非水電解液二次電池システム
【課題】「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することが可能な非水電解液二次電池システムを提供する。
【解決手段】積層された単電池２１・２１・・・と、単電池２１・２１・・・を積層方向に挟持し、積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段３と、単電池２１・２１・・・と圧力付加手段３の運転を制御する制御装置４と、を備える非水電解液二次電池システム１であって、制御装置４には単電池２１の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが記憶され、また、単電池２１の電流値・電圧値を測定する電流センサー４１と電圧センサー４２が電気的に接続され、制御装置４は電流センサー４１による電流値Ｉａと、電圧センサー４２による電圧値Ｖａとに基づいて抵抗値Ｒａを算出し、抵抗値Ｒａが理論抵抗値Ｒ以上となる場合、圧力付加手段３を減圧させる。
【解決手段】積層された単電池２１・２１・・・と、単電池２１・２１・・・を積層方向に挟持し、積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段３と、単電池２１・２１・・・と圧力付加手段３の運転を制御する制御装置４と、を備える非水電解液二次電池システム１であって、制御装置４には単電池２１の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが記憶され、また、単電池２１の電流値・電圧値を測定する電流センサー４１と電圧センサー４２が電気的に接続され、制御装置４は電流センサー４１による電流値Ｉａと、電圧センサー４２による電圧値Ｖａとに基づいて抵抗値Ｒａを算出し、抵抗値Ｒａが理論抵抗値Ｒ以上となる場合、圧力付加手段３を減圧させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池を備え、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を抑制しつつ、効率的に前記非水電解液二次電池を制御することが可能な非水電解液二次電池システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野においては、環境問題や資源問題が叫ばれるなか、電気自動車やハイブリッド電気自動車についての車両の開発が進められており、駆動電源として当該車両に搭載される非水電解液二次電池は大きく注目されている。
ところで、非水電解液二次電池においては、使用条件等によって電池内部の抵抗値が上昇することが知られている。そして、このような抵抗値の上昇によって引き起こされる電池性能の低下を抑制するために、電池内部の抵抗値に基づいて、電池本体を構成する各単電池の締結荷重を制御する技術が「特許文献１」によって開示されている。
即ち、前記「特許文献１」においては、複数個の単電池（非水電解液二次電池）を積層した積層体を含む組電池であって、前記積層体の積層方向に加わる締結荷重を変える締結荷重可変手段と、前記積層体の内部抵抗値を検出する検出手段と、前記検出した内部抵抗値、及び予め格納される制御マップに基づいて、前記締付荷重可変手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする組電池についての技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８８１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記「特許文献１」によって示される技術によれば、積層体に加えられる締付荷重は、検出された内部抵抗値に見合った適切な値にフレキシブルに可変させることが可能となり、「液枯れ現象」が効果的に抑制され、効率のよい高電池容量の非水電解液二次電池を実現することも可能であると思われる。
しかし、電池内部の抵抗値を上昇させる要因としては、様々なものが存在するところ、前記「特許文献１」においては、制御手段に格納される制御マップの内容等が具体的に示されておらず、各々の要因に対して適切な制御となっているか疑問が残る。
また、電池内部の抵抗値が上昇する要因の一つとして、電極体内の電解液の「液枯れ現象」が知られているが、前記「特許文献１」における制御マップの内容は、前記「液枯れ現象」に起因する、電池内部の抵抗値の上昇についての対応とはなっていない。
【０００５】
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであって、積層された複数の非水電解液二次電池と、該非水電解液二次電池を積層方向に挟持しつつ、該積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段と、前記非水電解液二次電池及び前記圧力付加手段の運転を制御する制御装置と、を備える非水電解液二次電池システムであって、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することが可能な非水電解液二次電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、積層された複数の非水電解液二次電池と、該非水電解液二次電池を積層方向に挟持しつつ、前記非水電解液二次電池に対して前記積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段と、前記非水電解液二次電池及び前記圧力付加手段の運転を制御する制御装置と、を備える非水電解液二次電池システムであって、前記制御装置には、前記非水電解液二次電池の