本發(fā)明涉及鋰離子二次電池的劣化度計(jì)算方法、控制方法和控制裝置。

背景技術(shù)：

在本說明書中，“鋰離子二次電池”是指其中鋰離子被用作電解質(zhì)離子，并且通過電子與鋰離子一起在正負(fù)電極之間移動而實(shí)現(xiàn)充電和放電的二次電池。這里，作為控制裝置的控制對象的“鋰離子二次電池”的形式包括其中多個(gè)電池元件彼此連接的“電池組”。此外，作為控制裝置的控制對象的“鋰離子二次電池”的形式包括被包含在“電池組”中作為電池元件的二次電池。

作為鋰離子二次電池的控制方法，公開號為2013-89424的日本專利申請(JP 2013-89424 A)公開一種用于推定電池的劣化的方法。在JP 2013-89424 A公開的推定方法中，準(zhǔn)備了用于推定當(dāng)以一SOC在某溫度下持續(xù)預(yù)定的時(shí)間量放置時(shí)電池劣化程度的數(shù)據(jù)表。實(shí)際上，基于溫度歷史和SOC歷史來推定電池的劣化度。

關(guān)于推定鋰離子二次電池的劣化度的方法，在JP 2013-89424 A中公開的方法可以推定鋰離子二次電池的劣化度。然而，優(yōu)選地，被計(jì)算作為推定值的劣化度與實(shí)際的鋰離子二次電池的劣化度之差為小的。這里，公開一種能夠精確地推定鋰離子二次電池的劣化度的新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方面為鋰離子二次電池的劣化度計(jì)算方法，包括：

a)將第一數(shù)據(jù)表、第二數(shù)據(jù)表、以及第三數(shù)據(jù)表存儲在存儲單元中，

所述第一數(shù)據(jù)表包含關(guān)于所述鋰離子二次電池的溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的正電極的劣化度之間的關(guān)系，

所述第二數(shù)據(jù)表包含關(guān)于所述鋰離子二次電池的溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的負(fù)電極的劣化度之間的關(guān)系，并且

所述第三數(shù)據(jù)表包含關(guān)于所述鋰離子二次電池的溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的鋰俘獲量之間的關(guān)系；

b)在記錄單元中記錄所述鋰離子二次電池的溫度歷史；

c)在所述記錄單元中記錄所述鋰離子二次電池的SOC歷史；

d)基于所述溫度歷史、所述SOC歷史、以及所述第一數(shù)據(jù)表計(jì)算所述鋰離子二次電池的所述正電極的劣化度；

e)基于所述溫度歷史、所述SOC歷史、以及所述第二數(shù)據(jù)表計(jì)算所述鋰離子二次電池的所述負(fù)電極的劣化度；

f)基于所述溫度歷史、所述SOC歷史、以及所述第三數(shù)據(jù)表計(jì)算在所述鋰離子二次電池中的鋰俘獲量；以及

g)基于所述正電極的劣化度、所述負(fù)電極的劣化度、以及所述鋰俘獲量計(jì)算所述鋰離子二次電池的劣化度。根據(jù)上述方面，可以更精確地計(jì)算鋰離子二次電池的劣化度。

在所述第一方面中，所述步驟g)可以包括基于所述鋰俘獲量計(jì)算正電極電位與負(fù)電極電位之間的推定偏移量。

在所述第一方面中，所述步驟g)可以包括基于所述正電極的劣化度、所述負(fù)電極的劣化度、以及所述鋰俘獲量推定所述鋰離子二次電池的劣化后的電池容量，并且在所述步驟g)中，可以通過將所述劣化后的電池容量除以初始電池容量而計(jì)算所述鋰離子二次電池的劣化度。

本發(fā)明的第二方面為鋰離子二次電池的控制方法，包括：

a)將第一數(shù)據(jù)表、第二數(shù)據(jù)表、以及第三數(shù)據(jù)表存儲在存儲單元中，

所述第一數(shù)據(jù)表包含關(guān)于所述鋰離子二次電池的溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的正電極的劣化度之間的關(guān)系，

所述第二數(shù)據(jù)表包含關(guān)于所述鋰離子二次電池的溫度、SOC、以及每 單位時(shí)間的負(fù)電極的劣化度之間的關(guān)系，并且

所述第三數(shù)據(jù)表包含關(guān)于所述鋰離子二次電池的溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的鋰俘獲量之間的關(guān)系；

b)在記錄單元中記錄所述鋰離子二次電池的溫度歷史；

c)在所述記錄單元中記錄所述鋰離子二次電池的SOC歷史；

d)基于所述溫度歷史、所述SOC歷史、以及所述第一數(shù)據(jù)表計(jì)算所述鋰離子二次電池的所述正電極的劣化度；

e)基于所述溫度歷史、所述SOC歷史、以及所述第二數(shù)據(jù)表計(jì)算所述鋰離子二次電池的所述負(fù)電極的劣化度；

f)基于所述溫度歷史、所述SOC歷史、以及所述第三數(shù)據(jù)表計(jì)算在所述鋰離子二次電池中的鋰俘獲量；

g)基于所述正電極的劣化度、所述負(fù)電極的劣化度、以及所述鋰俘獲量計(jì)算所述鋰離子二次電池的劣化度；以及

h)基于所述鋰離子二次電池的劣化度控制所述鋰離子二次電池。根據(jù)上述方面，可以抑制鋰離子二次電池的劣化。

在所述第二方面中，所述步驟g)可以包括基于所述鋰俘獲量計(jì)算正電極電位與負(fù)電極電位之間的推定偏移量。

在所述第二方面中，所述步驟g)可以包括基于所述正電極的劣化度、所述負(fù)電極的劣化度、以及所述鋰俘獲量推定所述鋰離子二次電池的劣化后的電池容量，并且在所述步驟g)中，可以通過將所述劣化后的電池容量除以初始電池容量而計(jì)算所述鋰離子二次電池的劣化度。

在所述第二方面中，所述步驟h)可以包括在所述正電極的劣化度超過預(yù)定閾值的情況下或者在所述負(fù)電極的劣化度超過預(yù)定閾值的情況下抑制施加于所述鋰離子二次電池的電流值。

