[发明专利]用于估计包括混合正极材料的二次电池的功率的设备和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于估计包括混合正极材料的二次电池的功率的设备和方法。

本申请要求于2012年11月29日在大韩民国提交的韩国专利申请号10-2012-0137320的优先权，其公开内容被通过引用结合到本文中。

本申请要求于2013年11月29日在大韩民国提交的韩国专利申请号10-2013-0147620的优先权，其公开内容被通过引用结合到本文中。

背景技术

电池是通过电化学氧化和还原反应而产生电能的设备，并具有大范围的各种应用。例如，电池的应用范围逐渐地扩展至手持式便携设备的电源，诸如移动电话、膝上型计算机、数字式照相机、摄像机、平板计算机以及电动工具；各种类型的电驱动机构，诸如电动自行车、电动摩托车、电动车辆、混合动力车辆、电动船以及电动飞行器；储能系统，用来储存在发电厂中通过新可更新能源产生的电或过剩电；以及不间断电源，用于到包括服务器计算机和用于无线通信的基站的各种类型的信息和通信设备的稳定的功率供应。

电池包括三个基本元件：一个是负极，包括在在放电期间发送电子的同时氧化的材料，另一个是正极，包括在在放电期间接受电子的同时还原的材料，并且另一个是允许电子在负极与正极之间移动的电解质。

可将电池分类成在放电之后不能再使用的一次电池以及由于至少部分地可逆的电化学反应而可以反复地充电和放电的二次电池。

作为二次电池，已知铅酸电池、镍镉电池、镍锌电池、镍铁电池、银氧化物电池、镍金属氢化物电池、二氧化锌锰电池、锌溴电池、金属-空气电池以及锂二次电池。其中，锂二次电池具有比其他二次电池更高的能量密度、更高的电池电压以及更长的寿命，并且由于这些原因而在商业方面吸引了最大的注意。

锂二次电池的特征在于在正极和负极处发生锂离子的嵌入和脱嵌反应。也就是说，在放电期间，从包括在负极中的负极材料脱嵌的锂离子通过电解质而移动至正极并嵌入包括在正极中的正极材料中，并且在充电时反之亦然。

在锂二次电池中，由于被用作正极材料的材料显著地影响二次电池的性能，所以已进行了提供在在高温下保持稳定性的同时具有高能量容量以及具有低制造成本的正极材料的各种尝试。然而，仅利用一个正极材料，在满足所有行业性能标准方面仍存在限制。

最近，随着对化石燃料的耗尽和空气污染的关注的增长，对生态友好的能量的需求急剧增加。在此背景下，发达国家正在加速诸如电动车辆之类的电力驱动车辆或由从二次电池供应的电能供电和运行的混合动力车辆的商业化。

电动车辆的速度与二次电池的功率成比例。因此，电动车辆的控制单元具有监视二次电池可以提供多少功率的功能。并且，控制单元控制各种类型的驱动设备，包括在二次电池可以提供的最大功率范围内安全地驱动电动车辆的电动机。因此，为了优化电动车辆的行进性能，需要一种用于准确地计算二次电池的功率的方法。

发明内容

技术问题

二次电池的功率受到正极材料的电化学性质的影响。因此，该二次电池可基于包括在二次电池中的正极材料的类型而展示出独有的电化学性质。在这种情况下，准确地估计二次电池的功率更加困难。

本公开旨在提供一种用于准确地估计二次电池的功率的设备和方法，该二次电池包括考虑到市场上的二次电池所需的性能而包括至少两个正极材料的混合正极材料并由于该混合正极材料而展示出独有的电化学性质。

技术解决方案

为了实现上述目的，根据本公开的用于估计包括包含至少第一正极材料和第二正极材料的混合正极材料的二次电池的功率的设备包括被配置成在相互不同的多个放电速率(c速率)的条件下使二次电池放电的放电装置、被配置成测量对应于所述多个放电速率的条件的多个放电终止电压的传感器装置以及控制装置，其被配置成通过二维线性等式来近似所述多个放电速率与所述多个放电终止电压之间的关联，使用线性等式来计算对应于最小放电电压(V_min)的二次电池的最大放电速率(C_max)，并根据所计算的最大放电速率来估计二次电池的最大功率(P_max)。