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが予め記憶されるとともに、前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定する電流値測定手段及び電圧値測定手段が、各々電気的に接続され、前記制御装置は、前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉａと、前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖａとに基づいて、抵抗値Ｒａを算出し、該抵抗値Ｒａが前記理論抵抗値Ｒ以上となる場合、前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させるものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１に記載の非水電解液二次電池システムであって、前記制御装置は、前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させた後、再び前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定するとともに、前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉｂと、前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖｂとに基づいて、抵抗値Ｒｂを算出し、該抵抗値Ｒｂが前記理論抵抗値Ｒ未満とならない場合、前記非水電解液二次電池の出力を停止させるものである。
【０００９】
請求項３においては、請求項１または請求項２に記載の非水電解液二次電池システムであって、前記非水電解液二次電池の電気容量は４．５Ｖ以上であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る非水電解液二次電池システムの全体的な構成を示した側面図。
【図２】非水電解液二次電池システムの制御方法を示したフローチャート。
【図３】検証実験に用いられる第一実験装置の全体的な構成を示した分解立体図。
【図４】同じく検証実験に用いられる第二実験装置の全体的な構成を示した分解立体図。
【図５】同じく検証実験において、サンプルである非水電解液二次電池の電池容量に関する回復処置前後における、サイクル数と電池容量比との関係をドットによって示した関係図。
【図６】同じく検証実験において、サンプルである非水電解液二次電池の電池容量に関する回復処置前後における、電流値と電圧変化値との関係をドットによって示した関係図。
【図７】同じく検証実験において、サンプルである非水電解液二次電池の電池容量に関する回復処置前後における電池容量比を、各試験材料別に示した図であって、（ａ）は第一実験装置による両者の関係をドットによって示した関係図、（ｂ）は第二実験装置による両者の関係をドットによって示した関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
［非水電解液二次電池システム１の全体構成］
先ず、本実施例における非水電解液二次電池システム１の全体構成について図１を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１における矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。また、図１においては、図面上の上下方向を非水電解液二次電池システム１の上下方向と規定して記述する。
【００１４】
非水電解液二次電池システム１は、例えば電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両において、駆動電源システムとして当該車両に搭載されるものである。
非水電解液二次電池システム１は、主に電池本体２や圧力付加手段３や制御装置４などによって構成される。
【００１５】
電池本体２は、非水電解液二次電池システム１における電源機能を発現するために備えられるものである。
電池本体２は、積層配置される複数の単電池２１・２１・・・やエンドプレート２２などによって構成される。
【００１６】
単電池２１は、電池本体２の蓄電素子として備えられるものである。
単電池２１は、例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池であって、略矩形状の平板形状に構成される。
【００１７】
より具体的には、単電池２１は、正極活物質としてｘＬｉ２ＭｎＯ３と（１−ｘ）Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２との固溶体（但し、ｘ＝０．２〜０．７）を有した正極合材を備えて構成される。また、前記正極活物質は、２００〜３００［ｍＡｈ／ｇ］の容量、および２．０〜５．０［ｍ２／ｇ］の比表面積を有しており、単電池２１は、およそ４．５Ｖ級以上の高電池容量を有した非水電解液二次電池として構成される。
なお、正極活物質は、ＬｉＦｅＰＯ４やＬｉＭｎＰＯ４などによって構成することも可能であるが、単電池２１の寿命や入出力の観点から言えば、前述のｘＬｉ２ＭｎＯ３と（１−ｘ）Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２との固溶体によって形成するのが望ましい。
【００１８】
一方、単電池２１は、負極活物質として、比較的安定したＬｉイオンの挿入・脱離が可能であるグラファイトを用いた負極合材を有する。
【００１９】
