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二次电池系统

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


二次电池系统

技术领域

本申请公开一种二次电池系统。

背景技术

日本特开平11-007942中公开了一种具有正极和负极的全固体锂离子电池。所述正极和所述负极中的一者或两者包含活性物质和无机固体电解质粉末,所述活性物质被锂离子导电性聚合物被覆。日本特开2012-138299中公开了一种全固体锂二次电池的制造方法。所述全固体锂二次电池的制造方法包括:在正极活性物质层与负极活性物质层之间供给电流,将在正极活性物质层与负极活性物质层之间产生的短路缺陷修复。日本特开2017-045515中公开了一种二次电池用负极,其具有集电体、活性物质层和自修复高分子层。

发明内容

在正极和负极所含的活性物质中,有随着电池的充放电而体积变化的物质。如果随着电池的充放电,活性物质的体积发生变化,则在正极和负极中产生裂纹、间隙等,有时电池的循环特性等降低。特别是在正极或负极中同时包含活性物质和固体电解质的情况下,容易发生这样的问题。在二次电池的性能降低的情况下,需要使该性能回复的新技术。

作为用于解决上述课题的手段,本申请公开了以下的多个方案。

<方案1>

二次电池系统具有二次电池、加热装置、和控制装置。

所述二次电池具有正极和负极。

所述正极和所述负极中的一者或两者包含活性物质、固体电解质和含Li的盐。

所述活性物质包含随着所述二次电池的充放电而体积变化的物质。

被所述加热装置加热的对象包含所述含Li的盐。

在所述二次电池的性能被判定为一定以下的情况下,所述控制装置控制采用所述加热装置的加热以使得所述含Li的盐的温度成为所述含Li的盐的熔点以上。

<方案2>

在方案1的二次电池系统中,所述含Li的盐具有低于60℃的熔点。

<方案3>

在方案1或2的二次电池系统中,还具有电压测定装置。

所述电压测定装置测定所述二次电池的电压。

所述二次电池的性能基于所述电压。

<方案4>

在方案1至3中任一项的二次电池系统中,在所述二次电池的性能被判定为超过一定的情况下,所述控制装置控制采用所述加热装置的加热以使得所述含Li的盐的温度低于所述熔点。

<方案5>

在方案1至4中任一项的二次电池系统中,所述活性物质包含S。

<方案6>

在方案1至4中任一项的二次电池系统中,所述活性物质包含Si。

<方案7>

在方案1至6中任一项的二次电池系统中,所述固体电解质包含硫化物。

<方案8>

在方案1至7中任一项的二次电池系统中,所述含Li的盐具有第一阳离子和第二阳离子。所述第一阳离子为选自铵离子、鏻离子、吡啶鎓离子和吡咯烷鎓离子中的至少1种。所述第二阳离子为锂离子。

<方案9>

在方案1至8中任一项的二次电池系统中,所述含Li的盐具有第一阳离子和第二阳离子。所述第一阳离子为四烷基铵离子。所述第二阳离子为锂离子。

<方案10>

在方案1至9中任一项的二次电池系统中,所述含Li的盐具有选自卤素离子、卤化物离子、硫酸氢根离子、磺酰胺离子、和包含H的络合物离子中的至少1种的阴离子。

<方案11>

在方案1至10中任一项的二次电池系统中,所述含Li的盐具有第一阴离子和第二阴离子中的一者或两者。所述第一阴离子为卤素离子和硫酸氢根离子中的一者或两者。所述第二阴离子为磺酰胺阴离子。

本公开的二次电池系统能够在二次电池的性能降低的情况下使二次电池的性能回复。

附图说明

以下将参考附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义,其中相同的附图标记表示相同的要素,并且其中:

图1概略地示出二次电池系统的构成;

图2示出二次电池系统中的控制流程的一例。

具体实施方式

1.二次电池系统

以下参照附图对本公开的二次电池系统的一实施方式进行说明。如图1和2所示,一实施方式涉及的二次电池系统100具有二次电池10、加热装置20和控制装置30。所述二次电池10具有正极11和负极12。所述正极11和所述负极12中的一者或两者包含活性物质、固体电解质和含Li的盐。所述活性物质包含随着所述二次电池10的充放电而体积变化的物质。被所述加热装置20加热的对象包含所述含Li的盐。在所述二次电池10的性能被判定为一定以下的情况下,所述控制装置30控制采用所述加热装置20的加热,以使得所述含Li的盐的温度成为所述含Li的盐的熔点以上。