在所述第二方面中，所述步驟h)可以包括在所述鋰俘獲量超過預(yù)定閾值的情況下基于所述鋰俘獲量停止對所述鋰離子二次電池的電流值的施加。

本發(fā)明的第三方面為鋰離子二次電池的控制裝置，包括：

溫度傳感器，其被配置為檢測鋰離子二次電池的溫度；

SOC檢測單元，其被配置為檢測所述鋰離子二次電池的SOC；

第一記錄單元，其被配置為基于通過所述溫度傳感器檢測的溫度而記錄溫度歷史；

第二記錄單元，其被配置為基于通過所述SOC檢測單元檢測的SOC而記錄SOC歷史；

第一計(jì)算單元，其被配置為基于所述溫度歷史和所述SOC歷史計(jì)算所述鋰離子二次電池的正電極的劣化度；

第二計(jì)算單元，其被配置為基于所述溫度歷史和所述SOC歷史計(jì)算所述鋰離子二次電池的負(fù)電極的劣化度；

第三計(jì)算單元，其被配置為基于所述溫度歷史和所述SOC歷史計(jì)算在所述鋰離子二次電池中的鋰俘獲量；以及

第四計(jì)算單元，其被配置為基于所述正電極的劣化度、所述負(fù)電極的劣化度、以及所述鋰俘獲量計(jì)算所述鋰離子二次電池的劣化度。根據(jù)上述方面，可以更精確地計(jì)算鋰離子二次電池的劣化度。

在所述第三方面中，所述鋰離子二次電池的控制裝置可以進(jìn)一步包括：電流抑制單元，其被配置為在所述正電極的劣化度超過預(yù)定閾值的情況下或者在所述負(fù)電極的劣化度超過預(yù)定閾值的情況下抑制施加于所述鋰離子二次電池的電流值。

在所述第三方面中，所述鋰離子二次電池的控制裝置可以進(jìn)一步包括：存儲單元，其被配置為存儲預(yù)先包含所述正電極的劣化度、所述負(fù)電極的劣化度、以及用于抑制施加于所述鋰離子二次電池的電流值的系數(shù)之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)表；以及第五計(jì)算單元，其被配置為基于所述正電極的劣化度和所述負(fù)電極的劣化度計(jì)算施加于所述鋰離子二次電池的電流值。

在所述第三方面中，所述鋰離子二次電池的控制裝置可以進(jìn)一步包括：停止控制單元，其被配置為在所述鋰俘獲量超過預(yù)定閾值的情況下基于所述鋰俘獲量停止對所述鋰離子二次電池的電流值的施加。

附圖說明

下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)、以及技術(shù)與工業(yè)意義，在附圖中，相同的參考標(biāo)號表示相同的部件，其中：

圖1是示出鋰離子二次電池10的充電電流量與開路電壓(OCV)之間的關(guān)系的典型例子的圖表；

圖2是示出依賴于鋰離子二次電池10的充電電流量的正電極電位和負(fù)電極電位的變化的例子的圖表；

圖3是示意性地示出控制裝置100的框圖；

圖4是示出數(shù)據(jù)表M1至M3的例子的圖；以及

圖5是控制裝置100的控制流程的例子。

具體實(shí)施方式

在下文中，將描述在此公開的鋰離子二次電池的劣化度計(jì)算方法、控制方法、以及控制裝置的實(shí)施例。在此描述的實(shí)施例并不旨在限制本發(fā)明。

在本說明書中描述的鋰離子二次電池的劣化是指鋰離子二次電池的容量劣化。當(dāng)使用鋰離子二次電池時(shí)，鋰離子二次電池的電池容量趨向于從初始狀態(tài)的電池容量減少。通過當(dāng)前電池容量與初始狀態(tài)的電池容量的比表示鋰離子二次電池的劣化度。也就是，鋰離子二次電池的劣化度是由下列的表達(dá)式(A)表示，是當(dāng)前電池容量與為100的初始狀態(tài)的電池容量的比，也可以被稱為容量保持率。

鋰離子二次電池的劣化度＝(當(dāng)前電池容量)/(初始狀態(tài)的電池容量)×100(％)…(A)

可以在構(gòu)造鋰離子二次電池之后任意地確定鋰離子二次電池的“初始狀態(tài)”。例如，“初始狀態(tài)”可以為這樣的鋰離子二次電池的狀態(tài)：該鋰離子二次電池已在構(gòu)造之后經(jīng)歷預(yù)定的調(diào)節(jié)步驟并且可以被通常地用作鋰離子二次電池。另外，鋰離子二次電池的初始狀態(tài)可以為出貨時(shí)的鋰離子二次電池的狀態(tài)。

這里，關(guān)于鋰離子二次電池的電池容量，基于開路電壓預(yù)先設(shè)定鋰離 子二次電池的上限電壓和下限電壓。通過CCCV充電將鋰離子二次電池充電至上限電壓，然后通過CCCV放電將鋰離子二次電池放電至下限電壓。此時(shí)，當(dāng)初始狀態(tài)的鋰離子二次電池從上限電壓放電至下限電壓時(shí)，將放電容量設(shè)定為初始狀態(tài)的鋰離子二次電池的電池容量。CCCV是恒定電流恒定電壓的縮寫。

在該實(shí)施例中，關(guān)于作為對象的鋰離子二次電池，基于開路電壓將下限電壓設(shè)定為3.0V且將上限電壓設(shè)定為4.1V。在該情況下，開路電壓為3.0V的狀態(tài)是指0％的SOC，開路電壓為4.1V的狀態(tài)是指100％的SOC。電池容量與在通過CCCV充電對鋰離子二次電池充電直到開路電壓達(dá)到4.1V且然后通過CCCV放電對鋰離子二次電池放電直到開路電壓達(dá)到3.0之后測量的放電容量對應(yīng)。這里，“SOC”是充電狀態(tài)的縮寫，并且代表電池的充電狀態(tài)。這里，可以基于相對于滿充電狀態(tài)的充電率確定“SOC”。在下文中，相對于滿充電狀態(tài)的充電率將被稱為“充電率”。

在下文中，將描述鋰離子二次電池的劣化。

圖1是示出鋰離子二次電池的充電電流量與開路電壓(OCV)之間的關(guān)系的典型例子的圖表。圖2是示出依賴于鋰離子二次電池的充電電流量的正電極電位和負(fù)電極電位的變化的例子的圖表。圖1和2為示意性地示出而不是嚴(yán)格地示出測量結(jié)果。在圖1中，實(shí)線S指示初始狀態(tài)的鋰離子二次電池的SOC與開路電壓(OCV)之間的關(guān)系。虛線S1指示劣化后的鋰離子二次電池的SOC與開路電壓(OCV)之間的關(guān)系。

在圖2中，實(shí)線P指示初始狀態(tài)的鋰離子二次電池的SOC與正電極電位之間的關(guān)系。虛線P1指示劣化后的鋰離子二次電池的SOC與正電極電位之間的關(guān)系。實(shí)線Q指示初始狀態(tài)的鋰離子二次電池的SOC與負(fù)電極電位之間的關(guān)系。虛線Q1指示劣化后的鋰離子二次電池的SOC與負(fù)電極電位之間的關(guān)系。在圖1中，橫軸代表鋰離子二次電池的SOC，縱軸代表鋰離子二次電池的開路電壓(OCV)。如虛線所指示，正電極和負(fù)電極當(dāng)被使用時(shí)劣化(單電極容量減少)。結(jié)果，鋰離子二次電池的電池容量減少。