このような構成からなる単電池２１・２１・・・は、非水電解液二次電池システム１が搭載される車両の要求性能に応じて所定の個数分備えられ、一方向（本実施例においては前後方向）に向かって積層される。
【００２０】
各単電池２１の一側部には、複数（本実施例においては２個）の端子２１ａ・２１ａが突設される。
そして、隣り合う単電池２１・２１間において、各々の端子２１ａ・２１ａが高圧ケーブル２１ｂによって連結されることにより、積層される複数の単電池２１・２１・・・（以下、適宜「組電池２１Ａ」と記載する）は、互いに電気的に接続される。
またその一方で、組電池２１Ａは、端子２１ａを介して、既知のＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、高圧ケーブ２１ｃによって電気的に接続されており、前記組電池２１Ａに入出力される電流は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を通じて行われるようになっている。
【００２１】
なお、本実施例における組電池２１Ａは、車両の駆動電源として設けられることから、通常４．５Ｖ級以上の高電池容量からなる単電池２１（非水電解液二次電池）によって構成される。
ここで、このような高電池容量からなる単電池２１においては、正極活物質として比較的活性の低い（即ち、化学反応の鈍い）物質が選択されるところ、前記単電池２１による電力の入出力量を確保するためには、正極活物質の比表面積に関して、十分な広さを確保する必要がある。
一方、単電池２１全体の特性からすれば、正極活物質の比表面積が増大すればするほど「液枯れ現象」が発生しやすくなる。
【００２２】
なお、前記「液枯れ現象」とは、非水電解液二次電池が充電・放電を繰返すたびに、電極の膨張・収縮が繰返され、該電極内部における非水電解液の分布に偏りが生じて、電池容量が劣化する現象をいう。
【００２３】
そこで、本実施例における非水電解液二次電池システム１においては、後述する制御方法に従って、組電池２１Ａ（より具体的には、単電池２１）に関する電力の入出力動作を制御することで、正極活物質の比表面積について十分な広さを確保しつつ、たとえ「液枯れ現象」が発生したとしても、電池容量の劣化を極力抑え、効率の良い組電池２１Ａを実現することを可能としているのである。
【００２４】
エンドプレート２２は、後述する圧力付加手段３とともに、組電池２１Ａの積層姿勢（より具体的には、単電池２１・２１・・・の配置位置。以下同じ。）を保持するためのものである。
エンドプレート２２・２２は、略矩形状の平板形状に形成され、一組の組電池２１Ａに対して二枚備えられる。
【００２５】
そして、各エンドプレート２２は、組電池２１Ａの前後方向（単電池２１・２１・・・の積層方向。以下同じ。）の両端面側（組電池２１Ａの最前面側、及び最後面側）において、前記組電池２１Ａを挟持するようにして各々積層配置される。また、何れか一方（或いは両方）のエンドプレート２２は、圧力付加手段３によって、他方のエンドプレート２２に対して相対的に近接する方向に向かって可動される。
これにより、組電池２１Ａには、エンドプレート２２・２２を介して、積層方向の圧縮力（以下、「拘束圧力」と記載する）が加えられることとなり、組電池２１Ａの積層姿勢が堅固に保持されるのである。
【００２６】
次に、圧力付加手段３について説明する。
圧力付加手段３は、エンドプレート２２を可動させることによって、電池本体２（より具体的には、組電池２１Ａ）に拘束圧力を加えるためのものである。
圧力付加手段３は、例えば、拘束バー３１や駆動モータ３２などによって構成される。
【００２７】
拘束バー３１は、二枚のエンドプレート２２・２２を連結するとともに、一方（本実施例においては、後方。以下同じ。）のエンドプレート２２を、他方（本実施例においては、前方。以下同じ）のエンドプレート２２に向かって可動させる際、可動方向を規制しつつ、前記一方のエンドプレート２２に動力を伝達するためのものである。
拘束バー３１・３１・・・は、例えば既知のボールネジなどによって構成され、一組の組電池２１Ａに対して複数本（図１においては、側面図であるため二本のみ記載）備えられる。また、各拘束バー３１は、単電池２１・２１・・・の積層方向に延出するようにして配置され、一方の端部（本実施例においては、前端部）において、前記他方のエンドプレート２２に軸支されるとともに、他方の端部（本実施例においては、後端部）において、後述する駆動モータ３２の出力軸と連結される。
【００２８】
そして、これら複数本の拘束バー３１・３１・・・の中途部には、前記一方のエンドプレート２２が、移動ナット３４・３４・・・を介して貫設されており、各々の拘束バー３１・３１・・・が、駆動モータ３２・３２・・・によって、軸心を中心にして回転されることで、前記一方のエンドプレート２２は、前方、或いは後方に可動される。
【００２９】
駆動モータ３２は、前述したように、拘束バー３１を回転させる際の動力源として備えられるものであって、それぞれの拘束バー３１ごとに設けられる。
なお、本実施例における構成は一例を示すものであって、例えば、複数本の拘束バー３１・３１・・・に対して一基の駆動モータ３２を設け、これらの拘束バー３１・３１・・・、及び駆動モータ３２を、駆動ベルトなどによって連結するような構成であってもよい。
【００３０】
駆動モータ３２には、ドライバ３３が電気的に接続されている。
前記ドライバ３３は、駆動モータ３２に出力信号を送信するためのものであり、該出力信号に応じて、駆動モータ３２の駆動が実行される。
【００３１】
以上に示した構成からなる圧力付加手段３によって、前記一方のエンドプレート２２を、前記他方のエンドプレート２２に対して近接する方向に可動させることで、組電池２１Ａには、拘束圧力が増圧される。また、圧力付加手段３によって、前記一方のエンドプレート２２を、前記他方のエンドプレート２２に対して離間する方向に可動させることで、組電池２１Ａに加えられた拘束圧力が減圧されるのである。