1.1二次电池

二次电池10具有正极11和负极12。另外,二次电池10可在正极11和负极12之间具有电解质层13。进而,二次电池10可具备未图示的结构。正极11和负极12中的一者或两者包含规定的活性物质、固体电解质和规定的含Li的盐。即,正极11可包含规定的活性物质、固体电解质和规定的含Li的盐。另外,负极12可包含规定的活性物质、固体电解质和规定的含Li的盐。正极11和负极12这两者可包含规定的活性物质、固体电解质和规定的含Li的盐。

1.1.1正极

如图1所示,正极11可具有正极活性物质层11a、和与该层11a接触的正极集电体11b。这种情况下,正极活性物质层11a可包含规定的活性物质、固体电解质和规定的含Li的盐。

正极活性物质层11a至少包含正极活性物质,可包含固体电解质及规定的含Li的盐。另外,正极活性物质层11a可包含导电助剂及粘合剂等。进而,正极活性物质层11a可包含各种添加剂。正极活性物质层11a中的各成分的含量可根据目标的电池性能来适当地确定。例如,将正极活性物质层11a的固体成分整体设为100质量%,正极活性物质的含量可为40质量%以上、50质量%以上、60质量%以上或70质量%以上。正极活性物质的含量可为100质量%以下、95质量%以下或90质量%以下。或者,将正极活性物质层11a的整体设为100体积%,正极活性物质与任选的固体电解质、含Li的盐、导电助剂及粘合剂的合计的含量可为85体积%以上、90体积%以上或95体积%以上。余量可为空隙,也可为其他成分。对正极活性物质层11a的形状并无特别限定。就正极活性物质层11a的形状而言,可为例如具有大致平面的片状的正极活性物质层。对正极活性物质层11a的厚度并无特别限定。正极活性物质层11a的厚度例如可为0.1μm以上、1μm以上或10μm以上。正极活性物质层11a的厚度可为2mm以下、1mm以下或500μm以下。

就正极活性物质而言,使用作为二次电池的正极活性物质公知的正极活性物质即可。例如,在构成锂离子二次电池的情况下,作为正极活性物质,可采用含有锂的复合氧化物(钴酸锂、镍酸锂、LiNi

正极活性物质的表面可采用含有离子传导性氧化物的保护层被覆。即,正极11可包含具备正极活性物质和设置于其表面的保护层的复合体。由此,容易抑制正极活性物质与硫化物(例如,后述的硫化物固体电解质等)的反应等。作为锂离子传导性氧化物,例如可列举出Li

就固体电解质而言,可使用作为二次电池的固体电解质公知的固体电解质。固体电解质可为无机固体电解质,也可为有机聚合物电解质。特别地,无机固体电解质的离子传导性及耐热性优异。作为无机固体电解质,例如可以例示镧锆酸锂、LiPON、Li

就含Li的盐的熔点而言,可考虑构成二次电池的材料的耐热性等适当地选择。如果含Li的盐的熔点过高,采用加热装置20以含Li的盐的温度成为熔点以上的方式进行加热的情况下,有可能对于构成电池的材料产生不良影响(例如,层叠膜的密封部劣化等)。例如,含Li的盐可具有不到60℃的熔点。对含Li的盐的熔点的下限并无特别限定。在没有采用加热装置进行加热的情况下,含Li的盐可成为低于熔点的固体。例如,含Li的盐的熔点可为20℃以上、25℃以上、30℃以上、35℃以上、40℃以上、45℃以上或50℃以上。含Li的盐在采用加热装置20加热之前,可为粒子状。对其大小并无特别限定。含Li的盐的粒子的平均粒径(D50)可为例如1nm以上、5nm以上、或10nm以上。含Li的盐的粒子的平均粒径(D50)可为500μm以下、100μm以下、50μm以下、或30μm以下。