在本說明書中，初始狀態(tài)的正電極電位將被適當(dāng)?shù)胤Q為“OCP+”。初始狀態(tài)的負(fù)電極電位將被適當(dāng)?shù)胤Q為“OCP-”?？梢詫⒄姌O電位和負(fù)電極電位分別定義為與參考電極的電位差。參考電極由例如鋰金屬形成。初始狀態(tài)的SOC與正電極電位(OCP+)之間的典型關(guān)系如圖2中的實(shí)線P所指示。實(shí)線P將被適當(dāng)?shù)胤Q為“SOC-OCP+”。初始狀態(tài)的SOC與負(fù)電極電位(OCP-)之間的典型關(guān)系如圖2中的實(shí)線Q所指示。實(shí)線Q將被適當(dāng)?shù)胤Q為“SOC-OCP-”。

在初始狀態(tài)下，正電極電位沿著圖表P而變化，并且負(fù)電極電位沿著圖表Q而變化。這里，在鋰離子二次電池的任意的充電狀態(tài)(i)下，正電極電位P(i)與負(fù)電極電位Q(i)之差為鋰離子二次電池10的開路電壓S(i)(S(i)＝P(i)-Q(i))。劣化后，在鋰離子二次電池的任意的充電狀態(tài)(j)下，沿著圖表的縱軸的正電極電位P1(j)與負(fù)電極電位Q1(j)之差為劣化后的鋰離子二次電池10的開路電壓S1(j)(S1(j)＝P1(j)-Q1(j))。

優(yōu)選地，指示初始狀態(tài)下的值的圖表P和Q的位置與指示劣化后的值的圖表P1和Q1的位置彼此對齊，以使得劣化后的鋰離子二次電池10的開路電壓S1(j)和初始狀態(tài)的鋰離子二次電池10的開路電壓S(i)位于相同的電壓處。例如，在圖2中，將在100％的SOC處的初始狀態(tài)的鋰離子二次電池10的開路電壓設(shè)定為基準(zhǔn)A1。

也就是，在圖2中，將與初始狀態(tài)下的100％的SOC處相同的開路電壓S(100)設(shè)定為基準(zhǔn)A1。圖表P和Q的下述位置與劣化后的鋰離子二次電池的圖表P1和Q1的位置在橫軸上彼此對齊：在圖表P和Q的所述位置處，示出與初始狀態(tài)的鋰離子二次電池的100％的SOC處相同的開路電壓S(100)。在基準(zhǔn)A1處的初始狀態(tài)的鋰離子二次電池的SOC為100％。在基準(zhǔn)A1處的劣化后的鋰離子二次電池的SOC不一定為100％。在基準(zhǔn)A1處，劣化后的鋰離子二次電池示出與初始狀態(tài)下的100％的SOC處相同的開路電壓S(100)。

在圖2中，橫軸代表充電或放電電流量。在圖2中，關(guān)于初始狀態(tài)的鋰離子二次電池，正電極電位P(i)和負(fù)電極電位Q(i)根據(jù)充電或放電電流 量(i)從基準(zhǔn)A1起繪制。此外，關(guān)于劣化后的鋰離子二次電池，正電極電位P1(j)和負(fù)電極電位Q1(j)根據(jù)充電或放電電流量(j)從基準(zhǔn)A1起繪制。

圖1和2示出了例如這樣的鋰離子二次電池的趨勢，該鋰離子二次電池包括：用作正電極活性材料顆粒的具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物(例如，鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物)的顆粒；以及用作負(fù)電極活性材料的具有石墨結(jié)構(gòu)的石墨顆粒。

如圖2中的實(shí)線P和Q所指示，在初始狀態(tài)的鋰離子二次電池中，正電極電位P相對于放電電流量逐漸下降，并且負(fù)電極電位Q相對于放電電流量逐漸上升。在放電的后期，正電極電位P急劇下降，并且負(fù)電極電位Q急劇上升。此外，正電極電位P相對于充電電流量逐漸上升，并且負(fù)電極電位Q相對于充電電流量階段性地下降。

另一方面，如在圖2中的虛線P1和Q1所指示，劣化后的鋰離子二次電池中，正電極電位P1相對于放電電流量下降的時(shí)機(jī)(timing)和負(fù)電極電位Q1相對于放電電流量上升的時(shí)機(jī)趨向于早于在初始狀態(tài)下的時(shí)機(jī)。正電極電位P1相對于充電電流量上升的時(shí)機(jī)早于在初始狀態(tài)下的時(shí)機(jī)，并且，負(fù)電極電位Q1相對于充電電流量階段性下降的時(shí)機(jī)晚于在初始狀態(tài)下的時(shí)機(jī)。

上述劣化后的正電極的趨勢被認(rèn)為是能夠存儲或釋放鋰離子的正電極活性材料的容量減少。也就是，如圖1所示，在預(yù)定開路電壓范圍中的鋰離子二次電池的充電或放電期間，能夠存儲或釋放鋰離子的正電極活性材料的容量減少。該現(xiàn)象被稱為“正電極的劣化”。如在圖2的圖表中的Px所指示，正電極沿著代表充電電流量的橫軸起作用(work)的寬度減小，由此也可以被稱為“正電極縮小”。

上述劣化后的負(fù)電極的趨勢被認(rèn)為是能夠存儲或釋放鋰離子的負(fù)電極活性材料的容量減少。也就是，在預(yù)定開路電壓范圍中的鋰離子二次電池的充電或放電期間，能夠存儲或釋放鋰離子的負(fù)電極活性材料的容量減少。該現(xiàn)象被稱為“負(fù)電極的劣化”。如在圖2的圖表中的Qx所指示，負(fù)電極沿著代表充電電流量的橫軸起作用的寬度減小，由此也可以被稱為“負(fù)電 極縮小”。

在鋰離子二次電池中，在充電期間，鋰離子從正電極釋放且然后存儲在負(fù)電極中，并且電荷在負(fù)電極上積累。在放電期間，在負(fù)電極上積累的鋰離子從負(fù)電極釋放并且返回到正電極。在放電或充電期間，鋰離子都被包含在膜中或部分沉淀。因此，隨著劣化的進(jìn)行，貢獻(xiàn)于電池(cell)反應(yīng)的鋰的量減少。這里，由于被包含在膜中或所述部分沉淀而減少的貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的鋰的量被稱為“鋰俘獲量”。

在圖1所示的圖表中，當(dāng)觀察放電側(cè)時(shí)，與初始狀態(tài)下的圖表P和Q相比，正電極電位下降的時(shí)機(jī)和負(fù)電極電位上升的時(shí)機(jī)偏移，如劣化后的圖表P1和Q1所示。正電極電位下降的時(shí)機(jī)和負(fù)電極電位上升的時(shí)機(jī)偏移的原因被認(rèn)為是貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的鋰的量減少(鋰俘獲量增加)。本發(fā)明人認(rèn)為，鋰離子二次電池的劣化與正電極的劣化、負(fù)電極的劣化、以及貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的鋰的量的減少有關(guān)。

