[发明专利]二次电池的充电控制装置和二次电池的充电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于二次电池的充电控制装置、用于二次电池的充电控制方法、用于二次电池的充电状态推定装置、用于二次电池的充电状态推定方法、用于二次电池的退化程度推定装置、用于二次电池的退化程度推定方法、和二次电池装置。

背景技术

在诸如锂离子二次电池的二次电池的充电中，一般地，首先进行恒定电流充电，随后进行恒定电压充电至满充电二次电池。这样的充电方法被称为恒定电流和恒定电压充电方法（CC-CV方法）。在此，进行恒定电流充电，直至二次电池的正极和负极之间的电压（也被称为“电池电压（cell voltage）”）增加到设定电压。当电池电压增加到设定电压时，恒定电流充电被切换到恒定电压充电，使电池电压不会大大增加。在恒定电压充电中，二次电池的充电电流逐渐减小。当充电电流小于设定值时，确定二次电池被满充电，并且充电结束。作为在恒定电压充电时的电池电压的满充电电压被设置为例如4.1伏特/电池至4.2伏特/电池。

当重复二次电池的充电和放电时，二次电池的容量发生退化。为了解决这个问题，例如，日本未经审查的专利申请公开第2008-005644号公开了一种电池充电方法，随着电池被重复充电和放电，通过将对电池进行充电的设置电压设置为较低来对电池满充电。关于非水二次电池方面，日本未经审查的专利申请公开第2000-300750号公开了一种充电方法，在非水二次电池的闭合电路电压达到充电开始之后的非水电解质的分解电压之前停止充电。日本未经审查的专利申请公开第2001-307781号公开了一种锂二次电池，其包括充电/放电控制装置，该装置包括放电控制单元，其被配置为在放电的时候设置和控制放电终止电压在3.2伏至2.1伏的范围内；以及充电控制单元，其被配置为在充电的时候设置和控制充电上限电压在4.0伏至4.5伏的范围内。

二次电池的剩余容量的量常常评估为假设满充电容量（最大充电容量；满充电容量）是100％下的荷电状态（SOC）[%]。开路电压（OCV）经常被用作放电之后的SOC诊断的指标。具体地，日本未经审查的专利申请公开第2000-258513号公开了一种充电状态推定技术，其用于基于初始OCV和SOC之间的关系的OCV推定SOC。此外，作为考虑二次电池的退化的充电状态推定技术，日本未经审查的专利申请公开第2002-286818号公开了一种技术，用于通过选择根据电池的退化程度预先准备的OCV-SOC关系来推定SOC。

发明内容

本发明人等已经检查和证明了会发生负极的电位随着二次电池的容量退化而增加的现象。认为这是因为锂（Li）由于锂离子二次电池的重复的充电和放电而不可逆地析出以及有助于充电和放电的锂含量不断减小。通常，由于二次电池是通过使二次电池的满充电电压为恒定来充电，所以负极的电位增加会使正极的电位增加。当引起正极的电位增加时，正极发生的副反应（电解液氧化、正极活性物质的结构退化等）会在正极中发生。结果，担心二次电池的容量退化可能会加速。在日本未经审查的专利申请公开第2008-005644号、日本未经审查的专利申请公开第2000-300750号和日本未经审查的专利申请公开第2001-307781号中，没有提及用于在实际使用环境下定量确定二次电池的退化程度（具体地，例如，负极的电位增加）并设置随后的充电电压的技术。同样地，在日本未经审查的专利申请公开第2000-258513号和日本未经审查的专利申请公开第2002-286818号中，没有提及用于在实际使用环境下定量确定二次电池的退化程度（具体地，例如，负极的电位增加）并基于OCV提高SOC的推定精确度的技术。此外，在日本未经审查的专利申请公开第2008-005644号、日本未经审查的专利申请公开第2000-300750号、日本未经审查的专利申请公开第2001-307781号、日本未经审查的专利申请公开第2000-258513号和日本未经审查的专利申请公开第2002-286818号中，没有提及用于有效地推定二次电池的退化程度的技术。

希望提供一种用于二次电池的充电控制装置，包括充电控制装置的二次电池装置和用于二次电池的充电控制方法，其能够在实际使用环境下定量确定二次电池的退化程度并设置随后的充电电压。希望还提供一种用于二次电池的充电状态推定装置、包括充电状态推定装置的二次电池装置、和用于二次电池的充电状态推定方法，其能够在实际使用环境下定量确定二次电池的退化程度并基于OCV提高SOC的推定精确度。希望还提供一种退化程度推定装置、包括退化程度推定装置的二次电池装置、和用于二次电池的退化程度推定方法，其能够在实际使用环境下有效地推定二次电池的退化程度。