【００３２】
なお、本実施例における圧力付加手段３の構成は一例を示すものであって、組電池２１Ａに拘束圧力を増圧することが可能であり、且つ該拘束圧力を必要に応じて減圧することが可能であるような構成であれば特に限定されない。
例えば、組電池２１Ａとエンドプレート２２との間に袋部材を配設するとともに、該袋部材の内部に圧縮空気を供給し、或いは該袋部材の内部より圧縮空気を排出することによって、組電池２１Ａに加えられる拘束圧力を増圧、或いは減圧させるような構成としてもよい。
【００３３】
次に、制御装置４について説明する。
制御装置４は、記憶部や演算部を備えた、非水電解液二次電池システム１全体の運転を制御するための装置である。
制御装置４には、電池本体２に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ２３や、圧力付加手段３に設けられる複数のドライバ３３・３３・・・や、車両に搭載されるモニター（図示せず）などが、出力手段として電気的に接続される一方、単電池２１の電流値、及び電圧値を検出する電流センサー４１、及び電圧センサー４２などが、入力手段として電気的に接続されている。
【００３４】
そして、制御装置４は、電流センサー４１、及び電圧センサー４２によって検出された電流値、及び電圧値に基づいて、これらのＤＣ／ＤＣコンバータ２３やドライバ３３・３３・・・に関する動作を各々制御することで、非水電解液二次電池システム１全体の運転の制御を行うように構成されているのである。
【００３５】
なお、本実施例においては、複数の単電池２１・２１・・・の中から代表となる一つの単電池２１（より具体的には、組電池２１Ａの最前面側に位置する単電池２１）を選択し、この単電池２１に対して、電流センサー４１、及び電圧センサー４２を電気的に接続し、電流値、及び電圧値を測定することとしている。
しかし、これに限定されることはなく、例えば、全ての単電池２１・２１・・・に各々電流センサー４１・４１・・・、及び電圧センサー４２・４２・・・を電気的に接続し、それぞれの電流値、及び電圧値を測定することとしてもよい。
【００３６】
［非水電解液二次電池システム１の制御方法］
次に、非水電解液二次電池システム１の制御方法について、図２を用いて説明する。
先ず始めに、非水電解液二次電池システム１に備えられる電池本体２において、組電池２１Ａには、予め定められた所定の拘束圧力（以下、「初期拘束圧力」と記載する）が、圧力付加手段３によって加えられつつ保持されている。
【００３７】
ここで、本実施例における非水電解液二次電池システム１は、前述したように、駆動電源システムとして電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両に搭載されており、当該車両に走行指令が与えられると（ステップＳ１０１）、制御装置４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に出力信号を送信する。
そして、前記出力信号を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、組電池２１Ａより電流の放電を開始する。
【００３８】
放電が開始された電流の値（電流値）は、その後、予め定められた所定の電流値に向かって徐々に高められる。
一方、制御装置４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３への出力信号の送信後、所定時間の経過を経て、電流センサー４１、及び電圧センサー４２に電気信号を送信する。
そして、前記電気信号を受信した電流センサー４１、及び電圧センサー４２は、現時点における組電池２１Ａの電流値（Ｉａ）、及び電圧値（Ｖａ）を検出して電気信号に変換し、その後、該電気信号を制御装置４に送信する。
【００３９】
電気信号に変換された電流値（Ｉａ）、及び電圧値（Ｖａ）を受信した制御装置４は、予め記憶部に格納されているプログラムを演算部に呼び出し、該演算部において、これらの電流値（Ｉａ）、及び電圧値（Ｖａ）に基づき抵抗値（Ｒａ）を算出する（ステップＳ１０２）。
ここで、前記記憶部には、閾値としての理論抵抗値（Ｒ）が予め記憶されており、前記プログラムとともに、該理論抵抗値（Ｒ）も同時に演算部に呼び出される。
そして、算出された抵抗値（Ｒａ）は、理論抵抗値（Ｒ）と比較演算され、抵抗値（Ｒａ）が理論抵抗値（Ｒ）以上であるかどうかが判断される（ステップＳ１０３）。
【００４０】
なお、理論抵抗値（Ｒ）については、「液枯れ現象」を発生し得る組電池２１Ａの抵抗値として、例えば検証実験などによって経験上導き出される最も低い値の抵抗値が設定される。
【００４１】
そして、演算部による比較演算の結果、抵抗値（Ｒａ）が理論抵抗値（Ｒ）未満であれば（Ｒａ＜Ｒ）、前記ステップＳ１０１に戻され、車両への走行指令は続行される。
一方、抵抗値（Ｒａ）が理論抵抗値（Ｒ）以上であれば（Ｒａ≧Ｒ）、制御装置４は、各ドライバ３３に出力信号を送信することとなり、後述するステップＳ１０４へと進められる。
【００４２】
前記出力信号を受信した各ドライバ３３は、駆動モータ３２を駆動させ、一方のエンドプレート２２（図１における後方のエンドプレート２２）を、他方のエンドプレート２２（図１における前方のエンドプレート２２）に対して離間する方向に可動させる。
その後、前記一方のエンドプレート２２の移動距離が、所定の値に到達すると、各ドライバ３３は、駆動モータ３２の駆動を停止するとともに、制御装置４に電気信号を送信する。
【００４３】
このように、前記一方のエンドプレート２２を可動させることによって、組電池２１Ａに加えられていた初期拘束圧力は減圧される（ステップＳ１０４）。