根據(jù)在此公開的鋰離子二次電池的控制方法，基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi獲得鋰離子二次電池的劣化度。根據(jù)在此公開的鋰離子二次電池的控制方法，基于關(guān)于作為對象的鋰離子二次電池的溫度環(huán)境和SOC分別地推定正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi。根據(jù)在此公開的鋰離子二次電池的控制方法，可以更精確地推定鋰離子二次電池的劣化度，并且可以更適當(dāng)?shù)乜刂其囯x子二次電池。

圖3是示意性地示出控制裝置100的框圖?？刂蒲b置100具體體現(xiàn)了在此公開的鋰離子二次電池的控制方法?？刂蒲b置100包括：根據(jù)預(yù)定程序執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算的運(yùn)算單元；以及存儲電子信息的存儲裝置。這里，可以將運(yùn)算單元稱為例如中央處理單元(CPU)?？梢詫⒋鎯ρb置稱為例如存儲器或硬盤。控制裝置100根據(jù)預(yù)定程序執(zhí)行預(yù)定算術(shù)運(yùn)算，并且基于算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果電氣地控制鋰離子二次電池10。對于在車輛中的使用，為了控制引擎、方向盤、制動器、二次電池等等，優(yōu)選地將控制裝置100并入被安裝在車輛上的電子控制單元(ECU)中。

在圖3所示的例子中，輸入裝置32(例如，電源32)和輸出裝置34(例如，輸出目的地的外部裝置34)分別被并聯(lián)連接到作為控制對象的鋰離子二次電池10的正電極端子12和負(fù)電極端子14。電流表22被串聯(lián)連接到鋰離子二次電池10，并且電壓表24被并聯(lián)連接到鋰離子二次電池10。溫度傳感器26被附到鋰離子二次電池10上。

與從電流表22、電壓表24、以及溫度傳感器26輸出的測量值有關(guān)的信息被輸入到控制裝置100?？刂蒲b置100推定鋰離子二次電池10的劣化度，并且控制鋰離子二次電池10的充電和放電。在圖3所示的例子中，控制裝置100控制輸入裝置32、輸出裝置34、輸入開關(guān)42、以及輸出開關(guān)44?？刂蒲b置100可以例如通過控制輸入裝置32或輸出裝置34而調(diào)節(jié)施加于鋰離子二次電池10的電流值?？梢岳缤ㄟ^控制輸入開關(guān)42或輸出開關(guān)44而停止對鋰離子二次電池10的電流值的施加。

這里，溫度傳感器26檢測作為對象的鋰離子二次電池10的溫度，并且被附到例如鋰離子二次電池10的側(cè)表面的預(yù)定位置上。對溫度傳感器26的結(jié)構(gòu)不作具體限制，只要它具有必需的靈敏度，可以向控制裝置100輸入與溫度對應(yīng)的電信號，并且可以呈現(xiàn)上述的功能。

如圖3所示，控制裝置100包括SOC檢測單元101、記錄單元A、B、以及計(jì)算單元C至F。

在控制裝置100中，SOC檢測單元101檢測作為對象的鋰離子二次電池10的SOC。作為在控制裝置100中檢測鋰離子二次電池10的SOC的方法，具體地，可以采用各種方法。在下文中，將描述方法的實(shí)例。檢測SOC的方法不限于下列的示例性方法。

將描述檢測鋰離子二次電池10的SOC的方法。在該實(shí)施例中，使用相同類型的鋰離子二次電池，對應(yīng)于初始狀態(tài)的開路電壓(OCV)與SOC之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)通過實(shí)驗(yàn)而獲得并且被預(yù)先存儲在控制裝置100中。與依賴于初始狀態(tài)的鋰離子二次電池10的充電電流量的正電極電位(OCP+)的變化(圖2中的圖表P)對應(yīng)的數(shù)據(jù)通過實(shí)驗(yàn)而獲得并且被預(yù)先存儲在控制裝置100中。與依賴于初始狀態(tài)的鋰離子二次電池10的充電電流量的 負(fù)電極電位(OCP-)的變化(圖2中的圖表Q)對應(yīng)的數(shù)據(jù)通過實(shí)驗(yàn)而獲得并且被預(yù)先存儲在控制裝置100中。

SOC檢測單元101基于已被預(yù)先存儲在控制裝置100中的開路電壓(OCV)與SOC之間的關(guān)系以及開路電壓(OCV)而檢測初始狀態(tài)的鋰離子二次電池10的SOC。將所檢測的SOC存儲在控制裝置100中作為緊接在累計(jì)時(shí)段之前的充電率SOCy。接下來，基于累計(jì)電流量(△I)而計(jì)算充電率的變化(△SOC)，所述累計(jì)電流量(△I)是在預(yù)定累計(jì)時(shí)段中基于充電電流值和放電電流值通過累計(jì)充電電流量和放電電流量而獲得的。

這里，累計(jì)電流量(△I)在充電電流量大于放電電流量的情況下為正的，并且在放電電流量大于充電電流量的情況下為負(fù)的。如在下列的表達(dá)式(B)中所表示的，可以通過將累計(jì)電流量(△I)除以電池容量(Io)而獲得充電率的變化(△SOC)。

△SOC＝△I/Io…(B)

當(dāng)使用作為對象的鋰離子二次電池10時(shí)，電池容量(Io)趨向于減少。也就是，當(dāng)使用鋰離子二次電池10時(shí)，電池容量趨向于從初始狀態(tài)的電池容量起逐漸地減少。為了計(jì)算充電率的變化△SOC，用累計(jì)電流量(△I)除以電池容量(Io)。此時(shí)，從嚴(yán)格的意義上說，電池容量(Io)是指緊接在累計(jì)時(shí)段之前的電池容量。通過使用在先前的累計(jì)時(shí)段中計(jì)算的劣化后的電池容量Ix，可以從表達(dá)式(B1)計(jì)算充電率的變化△SOC。在該情況下，如需要，可以將存儲在控制裝置100中的電池容量(Io)更新為在先前的累計(jì)時(shí)段中計(jì)算的劣化后的電池容量Ix。下面將更詳細(xì)地描述計(jì)算劣化后的電池容量Ix的方法。

△SOC＝△I/Ix…(B1)

如在下列的表達(dá)式(C)所示，在累計(jì)時(shí)段之后的充電率SOCx被計(jì)算為緊接在累計(jì)時(shí)段之前的充電率SOCy與充電率的變化△SOC的和。

SOCx＝SOCy+△SOC…(C)

