二次電池的充電控制裝置和二次電池的充電控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及二次電池的充電控制裝置和二次電池的充電控制方法。所述二次電池的充電控制裝置控制包括正極和負極的二次電池的充電。所述裝置包括：檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和充電控制單元。所述充電控制單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果控制在所述二次電池充電的時候?qū)λ鲭姌O的電壓施加狀態(tài)。
【專利說明】二次電池的充電控制裝置和二次電池的充電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(tài)推定裝置、用于二次電池的充電狀態(tài)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(shù)】
[0002]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(shè)定電壓。當電池電壓增加到設(shè)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(shè)定值時，確定二次電池被滿充電，并且充電結(jié)束。作為在恒定電壓充電時的電池電壓的滿充電電壓被設(shè)置為例如4.1伏特/電池至4.2伏特/電池。
[0003]當重復(fù)二次電池的充電和放電時，二次電池的容量發(fā)生退化。為了解決這個問題，例如，日本未經(jīng)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(fù)充電和放電，通過將對電池進行充電的設(shè)置電壓設(shè)置為較低來對電池滿充電。關(guān)于非水二次電池方面，日本未經(jīng)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(zhì)的分解電壓之前停止充電。日本未經(jīng)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(shè)置和控制放電終止電壓在3.2伏至2.1伏的范圍內(nèi)；以及充電控制單元，其被配置為在充電的時候設(shè)置和控制充電上限電壓在4.0伏至4.5伏的范圍內(nèi)。
[0004]二次電池的剩余容量的量常常評估為假設(shè)滿充電容量(最大充電容量；滿充電容量)是100%下的荷電狀態(tài)(SOC) [%]。開路電壓(OCV)經(jīng)常被用作放電之后的SOC診斷的指標。具體地，日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2000-258513號公開了一種充電狀態(tài)推定技術(shù)，其用于基于初始OCV和SOC之間的關(guān)系的OCV推定S0C。此外，作為考慮二次電池的退化的充電狀態(tài)推定技術(shù)，日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2002-286818號公開了一種技術(shù)，用于通過選擇根據(jù)電池的退化程度預(yù)先準備的OCV-SOC關(guān)系來推定S0C。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明人等已經(jīng)檢查和證明了會發(fā)生負極的電位隨著二次電池的容量退化而增加的現(xiàn)象。認為這是因為鋰(Li)由于鋰離子二次電池的重復(fù)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。當弓丨起正極的電位增加時，正極發(fā)生的副反應(yīng)(電解液氧化、正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)退化等)會在正極中發(fā)生。結(jié)果，擔心二次電池的容量退化可能會加速。在日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2008-005644號、日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2000-300750號和日本未經(jīng)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(huán)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(shè)置隨后的充電電壓的技術(shù)。同樣地，在日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2000-258513號和日本未經(jīng)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(huán)境下定量確定二次電池的退化程度(具體地，例如，負極的電位增力口)并基于OCV提高SOC的推定精確度的技術(shù)。此外，在日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2008-005644號、日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2000-300750號、日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2001-307781號、日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2000-258513號和日本未經(jīng)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(shù)。
[0006]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(huán)境下定量確定二次電池的退化程度并設(shè)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(tài)推定裝置、包括充電狀態(tài)推定裝置的二次電池裝置、和用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法，其能夠在實際使用環(huán)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(huán)境下有效地推定二次電池的退化程度。
[0007]根據(jù)本公開的一個實施方式，提供了一種用于二次電池的充電控制裝置，其控制包括正極和負極的二次電池的充電。該裝置包括:檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和充電控制單元。充電控制單元基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果控制在二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。
[0008]根據(jù)本公開的另一實施方式，提供了一種二次電池裝置，其包括:包括正極和負極的二次電池；和控制二次電池的充電的充電控制裝置。充電控制裝置包括檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和充電控制單元。充電控制單元基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果控制在二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。
[0009]根據(jù)本公開的又一實施方式，提供了一種用于二次電池的充電控制方法。控制包括正極和負極的二次電池的充電的充電控制方法包括:檢測和評估二次電池的退化程度；以及基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果在二次電池滿充電時控制對電極的電壓施加狀態(tài)。
[0010]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種用于包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)推定裝置。充電狀態(tài)推定裝置包括:檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和校正荷電狀態(tài)(State of charge)和開路電壓之間的關(guān)系的校正單元。校正單元基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0011]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種二次電池裝置，其包括:包括正極和負極的二次電池；和用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置。充電狀態(tài)推定裝置包括檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系的校正單元。校正單元基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0012]根據(jù)本公開的再一實施方式,提供了一種用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法。推定包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)的充電狀態(tài)推定方法包括:檢測和評估二次電池的退化程度；以及基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)
系O
