[发明专利]锂离子电池的电结晶检测方法

说明书

本发明提供能够通过检测锂离子电池的负极活性物质层中的锂电结晶的面分布来知晓锂电结晶发生的预兆从而谋求锂离子电池的能量效率的改善的锂离子电池的电结晶检测方法。锂离子电池的电结晶检测方法具有：正极SOC图制作工序，向锂离子电池照射X射线，并进行正极活性物质层的X射线衍射测定，制作正极SOC图，该正极SOC图表示正极活性物质层在厚度方向上的充电深度的分布；SOC差量值检测工序，检测SOC差量值，该SOC差量值是正极SOC图的最高值与最低值之间的差量；以及判定工序，将SOC差量值与预先设定的阈值进行比较，来判定负极活性物质层有无锂电结晶。

技术领域

本发明涉及检测在锂离子电池的负极活性物质层产生的锂电结晶的锂离子电池的电结晶检测方法。

背景技术

在EV(Electric Vehicle：电力机动车)、HEV(Hybrid Electrical Vehicle：混合动力电力机动车)等车辆中搭载向马达等供给电力的蓄电器。在蓄电器设置有多个二次电池。

搭载于EV、HEV的二次电池被要求规定的输出，但一般情况下，二次电池当被中长期间放置时电极的表面被氧化皮膜覆盖而输出特性降低。

一般情况下，当像这样由二次电池进行的输出降低时，判断为输出性能劣化，并进行控制以降低由二次电池进行的输出。这是由于：在尽管二次电池劣化了也要求劣化前的输出的情况下，二次电池成为过负载状态，二次电池的寿命劣化加速。

为了消除二次电池的劣化，需要对二次电池进行规定的放电处理，即所谓的恢复处理，由此进行二次电池的活性化处理，但EV、HEV未设想在使二次电池搭载于车辆的状态下进行活性化处理。因此，例如，日本国特开2001-339864号公报公开了在作为二次电池而使用了铅蓄电池的情况下，在劣化时使SOC(State OfCharge)的使用域上升。

另一方面，作为面向EV、HEV的二次电池，广泛使用锂离子电池(LIB)。锂离子电池由于轻量且可得到高能量密度，因而优选作为车辆搭载用的高输出电源而使用。

在锂离子电池中，一般情况下石墨等碳材料大多被使用为锂离子电池的负极活性物质，在充电时锂离子进入碳材料中的层间，由此电位变化。然而，根据锂离子电池的充电状况的不同，有时在负极活性物质中析出金属锂(锂电结晶)。

当发生了像这样的锂电结晶时，已知产生锂离子电池的容量劣化，因此进行着控制以在预先设定的上限电压的范围内进行充电。在此，锂电结晶是指，锂离子被电还原，从而在负极表面成为锂金属而析出。当因此而锂离子电池逐渐劣化时，与新品时相比充电量、再生输出减少，产生行驶距离变短这样的问题。因此，以往提出检测锂电结晶的发生的技术。

例如，日本国特开2012-003863号公报公开了通过检测极小点的有无来检测锂电结晶的有无的方法，该极小点是表示充电电流从下降转为上升的极小值的点。

另外，日本国特开2013-089363号公报公开了检测通过定电流充电而逐渐上升的电池电压的单位时间的变化量并根据该电池电压的单位时间的变化量的极小值附近来检测锂电结晶的有无的方法。

而且，日本国特开2019-145342号公报公开了通过检测电池壳体的厚度尺寸的变化来检测锂电结晶的有无的方法。

发明内容

然而，日本国特开2012-003863号公报、日本国特开2013-089363号公报及日本国特开2019-145342号公报所公开的各个方法中，仅能够知晓有无发生锂电结晶，不能够掌握负极活性物质层中的锂电结晶的面分布。因此，存在不能知晓锂电结晶发生的预兆，不能进行用于抑制发生锂电结晶的有效的控制的课题。

本发明的方案的目的在于提供能够通过检测锂离子电池的负极活性物质层中的锂电结晶的面分布来知晓锂电结晶发生的预兆从而谋求锂离子电池的能量效率的改善的锂离子电池的电结晶检测方法。