如需要，可以將存儲在控制裝置100中的緊接在累計(jì)時(shí)段之前的充電 率SOCy更新為在累計(jì)時(shí)段之后計(jì)算的充電率SOCx。

在表達(dá)式(C)中，SOCy是指緊接在充電率的變化△SOC的計(jì)算期間計(jì)算的累計(jì)電流量的累計(jì)時(shí)段之前的充電率。這里，按每個(gè)累計(jì)時(shí)段計(jì)算累計(jì)電流量(△I)和在累計(jì)時(shí)段之后的充電率SOCx，所述累計(jì)時(shí)段是預(yù)定的單位時(shí)間?？梢匀我獾卦O(shè)定累計(jì)時(shí)段。可以將累計(jì)時(shí)段設(shè)定為例如15秒、30秒、1分鐘、5分鐘、或10分鐘。在該實(shí)施例中，累計(jì)時(shí)段被設(shè)定為1分鐘。每1分鐘計(jì)算劣化后的電池容量和在累計(jì)時(shí)段之后的充電率SOCx。存在檢測累計(jì)時(shí)段之后的充電率SOCx的各種其他方法。例如，可以考慮到活性材料的特性而采用適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

在控制裝置100中，記錄單元A基于由溫度傳感器26檢測的溫度記錄溫度歷史。例如，可以以時(shí)間次序記錄與由溫度傳感器26檢測的溫度有關(guān)的信息。

在控制裝置100中，第二記錄單元B基于由SOC檢測單元101檢測的SOC記錄SOC歷史。例如，可以以時(shí)間次序記錄與由SOC檢測單元101檢測的SOC有關(guān)的信息。

在控制裝置100中，計(jì)算單元C基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池10的正電極的劣化度K1。在控制裝置100中，計(jì)算單元D基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池10的負(fù)電極的劣化度K2。在控制裝置100中，計(jì)算單元E基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算在鋰離子二次電池10中的鋰俘獲量TLi。

圖4示出用于計(jì)算正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi的數(shù)據(jù)表M1至M3的例子。

如圖4所示，分別為鋰離子二次電池被放置的狀態(tài)(靜置狀態(tài))和對鋰離子二次電池施加電流值的狀態(tài)(電流施加狀態(tài))準(zhǔn)備用于計(jì)算正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi的數(shù)據(jù)表M1至M3。圖4所示的數(shù)據(jù)表M1至M3是為了容易理解在此公開的控制方法以便于描述而制作的。圖4所示的數(shù)據(jù)表M1至M3不一定示出實(shí)際的鋰離子二次電池的具體數(shù)據(jù)。例如，在圖4中，關(guān)于每隔20％的0％至100％ 的范圍中的SOC以及四個(gè)溫度-30℃、0℃、25℃、以及60℃而輸入數(shù)據(jù)。實(shí)際上，可以使用其中SOC和溫度被更精細(xì)地劃分的數(shù)據(jù)表。

可以例如通過這樣的實(shí)驗(yàn)而預(yù)先制作數(shù)據(jù)表：該實(shí)驗(yàn)推定與作為對象的鋰離子二次電池相同類型的鋰離子二次電池在該溫度下以該SOC放置時(shí)的劣化程度。

在靜置狀態(tài)下，例如，在特定的溫度下以特定的SOC將鋰離子二次電池放置可以充分地觀察到其劣化的天數(shù)(例如，大約10天)。在關(guān)于靜置狀態(tài)的數(shù)據(jù)表M1A至M3A中，基于試驗(yàn)評價(jià)在特定的溫度下以特定的SOC將鋰離子二次電池放置一天之后獲得的正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi。

另外，在電流施加狀態(tài)下，例如，持續(xù)可以充分地觀察到劣化的預(yù)定的時(shí)間(例如，大約24小時(shí))執(zhí)行控制操作，該控制操作在特定的溫度下在短的時(shí)間段內(nèi)重復(fù)充電和放電以使得鋰離子二次電池處于平均為特定的SOC下。在關(guān)于電流施加狀態(tài)的數(shù)據(jù)表M1B至M3B中，基于試驗(yàn)評價(jià)在特定的溫度下以特定的SOC對鋰離子二次電池施加電流值之后獲得的正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi。

這里，關(guān)于正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2，當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為1時(shí)評價(jià)正電極和負(fù)電極的劣化(正電極縮小和負(fù)電極縮小)程度。關(guān)于鋰俘獲量TLi，當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為0時(shí)根據(jù)鋰俘獲量評價(jià)與容量(Ah)對應(yīng)的數(shù)值。

在圖4的數(shù)據(jù)表M1A、M2A中，記錄在被放置一天之后獲得的正電極的劣化度(K1/天)、以及在被放置一天之后獲得的負(fù)電極的劣化度(K2/天)。在圖4的例子中，依據(jù)當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為1時(shí)的系數(shù)評價(jià)正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2。接近1的值表示劣化為小的。在圖4的例子中，在被放置在-30℃的低溫下的情況下，正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2各自為1，這表示小的劣化。另一方面，隨著溫度升高，劣化增大。特別地，正電極比負(fù)電極受到溫度影響的可能性更大。

圖4的數(shù)據(jù)表M1B和M2B分別包含在施加電流值一天之后獲得的正 電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2。在圖4的例子中，依據(jù)當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為1時(shí)的系數(shù)評價(jià)正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2。接近1的值表示劣化為小的。圖4的例子表明，在SOC接近0％或100％的狀態(tài)下，正電極和負(fù)電極的劣化各自為大的。圖4的例子也表明，當(dāng)溫度升高時(shí)，正電極和負(fù)電極的劣化各自為大的。

圖4的數(shù)據(jù)表M3A包含在放置鋰離子二次電池一天之后獲得的鋰俘獲量TLi。在圖4的例子中，依據(jù)范圍為0至1的數(shù)值評價(jià)鋰俘獲量TLi，并且0表示鋰俘獲量TLi基本不增加。接近0的值表示鋰俘獲量TLi為小的。鋰俘獲量TLi的負(fù)值表示俘獲的鋰被恢復(fù)。也就是，未貢獻(xiàn)于鋰離子二次電池的電池反應(yīng)的鋰恢復(fù)至貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的狀態(tài)。負(fù)值代表被恢復(fù)的鋰的量。

圖4的數(shù)據(jù)表M3A表明，在鋰離子二次電池被放置的情況下，鋰俘獲量TLi依賴于溫度。這里，在鋰離子二次電池被放置在-30℃的低溫下的情況下，鋰俘獲量TLi為0，這表示鋰俘獲量TLi基本不變。在0℃至25℃的溫度下，鋰俘獲量TLi為負(fù)的并且減少，因此貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的鋰的量增加。當(dāng)溫度升高至約60℃時(shí)，鋰俘獲量TLi為正的并且增加。

圖4的數(shù)據(jù)表M3B包含在持續(xù)一天對鋰離子二次電池施加電流值之后獲得的鋰俘獲量TLi。圖4的數(shù)據(jù)表M3B表明，在相同的SOC下當(dāng)溫度從-30℃的低溫升高時(shí)，鋰俘獲量TLi增加，并且對鋰俘獲量TLi存在大的影響。在40％至60％的SOC下，鋰俘獲量TLi為小的。當(dāng)SOC變?yōu)榻咏?％或100％時(shí)，鋰俘獲量TLi增加。