[0013]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種用于包括正極和負極的二次電池的退化程度推定裝置。退化程度推定裝置包括檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元。退化程度檢測和評估單元在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化、計算所測量的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值，并基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異以及拐點上的電壓值和預(yù)先計算的初始拐點上的初始電壓值之間的差異計算二次電池的退化程度。
[0014]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種用于包括正極和負極的二次電池的退化程度推定裝置。退化程度推定裝置包括檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元。退化程度檢測和評估單元在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化、計算所測量的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值，并基于拐點上的電壓值和二次電池的所存儲的充電/放電歷史數(shù)據(jù)來計算二次電池的退化程度。
[0015]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種二次電池裝置，其包括:包括正極和負極的二次電池；以及用于二次電池的退化程度推定裝置。退化程度推定裝置包括檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元。退化程度檢測和評估單元在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化、計算所測量的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值，并基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異以及拐點上的電壓值和預(yù)先計算的初始拐點上的初始電壓值之間的差異來計算二次電池的退化程度。
[0016]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種二次電池裝置，其包括:包括正極和負極的二次電池；以及用于二次電池的退化程度推定裝置。退化程度推定裝置包括檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元。退化程度檢測和評估單元在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化、計算所測量的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值，并基于拐點上的電壓值和二次電池的所存儲的充電/放電歷史數(shù)據(jù)來計算二次電池的退化程度。
[0017]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種用于二次電池的退化程度推定方法。推定包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)的退化程度推定方法包括:在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化并計算所測量的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值；以及基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異以及拐點上的電壓值和預(yù)先計算的初始拐點上的初始電壓值之間的差異來計算二次電池的退化程度。
[0018]根據(jù)本公開的再一實施方式，提供了一種用于二次電池的退化程度推定方法。推定包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)的退化程度推定方法包括:在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化，并計算所測量的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值；以及基于拐點上的電壓值和二次電池的充電/放電歷史數(shù)據(jù)計算二次電池的退化程度。[0019]根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電控制裝置、根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電控制方法、或根據(jù)本公開的實施方式的第一形式的二次電池裝置基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果控制在二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。因此，由于可在實際使用環(huán)境下定量確定二次電池的退化程度并可設(shè)置隨后的充電電壓，所以二次電池可在最佳狀態(tài)下充電。此外，根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置、根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法、或根據(jù)本公開的實施方式的第二形式的二次電池裝置在實際使用環(huán)境下基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。因此，由于可校正由于二次電池的退化引起的正極和負極之間的平衡偏差，所以能夠基于開路電壓的測量結(jié)果提高荷電狀態(tài)的推定精確度。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于二次電池的第一和第二形式的退化程度推定裝置、根據(jù)本公開的實施方式的第三和第四形式的二次電池裝置、和根據(jù)公開的實施方式的用于二次電池的第一和第二形式的退化程度推定方法可在二次電池充電或放電的時候測量正極和負極之間的電壓變化，并且可計算所測量電壓變化的拐點和拐點上的電壓值。因此，可有效地推定二次電池的退化程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是示出根據(jù)第一實施方式的用于二次電池的充電控制裝置和二次電池裝置的框圖；
[0021]圖2A是測量開路電壓(OCV)在放電時如何變化的曲線圖，和通過根據(jù)所獲得的開路電壓曲線計算(dV/dQ)而獲得的重疊曲線圖；
[0022]圖2B是測量正極的電位如何變化的曲線圖，和通過根據(jù)所獲得的正極的電位變化曲線計算(dV/dQ)而獲得的重疊曲線圖；
[0023]圖2C是測量負極的電位如何變化的曲線圖，和通過根據(jù)所獲得的負極的電位變化曲線計算(dV/dQ)而獲得的重疊曲線圖；
[0024]圖3是示意性示出在放電時由于二次電池的退化使放電時的正極和負極的電位如何變化以及開路電壓(OCV)如何變化的曲線圖；
[0025]圖4是以放大的方式示意性地示出由于二次電池的退化使負極的電位在放電時如何變化的曲線圖；
[0026]圖5A和圖5B是分別示出間歇放電的概念圖以及間歇放電和開路電壓(OCV)之間的關(guān)系的圖；
[0027]圖6A和圖6B是分別測量由于二次電池的退化在放電時開路電壓(OCV)如何變化的曲線圖和通過根據(jù)所獲得的開路電壓曲線計算(dV/dQ)的曲線圖；
[0028]圖7是示出根據(jù)第二實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置和二次電池裝置的框圖；
[0029]圖8是示出所測量開路電壓(OCV)和荷電狀態(tài)(SOC)之間的相關(guān)性的曲線圖；
[0030]圖9是示出根據(jù)第三實施方式的用于二次電池的退化程度推定裝置和二次電池裝置的框圖；
[0031]圖10是示出根據(jù)第三實施方式的拐點上的電壓值和預(yù)先計算的初始拐點上的初始電壓值之間的差異以及拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異的圖；[0032]圖11是示出根據(jù)第四實施方式的用于二次電池的退化程度推定裝置和二次電池裝置；以及
[0033]圖12是示出混合動力車輛的配置的圖。
【具體實施方式】
[0034]在下文中，將參照附圖來描述本公開的的實施方式，但本公開的實施方式并不限于此。實施方式中的各個數(shù)字和材料僅是示例。將按以下順序進行描述。
[0035]1.根據(jù)本公開的實施方式的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(tài)推定裝置、用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法、用于二次電池的第一和第二形式的退化程度推定裝置、用于二次電池的第一和第二形式的退化程度推定方法、和第一至第四形式的二次電池裝置的大體描述。
[0036]2.第一實施方式(根據(jù)本公開的實施方式的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、和第一形式的二次電池裝置)
[0037]3.第二實施方式(根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置、用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法、和第二形式的二次電池裝置)
[0038]4.第三實施方式(根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第一形式的退化程度推定裝置、第三形式的二次電池裝置、和用于二次電池的第一形式的退化程度推定方法)
[0039]5.第四實施方式(根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第二形式的退化程度推定裝置、和用于二次電池的第二形式的退化程度推定方法)
[0040]根據(jù)本公開的實施方式的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(tài)推定裝置、用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法、用于二次電池的第一和第二形式的退化程度推定裝置、用于二次電池的第一和第二形式的退化程度推定方法、和第一至第四形式的二次電池裝置的大體描述。