なお、この際の初期拘束圧力の減圧量については、該初期拘束圧力が完全に開放される（即ち、減圧後の拘束圧力が０となる）必要はなく、減圧後の拘束圧力が、初期拘束圧力の１／４程度となるような値に設定される。
また、本ステップ（ステップＳ１０４）によって、初期拘束圧力が一旦減圧された後は、その後、再び回復させる必要もなく、減圧後の拘束圧力を維持することとなる。
【００４４】
各ドライバ３３からの電気信号を受信した制御装置４は、所定時間の経過を経て（或いは、前記電気信号の受信直後）、再び電流センサー４１、及び電圧センサー４２に電気信号を送信する。
そして、前記電気信号を受信した電流センサー４１、及び電圧センサー４２は、初期拘束圧力の減圧後における組電池２１Ａの電流値（Ｉｂ）、及び電圧値（Ｖｂ）を検出して電気信号に変換し、その後、該電気信号を制御装置４に送信する。
【００４５】
電気信号に変換された電流値（Ｉｂ）、及び電圧値（Ｖｂ）を受信した制御装置４は、再び演算部において、これらの電流値（Ｉｂ）、及び電圧値（Ｖｂ）に基づき抵抗値（Ｒｂ）を算出する（ステップＳ１０５）。
その後、算出された抵抗値（Ｒｂ）は、前記ステップＳ１０２によって算出された抵抗値（Ｒａ）と比較演算され、抵抗値（Ｒｂ）が抵抗値（Ｒａ）と比べて変化しているかどうかが判断される（ステップＳ１０６）。
【００４６】
そして、演算部による比較演算の結果、抵抗値（Ｒｂ）が抵抗値（Ｒａ）と比べて変化していなければ（Ｒｂ＝Ｒａ）、後述するステップＳ１０８へと進められることとなる。
一方、抵抗値（Ｒｂ）が抵抗値（Ｒａ）と比べて変化していれば（Ｒｂ≠Ｒａ）、引き続きステップＳ１０７へと進められる。
【００４７】
ステップＳ１０７においては、算出された抵抗値（Ｒｂ）と、理論抵抗値（Ｒ）との比較演算が演算部によって実行され、抵抗値（Ｒｂ）が理論抵抗値（Ｒ）以上であるかどうかが判断される（ステップＳ１０７）。
【００４８】
そして、演算部による比較演算の結果、抵抗値（Ｒｂ）が理論抵抗値（Ｒ）未満であれば（Ｒａ＜Ｒ）、前記ステップＳ１０１に戻され、車両への走行指令は続行される。
一方、抵抗値（Ｒｂ）が、初期拘束圧力の減圧後においても依然として理論抵抗値（Ｒ）以上であれば（Ｒａ≧Ｒ）、制御装置４は、車両に搭載されるモニターに出力信号を送信することとなり、前記出力信号を受信したモニターは、該モニターに設けられる警告灯を点灯させる（ステップＳ１０８）。
【００４９】
そして、警告灯の点灯後、車両に与えられた走行指令は解除され、非水電解液二次電池システム１の制御方法を示すステップは終了するのである。
【００５０】
［検証実験］
次に、本実施例における非水電解液二次電池システム１の有効性を確認するために、本発明者が行った検証実験について、図３乃至図７を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図３及び図４における矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。また、図３及び図４においては、図面上の上下方向を第一実験装置１０１、或いは第二実験装置２０１の上下方向と規定して記述する。
【００５１】
先ず始めに、本検証実験において、サンプルとして用意された非水電解液二次電池５０の構成について説明する。
非水電解液二次電池５０は、図３（或いは図４）に示すように、一組の正極板５１及び負極板５２や、これら正極板５１及び負極板５２を被包するラミネートフィルム５３・５３などからなる、積層ラミネート型リチウムイオン二次電池として構成される。
また、非水電解液二次電池５０は、正極板５１に塗工される正極合材５１ａの成分内容の違いによって、七種類に分類される。
【００５２】
より具体的には、正極合材５１ａは、表１のＮｏ．１〜７によって示される各々の正極活物質に対して、導電剤であるＡＢ（アセチレンブラック）や、結着剤であるＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）を、所定の重量比（正極材料：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝８５：５：１０）で混合し、分散溶媒であるＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）を加えて混練することによりペースト状に構成される。
そして、このようなペースト状の正極合材５１ａが、シート状のアルミ箔５１ｂの表面に塗工され、その後、ロールプレスによる圧延処理が施されることによって、正極板５１は構成される。
【００５３】
【表１】
【００５４】
なお、本検証実験において、これらの正極活物質や導電剤や結着剤と、分散溶媒との混練作業については、滴下される分散溶媒の重量が、正極活物質と導電剤との重量和の、およそ５０％に到達した時点で完了することとした。
【００５５】
一方、負極板５２に塗工される負極合材５２ａは、正極合材５１ａの異なる成分内容に関わらず、全て共通の成分内容となっており、天然黒鉛系の炭素材料からなる負極活物質や、結着剤であるＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合体）や、増粘剤であるＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）を、所定の重量比（炭素材料：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９５：２．５：２．５）で混合し、蒸留水を加えてペースト状にすることによって構成される。
そして、このようなペースト状の負極合材５２ａが、シート状の銅箔５２ｂの表面に塗工され、その後、ロールプレスによる圧延処理が施されることによって、負極板５２は構成される。