含Li的盐可具有第一阳离子和第二阳离子。所述第一阳离子可为选自铵离子、鏻离子、吡啶鎓离子、和吡咯烷鎓离子中的至少1种。所述第二阳离子可为锂离子。另外,所述第一阳离子可为四烷基铵离子。所述第二阳离子可为锂离子。在含Li的盐具有第一阳离子的情况下,与不具有第一阳离子的情形相比,含Li的盐容易成为具有低熔点的盐。

作为第一阳离子的具体例,可列举出以下的实例。

四己基铵离子、N(C

四辛基铵离子、N(C

四丁基铵离子、N(C

四乙基铵离子、N(C

四戊基铵离子、N(C

四癸基铵离子、N(C

乙基二甲基苯乙基铵离子、N(CH

1-甲基-1-丙基哌啶鎓离子、(CH

戊基三乙基铵离子、N(C

甲基三辛基铵离子、N(CH

对构成含Li的盐的第一阳离子与第二阳离子的摩尔比并无特别限定。在含Li的盐具有第一阳离子和第二阳离子这两者的情况下,与单独地具有第一阳离子或第二阳离子个的情形相比,含Li的盐的熔点降低。从大幅地降低含Li的盐的熔点的观点以及进一步提高锂离子传导性的观点等出发,第二阳离子相对于第一阳离子的摩尔比(第二阳离子/第一阳离子)可为0.05以上且19.0以下。该摩尔比可为0.1以上、0.2以上、0.3以上、0.4以上、0.5以上、0.6以上、0.7以上、0.8以上、0.9以上、或1.0以上。该摩尔比可为10.0以下、9.5以下、9.0以下、8.5以下、8.0以下、7.5以下、7.0以下、6.5以下、6.0以下、5.5以下、或5.0以下。即使相对于构成含Li的盐的第一阳离子,第二阳离子的摩尔比为1.0以上(例如锂离子在全部阳离子中所占的浓度为50摩尔%以上)的高浓度,该含Li的盐的熔点也充分地降低,例如可成为低于60℃。

构成含Li的盐的阳离子可只由上述的第一阳离子和第二阳离子构成。另外,构成含Li的盐的阳离子可包含与第一阳离子不同的其他阳离子。作为其他阳离子,例如可列举出包含贫金属元素的离子。作为贫金属,例如可列举出Al、Ga等。构成含Li的盐的阳离子整体中,上述第一阳离子和第二阳离子的合计所占的比例可为50摩尔%以上、60摩尔%以上、70摩尔%以上、80摩尔%以上、90摩尔%以上、95摩尔%以上、99摩尔%以上或100摩尔%。

含Li的盐可具有各种阴离子。例如,含Li的盐可具有选自卤素离子、卤化物离子、硫酸氢根离子、磺酰胺离子、和包含H的络合物离子中的至少1种的阴离子。或者,含Li的盐可具有第一阴离子和第二阴离子中的一者或两者。所述第一阴离子可为卤素离子和硫酸氢根离子中的一者或两者。所述第二阴离子可为磺酰胺阴离子。根据本发明人的新认识,在含Li的盐具有上述阴离子的情况下,特别是含Li的盐具有卤素离子和硫酸氢根离子中的一者或两者的情况下,特别是含Li的盐具有卤素离子的情况下,含Li的盐的熔点容易特异性地降低。另外,根据本发明人的新认识,在含Li的盐具有磺酰胺阴离子的情况下,含Li的盐的熔点也容易特异性地降低。另外,根据本发明人的新认识,在含Li的盐具有多种阴离子的情况下,例如在含Li的盐具有作为第一阴离子的卤素离子和硫酸氢根离子中的一者或两者、以及作为第二阴离子的磺酰胺阴离子的情况下,含Li的盐的熔点也容易特异性地降低。

卤素离子例如可为溴离子和氯离子中的一者或两者。

作为磺酰胺阴离子,例如可列举出三氟甲磺酰胺阴离子(TFSA阴离子、(CF

包含H的络合物离子例如可具有包含非金属元素和金属元素中的至少一者的元素M、和与该元素M键合的H。另外,在包含H的络合物离子中,作为中心元素的元素M和包围该元素M的H可经由共价键相互键合(结合)。另外,包含H的络合物离子可由(M