[0041]在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電控制裝置、根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置中的充電控制裝置、根據(jù)本公開的實施方式的第一形式的二次電池裝置中的充電控制裝置(在下文中，這些充電控制裝置也統(tǒng)稱為“根據(jù)本公開的實施方式的充電控制裝置等”)中，充電控制單元可基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果在二次電池滿充電時控制對正極的電壓施加狀態(tài)。在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電控制方法中，可基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果來控制在二次電池充電時對正極的電壓施加狀態(tài)。
[0042]在根據(jù)本公開的優(yōu)選實施方式的充電控制裝置等中，充電控制單元可基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果在二次電池滿充電時設(shè)置正極的電位。在優(yōu)選的配置中，退化程度檢測和評估單元可在充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化、計算所測量的電壓變化的拐點、并基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異計算二次電池的退化程度。充電控制單元可基于由退化程度檢測和評估單元計算的二次電池的退化程度設(shè)置在二次電池充電時被施加的正極的電位。在這種情況下，所述差異可基于所測量的電壓變化的拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的關(guān)系。在這種配置中，當計算通過將二次電池的充電/放電容量或測量時間設(shè)置為變量所測量的電壓的微分值時，所測量的電壓變化的拐點對應(yīng)于所述微分值的峰(下文中，為方便起見，也被稱為“微分值峰”)。諸如從微分值峰獲得的充電/放電容量或測量時間的變量值之間的差對應(yīng)于所測量的電壓變化的拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異。這同樣也適用下文。
[0043]在根據(jù)本公開的優(yōu)選實施方式的充電控制方法中，可基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果設(shè)置在二次電池滿充電時正極的電位。在優(yōu)選的配置中，可在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化，可計算所測量的電壓變化的拐點，并且可基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異計算二次電池的退化程度?？苫诙坞姵氐耐嘶潭仍O(shè)置在二次電池滿充電時被施加的正極的電位。在這種情況下，所述差異可基于所測量的電壓變化的拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的關(guān)系。在這種配置中，當計算通過將二次電池的充電/放電容量或測量時間設(shè)置為變量所測量的電壓的微分值時，所測量的電壓變化的拐點對應(yīng)于峰(微分值峰)。
[0044]在具有根據(jù)本公開的實施方式的配置的充電控制裝置等中，充電控制單元可基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果控制在二次電池充電時對電極的施加電壓。此外，在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法中，可基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果控制在二次電池充電時對正極的施加電壓。
[0045]在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置、根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法中的充電狀態(tài)推定裝置、和根據(jù)本公開的實施方式的第二形式的二次電池中的充電狀態(tài)推定裝置(在下文中，這些充電狀態(tài)推定裝置也統(tǒng)稱為“根據(jù)本公開的實施方式的充電狀態(tài)推定裝置等”)中，校正單元可基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。此外，在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法中，可基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0046]在根據(jù)本公開的優(yōu)選實施方式的充電狀態(tài)推定裝置等中，退化程度檢測和評估單元可在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化、計算所測量的電壓變化的拐點、并基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異計算二次電池的退化程度。校正單元可基于由退化程度檢測和評估單元計算的二次電池的退化程度校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。在這種情況下，所述差異可基于所測量的電壓變化的拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的關(guān)系。在這種配置中，當計算通過將二次電池的充電/放電容量或測量時間設(shè)置為變量所測量的電壓的微分值時，所測量的電壓變化中的拐點對應(yīng)于所述微分值中的峰(微分值峰)。
[0047]在根據(jù)本公開的上述優(yōu)選實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法中，可在二次電池充電或放電時測量正極和負極之間的電壓變化，可計算所測量的電壓變化中的拐點，并可基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異計算二次電池的退化程度?？苫诙坞姵氐耐嘶潭刃Ｕ呻姞顟B(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。在這種情況下，所述差異可基于所測量的電壓變化中的拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的關(guān)系。在這種配置中，當通過將二次電池的充電/放電容量或測量時間設(shè)置為變量計算所測量的電壓的微分值時，所測量的電壓變化中的拐點對應(yīng)于所述微分值中的峰(微分值峰)。
[0048]在根據(jù)本公開的上述優(yōu)選實施方式的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(tài)推定裝置、用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法或第一和第二形式的二次電池裝置中，負極可由在二次電池充電或放電時在電位變化(對應(yīng)于OCV曲線的微分曲線)中存在拐點的材料形成，且正極可由在電位變化(對應(yīng)于OCV曲線的微分曲線)中不存在拐點的材料形成。在這種情況下，二次電池可包括鋰離子二次電池，負極可由石墨形成，而正極可由磷酸鐵鋰形成。
[0049]二次電池、負極的材料和正極的材料不限定于此。二次電池的實例可包括鎂離子電池二次電池和鋁離子二次電。負極的材料的實例包括過渡金屬氧化物(例如，氧化鐵(Fe2O3)、氧化鎳(Ni O )、氧化錳(Mn2O3))，和典型的金屬氧化物(例如，氧化錫(SnO2))。正極的材料的實例包括:磷酸錳鋰(LiMnP04)、磷酸鈷鋰(LiCoP04)、鋰鈷氧化物(LiCo02)、NCA三兀體系(ternary system)和NCM三兀體系。
[0050]在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第一形式的退化程度推定裝置、根據(jù)本公開的實施方式的第三形式的二次電池裝置、或根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第一形式的退化程度推定方法(在下文中，這些裝置和方法也被統(tǒng)稱為“根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第一形式等的退化程度推定裝置”)中，當計算通過將二次電池的充電/放電容量設(shè)置為變量所測量的電壓的微分值時，所測量的電壓變化中的拐點可對應(yīng)于微分值的峰。在這種情況下，對應(yīng)于所測量的電壓變化的拐點的微分值的峰的位置可以是二次電池的滿充電狀態(tài)為開始時間點的二次電池的放電容量的值。此外，在根據(jù)本公開的上述優(yōu)選實施方式的第一形式的退化程度推定裝置等中，二次電池的退化程度通過根據(jù)例如初始電位變化(初始OCV曲線)計算出的從初始容量的變化來表達?；谕嘶潭葯z測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果，退化程度檢測和評估單元可控制在二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)?；谕嘶潭葯z測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果，退化程度檢測和評估單元可校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0051]在根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第二形式的退化程度推定裝置、根據(jù)本公開的實施方式的第四形式的二次電池裝置、或根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第二形式的退化程度推定方法(在下文中，這些裝置和方法也被統(tǒng)稱為“根據(jù)本公開的實施方式的用于二次電池的第二形式等的退化程度推定裝置”)中，充電/放電歷史數(shù)據(jù)可至少包括放電率、二次電池的溫度、和荷電狀態(tài)。