【００５６】
なお、本検証実験においては、負極合材５２ａの塗工量が、正極合材５１ａの塗工量に対して所定の理論容量比（正極合材５１ａ：負極合材５２ａ＝１：１．５）となるように調製することとした。
【００５７】
こうして形成された、一組の正極板５１及び負極板５２を、互いの塗工面（より具体的には、正極合材５１ａ、或いは負極合材５２ａの塗工面。）が向き合うようにして水平状に配置しつつ、図示せぬシート状のセパレータを間に挟んで上下方向に積層する。
そして、積層された一組の正極板５１及び負極板５２を、二枚のラミネートフィルム５３・５３によって完全に被包することによって、サンプルとなる非水電解液二次電池５０を製作した。
【００５８】
なお、本検証実験における非水電解液二次電池５０の電池容量については、正極合材５１ａの理論容量に基づき、６０［ｍＡ］に設定することとした。
【００５９】
次に、本検証実験において用意された第一実験装置１０１の構成について、図３を用いて説明する。
第一実験装置１０１は、主にサンプルとしての非水電解液二次電池５０に拘束圧力を加える拘束板１０２や、該非水電解液二次電池５０の充放電に関する運転を制御する充放電装置１０３などによって構成される。
【００６０】
拘束板１０２は、アルミ製の矩形板状部材によって形成されるとともに、非水電解液二次電池５０の正極合材５１ａ、或いは負極合材５２ａの塗工面に比べて、十分広い表面積を有している。
また、拘束板１０２の四隅には、貫通孔１０２ａ・１０２ａ・・・が各々穿孔されており、該貫通孔１０２ａ・１０２ａ・・・を介して、複数のボルト１０４・１０４・・・が、拘束板１０２に貫通可能となっている。
【００６１】
そして、このような形状からなる二枚の拘束板１０２・１０２は、非水電解液二次電池５０の積層方向（上下方向）の両端面側（上側のラミネートフィルム５３の上面側、及び下側のラミネートフィルム５３の下面側）において、前記非水電解液二次電池５０を挟持するようにして各々積層配置される。
また、これら二枚の拘束板１０２・１０２は、貫通孔１０２ａ・１０２ａ・・・を介して、ボルト１０４・１０４・・・、及びナット１０５・１０５・・・によって、互いに連結される。
【００６２】
このような構成を有することで、非水電解液二次電池５０には、これら二枚の拘束板１０２・１０２によって拘束圧力が加えられることとなり、例えば、各ボルト１０４がナット１０５に対して深く捩じ込まれるに従って、前記拘束圧力は増圧される一方、各ボルト１０４がナット１０５に対して浅く緩められるに従って、前記拘束圧力は減圧されるようになっている。
【００６３】
なお、本検証実験においては、実験開始直後の非水電解液二次電池５０に加えられる初期拘束圧力として、２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極合材５１ａの塗工面に発生するように、図示せぬロードセルによって確認しつつ、各ボルト１０４の捩じ込み量を調整することとした。
【００６４】
充放電装置１０３は、入力手段としての各種操作スイッチ（図示せず）や、出力手段としてのモニター（図示せず）などを備え、非水電解液二次電池５０の正極版５１、及び負極板５２と、高圧ケーブル１０３ａ・１０３ａを介して電気的に接続されている。
そして、充放電装置１０３は、後述する実験手順に従って操作され、非水電解液二次電池５０の充放電を行うとともに、各種実験結果を収集するようになっている。
【００６５】
次に、本検証実験において用意された第二実験装置２０１の構成について、図４を用いて説明する。
第二実験装置２０１は、主な構成を前述した第一実験装置１０１と同じくし、拘束板２０２の構成に関して相違点を有する。
なお、以下の説明においては、主に第一実験装置１０１との相違点について記述し、該第一実験装置１０１と同等な構成については、説明を省略する。
【００６６】
拘束板２０２は、ある程度の厚みを有したアルミ製の矩形板状部材によって形成されるとともに、その中央部には、非水電解液二次電池５０の正極活物質５１ａ、或いは負極活物質５２ａの塗工面と同形状の切欠部２０２ｂが形成される。
【００６７】
そして、このような形状からなる二枚の拘束板２０２・２０２は、非水電解液二次電池５０の積層方向（上下方向）の両端面側（上側のラミネートフィルム５３の上面側、及び下側のラミネートフィルム５３の下面側）において、前記非水電解液二次電池５０を挟持するようにして各々積層配置される。
また、これら二枚の拘束板２０２・２０２は、貫通孔２０２ａ・２０２ａ・・・を介して、ボルト２０４・２０４・・・、及びナット２０５・２０５・・・によって、互いに連結される。
さらに、各拘束板２０２の切欠部２０２ｂには袋部材２０６が内装されるとともに、該切欠部２０２ｂの非水電解液二次電池５０側との対向側は、閉塞板２０７によって閉塞される。
【００６８】
なお、前記袋部材２０６には、配管部材などを介して、図示せぬ電磁制御弁やコンプレッサーなどが連結されるとともに、該電磁制御弁は、充放電装置２０３と電気的に接続されている。
そして、充放電装置２０３による電磁制御弁の操作によって、コンプレッサーより吐出された圧縮空気が、袋部材２０６内に充填され、或いは該袋部材２０６内の圧縮空気が、大気中に放出され、該袋部材２０６は、膨張、或いは収縮するようになっている。
【００６９】
このような構成を有することで、非水電解液二次電池５０は、これら二枚の拘束板２０２・２０２、及び袋部材２０６・２０６によって拘束圧力を加えられることとなり、例えば、前記袋部材２０６・２０６が膨張するに従って、前記拘束圧力は増圧される一方、前記袋部材２０６・２０６が収縮するに従って、前記拘束圧力は減圧されるようになっている。