在含Li的盐具有第一阴离子和第二阴离子的情况下,对第一阴离子与第二阴离子的摩尔比并无特别限定。第二阴离子相对于第一阴离子的摩尔比(第二阴离子/第一阴离子)可为大于0且19.0以下。该摩尔比可为0.1以上、0.2以上、0.3以上、0.4以上、或0.5以上。该摩尔比可为10.0以下、9.5以下、9.0以下、8.5以下、8.0以下、7.5以下、7.0以下、6.5以下、6.0以下、5.5以下、或者5.0以下。

含Li的盐可包含与上述例示的阴离子(选自卤素离子、卤化物离子、硫酸氢根离子、磺酰胺离子、和包含H的络合物离子中的至少1种的阴离子)不同的其他的阴离子。在构成含Li的盐的阴离子整体中,上述例示的阴离子的合计所占的比例可为50摩尔%以上、60摩尔%以上、70摩尔%以上、80摩尔%以上、90摩尔%以上、95摩尔%以上、99摩尔%以上或100摩尔%。

以下示出本发明人发现的含Li的盐的组成及其熔点的一例。

(1)AmTEA·TFSA+Li·TFSA

第一阳离子:N(C

第二阳离子:Li

阴离子:TFSA

第二阳离子相对于第一阳离子的摩尔比:1.0

熔点:50℃

(2)MTOA·TFSA+Li·TFSA

第一阳离子:N(CH

第二阳离子:Li

阴离子:TFSA

第二阳离子相对于第一阳离子的摩尔比:1.0

熔点:50℃

(3)TAmA·Br+Li·TFSA

第一阳离子:N(C

第二阳离子:Li

第一阴离子:Br

第二阴离子:TFSA

第二阳离子相对于第一阳离子的摩尔比:1.0

第二阴离子相对于第一阴离子的摩尔比:1.0

熔点:30℃

作为导电助剂,例如可列举出气相法碳纤维(VGCF)、乙炔黑(AB)、科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)等碳材料;镍、铝、不锈钢等金属材料。导电助剂例如可为粒子状或纤维状。对其大小并无特别限定。导电助剂可只单独使用1种。导电助剂也可将2种以上组合使用。

作为粘合剂,例如可列举出丁二烯橡胶(BR)系粘合剂、丁烯橡胶(IIR)系粘合剂、丙烯酸酯丁二烯橡胶(ABR)系粘合剂、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)系粘合剂、聚偏二氟乙烯(PVdF)系粘合剂、聚四氟乙烯(PTFE)系粘合剂、聚酰亚胺(PI)系粘合剂等。粘合剂可只单独使用1种。粘合剂也可将2种以上组合使用。

就正极集电体11b而言,一般的二次电池的正极集电体均可采用。另外,正极集电体11b可为箔状、板状、筛网状、冲孔金属状、和发泡体等。正极集电体11b可由金属箔或金属筛网构成。特别是,金属箔的处理性等优异。正极集电体11b可由多张箔构成。作为构成正极集电体11b的金属,可列举出Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。特别是,从确保耐氧化性的观点等出发,正极集电体11b可包含Al。以调整电阻等为目的,正极集电体11b可在其表面具有某些涂层。另外,正极集电体11b可以是在金属箔或基材上镀敷或蒸镀有上述金属的产物。另外,在正极集电体11b由多张金属箔构成的情况下,正极集电体11b可在该多张金属箔间具有某些层。对正极集电体的厚度并无特别限定。正极集电体的厚度例如可为0.1μm以上或1μm以上。正极集电体的厚度可为1mm以下或100μm以下。

1.1.2负极

如图1所示,负极12可具有负极活性物质层12a、和与该层12a接触的负极集电体12b。这种情况下,负极活性物质层12a可包含规定的活性物质、固体电解质和规定的含Li的盐。

负极活性物质层12a至少包含负极活性物质。负极活性物质层12a可包含固体电解质及规定的含Li的盐。另外,负极活性物质层12a可包含导电助剂及粘合剂等。进而,负极活性物质层12a可包含各种添加剂。负极活性物质层12a中的各成分的含量可根据目标的电池性能来适当地确定。例如,将负极活性物质层12a的固体成分整体设为100质量%,负极活性物质的含量可为40质量%以上、50质量%以上、60质量%以上或70质量%以上。负极活性物质的含量可为100质量%以下、95质量%以下或90质量%以下。或者,将负极活性物质层12a的整体设为100体积%,负极活性物质和任选的固体电解质、含Li的盐、导电助剂及粘合剂的合计含量可为85体积%以上、90体积%以上或95体积%以上。余量可为空隙,也可为其他成分。对负极活性物质层12a的形状并无特别限定。就负极活性物质层12a的形状而言,例如可为具有大致平面的片状的负极活性物质层。对负极活性物质层12a的厚度并无特别限定。负极活性物质层12a的厚度例如可为0.1μm以上、1μm以上或10μm以上。负极活性物质层12a的厚度可为2mm以下、1mm以下或500μm以下。