在根據(jù)本公開的優(yōu)選實施方式的用于二次電池的第二形式等的退化程度推定裝置中，二次電池的退化程度由從根據(jù)例如初始電位變化(初始OCV曲線)計算出的初始容量的變化來表達?；谕嘶潭葯z測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果，退化程度檢測和評估單元可控制在二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。基于退化程度檢測和評估單元中的二次電池的退化程度的評估結(jié)果，退化程度檢測和評估單元可校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0052]在根據(jù)本公開的上述優(yōu)選實施方式的用于二次電池的第一形式等的退化程度推定裝置和用于二次電池的第二形式等的退化程度推定裝置中，如上所述，負極可由在二次電池充電或放電時在電位變化中存在拐點的材料形成，且正極可由在電位變化中不存在拐點的材料形成。在這種情況下，二次電池可包括鋰離子二次電池，負極可由石墨形成，而正極可由磷酸鐵鋰形成。二次電池、負極的材料和正極的材料不限定于此，而是可使用上述各種材料。
[0053]第一實施方式
[0054]本公開的第一實施方式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和第一形式的二次電池。[0055]根據(jù)本公開的第一實施方式的二次電池裝置10是這樣的二次電池裝置:包括具有正極和負極的二次電池(也被稱為二次電池單元(secondary battery cell))60,以及控制二次電池60的充電的充電控制裝置20。根據(jù)本公開的第一實施方式的用于二次電池的充電控制裝置20或根據(jù)第一實施方式的用于二次電池裝置10中的二次電池的充電控制裝置20是控制具有正極和負極的二次電池(具體地，在本實施方式中是鋰離子二次電池)60的充電的充電控制裝置，如圖1的框圖所示。充電控制裝置20包括:(A)檢測和評估二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元30 ;和(B)充電控制單元40。在下面將要描述的圖1和圖7、圖9和圖11中，數(shù)據(jù)流或處理信號流由虛線表示，測定量流由實線表示，且電力流由雙線表示。
[0056]退化程度檢測和評估單元30包括OCV測量單元31、微分計算單元32和電極電位確定單元33。充電控制裝置20還包括檢測單元36。檢測單元36包括電流測量電路37、電壓測量電路38和溫度測量電路39。退化程度檢測和評估單元30和充電控制單元40本身也可通過現(xiàn)有電路配置。
[0057]用被包括在二次電池60中的正極和由鋰(Li )形成的對電極(oppositeelectrode)制造測試電池，基于下面將要描述的間歇放電使測試電池放電，且在放電時測量正極的電位。測量結(jié)果在圖2B中由“b/’表示。為方便起見，在測試電池放電時的正極的電位測量結(jié)果被稱為“初始正極OCV曲線”。此外，用被包括在二次電池60中的負極和由鋰(Li)形成的對電極制造測試電池，基于下面將要描述的間歇放電來放電測試電池，且在放電時測量負極的電位。測量結(jié)果在圖2C中由“Cl”表示。為方便起見，在測試電池放電時的負極的電位測量結(jié)果被稱為“初始負極OCV曲線”。在初始正極OCV曲線和初始負極OCV曲線的微分曲線上計算拐點。拐點對應(yīng)于這些曲線的微分值峰。根據(jù)初始正極OCV曲線和/或初始負極OCV曲線獲得的拐點對應(yīng)于“初始拐點”。這同樣也適用于下面的描述。此夕卜，基于初始正極OCV曲線的(dV/dQ)曲線和基于初始負極OCV曲線的(dV/dQ)曲線[其中(dV/dQ)曲線對應(yīng)于OCV曲線的微分曲線]由圖2B的“b2”和圖2C的“c2”表示。在圖2A至圖2C中，橫軸表示放電時的放電容量(單位:毫安.時間)，而垂直軸表示開路電壓(0CV，單位:伏特)和(dV/dQ)(單位:伏特/毫安.時間)?；谝赃@種方式獲得的初始正極OCV曲線和初始負極OCV曲線分析退化的實際二次電池的狀態(tài)。
[0058]在第一實施方式中，負極由在二次電池60充電或放電時在電位變化(對應(yīng)于OCV曲線的微分曲線)中存在拐點的材料形成。正極由在電位變化(對應(yīng)于OCV曲線的微分曲線)中不存在拐點的材料形成。具體地，如上所述，二次電池60通過鋰離子二次電池配置。負極由石墨形成，而正極由磷酸鐵鋰形成。
[0059]在圖2B所示的實例中，由于正極由磷酸鐵鋰形成，所以在過放電狀態(tài)之前的穩(wěn)定放電期間，在(dV/dQ)曲線b2上不存在微分值峰。另一方面，在圖2C所示的實例中，由于負極由石墨形成，所以在過放電狀態(tài)之前的穩(wěn)定放電期間，在(dV/dQ)曲線C2上存在三個微分值峰(A、B和C)。因為當負極由石墨形成時，Li逐漸吸附到不同階段結(jié)構(gòu)的石墨上，所以會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。
[0060]將從預(yù)先計算出的初始正極OCV曲線和預(yù)先計算出的初始負極OCV曲線、以及進一步的初始正極OCV曲線和/或初始負極OCV曲線的微分曲線獲得的拐點上的充電/放電容量[放電容量(Q)]或測量時間[放電時間(積分值)]存儲在電極電位確定單元33中。拐點對應(yīng)這些曲線的微分值峰。
[0061]圖3是示意地示出由于二次電池的退化使正極和負極的電位在放電時如何變化和開路電壓(OCV)如何變化的曲線圖，S卩，示出在實際使用環(huán)境下的初始正極OCV曲線、初始負極OCV曲線、以及正極OCV曲線和負極OCV曲線(也被稱為“退化之后的正極OCV曲線”和“退化之后的負極OCV曲線”)的示意圖。圖4是示意地示出由于二次電池的退化使負極的電位在放電時如何變化的曲線圖，即，示出退化之前的初始負極OCV曲線和負極OCV曲線的放大示意圖。
[0062]在圖3和圖4中，曲線“A”表示初始負極OCV曲線，且曲線“B”表示退化之后的負極OCV曲線的實例。在圖3中，曲線“C”表示初始正極OCV曲線，且曲線“D”表示退化之后的正極OCV曲線的實例。在圖3中，曲線“C-A”表示的曲線表示通過從初始正極OCV曲線中減去初始負極OCV曲線獲得的曲線。在此，在圖3和圖4中，橫軸表示在放電時的放電容量(單位:暈安.時間)，且縱軸表不開路電壓(0CV,單位:伏特)。在圖3中，不出在放電容量大的區(qū)域中彼此重疊(overlap，交搭)的曲線C和A，并示出在放電容量大的區(qū)域中彼此重疊的曲線D和B。然而，實際上，曲線C和D位于大大高于曲線A和B的位置處。為方便起見，由于圖3的垂直軸被表達為緊湊的，所以這些曲線被顯示為重疊的曲線。測試電池的放電在放電容量“O”開始。在圖3和4中，關(guān)于放電容量方面，示出延伸至負區(qū)域的曲線A和B。然而，實際上，放電容量的負區(qū)域中的曲線A和B的部分是假想的。放電容量的負區(qū)域中的曲線A和B的部分意味著對應(yīng)于負極的部分(突出至負區(qū)域的區(qū)域)不用于Li吸附，原因是由于負極的可接受Li量(容量)相對于從正極提供的Li量(容量)過多。
[0063]如圖3和圖4所示，在由于多次重復(fù)的充電和放電而退化的二次電池中，與初始負極OCV曲線A相比，在退化之后的負極OCV曲線B在放電容量減少的方向上移位(shift)。為方便起見，這種移位被稱為“0CV曲線移位”。由于OCV曲線移位的發(fā)生，在退化的二次電池(退化產(chǎn)品)滿充電時負極的電位高于初始二次電池(初始產(chǎn)品)滿充電時負極的電位。
[0064]如上所述，一般地，根據(jù)CC-CV方法，通過首先進行恒流充電，然后進行恒壓放電來使二次電池滿充電。然后，由于在二次電池充電時的滿充電壓(電池電壓)設(shè)定為恒定來對二次電池充電，所以負極的電位增加可導(dǎo)致正極的電位增加。其結(jié)果是，由于在正極發(fā)生副反應(yīng)(電解液的氧化、正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)退化等)，所以擔心二次電池的容量退化可能會加速。
[0065]下面將描述根據(jù)第一實施方式的充電控制裝置20和二次電池裝置10的具體操作和根據(jù)第一實施方式的二次電池的充電控制方法，其能夠在不加速二次電池的容量退化的情況下基于最佳條件來對二次電池充電。
[0066]在根據(jù)第一實施方式的充電控制裝置20中，充電控制單元40基于退化程度檢測和評估單元30中的二次電池60的退化程度的評估結(jié)果在二次電池60充電時控制對電極(具體是第一實施方式中的正極)的電壓施加狀態(tài)。具體地，確定施加到正極的電壓。
[0067]根據(jù)第一實施方式的用于二次電池的充電控制方法檢測和評估二次電池的退化程度，并基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果在二次電池滿充電的時候控制對電極(具體是第一實施方式中的正極)的電壓施加狀態(tài)。具體地，確定施加到正極的電壓。
[0068]因此，退化程度檢測和評估單元30在二次電池60充電或放電時(在第一實施方式中，具體是在放電的時候)測量正極和負極之間的電壓變化(即，測量OCV并獲得OCV曲線)，計算所測量的電壓變化中的拐點，并基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異計算二次電池60的退化程度。然后，充電控制單元40基于由退化程度檢測和評估單元30計算出的二次電池60的退化程度來設(shè)置(確定)在二次電池60充電時要施加給正極的電位。
[0069]在此，所述差異基于所測量的電壓變化(0CV曲線的微分曲線)中的拐點和預(yù)先計算出的初始拐點之間的關(guān)系。如上所述，當用二次電池60的充電/放電容量或測量時間作為變量計算所測量的電壓的微分值時，所測量的電壓變化(0CV曲線的微分曲線)中的拐點對應(yīng)于微分值中的峰(微分值峰)。具體地，所述差異是放電容量差或放電時間差。