【００７０】
なお、本検証実験においては、実験開始直後の非水電解液二次電池５０に加えられる拘束圧力として、先ず、５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極合材５１ａの塗工面に発生するように各ボルト１０４の捩じ込み量を調整し、その後、最終的に２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極合材５１ａの塗工面に発生するように、各袋部材２０６に充填される圧縮空気の量を調整することとした。
また、この際、各袋部材２０６に充填される圧縮空気の量は、感圧紙などを用いて事前に確認実験を行ったうえで設定することとした。
【００７１】
次に、本検証実験の実験手順について説明する。
先ず初めに、サンプルとなる非水電解液二次電池５０・５０を、第一実験装置１０１、及び第二実験装置２０１にそれぞれセットし、前述した初期拘束圧力（２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）をもって、前記非水電解液二次電池５０・５０をそれぞれ拘束した。
【００７２】
その後、「耐久試験１」として、各々の非水電解液二次電池５０・５０に対して、前記初期拘束圧力を維持しつつ、定電流充電、及び定電流放電からなる１［サイクル］の電気的動作を、１００［サイクル］繰返し実行した。
そして、前記電気的動作の５０［サイクル］目、及び１００［サイクル］目の定電流放電の終了直後において、各非水電解液二次電池５０に対して、０．０６［Ａ］、０．１２［Ａ］、０．１８［Ａ］、０．２４［Ａ］からなる放電電流を各々１０秒間ずつ印加し、この際の各電圧値をそれぞれ測定した。
なお、前述した各サイクルにおける電気動作において、各非水電解液二次電池５０に充電され、或いは放電される電流は、１．２［Ａ］からなる定格電流とした。また、充電時における電圧の上限値は４．６５［Ｖ］とし、放電時における電圧の下限値は３．００［Ｖ］とした。
【００７３】
次に、「容量回復処置」として、前記「耐久試験１」の終了後、第一実験装置１０１、及び第二実験装置２０１において、各々の非水電解液二次電池５０・５０に加えられた初期拘束圧力を一旦開放した。
ここで、第一実験装置１０１においては、各ボルト１０４及びナット１０５を一旦完全に緩めて初期拘束圧力を完全に開放し、その後、再び２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極活物質５１ａの塗工面に発生するように、各ボルト１０４及びナット１０５を調整した。
一方、第二実験装置２０１においては、各袋部材２０６内より圧縮空気を完全に放出させて初期拘束圧力を開放し、その後、再び各袋部材２０６内に圧縮空気を充填させることなく、各ボルト２０４及びナット２０５による５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を維持した。
【００７４】
そして最後に、「耐久試験２」として、前記「容量回復処置」の終了後、第一実験装置１０１、及び第二実験装置２０１において、前記電気的動作を１［サイクル］のみ実行し（即ち、前記「耐久試験１」から通算して１０１［サイクル］目を実行し）、その後、再び各非水電解液二次電池５０に対して、０．０６［Ａ］、０．１２［Ａ］、０．１８［Ａ］、０．２４［Ａ］からなる放電電流を各々１０秒間ずつ印加し、この際の各電圧値をそれぞれ測定した。また、各電圧値の測定後、非水電解液二次電池５０の電気容量について、該非水電解液二次電池５０の種類ごとに測定した。
なお、この際の１［サイクル］における電気動作についても、各非水電解液二次電池５０に充電され、或いは放電される電流は、１．２［Ａ］からなる定格電流とした。また、充電時における電圧の上限値は４．６５［Ｖ］とし、放電時における電圧の下限値は３．００［Ｖ］とした。
【００７５】
次に、本検証実験における実験結果について説明する。
先ず始めに、定電流充電、及び定電流放電を繰返すことによる、非水電解液二次電池５０の電池容量の変化について、図５を用いて説明する。
なお、本図における関係図は、代表的に、前述した表４のＮｏ．２に示される正極材料を有した非水電解液二次電池５０を、サンプルとして選択したものである。
【００７６】
図５は、縦軸に電池容量比（単位［％］）を表し、横軸にサイクル数（単位［サイクル］）を表すこととして、これら両者の関係をドットによって表した関係図である。
ここで、前記「電池容量比」は、前記「耐久試験１」の実行直前における非水電解液二次電池５０の電池容量を１００［％］として換算した、各サイクル数における非水電解液二次電池５０の電池容量比を示したものである。
また、前記「サイクル数」は、前記「耐久試験１」、及び前記「耐久試験２」を通して、連続的に実行される定電流充電、及び定電流放電を１［サイクル］として加算した累積和を示すものである。
【００７７】
本図に示すように、非水電解液二次電池５０の電池容量比は、サイクル数が加算されるに従って急激に減少することとなり、例えば、前記「耐久試験１」において、５０［サイクル］の終了直後の電池容量比は、略２５［％］程度にまで減少し（図５における、Ａ点を参照）、また１００［サイクル］の終了直後の電池容量比に至っては、略５［％］程度にまで減少する（図５における、Ｂ点を参照）ことがわかる。
【００７８】
一方、前記「容量回復処置」の実行直後においては、非水電解液二次電池５０の電池容量比は回復されることとなり、例えば、前記「耐久試験２」の開始直後において、１０１［サイクル］目の電池容量比は、略５０［％］以上回復されている（図５における、Ｃ点を参照）ことがわかる。
【００７９】
次に、前記「耐久試験１」、及び前記「耐久試験２」において測定された、各放電電流に対する電圧値の変化について、図６を用いて説明する。