例如，當(dāng)正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi依賴于電流施加率(current application rate)而變化時(shí)，優(yōu)選地可以準(zhǔn)備與電流施加率的水平對應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)表。例如，盡管圖中未示出，可以將與電流率的水平對應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)表準(zhǔn)備為關(guān)于電流施加狀態(tài)的數(shù)據(jù)表M1B、M2B、以及M3B?；蛘?，在電流施加期間，可以準(zhǔn)備用于根據(jù)電流率校正數(shù)據(jù)表的校正系數(shù)。通過準(zhǔn)備與電流率對應(yīng)的數(shù)據(jù)表或根據(jù)電流率校正數(shù)據(jù)表，可以精確地計(jì)算正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、 以及鋰俘獲量TLi。

在下文中，將按順序描述正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi的計(jì)算實(shí)例。

為了計(jì)算正電極的劣化度K1，控制裝置100基于記錄在記錄單元A中的鋰離子二次電池10的溫度歷史和記錄在記錄單元B中的鋰離子二次電池10的SOC歷史，參照與每單位時(shí)間的正電極的劣化度K1相關(guān)的數(shù)據(jù)表M1A、M1B。這里，當(dāng)持續(xù)該單位時(shí)間放置鋰離子二次電池10時(shí)，控制裝置100參照數(shù)據(jù)表M1A。當(dāng)持續(xù)該單位時(shí)間對鋰離子二次電池10施加電流值時(shí)，控制裝置100參照數(shù)據(jù)表M1B。結(jié)果，可以適當(dāng)?shù)卦u價(jià)每單位時(shí)間的正電極的劣化度K1(t)。這里，正電極的劣化度K1(t)是指在給定的單位時(shí)間(t)的參照值。通過累計(jì)在鋰離子二次電池10的使用時(shí)段中獲得的每單位時(shí)間的正電極的劣化度K1(t)而獲得正電極的劣化度K1。

為了計(jì)算負(fù)電極的劣化度K2，控制裝置100基于記錄在記錄單元A中的鋰離子二次電池10的溫度歷史和記錄在記錄單元B中的鋰離子二次電池10的SOC歷史，參照與每單位時(shí)間的負(fù)電極的劣化度K2相關(guān)的數(shù)據(jù)表M2A、M2B。這里，當(dāng)持續(xù)該單位時(shí)間放置鋰離子二次電池10時(shí)，控制裝置100參照數(shù)據(jù)表M2A。當(dāng)持續(xù)該單位時(shí)間對鋰離子二次電池10施加電流值時(shí)，控制裝置100參照數(shù)據(jù)表M2B。結(jié)果，可以適當(dāng)?shù)卦u價(jià)每單位時(shí)間的負(fù)電極的劣化度K2(t)。這里，負(fù)正電極的劣化度K2(t)是指在給定的單位時(shí)間(t)的參照值。通過累計(jì)在鋰離子二次電池10的使用時(shí)段中獲得的每單位時(shí)間的負(fù)電極的劣化度K2(t)而獲得負(fù)電極的劣化度K2。

在該實(shí)施例中，如上所述，數(shù)據(jù)表包含每天的正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2。這里，依據(jù)當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為1時(shí)的系數(shù)評價(jià)正電極的劣化度K1的參照值和負(fù)電極的劣化度K2的參照值。在記錄單元A的溫度歷史和記錄單元B的SOC歷史中，每分鐘記錄溫度和SOC。在該情況下，計(jì)算表達(dá)式如在下列表達(dá)式(D)和(E)中所示。

K1＝∏(1-{(1-K1(t))/1440})…(D)

K2＝∏(1-{(1-K2(t))/1440})…(E)

這里，依據(jù)當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為1時(shí)的系數(shù)評價(jià)正電極的劣化度K1的參照值和負(fù)電極的劣化度K2的參照值。因此，“(1-K1(t))”表示持續(xù)數(shù)據(jù)表中的單位時(shí)間(這里，一天)劣化進(jìn)行到什么程度。關(guān)于(1-K1(t))/1440，因?yàn)閿?shù)據(jù)表的參照值用來評價(jià)每天的劣化度，而記錄單元A的溫度歷史和記錄單元B的SOC歷史是每分鐘記錄的，因此將“(1-K1(t))”除以1440分鐘(60分鐘*24)以被評價(jià)作為每分鐘的劣化度。(1-{(1-K1(t))/1440})表示持續(xù)單位時(shí)間(這里，1分鐘)的劣化度。∏為表示(1-{(1-K1(t))/1440})的值被累計(jì)的符號。這里，∏是指無窮乘積。

也就是，在從0起的預(yù)定時(shí)間(x)中，每單位時(shí)間(一分鐘)計(jì)算(1-{(1-K1(t))(t＝0至x)的值。按順序乘0至x的值。結(jié)果，獲得在該時(shí)段(t＝0至x)中的正電極的劣化度K1。這里，描述了正電極的劣化度K1，但也可以使用上述方法計(jì)算負(fù)電極的劣化度K2。作為每單位時(shí)間的劣化度的累計(jì)方法，可以根據(jù)設(shè)定劣化度的方法和鋰離子二次電池的活性材料的特性而采用適當(dāng)?shù)睦塾?jì)方法。例如，這里，∏表示無窮乘積，但也可以根據(jù)設(shè)定劣化度的方法而表示總和。

使用上述計(jì)算表達(dá)式，可以推定持續(xù)給定時(shí)段的正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2?？刂蒲b置100可以存儲該時(shí)段的初始劣化度(先前所計(jì)算的劣化度)?？梢杂迷谠摃r(shí)段中的初始劣化度乘以在該時(shí)段中的所計(jì)算的劣化度。這里，將在該時(shí)段中的正電極的初始劣化度(先前所計(jì)算的劣化度)設(shè)定為LK1。將在該時(shí)段中的負(fù)電極的初始劣化度(先前所計(jì)算的劣化度)設(shè)定為LK2。在該情況下，可以分別通過表達(dá)式(D1)和(E1)計(jì)算正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2。

K1＝LK1×∏(1-{(1-K1(t))/1440})…(D1)

K2＝LK2×∏(1-{(1-K2(t))/1440})…(E1)

例如，通過連續(xù)計(jì)算從初始狀態(tài)至某個(gè)時(shí)間的時(shí)段中的劣化度，可以計(jì)算在該時(shí)段中的正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2。

計(jì)算單元C基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池10的正電極的劣化度K1。在該情況下，控制裝置100可以包括存儲單 元C1，該存儲單元C1存儲預(yù)先包含溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的正電極的劣化度之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)表M1A、M1B。計(jì)算單元C可以基于被存儲在存儲單元C1中的數(shù)據(jù)表M1A、M1B以及每單位時(shí)間的正電極劣化量而計(jì)算正電極的劣化度K1，每單位時(shí)間的正電極劣化量是基于溫度歷史和SOC歷史而獲得的。