就负极活性物质而言,可使用作为二次电池的负极活性物质公知的材料。例如,在构成锂离子二次电池的情况下,作为负极活性物质,可采用包含Si的材料(Si单质、Si合金、Si化合物)、包含碳的材料(石墨、硬碳等)、包含氧化物的材料(钛酸锂等)、包含Li的材料(金属锂、锂合金等)。其中,包含Si的负极活性物质的随着二次电池10的充放电的体积变化较大。因此,认为可获得本公开的系统100的更显著的效果。负极活性物质可以只单独使用1种。负极活性物质也可以将2种以上组合使用。负极活性物质例如可为粒子状。对其大小并无特别限定。负极活性物质的粒子可为实心的粒子。负极活性物质的粒子也可为中空的粒子。负极活性物质的粒子还可以是具有空隙的粒子(多孔粒子)。负极活性物质的粒子可以是一次粒子。负极活性物质的粒子也可以是多个一次粒子聚集的二次粒子。负极活性物质的粒子的平均粒径(D50)可以是例如1nm以上、5nm以上、或10nm以上。负极活性物质的粒子的平均粒径(D50)可以是500μm以下、100μm以下、50μm以下、或30μm以下。

负极活性物质层12a中可含有的固体电解质、含Li的盐、导电助剂及粘合剂等例如可从作为上述的正极活性物质层中可含有的固体电解质例示的物质中适当选择。

就负极集电体12b而言,作为电池的负极集电体的一般的负极集电体均可采用。另外,负极集电体12b可为箔状、板状、筛网状、冲孔金属状、和发泡体等。负极集电体12b可以是金属箔或金属筛网。负极集电体12b或可为碳片。特别是,金属箔的处理性等优异。负极集电体12b可由多张箔或片(片材)构成。作为构成负极集电体12b的金属,可列举出Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。特别是,从确保耐还原性的观点以及难以与锂合金化的观点出发,负极集电体12b可包含选自Cu、Ni及不锈钢中的至少1种的金属。以调整电阻等为目的,负极集电体12b可在其表面具有某些涂层。另外,负极集电体12b可以是在金属箔或基材上镀敷或蒸镀有上述金属的产物。另外,在负极集电体12b由多张金属箔构成的情况下,负极集电体12b可在该多张金属箔之间具有某些层。对负极集电体12b的厚度并无特别限定。负极集电体12b的厚度例如可为0.1μm以上或1μm以上。负极集电体12b的厚度可为1mm以下或100μm以下。

1.1.3电解质层

电解质层13配置在正极11与负极12之间。电解质层13可作为分隔体(隔板)发挥功能。电解质层13至少包含固体电解质。电解质层13可进一步任选地包含粘合剂等。电解质层13可进一步包含各种添加剂。对电解质层13中的各成分的含量并无特别限定。电解质层13中的各成分的含量可根据目标的电池性能来适当地确定。对电解质层13的形状并无特别限定。就电解质层13的形状而言,例如可为具有大致平面的片状。对电解质层13的厚度并无特别限定。电解质层13的厚度例如可为0.1μm以上或1μm以上。电解质层13的厚度可为2mm以下或1mm以下。

电解质层13中所含的固体电解质、粘合剂等可从作为上述的正极活性物质层11a和负极活性物质层12a中可包含的电解质而例示的物质中适当地选择。

1.1.4其他构成

二次电池10可将上述的各构成收容于外包装体的内部而成。就外包装体而言,作为电池的外包装体公知的外包装体均可采用。例如,可采用由层叠膜构成的外包装体。二次电池10可具备多个正极11。二次电池10可具备多个负极12。二次电池10可具备多个电解质层13。另外,多个二次电池10可任意地电连接,另外,可任意地重叠,多个二次电池10可作为电池组构成。这种情况下,可在公知的电池壳体的内部收容该电池组。除此之外,二次电池10可具备所需要的端子等显而易见的构成。作为二次电池10的形状,例如可以列举出硬币型、层叠体型、圆筒型、和方型等。