[0070]更具體地，充電控制裝置20將從電源50供給的電力轉(zhuǎn)換成預(yù)定電流的電壓，并在恒定電流和恒定電壓控制下，對鋰離子二次電池配置的二次電池60充電。在充電控制裝置20在每預(yù)定的周期數(shù)或預(yù)定經(jīng)過時間的間隔確認電源50操作之后，充電控制裝置20可在記錄在充電控制裝置20中的充電終止條件下控制電源50的操作，并使二次電池60滿充電。
[0071]隨后，基于下面將要描述的間歇放電的放電方法進行二次電池60的放電。雖然沒有描述，但可替代地，可僅在進行(dV/dQ)曲線或(dV/dt)曲線中的微分值峰前后進行間歇放電，或者可以進行低速率放電。
[0072]由此，可以通過OCV測量單元31獲得開路電壓(開路電壓0CV)曲線。圖5A和圖5B是示出間歇放電的概念圖，和示出間歇放電和開路電壓(OCV)之間的關(guān)系的示例的圖。具體地，二次電池60被設(shè)置為處于非負荷狀態(tài)。如圖5A所示，恒流放電開始于時間“A”，且恒流放電在經(jīng)過給定的時間之后暫停。這個時間點在圖5A中由時間“B”表示。隨后，在經(jīng)過預(yù)定時間之后，在時間“C”測量開路電壓(0CV)。在另一方面，如圖5B所示，“a”表示在時間“A”測量的開路電壓。此外，“b”表示在緊接著放電之后的時間“B”測量的電壓。此外，“c”表示在時間“C”測量的開路電壓。以這種方式多次測量開路電壓，且可通過在除了經(jīng)過時間之外的積分時間期間綁定開路電壓“a”、“c”等而獲得開路電壓電路曲線(0CV曲線)。在時間B的開路電壓“c’ ”是通過以下方式獲得的電壓:為了在除了暫停時間之外的時間期間繪制OCV曲線，將在時間C的開路電壓“c”向左平行移動暫停時間而獲得的電壓。圖5B的水平軸表示時間，但也可以表示放電容量(Q)。
[0073]基于由OCV測量單元31獲得的開路電壓曲線(0CV曲線)，微分計算單元32計算放電容量被設(shè)置為變量的微分曲線(其中X軸表示放電容量(Q)且I軸表示dV/dQ)或者放電時間(積分值)的微分曲線(其中X軸表示時間(t)且y軸表示dV/dt)。此時，當時間(dt)被設(shè)置為約10秒時，可以很容易地檢測到微分值峰。開路電壓曲線(0CV曲線)的實例在圖2A中由“a/’表示，且放電容量被設(shè)置為變量的微分曲線在圖2A中由“a2”表示。在(dV/dQ)曲線a2上存在三個微分值峰(A、B和C)。即，在過放電狀態(tài)之前的穩(wěn)定放電期間，在(dV/dQ)曲線a2上存在三個微分值峰(A、B和C)。
[0074]或者，通過進行低速率放電，也可以獲得開路電壓曲線(OCV曲線)。在這種情況下，放電率優(yōu)選被設(shè)置為約0.1C。當放電率被設(shè)置為過大時，存在這樣的擔心:在(dV/dQ)曲線或(dV/dt)曲線上很難檢測到微分值峰。根據(jù)情況，當二次電池60被連接到負荷時，也可獲得開路電壓曲線(0CV曲線)。
[0075]在下文中，將描述基于上述間歇放電的退化程度檢測和評估單元30和充電控制單元40的詳細操作。[0076]電流測量電路37測量在二次電池60中流動的放電電流并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元30。電壓測量電路38測量二次電池60的電壓并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元30。溫度測量電路39測量二次電池60的表面溫度并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元30。
[0077]在二次電池放電時，OCV測量單元31根據(jù)現(xiàn)有的方法通過來自檢測單元36的數(shù)據(jù)(即，正極和負極之間的電壓變化的測量結(jié)果，換言之，OCV的測量結(jié)果)計算二次電池60的OCV曲線，并將OCV曲線存儲在OCV測量單元31中。在二次電池放電之后和充電開始之前，微分計算單元32根據(jù)現(xiàn)有的方法計算通過OCV測量單元31獲得的OCV曲線的微分曲線的拐點。即，基于由OCV測量單元31獲得并存儲在OCV測量單元31中的OCV曲線，微分計算單元32計算其中放電容量被設(shè)置為變量的微分曲線(其中X軸表示放電容量(Q)且y軸表示dV/dQ)，或在放電時間(積分值)的微分曲線(其中X軸表示時間(t)且y軸表示dV/dt)。此外，根據(jù)現(xiàn)有的方法計算曲線(dV/dQ)或曲線(dV/dt)的微分值峰，并計算對應(yīng)于微分值峰的放電容量或放電時間。基于所計算的微分值峰的位置(諸如在微分值峰上獲得的充電/放電容量或測量時間的變量值)和存儲在電極電位確定單元33中的初始拐點上的充電/放電容量[放電容量(Q)]或測量時間[放電時間(積分值)]，電極電位確定單元33校正初始負極OCV曲線并從校正的初始負極OCV曲線計算負極電位的增加量。以這種方式，電極電位確定單元33可計算在滿充電時的負極電位。因此，微分計算單元32和電極電位確定單元33計算所測量的電壓變化的拐點(其對應(yīng)于與微分值峰相對應(yīng)的放電容量或放電時間和圖2A中的和“C”中的一個或所有)，并基于所計算出的拐點和預(yù)先計算出的初始拐點(其對應(yīng)于初始負極OCV曲線上的微分值峰和圖2C中的和“C”中的一個或所有)之間的差異(具體是放電容量差或放電時間差)來計算二次電池60的退化程度。
[0078]圖6A和圖6B是分別測量由于二次電池的退化在放電時開路電壓(OCV)如何變化的曲線圖，和示出從所獲得的開路電壓(OCV)曲線計算的(dV/dQ)的曲線圖。在圖6A和圖6B中，“A”表示初始二次電池的測量數(shù)據(jù)，且“B”表示退化的二次電池的測量數(shù)據(jù)。
[0079]關(guān)于對應(yīng)于二次電池60的退化程度的負極電位的增加量的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)匠潆娍刂茊卧?0?？煽紤]到負極電位的增加量(在滿充電時的負極電位)來使充電控制單元40設(shè)置(確定)正極電位(或滿充電電壓)，從而使在二次電池60充電時施加的正極的電位(或滿充電電壓)不會增加。即，使用通過從在開始使用二次電池時的初始滿充電電壓減去負極電位的增加量而獲得的電壓作為滿充電電壓來對二次電池60充電。此外，可考慮從溫度測量電路39接收的二次電池的表面溫度來設(shè)置(確定)正極電位的電位(或滿充電電壓)。
[0080]充電控制裝置20也設(shè)置在恒定電壓區(qū)域中操作時的電流電壓和恒定電流區(qū)域中操作時的充電電流。此外，充電控制裝置20基于從電流測量電路37接收的數(shù)據(jù)計數(shù)從開始使用二次電池60起進行的充電和放電的周期數(shù)。此外，充電控制裝置20測量從開始使用二次電池60起經(jīng)過的時間。
[0081]在第一實施方式中，如上所述，基于二次電池的退化程度的評估結(jié)果，具體地是負極電位的增加量，控制在二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。即，基于負極電位(在滿充電時的負極電位)的增加量來設(shè)置(確定)正極的電位(或滿充電電壓)，使得在二次電池充電時所施加的正極的電位(或滿充電電壓)不會增加。因此，第一實施方式中，在實際使用環(huán)境下定量測量二次電池的退化程度，并且可以設(shè)置下一個充電電壓，從而使在滿充電時的正極電位在正常狀態(tài)下保持恒定。其結(jié)果是，可抑制由于正極中的副反應(yīng)(電解液的氧化、正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)退化等)引起的容量退化。因此，可延長二次電池的實際使用期限(例如，其中容量維持率達到70%以下的期限)。另一方面，由于正極電位沒有被設(shè)置為太低，所以可以在正常狀態(tài)下最大限度地使用電池容量。即，在可以延長二次電池的壽命的同時，可有效地利用電池容量。
[0082]電極電位確定單元33還可執(zhí)行除了上述處理之外的以下處理，或可與上述處理分開地獨立執(zhí)行。即，例如，電極電位確定單元33計算在圖2A中示出的(dV/dQ)曲線&2上存在的三個微分值峰(A、B和C)中的兩個微分值峰(例如微分值峰A和C)之間的放電容量差(Λ Q2)或放電時間差(Λ T2)。此外，電極電位確定單元33基于在圖2C中示出的初始負極OCV曲線計算在(dV/dQ)曲線C2上存在的三個微分值峰(A、B和C)中的兩個微分值峰(例如微分值峰A和C)之間的放電容量差(AQ1)或放電時間差(Λ?\)。即，計算(AQ1-AQ2)或(Λ Τ「Λ T2)。此外，為方便起見，(Λ Q1- Λ Q2)或(Λ T1- Δ T2)被稱為“負極的收縮程度”。負極的收縮程度的有意義的值(significant value) (>0)用作二次電池60的充電/放電容量減少的指標。即，負極的收縮程度對應(yīng)于二次電池60的退化程度的評價結(jié)果。因此，基于從在實際使用中退化的二次電池中獲得并示于圖2A中的(dV/dQ)曲線中提取的微分值峰信息和基于初始負極OCV曲線的微分值峰信息來評估負極的收縮程度。因此，充電控制單元40可基于所計算的負極的收縮程度(Λ Q1- Λ Q2)或(Λ T1- Δ T2)，即，基于退化程度檢測和評估單元30中的二次電池60的退化程度的評價結(jié)果(負極的收縮的程度)來控制在二次電池60充電時對正極的電壓施加。
[0083]順便提及，當負極由石墨形成且正極由磷酸鐵鋰形成時，如上所述，且如圖2Β和2C所示，在負極的OCV曲線的微分曲線上存在拐點，且在正極的OCV曲線的微分曲線不存在拐點。因此，沒有必要考慮源自正極的微分值峰的出現(xiàn)。然而，當在正極的OCV曲線的微分曲線中存在拐點的正極材料與在負極 的OCV曲線的微分曲線中存在拐點的負極材料組合時，有必要確定微分值峰是源自正極的微分值峰，還是源自負極的微分值峰。即使在這種情況下，通過提前獲取圖2Β和2C中所示的數(shù)據(jù)，可以獲得源自正極的微分值峰和源自負極的微分值峰。因此，源自正極的微分值峰和源自負極的微分值峰可從例如由圖2Α中所示的開路電壓(OCV)曲線計算的(dV/dQ)分離。這同樣也適用于下面將要描述的第二到第四實施方式。