計(jì)算單元D基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池的負(fù)電極的劣化度K2。在該情況下，控制裝置100可以包括存儲單元D1，該存儲單元D1存儲預(yù)先包含溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的負(fù)電極的劣化度之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)表M2A、M2B。計(jì)算單元D可以基于被存儲在存儲單元D1中的數(shù)據(jù)表M2A、M2B以及每單位時(shí)間的負(fù)電極劣化量而計(jì)算負(fù)電極的劣化度K2，每單位時(shí)間的負(fù)電極劣化量是基于溫度歷史和SOC歷史而獲得的。

接下來，通過下列表達(dá)式(F)計(jì)算鋰俘獲量TLi。

TLi＝∑(TLi(t)/1440)…(F)

也就是，在本實(shí)施例中，如上所述，在數(shù)據(jù)表M3A、M3B中每天記錄鋰俘獲量TLi。這里，依據(jù)當(dāng)初始狀態(tài)下的值被設(shè)定為0并且最大劣化狀態(tài)下的值被設(shè)定為1時(shí)的在0至1的范圍中的值評價(jià)鋰俘獲量TLi的參照值。在記錄單元A的溫度歷史和記錄單元B的SOC歷史中，每分鐘記錄溫度和SOC。這里，TLi(t)是指在給定的單位時(shí)間(t)的鋰俘獲量的參照值。∑表示乘積的和。例如，在計(jì)算0至x的時(shí)段中的鋰俘獲量TLi的情況下，求出t＝0至x的(TLi(t)/1440)的值的總和。

控制裝置100可以存儲在該時(shí)段中的初始鋰俘獲量LTLi。在該情況下，通過求出在該時(shí)段中的初始鋰俘獲量LTLi與在該時(shí)段中計(jì)算出的鋰俘獲量的總和，可以算出加有在該時(shí)段中的初始鋰俘獲量LTLi的鋰俘獲量TLi。在該情況下，例如，通過使用下列表達(dá)式(F1)連續(xù)計(jì)算從初始狀態(tài)至某個(gè)時(shí)間的時(shí)段中的鋰俘獲量TLi，可以計(jì)算在該時(shí)段中的鋰俘獲量TLi。

TLi＝LTLi+∑(TLi(t)/1440)…(F1)

計(jì)算單元E基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池中的鋰俘獲量TLi。在該情況下，控制裝置100可以包括存儲單元E1，該存儲單元E1存儲預(yù)先包含溫度、SOC、以及每單位時(shí)間的鋰俘獲量之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)表M3A、M3B。計(jì)算單元E可以基于被存儲在存儲單元E1中的數(shù)據(jù)表M3A、M3B以及每單位時(shí)間的鋰俘獲量△TLi而計(jì)算鋰俘獲量TLi，每單位時(shí)間的鋰俘獲量△TLi是基于溫度歷史和SOC歷史而獲得的。

計(jì)算單元F基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi計(jì)算鋰離子二次電池10的劣化度X。這里，在控制裝置100中，可以預(yù)先準(zhǔn)備這樣的三維圖數(shù)據(jù)：利用該三維圖數(shù)據(jù)，可以基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi獲得鋰離子二次電池10的劣化度X?？梢酝ㄟ^X＝(K1，K2，TLi)表示該三維圖數(shù)據(jù)。可以基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及鋰俘獲量TLi從三維圖數(shù)據(jù)(X＝(K1，K2，TLi))獲得計(jì)算鋰離子二次電池10的劣化度X的操作。

在計(jì)算單元F的另一方法中，基于正電極的劣化度K1獲得劣化后的正電極電位OCP+(圖2中的圖表P1)，并且基于負(fù)電極的劣化度K2獲得劣化后的負(fù)電極電位OCP-(圖2中的圖表Q1)?；阡嚪@量TLi獲得劣化后的正電極電位OCP+與劣化后的負(fù)電極電位OCP-之間的偏移量。指定在OCV((OCP+)-(OCP-))達(dá)到預(yù)定下限電壓(在本實(shí)施例中，3.0V)時(shí)的位置和在OCV((OCP+)-(OCP-))達(dá)到預(yù)定上限電壓(在本實(shí)施例中，4.1V)時(shí)的位置。計(jì)算在3.0V至4.1V的范圍內(nèi)的電池容量。將所計(jì)算出的電池容量設(shè)定作為劣化后的電池容量Ix。基于下列表達(dá)式(G)，可以通過將劣化后的電池容量Ix除以初始容量Io而計(jì)算鋰離子二次電池10的劣化度X(容量保持率)。

X＝Ix/Io…(G)

以此方式，在控制裝置100中，計(jì)算單元F的操作可以包括基于鋰俘獲量TLi而計(jì)算正電極電位與負(fù)電極電位之間的推定偏移量的操作F1。

計(jì)算單元F的操作可以也包括基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣 化度K2、以及鋰俘獲量TLi而推定劣化后的鋰離子二次電池10的電池容量Ix的操作F2。即使在該情況下，也可以像上述表達(dá)式(G)一樣地，計(jì)算單元F根據(jù)(劣化后的電池容量Ix)/(初始容量Io)而計(jì)算鋰離子二次電池10的劣化度X。

控制裝置100可以在正電極的劣化度K1超過預(yù)定閾值的情況下，或者在負(fù)電極的劣化度K2超過預(yù)定閾值的情況下，抑制施加于鋰離子二次電池10的電流值。在正電極的劣化度K1超過預(yù)定閾值的情況下或者在負(fù)電極的劣化度K2超過預(yù)定閾值的情況下，正電極活性材料或者負(fù)電極活性材料可能劣化。通過抑制施加于鋰離子二次電池10的電流值，可以抑制鋰離子二次電池10的容量劣化。

<電流抑制單元G>

在該情況下，控制裝置100可以包括執(zhí)行上述操作的電流抑制單元G。電流抑制單元G在正電極的劣化度K1超過預(yù)定閾值的情況下，或者在負(fù)電極的劣化度K2超過預(yù)定閾值的情況下，抑制施加于鋰離子二次電池10的電流值。這里，可以針對正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2中的每一者任意地設(shè)定與其中應(yīng)該抑制對鋰離子二次電池10的電流值的施加的狀況對應(yīng)的閾值。