1.2加热装置

如图1所示,二次电池系统100具备加热装置20。被加热装置20加热的对象包含上述的含Li的盐。换言之,加热装置20可构成为至少能够将含Li的盐加热。加热装置20例如可构成为将二次电池10的至少正极11加热。加热装置20可构成为至少将负极12加热。加热装置20可构成为将二次电池10的正极11、负极12及电解质层13的整体加热。

对加热装置20的加热方式并无特别限制。加热装置20的加热方式只要是能够将含Li的盐加热到熔点以上的温度的方式即可。例如,可采用电阻加热、感应加热、介电加热、微波加热、热风加热等各种方式。加热装置20可构成为能够在以下两种模式中切换:以含Li的盐的温度成为熔点以上的温度的方式加热的模式、和以含Li的盐的温度成为不到熔点的温度的方式加热或不加热的模式。

对设置加热装置20的位置、以及加热装置20的个数并无特别限定。图1中示出了在正极11侧和负极12侧分别配置加热装置20的形态。但是,加热装置20的位置和个数并不限定于此。加热装置20例如可配置在二次电池10的外包装体的内部。加热装置20也可配置在二次电池10的外包装体的外部。另外,加热装置20可构成为将一个二次电池10加热。加热装置20也可构成为将多个二次电池10加热。

采用加热装置20的加热温度的最高值只要为含Li的盐的熔点以上即可。另一方面,从抑制二次电池10的材料劣化的观点等出发,采用加热装置20的加热温度可为80℃以下、70℃以下或60℃以下。

1.3控制装置

如图1所示,二次电池系统100具备控制装置30。控制装置30控制采用加热装置20的加热。控制装置30可具备CPU、RAM、ROM等。

如上所述,二次电池10的正极11和负极12的一者或两者包含固体电解质、以及随着充放电而体积变化的活性物质。因此,在反复进行二次电池10的充放电的情况下,由于活性物质的体积变化,容易在活性物质、固体电解质中产生裂纹。另外,由于活性物质的体积变化,容易在活性物质与活性物质之间、活性物质与固体电解质之间、或者固体电解质与固体电解质之间产生间隙。由于这样的裂纹和间隙,有可能电极中的离子传导通路和导电通路(电子传导通路)中产生中断。而且,二次电池10的性能可能降低至一定以下。

与此相对,在二次电池10的性能被判定为一定以下的情况下,控制装置30控制采用加热装置20的加热以使得上述的含Li的盐的温度成为其熔点以上。对于采用加热装置20的加热时间并无特别限定。采用加热装置20的加热时间例如可为直至电极中的含Li的盐充分地液化的时间。例如,在二次电池10的性能被判定为一定以下的情况下,控制装置30可控制加热装置20的ON(开)和OFF(闭)的切换,以使得开始采用加热装置20的加热。或者,在二次电池10的性能被判定为一定以下的情况下,控制装置30可控制加热装置20的加热,以使得采用加热装置20的加热量增加。如此,采用控制装置30控制采用加热装置20的加热,将含Li的盐加热到其熔点以上的温度,由此能够利用液体的含Li的盐填埋在正极11、负极12中产生的裂纹和间隙。即,采用含Li的盐消除在正极11、负极12中产生的裂纹和间隙。含Li的盐包含锂离子,因此具有一定的锂离子传导性或导电性。因此,由于裂纹、间隙而中断的离子传导通路或导电通路经由含Li的盐而再次连接。其结果,二次电池10的性能回复。

关于二次电池10的性能是否为一定以下(某一水平以下),可基于各种标准来判定。例如,在电极中的离子传导通路或导电通路产生了中断的情况下,与电极中的离子传导通路或导电通路没有产生中断的情形相比,(1)规定SOC下的二次电池的电压值降低、或者(2)二次电池的电阻增加、或者(3)二次电池的输出降低。即,能够以二次电池的电压、电阻、输出等为基准来判定二次电池的性能是否为一定以下。例如,如图1所示,二次电池系统100可具有电压测定装置40。所述电压测定装置40可测定所述二次电池10的电压。所述二次电池10的性能可基于所述电压。具体地,采用电压测定装置40测定规定SOC下的二次电池10的电压。采用该电压测定装置40测定的电压值为一定以下的情况下,判定为二次电池10的性能为一定以下,可进行采用控制装置30的上述控制。