[0084]例如，即使當負極的OCV曲線特有的電位變化和二次電池的負極的OCV曲線特有的電位變化被反映到電池組(組裝電池)(其中多個二次電池被串聯(lián)或并聯(lián))的OCV曲線或放電曲線上時,上述用于二次電池的充電控制方法可以被應(yīng)用到電池組(組裝電池)。例如，通過估計在給定時間內(nèi)電壓變化的變化，能夠計算負極的OCV曲線從初始負極OCV曲線移動如何或產(chǎn)生的負極的收縮程度如何。這同樣也適用于下面將要描述的第二到第四實施方式。
[0085]第二實施方式
[0086]本公開的第二實施方式涉及用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置、用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法、和第二形式的二次電池裝置。
[0087]當滿充電容量(最大充電容量:滿充電容量)被假定為100%時，在荷電狀態(tài)(SOC)[%]和開路電壓(OCV)之間有一定相關(guān)性。因此，可基于開路電壓(OCV)的測量結(jié)果通過計算來確定荷電狀態(tài)(SOC)。如上所述，當重復(fù)充電和放電時，二次電池退化，因此在放電時的開路電壓曲線(OCV曲線)移位。其結(jié)果是，如圖8所示，在退化的二次電池中，在所測量的開路電壓(OCV)和荷電狀態(tài)(SOC)之間的相關(guān)性有偏差。在圖8種，“A”表示初始產(chǎn)品，而“B”表示退化產(chǎn)品。當3.1伏的電壓被設(shè)置為基準時，水平軸表示SOC (單位:％)。垂直軸表示OCV測量結(jié)果(單位:伏特)。
[0088]根據(jù)第二實施方式的二次電池裝置110是這樣的二次電池裝置:其包括具有正極和負極的二次電池60，和用于二次電池60的充電狀態(tài)推定裝置120。如圖7的框圖所示，根據(jù)第二實施方式的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置120或根據(jù)第二實施方式的二次電池裝置110中的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置120是用于包括正極和負極的二次電池60的充電狀態(tài)推定裝置，并包括:(A)檢測和評估二次電池60的退化程度的退化程度檢測和評估單元130 ;和(B)校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系的校正單元140?；谕嘶潭葯z測和評估單元130中二次電池60的退化程度的評價結(jié)果，校正單元140校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0089]如在第一實施方式一樣，退化程度檢測和評估單元130包括OCV測量單元31、微分計算單元32和電極電位確定單元33。充電狀態(tài)推定裝置120還包括檢測單元36。檢測單元36包括電流測量電路37、電壓測量電路38和溫度測量電路39。充電狀態(tài)推定裝置120還包括顯示所計算的荷電狀態(tài)(SOC)的值的顯示單元141。退化程度檢測和評估單元130、校正單元140和顯示單元141本身可以由現(xiàn)有電路和現(xiàn)有顯示裝置配置。即使在第二實施方式中，負極也由石墨形成且正極由磷酸鐵鋰形成，如在第一實施方式一樣。
[0090]在第二實施方式，或下面將要描述的第三和第四實施方式中，例如，正極和負極的電位由于在二次電池放電時退化而改變，如第一實施方式中所描述的一樣。由于二次電池的退化，放電時的正極和負極的電位如何變化的方式，以及開路電壓(OCV)如何變化的方式與在第一實施方式中參照圖3和4所描述的一樣。在由于多次重復(fù)的充電和放電而退化的二次電池中，發(fā)生OCV曲線的移位，因此在退化產(chǎn)品滿充電時的負極電位高于初始產(chǎn)品滿充電時的負極電位，如在第一實施方式中一樣。
[0091]當OCV曲線的移位發(fā)生時，荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系被改變。因此，可以基于從圖2A中所示的(dV/dQ)曲線中提取的并且在實際使用中退化的二次電池中獲得的微分值峰信息和基于初始負極OCV曲線的微分值峰信息通過校正在初始產(chǎn)品中獲得的開路電壓(OCV)和荷電狀態(tài)(SOC)之間的關(guān)系來獲得荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系的變化量(荷電狀態(tài)的校正量)。
[0092]將在下面描述根據(jù)第二實施方式的能夠基于OCV測量提高SOC的推定精確度的充電狀態(tài)推定裝置120和二次電池裝置110的具體操作。此外，能夠檢測和評價二次電池60的退化程度并基于二次電池60的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系的用于二次電池的充電控制方法將被描述為根據(jù)第二實施方式的用于二次電池的充電控制方法。
[0093]在此，在根據(jù)第二實施方式的充電狀態(tài)推定裝置120中，校正單元140基于退化程度檢測和評估單元130中的二次電池60的退化程度的評估結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。根據(jù)第二實施方式的充電狀態(tài)推定方法包括基于二次電池60的退化程度的評價結(jié)果校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。[0094]因此，退化程度檢測和評估單元130在二次電池充電或放電時(在第二實施方式中，具體地是在放電的時候)測量正極和負極之間的電壓變化(即，測量OCV并獲得OCV曲線)，計算所測量的電壓變化的拐點，并基于拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異計算二次電池的退化程度。然后，校正單元140基于在退化程度檢測和評估單元130中計算的二次電池的退化程度校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
[0095]在此,如在第一實施方式一樣，所述差異基于所測量的電壓變化(0CV曲線的微分曲線)的拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的關(guān)系。如上所述，所測量的電壓變化(0CV曲線的微分曲線)的拐點對應(yīng)于當用二次電池60的充電/放電容量或測量時間作為變量計算所測量的電壓的微分值時的微分值中的峰(微分值峰)。具體地，所述差異是放電容量差或放電時間差。
[0096]更具體地，充電狀態(tài)推定裝置120將從電源50供給的電力轉(zhuǎn)換成預(yù)定電流的電壓并在恒定電流和恒定電壓控制下，對由鋰離子二次電池配置的二次電池60充電。在充電狀態(tài)推定裝置120確認電源50在每預(yù)定的周期數(shù)或預(yù)定經(jīng)過時間的間隔操作之后，充電狀態(tài)推定裝置120可在記錄在充電狀態(tài)推定裝置120中的充電終止條件下控制電源50的操作，并滿充電二次電池60。隨后，根據(jù)基于間歇放電的放電方法進行二次電池60的放電，如第一實施方式一樣。
[0097]更具體地，電流測量電路37測量在二次電池60中流動的放電電流并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元130。電壓測量電路38測量二次電池60的電壓并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元130。溫度測量電路39測量二次電池60的表面溫度并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元130。
[0098]在二次電池放電時，OCV測量單元31根據(jù)現(xiàn)有的方法通過來自檢測單元36的數(shù)據(jù)(即，正極和負極之間的電壓變化的測量結(jié)果，換言之，OCV的測量結(jié)果)計算二次電池60的OCV曲線，并將OCV曲線存儲在OCV測量單元31中。然后，微分計算單元32根據(jù)現(xiàn)有的方法計算通過OCV測量單元31獲得的OCV曲線的微分曲線的拐點。即，基于由OCV測量單元31獲得的OCV曲線，微分計算單元32計算其中放電容量被設(shè)置為變量的微分曲線(其中X軸表不放電容量(Q)且I軸表不dV/dQ),或在放電時間(積分值)的微分曲線(其中X軸表示時間(t),且Y軸表示dV/dt)。此外,根據(jù)現(xiàn)有的方法計算曲線(dV/dQ)或曲線(dV/dt)上的微分值峰，并計算對應(yīng)于微分值峰的放電容量或放電時間。即，微分計算單元32和電極電位確定單元33計算所測量的電壓變化的拐點(其對應(yīng)于與微分值峰相應(yīng)的放電容量或放電時間和圖2A中的和“C”中的一個或所有)，并計算所計算出的拐點和預(yù)先計算出的初始拐點(其對應(yīng)于初始負極OCV曲線上的微分值峰和圖2C中的和“C”中的一個或所有)之間的差異(具體是放電容量差或放電時間差)。在此，該差異對應(yīng)于二次電池60的退化程度。
[0099]對應(yīng)于二次電池60的退化程度的差異被發(fā)送至校正單元140。校正單元140將所計算出的微分值峰的位置(諸如在微分值峰獲得的充電/放電容量或測量時間的變量值)與存儲在電極電位確定單元33中的初始負極OCV曲線的微分曲線的拐點(充電/放電容量[放電容量(Q)])或測量時間[放電時間(積分值)]進行比較。然后，校正單元140基于該比較結(jié)果校正初始負OCV曲線，根據(jù)初始負極OCV曲線的校正量計算OCV曲線的移位量，并基于OCV曲線的移位量校正荷電狀態(tài)(SOC)和開路電壓(OCV)之間的關(guān)系。以這種方式，可獲得校正的荷電狀態(tài)。校正的荷電狀態(tài)顯示在顯示單元141上。
[0100]充電狀態(tài)推定裝置120也設(shè)置在恒定電壓區(qū)域中操作時的電流電壓和恒定電流區(qū)域中操作時的充電電流。此外，充電狀態(tài)推定裝置120基于從電流測量電路37接收的數(shù)據(jù)對從開始使用二次電池60起進行的充電和放電的周期數(shù)進行計數(shù)。此外，充電狀態(tài)推定裝置120測量從開始使用二次電池60起經(jīng)過的時間。
