制裝置，包括充電控制裝置的二次電池裝置和用于二次電池的充電控制方法，其能夠在實際使用環境下定量確定二次電池的退化程度并設置隨后的充電電壓。希望還提供一種用于二次電池的充電狀態推定裝置、包括充電狀態推定裝置的二次電池裝置、和用于二次電池的充電狀態推定方法，其能夠在實際使用環境下定量確定二次電池的退化程度并基于OCV提高SOC的推定精確度。希望還提供一種退化程度推定裝置、包括退化程度推定裝置的二次電池裝置、和用于二次電池的退化程度推定方法，其能夠在實際使用環境下有效地推定二次電池的退化程度。