二次电池的性能是否为一定以下的判定例如可采用控制装置30来进行。二次电池的性能是否为一定以下的判定也可采用控制装置30以外的装置来进行。对二次电池10的性能是否为一定以下的阈值并无特别限定。可根据二次电池10所需要的性能等,设定适当的阈值。

在判定为二次电池10的性能超过一定(超过某一水平)的情况下,控制装置30可控制采用加热装置20的加热,以使得上述的含Li的盐的温度成为不到其熔点。例如,在判定为二次电池10的性能超过了一定的情况下,控制装置30可控制加热装置20的ON和OFF的切换,以使得采用加热装置20的加热停止。或者,在判定为二次电池10的性能超过了一定的情况下,控制装置30可控制加热装置20的加热,以使得采用加热装置20的加热量降低。

1.4电压测定装置

在二次电池系统100具备电压测定装置40的情况下,该电压测定装置40只要能够测定二次电池10的电压即可。电压测定装置40可监视多个二次电池10的电压。电压测定装置40的具体构成是公知的。

1.5控制流程的具体例

图2中示出二次电池系统100中的控制流程的具体例。图2是以二次电池10的电压为基准来判定二次电池10的性能是否为一定以下时的控制流程。如上所述,由于电极中的离子传导通路或导电通路的中断,规定SOC下的二次电池10的电压缓慢地降低。图2所示的控制流程是如下的流程:对于二次电池10的电压值设定阈值,在低于阈值的情况下,打开加热装置20、循环风扇等,将二次电池10加热,将二次电池10的电极中所含的含Li的盐加热至熔点以上使其熔融,将电极中的固-固界面修复。

如图2所示,首先,取得规定SOC下的二次电池10的电压值。二次电池10的电压值例如可采用电压测定装置40取得。

在二次电池10的电压值高于阈值的情况下,判定为二次电池10的性能超过了一定。这种情况下,不进行采用加热装置20的加热控制,例如,保持加热装置20关闭,结束控制流程。另一方面,在电压值低于阈值的情况下,判定为二次电池10的性能为一定以下。这种情况下,打开加热装置20,打开循环风扇,开始采用加热装置20的含Li的盐的加热,使含Li的盐液化。

经过一定时间后,关闭加热装置20、循环风扇,再次取得规定SOC下的二次电池10的电压值。在电压值依然低于阈值的情况下,再次打开加热装置20、循环风扇,进行含Li的盐的加热及液化。另一方面,在电压值高于阈值的情况下,判定为二次电池10的性能超过了一定,不进行采用加热装置20的再次加热,例如,保持加热装置20关闭,结束控制流程。

2.二次电池的性能回复方法

如上所述,采用二次电池系统100,能够消除二次电池10的正极11、负极12中的离子传导通路和导电通路的中断,使二次电池10的性能回复。在这一点上,本公开的技术也具有作为二次电池的性能回复方法的方面。即,本公开的二次电池的性能回复方法包括:判定二次电池的性能是否为一定以下;和在判定所述二次电池的性能为一定以下的情况下,实施使二次电池的性能回复的处理。

所述二次电池具有正极和负极。

所述正极和所述负极中的一者或两者包含活性物质、固体电解质和含Li的盐。

所述活性物质包含随着所述二次电池的充放电而体积变化的物质。

使所述二次电池的性能回复的处理包括:将所述二次电池的所述正极和所述负极中的一者或两者所含的所述含Li的盐加热至所述含Li的盐的熔点以上的温度。

二次电池的性能是否为一定以下的判定标准的详细情况、用于使二次电池的性能回复的加热控制的详细情况如在二次电池系统中说明的那样。

如上所述,根据本公开的技术,能够消除正极、负极中的离子传导通路和导电通路的中断,使二次电池的性能回复。除此以外,就本公开的技术而言,也能够期待抑制或修复电解质层的裂纹、负极的枝晶短路的效果。

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