[0101]由此，在第二實施方式中，基于二次電池的退化程度的評價結(jié)果(具體地是放電容量差或放電時間差)來校正由于OCV測量所獲得的荷電狀態(tài)。由此，即使在第二實施方式中，也可在實際使用環(huán)境下定量確定二次電池的退化程度，并可以顯示適當?shù)暮呻姞顟B(tài)，由此得到高精確度的荷電狀態(tài)。
[0102]第三實施方式
[0103]本公開的第三實施方式涉及第一形式的二次電池的退化程度推定裝置、第三形式的二次電池裝置、和第一形式的二次電池的退化程度推定方法。圖9是根據(jù)第三實施方式示出的用于二次電池的退化程度推定裝置和二次電池裝置的框圖。
[0104]下面將要描述的根據(jù)第三實施方式和第四實施方式的二次電池裝置210和310是這樣的二次電池裝置:其分別包括具有正極和負極的二次電池(二次電池單元)60和用于二次電池60的退化程度推定裝置220和320。根據(jù)下面將要描述的第三實施方式和第四實施方式的退化程度推定裝置220和320或根據(jù)下面將要描述的第三實施方式和第四實施方式的二次電池裝置210和310的退化程度推定裝置220和320分別包括檢測和評估二次電池60的退化程度的退化程度檢測和評估單元230和330。
[0105]退化程度檢測和評估單元230和330分別包括OCV測量單元231和331、微分計算單元232和332和退化程度評估單元233和333。退化程度推定裝置220和320中的每個還分別包括檢測單元36。檢測單元36包括電流測量電路37、電壓測量電路38和溫度測量電路39。退化程度檢測和評估單元230和330本身可由現(xiàn)有電路配置。即使在第三實施方式中，二次電池60的負極也由石墨形成，且其正極由磷酸鐵鋰形成，如在第一實施方式中一樣。
[0106]即使在第三實施方式中，如在第一實施方式一樣計算初始正極OCV曲線和初始負極OCV曲線。如在第一實施方式中一樣，將根據(jù)預(yù)先計算出的初始正極OCV曲線和預(yù)先計算出的初始負極OCV曲線、以及更進一步的初始正極OCV曲線和/或初始負極OCV曲線的微分曲線獲得的拐點上的充電/放電容量[放電容量(Q)]存儲在退化程度評估單元233中。拐點對應(yīng)這些曲線的微分值峰。
[0107]因此，在第三實施方式中，退化程度檢測和評估單元230在二次電池60充電或放電時(在第三實施方式中，具體是在放電的時候)測量正極和負極之間的電壓變化(即，測量OCV并獲得OCV曲線)，并計算所測量出的電壓變化的拐點和拐點上的電壓值?；诠拯c和預(yù)先計算出的初始拐點之間的差異以及拐點上的電壓值和預(yù)先計算出的初始拐點上的初始電壓值之間的差異計算二次電池60的退化程度。
[0108]在此，當計算使用二次電池的充電/放電容量[放電容量(Q)]作為變量所測量的電壓(V)的微分值(dV/dQ)時，所測量的電壓變化的拐點對應(yīng)于微分值的峰。具體地，與所測量的電壓變化的拐點對應(yīng)的微分值峰的位置是二次電池的滿充電狀態(tài)為開始時間點的二次電池的放電容量的值。例如，二次電池的退化程度通過根據(jù)初始電位變化(初始OCV曲線)計算出的從初始容量的變化來表達。
[0109]如在第一實施方式中一樣,所述差異基于所測量的電壓變化(0CV曲線的微分曲線)的拐點和預(yù)先計算出的初始拐點之間的關(guān)系。如上所述，所測量的電壓變化(0CV曲線的微分曲線)的拐點對應(yīng)于當用二次電池的充電/放電容量[放電容量(Q)]作為變量計算所測量的電壓的微分值時的微分值中的峰(微分值峰)。具體地，所述差異是放電容量差。
[0110]具體地，還用作充電控制裝置的退化程度推定裝置220將從電源50供給的電力轉(zhuǎn)換成預(yù)定電流的電壓并在恒流和恒壓控制下對鋰離子二次電池配置的二次電池60充電。在退化程度推定裝置220確認電源50在每預(yù)定的周期數(shù)或預(yù)定經(jīng)過時間的間隔操作之后，退化程度推定裝置220在記錄在退化程度推定裝置220中的充電終止條件下控制電源50的操作，并滿充電二次電池60。
[0111]隨后，基于如在第一實施方式中描述的一樣的間歇放電的放電方法進行二次電池60的放電。如在第一實施方式中一樣，可替代地，可僅在(dV/dQ)曲線中的微分值峰前后進行間歇放電，或可以進行低速率放電。由此，如在第一實施方式一樣，OCV測量單元231可計算開路電壓(開路端子電壓0CV)曲線的一部分。此外，如在第一實施方式中一樣，基于由OCV測量單元231計算的開路電壓(0CV曲線)曲線的一部分，微分計算單元232計算放電容量被設(shè)置為變量的微分曲線(其中X軸表示放電容量(Q)，且y軸表示dV/dQ)。即使在第三實施方式中，最終獲得的(dV/dQ)曲線a2上存在三個微分值峰(A、B和C)，如在第一實施方式中一樣。S卩，在過放電狀態(tài)之前的穩(wěn)定放電期間，(dV/dQ)曲線a2上存在三個微分值峰(A、B和C)。然而，在第三實施方式中，初始微分值峰(A)用于評估退化程度。
[0112]電流測量電路37測量在二次電池60中流動的放電電流并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元230。電壓測量電路38測量二次電池60的電壓并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元230。溫度測量電路39測量二次電池60的表面溫度并將測量結(jié)果發(fā)送到退化程度檢測和評估單元230。
[0113]更具體地，在二次電池放電時，OCV測量單元231基于來自檢測單元36的數(shù)據(jù)(即，正極和負極之間的電壓變化的測量結(jié)果，換言之，OCV的測量結(jié)果)根據(jù)現(xiàn)有的方法計算至數(shù)據(jù)采集時的二次電池60的OCV曲線，并將OCV曲線存儲在OCV測量單元231中。通過以特定的時間間隔(例如，10秒的間隔)在檢測單元36中獲取數(shù)據(jù)而獲得的二次電池60的OCV曲線被逐漸加長。
[0114]通常，當二次電池60充電結(jié)束且放電開始時，如上所述，OCV曲線的微分值首先減小，隨后變?yōu)樵黾?。當微分值取最大值時，微分值變?yōu)樵俅螠p小。微分計算單元232基于由OCV測量單元231獲得的OCV曲線的測量值根據(jù)現(xiàn)有方法計算OCV曲線的微分曲線的拐點。SP，基于OCV曲線的微分曲線的最大值前后的OCV的微分值(dV/dQ)，微分計算單元232可基于例如3點中心差分法或5點中心差分法計算拐點上的值(dV/dQ)。為方便起見,該值被稱為(dV/dQ) deg。當可獲得(dV/dQ)deg時，Q的值被稱為Qpeak_deg。在第一和第二實施方式中，甚至在下面將要描述的第四實施方式中，可基于3點中心差分法或5點中心差分法類似地計算拐點上(dV/dQ)的值。
[0115]初始拐點上的初始電壓值是指上述(dV/dQ)的曲線a2上的初始微分值峰(A)的(dV/dQ)的值。為方便起見，該值被稱為(dV/dQ)lst。當可獲得(dV/dQ) lst時，Q的值被稱為
Qpeak-1st°[0116]在此，拐點上的電壓值和預(yù)先計算的初始拐點上的初始電壓值之間的差異S可以計算如下。此外，“k”為考慮電壓降的系數(shù)。拐點和預(yù)先計算的初始拐點之間的差異M可以計算如下(參見圖10)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于二次電池的充電控制裝置，其控制包括正極和負極的二次電池的充電，所述充電控制裝置包括: 檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和 充電控制單元， 其中，所述充電控制單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來控制在所述二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二次電池的充電控制裝置，其中，所述充電控制單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來控制在所述二次電池滿充電時對所述正極的電壓施加狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于二次電池的充電控制裝置，其中，所述充電控制單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來設(shè)置在所述二次電池滿充電時的所述正極的電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于二次電池的充電控制裝置， 其中，所述退化程度檢測和評估單元在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，計算所測量出的電壓變化的拐點，并基于所述拐點與預(yù)先計算出的初始拐點之間的差異來計算所述二次電池的退化程度，以及 其中，所述充電控制單元基于由所述退化程度檢測和評估單元計算出的所述二次電池的退化程度來設(shè)置在所述二次電池充電時要施加的所述正極的電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于二次電池的充電控制裝置，其中，所述差異基于所測量出的電壓變化的拐點和所述預(yù)先計算出的初始拐點之間的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于二次電池的充電控制裝置，其中，當計算通過將所述二次電池的充電/放電容量或測量時間設(shè)置為變量所測量出的電壓的微分值時，所測量出的電壓變化的拐點對應(yīng)于所述微分值的峰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二次電池的充電控制裝置，其中，所述充電控制單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來控制在所述二次電池充電時被施加到所述正極的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二次電池的充電控制裝置，其中，所述負極由在所述二次電池充電或放電時在電位變化中存在拐點的材料形成，且所述正極由在所述電位變化中不存在拐點的材料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于二次電池的充電控制裝置， 其中，所述二次電池包括鋰離子二次電池， 其中，所述負極由石墨形成，以及 其中，所述正極由磷酸鐵鋰形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于二次電池的充電控制裝置， 所述差異是放電容量差或放電時間差。