例如，控制裝置100可以包括存儲單元F1和計(jì)算單元F2。這里，存儲單元F1可以包括預(yù)先包含正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及用于抑制施加于鋰離子二次電池10的電流值的系數(shù)J之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)表M4(J＝(K1，K2))。計(jì)算單元F2基于正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2計(jì)算施加于鋰離子二次電池的電流值。這里，在計(jì)算單元F2的操作中，基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、以及數(shù)據(jù)表M4(J＝(K1，K2))獲得用于抑制施加于鋰離子二次電池10的電流值的系數(shù)J。如在表達(dá)式(H)中，在通常的控制模式中，通過用應(yīng)該被施加于鋰離子二次電池10的電流值A(chǔ)o乘以系數(shù)J而獲得實(shí)際施加的電流值A(chǔ)x。

Ax＝Ao×J…(H)

這里，系數(shù)J是指用于抑制施加于鋰離子二次電池10的電流值的系數(shù)， 并且可以被設(shè)定為在0至1的范圍內(nèi)的數(shù)值。

在鋰俘獲量TLi超過預(yù)定閾值的情況下，可以基于鋰俘獲量TLi停止對鋰離子二次電池的電流值的施加。在鋰俘獲量TLi超過預(yù)定閾值的情況下，在鋰離子二次電池10中的未貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的鋰的量增加而超過預(yù)定值。在該情況下，通過停止對鋰離子二次電池10的電流值的施加，貢獻(xiàn)于電池反應(yīng)的鋰的量被恢復(fù)，并且可以使鋰俘獲量TLi減少。

在該情況下，控制裝置100可以包括停止控制單元H。停止控制裝置H在鋰俘獲量TLi超過預(yù)定閾值的情況下，基于鋰俘獲量TLi停止對鋰離子二次電池10的電流值的施加。這里，可以針對鋰俘獲量TLi任意地設(shè)定與其中應(yīng)該抑制對鋰離子二次電池10的電流值的施加的狀況對應(yīng)的閾值。

如上所述，執(zhí)行用于鋰離子二次電池10的劣化度計(jì)算方法的控制裝置100可以包括處理單元，所述處理單元執(zhí)行操作，例如基于正電極的劣化度K1、負(fù)電極的劣化度K2、或者鋰俘獲量TLi而計(jì)算鋰離子二次電池的劣化度的上述操作F1、F2。

圖5是控制裝置100的控制流程的例子。圖5所示的控制流程如下。

S101：檢測作為控制對象的鋰離子二次電池的電壓、電流以及溫度。在控制裝置100中，記錄單元A基于通過溫度傳感器檢測的溫度而記錄溫度歷史。電壓值歷史和電流值歷史被一起記錄在控制裝置100中(參考圖3)。

S102：檢測作為控制對象的鋰離子二次電池的SOC。在控制裝置100中，記錄單元B基于通過SOC檢測單元101檢測的SOC而記錄SOC歷史(參考圖3)。

S103：計(jì)算正電極的劣化度K1。在控制裝置100中，計(jì)算單元C基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池10的正電極的劣化度K1(參考圖3)。

S104：計(jì)算負(fù)電極的劣化度K2。在控制裝置100中，計(jì)算單元D基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池10的負(fù)電極的劣 化度K2(參考圖3)。

S105：計(jì)算鋰俘獲量TLi。在控制裝置100中，計(jì)算單元E基于溫度歷史和SOC歷史計(jì)算作為對象的鋰離子二次電池10中的鋰俘獲量TLi(參考圖3)。

S106：基于正電極的劣化度K1和負(fù)電極的劣化度K2判定作為對象的鋰離子二次電池的容量劣化。在圖5所示的流程中，控制裝置100判定正電極的劣化度K1是否超過預(yù)定閾值Lk1(K1>Lk1)(參考圖3)。此外，判定負(fù)電極的劣化度K2是否超過預(yù)定閾值Lk2(K2>Lk2)。

S206：在正電極的劣化度K1超過預(yù)定閾值(Lk1)的情況下，或者在負(fù)電極的劣化度K2超過預(yù)定閾值(Lk2)的情況下，執(zhí)行電流抑制控制操作(S206)。在控制裝置100中，電流抑制單元G抑制對作為對象的鋰離子二次電池10的電流值的施加。例如，控制裝置100可以根據(jù)電流值Ig控制作為對象的鋰離子二次電池10，電流值Ig是通過預(yù)先存儲由Ig＝f(k1,k2)表達(dá)的關(guān)系表達(dá)式或者數(shù)據(jù)表而計(jì)算出的。

S107：判定鋰俘獲量TLi是否超過預(yù)定閾值(Lt)(TLi>Lt)。

S207：執(zhí)行停止控制操作。在鋰俘獲量TLi超過預(yù)定閾值(Lt)的情況下，停止作為對象的鋰離子二次電池10的施加。通過停止控制單元H執(zhí)行控制裝置100。例如，控制裝置100可以被配置為根據(jù)時(shí)間Th而設(shè)定停止對作為對象的鋰離子二次電池10的電流值的施加的時(shí)間，時(shí)間Th是通過預(yù)先存儲由Th＝f(TLi)表達(dá)的關(guān)系表達(dá)式或者數(shù)據(jù)表而計(jì)算出的。

S108：執(zhí)行通常的電流施加操作。在判定步驟S106中劣化度K1和劣化度K2未超過閾值(Lk1，Lk2)的情況下，并且在判定步驟S107中鋰俘獲量TLi未超過預(yù)定閾值(Lt)的情況下，控制裝置100執(zhí)行對作為對象的鋰離子二次電池10施加電流值的通常的電流施加操作。

在作為對象的鋰離子二次電池10被使用的狀態(tài)下，優(yōu)選地總是執(zhí)行這個(gè)控制操作。在控制操作完成之后，處理返回至開始操作。在作為對象的鋰離子二次電池10被使用的狀態(tài)下，反復(fù)地執(zhí)行該控制操作。盡管在圖中未示出，為了在控制操作完成之后返回至開始操作的操作，可以通過設(shè)置 其中設(shè)定用于結(jié)束控制操作的條件的判定單元而采用在指定的條件下結(jié)束控制操作的配置。

在上文中，已以各種方式描述了在此公開的鋰離子二次電池的劣化度計(jì)算方法、控制方法以及控制裝置。在此公開的鋰離子二次電池的劣化度計(jì)算方法、控制方法以及控制裝置不限于上述實(shí)施例，并且可以做出各種修改。

在此公開的鋰離子二次電池的劣化度計(jì)算方法、控制方法以及控制裝置可以被用于控制各種鋰離子二次電池。作為對象的鋰離子二次電池的正電極活性材料的例子包括鋰過渡金屬復(fù)合氧化物。鋰過渡金屬復(fù)合氧化物的例子包括包含大量的作為過渡金屬的鈷的材料(鈷材料)；包含大量的作為過渡金屬的鎳的材料(鎳材料)；包含作為過渡金屬的鎳、鈷和錳的材料(三元材料)；以及錳尖晶石型材料，即所謂的橄欖石材料。作為對象的鋰離子二次電池的負(fù)電極活性材料的例子包括諸如非晶質(zhì)天然石墨或石墨的碳負(fù)電極材料、以及鈦酸鋰。