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公開番号2025078365
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023190867
出願日2023-11-08
発明の名称電池制御システム及び電池制御方法
出願人日産自動車株式会社,ルノーエス.ア.エス.,RENAULT S.A.S.
代理人弁理士法人とこしえ特許事務所
主分類H01M 10/48 20060101AFI20250513BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池セルを放電可能な状態とする電池制御システムを提供する。
【解決手段】電池制御システムの制御対象となる電池セルは、負極集電体と炭素を主成分とする中間層を負極層に含み、充電によりリチウムまたはリチウム合金が負極集電体上に形成される。本実施形態に係る電池制御システム及び電池制御方法は、中間層の抵抗を測定し、中間層の抵抗の上昇を検知した場合に、電池セル21に加わる加圧量が増加するよう加圧機構16を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極層、固体電解質層、負極層を有する電池セルと、
前記電池セルに圧力を加える加圧機構と、
前記電池セルを制御する制御装置とを備え、
前記電池セルは、負極集電体と炭素を主成分とする中間層を前記負極層に含み、充電によりリチウムまたはリチウム合金が前記負極集電体上に形成され、
前記制御装置は、前記中間層の抵抗を測定し、前記中間層の抵抗の上昇を検知した場合に、前記電池セルに加わる加圧量が増加するよう前記加圧機構を制御する電池制御システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、交流インピーダンス法を用いて前記中間層の抵抗を測定する電池制御システム。
【請求項３】
請求項２記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記交流インピーダンス法による前記中間層の抵抗の測定に使用される交流電流の周波数のうち少なくとも１つの周波数を、１００Ｈｚ～１００００Ｈｚの周波数帯域内に設定する電池制御システム。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか一項に記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記加圧機構により前記電池セルに加わる加圧量を最大にした状態で、前記中間層の抵抗が上昇を継続する場合、又は、前記中間層の抵抗が低下しない場合に、前記電池セルの放電電流を規制する、又は、前記電池セルの放電を停止する電池制御システム。
【請求項５】
請求項４記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記放電電流を規制した後、又は、前記電池セルの放電を停止した後に、前記中間層の抵抗の下降を検知した場合に、前記放電電流の規制、又は、前記電池セルの放電の停止を解除する電池制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記放電電流の規制、又は、前記電池セルの放電の停止を解除した後に、前記中間層の抵抗が正常閾値以下になった場合に、前記電池セルに加えた加圧量を増加前の値になるよう前記加圧機構を制御する電池制御システム。
【請求項７】
請求項１～３のいずれか一項に記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記電池セルの温度及び／又はＳＯＣに応じて前記加圧量を調整する電池制御システム。
【請求項８】
請求項７記載の電池制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記電池セルの温度が高いほど、及び／又は、前記ＳＯＣが高いほど、前記加圧量を低くする電池制御システム。
【請求項９】
電池セルに圧力を加える加圧機構と電池セルとを制御する制御装置により実行される電池制御方法において、
前記電池セルは、
固体電解質層、正極層、負極層を有し、
負極集電体と炭素を主成分とする中間層を前記負極層に含み、充電によりリチウムまたはリチウム合金が前記負極集電体上に形成され、
前記制御装置は、
前記中間層の抵抗を測定し、
前記中間層の抵抗の上昇を検知した場合に、前記電池セルに加わる加圧量が増加するよう前記加圧機構を制御する電池制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池制御システム及び電池制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、正極活物質層と、固体電解質層と、リチウムと合金又は化合物を形成する負極活物質層活物質層とをこの順に備えるものであって、負極活物質層がカーボンとＡｇを含有する全固体リチウム二次電池が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１９１２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放電時に、負極の集電側にリチウムが残っているにもかかわらず、カーボンを含む中間層内のリチウムの量が減少することで、放電ができなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、電池セルを放電可能な状態とする電池制御システム及び電池制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明において、制御対象となる電池セルは、負極集電体と炭素を主成分とする中間層を、電池セルの負極層に含み、充電によりリチウムまたはリチウム合金が負極集電体上に形成される。そして、本発明は、中間層の抵抗を測定し、中間層の抵抗の上昇を検知した場合に、電池セルに加わる加圧量が増加するよう加圧機構を制御することで上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、電池セルを放電可能な状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態の電池制御システムを示すブロック図である。
図２は、負極活物質層、中間層、及び固体電解質層の断面の概略図であって、（а）は放電前の状態の概略図であり、（ｂ）は放電開始後の状態の概略図である。
図３は、放電時の中間層電位の特性を示すグラフである。
図４は、負極活物質層と中間層との間の境界部分の断面を示す概略図であり、（а）は低面圧の状態の概略図であり、（ｂ）は高面圧の状態の概略図である。
図５は、電池セルに加わる面圧の大きさと回復時間との関係を示すグラフである。
図６は、放電中の中間層の電位特性を示すグラフである。
図７は、負極の虚軸成分値（－Ｚ”）の特性を示すグラフである。
図８は、電池セルの加圧量を増加した状態で、中間層電位の特性を示すグラフである。
図９は、本実施形態の電池制御方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態の電池制御システム１を示すブロック図である。電池制御システム１は、電池セル２１に加わる面圧制御及び電池セル２１の充放電制御を行うシステムであって、電気自動車等の車両に設けられている。
【００１０】
図１に示すように、電池制御システム１は、電池モジュール２、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、インバータ１４、加圧機構１６、及び、圧力センサ１７、及び、制御装置３０、交流インピーダンス測定器４０を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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