11.一種二次電池裝置，包括: 二次電池，包括正極和負極；以及 充電控制裝置，控制所述二次電池的充電， 其中，所述充電控制裝置包括:檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和 充電控制單元，以及 其中，所述充電控制單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來控制在所述二次電池充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。
12.一種用于二次電池的充電控制方法，其控制包括正極和負極的所述二次電池的充電，所述方法包括: 檢測和評估所述二次電池的退化程度；以及 基于所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來控制在所述二次電池滿充電時對電極的電壓施加狀態(tài)。
13.一種用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置，所述二次電池包括正極和負極，所述充電狀態(tài)推定裝置包括: 檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元；和 校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系的校正單元， 其中，所述校正單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正所述荷電狀態(tài)和所述開路電壓之間的關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置，其中，所述校正單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果校正所述荷電狀態(tài)和所述開路電壓之間的關(guān)系。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置， 其中，所述退化程度檢測和評估單元在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，計算所測量出的電壓變化的拐點，并基于所述拐點與預(yù)先計算出的初始拐點之間的差異來計算所述二次電池的退化程度，以及 其中，所述校正單元基于由所述退化程度檢測和評估單元計算出的所述二次電池的退化程度校正所述荷電狀態(tài)和所述開路電壓之間的關(guān)系。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置，其中，所述差異基于所測量出的電壓變化的拐點和所述預(yù)先計算出的初始拐點之間的關(guān)系。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置，其中，當計算通過將所述二次電池的充電/放電容量或測量時間設(shè)置為變量所測量出的電壓的微分值時，所測量出的電壓變化的拐點對應(yīng)于所述微分值的峰。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置，其中，所述負極由在所述二次電池充電或放電時在電位變化中存在拐點的材料形成，且所述正極由在所述電位變化中不存在拐點的材料形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置， 其中，所述二次電池包括鋰離子二次電池， 其中，所述負極由石墨形成，以及 其中，所述正極由磷酸鐵鋰形成。
20.—種二次電池裝置，包括: 包括正極和負極的二次電池；以及 用于二次電池的充電狀態(tài)推定裝置，其中，所述充電狀態(tài)推定裝置包括: 檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元，和 校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系的校正單元，以及 其中，所述校正單元基于所述退化程度檢測和評估單元中的所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來校正所述荷電狀態(tài)和所述開路電壓之間的關(guān)系。
21.一種用于二次電池的充電狀態(tài)推定方法，其推定包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)，所述方法包括: 檢測和評價所述二次電池的退化程度；以及 基于所述二次電池的退化程度的評估結(jié)果來校正荷電狀態(tài)和開路電壓之間的關(guān)系。
22.一種用于二次電池的退化程度推定裝置，所述二次電池包括正極和負極，所述退化程度推定裝置包括: 檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元， 其中，所述退化程度檢測和評估單元在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，計算所測量出的電壓變化的拐點和在所述拐點的電壓值，并基于所述拐點與預(yù)先計算出的初始拐點之間的差異以及在所述拐點的電壓值與在所述預(yù)先計算出的初始拐點的初始電壓值之間的差異來計算所述二次電池的退化程度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，當計算通過將所述二次電池的充電/放電容量設(shè)置為變量所測量出的電壓的微分值時，所測量出的電壓變化的拐點對應(yīng)于所述微分值的峰。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，對應(yīng)于所測量出的電壓變化的所述拐點的所述微分值的所述峰的位置是所述二次電池的滿充電狀態(tài)為開始時間點的所述二次電池的放電容量的值。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，所述二次電池的退化程度通過根據(jù)初始電位變化計算出的從初始容量的變化來表達。
26.一種用于二次電池的退化程度推定裝置，所述二次電池包括正極和負極，所述二次電池的退化程度推定裝置包括: 檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元， 其中，所述退化程度檢測和評估單元在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，計算所測量出的電壓變化的拐點和在所述拐點的電壓值，并基于在所述拐點的電壓值和所述二次電池的所存儲的充電/放電歷史數(shù)據(jù)來計算所述二次電池的退化程度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，所述充電/放電歷史數(shù)據(jù)至少包括放電率、所述二次電池的溫度、和荷電狀態(tài)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，所述二次電池的退化程度通過根據(jù)初始電位變化計算出的從初始容量的變化來表達。
29.根據(jù)權(quán)利要求22或26所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，所述負極由在所述二次電池充電或放電時在電位變化中存在拐點的材料形成，且所述正極由在所述電位變化中不存在拐點的材料形成。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的用于二次電池的退化程度推定裝置，其中，所述二次電池包括鋰離子二次電池， 其中，所述負極由石墨形成，以及 其中，所述正極由磷酸鐵鋰形成。
31.一種二次電池裝置，包括: 包括正極和負極的二次電池；以及 用于所述二次電池的退化程度推定裝置， 其中，所述退化程度推定裝置包括檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元，以及 其中，所述退化程度檢測和評估單元在所述二次電池的充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，計算所測量出的電壓變化的拐點和在所述拐點的電壓值，并基于所述拐點與預(yù)先計算出的初始拐點之間的差異以及在所述拐點的電壓值與在所述預(yù)先計算出的初始拐點的初始電壓值之間的差異來計算所述二次電池的退化程度。
32.一種用于二次電池的退化程度推定方法，其推定包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)，所述方法包括: 在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，并計算所測量出的電壓變化的拐點和在所述拐點的電壓值；以及 基于所述拐點與預(yù)先計算出的初始拐點之間的差異以及在所述拐點的電壓值與在所述預(yù)先計算出的初始拐點的初始 電壓值之間的差異來計算所述二次電池的退化程度。
33.一種二次電池裝置，包括: 包括正極和負極的二次電池；和 用于所述二次電池的退化程度推定裝置， 其中，所述退化程度推定裝置包括檢測和評估所述二次電池的退化程度的退化程度檢測和評估單元，以及 其中，所述退化程度檢測和評估單元在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化，計算所測量出的電壓變化的拐點和在所述拐點的電壓值，并基于在所述拐點的電壓值和所述二次電池的所存儲的充電/放電歷史數(shù)據(jù)來計算所述二次電池的退化程度。
34.一種用于二次電池的退化程度推定方法，其推定包括正極和負極的二次電池的充電狀態(tài)，所述方法包括: 在所述二次電池充電或放電時測量所述正極和所述負極之間的電壓變化并計算所測量出的電壓變化的拐點和在所述拐點的電壓值；以及 基于在所述拐點的電壓值和所述二次電池的充電/放電歷史數(shù)據(jù)來計算所述二次電池的退化程度。
【文檔編號】H01M10/48GK103457003SQ201310187850
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】松原健二, 上坂進一, 田中雅洋 申請人:索尼公司