なお、本図における関係図は、代表的に、前述した表４のＮｏ．２に示される正極材料を有した非水電解液二次電池５０をサンプルとして選択したものである。
【００８０】
図６は、非水電解液二次電池５０に印加される各放電電流の電流値と、該放電電流によって非水電解液二次電池５０に発生した電圧値との関係において、縦軸に電圧値（単位［Ｖ］）を表し、横軸に電流値（単位［Ａ］）を表すこととして、これら両者の関係をドットによって表した関係図である。
なお、本図における「白抜き菱形形状」のドット（図６における「Ａ点での抵抗値」を参照）は、前記「耐久試験１」における、５０［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された、各放電電流の電流値に対する電圧値を示したものであり、また「黒塗り正方形状」のドット（図６における「Ｂ点での抵抗値」を参照）は、前記「耐久試験１」における、１００［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された各放電電流の電流値に対する電圧値を示したものである。
また、本図における「白抜き正方形状」のドット（図６における「電池容量の回復措置後の抵抗値」を参照）は、前記「耐久試験２」における、１０１［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された、各放電電流の電流値に対する電圧値を示したものである。
さらに、本図における一次曲線Ｌは、非水電解液二次電池５０に「液枯れ現象」が発生し得る電流値と電圧値との関係、即ち理論抵抗値（Ｒ）を示したものである。
【００８１】
本図に示すように、５０［サイクル］目の電気的動作の終了後においては、放電電流の電流値が増加するごとに、電圧値は増加するものの、これら電流値及び電圧値によって求められる抵抗値は、一次曲線Ｌによって示される理論抵抗値（Ｒ）を超えることはなく、非水電解液二次電池５０に「液枯れ現象」が発生することはない。
しかし、１００［サイクル］目の電気的動作の終了後においては、放電電流の電流値が増加するごとに、電圧値は増加し、これら電流値及び電圧値によって求められる抵抗値は、該電流値が０．１８［Ａ］となった時点で、一次曲線Ｌによって示される理論抵抗値（Ｒ）を超えることとなり、非水電解液二次電池５０に「液枯れ現象」が発生することとなる。
【００８２】
一方、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放後に行われる、１０１［サイクル］目の電気的動作の終了後においては、放電電流の電流値が増加するごとに、電圧値は増加するものの、これら電流値及び電圧値によって求められる抵抗値は、一次曲線Ｌによって示される理論抵抗値（Ｒ）を超えることがないばかりか、５０［サイクル］目の電気的動作の終了後における抵抗値に比べても低い値を示している。
このようなことから、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放によって、非水電解液二次電池５０における抵抗値は、大幅に改善されることが分かる。
【００８３】
次に、前記「耐久試験２」において測定された、非水電解液二次電池５０の種類別における電池容量の相異について、図７（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００８４】
図７（ａ）（ｂ）は、縦軸に電池容量比（単位［％］）を表すこととして、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放によって回復された非水電解液二次電池５０の電池容量を、前述した表１のＮｏ．１〜７に基づいて、前記非水電解液二次電池５０の種類ごとに、ドットによって表した関係図である。
【００８５】
なお、図７（ａ）は、第一実験装置１０１（図３を参照）によって前記「容量回復処置」を行った場合の、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものであり、また図７（ｂ）は、第二実験装置２０１（図４を参照）によって前記「容量回復処置」を行った場合の、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものである。
より具体的には、図７（ａ）は、前述したように、初期拘束圧力（２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）の開放後、再び２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を加えた場合の、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものであり、また図７（ｂ）は、前述したように、５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を残しつつ初期拘束圧力（２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）を開放し、その後、前記５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を維持した場合の非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものである。
【００８６】
また、前記「電池容量比」は、前記「耐久試験１」の実行直前における非水電解液二次電池５０の電池容量を１００［％］として換算した、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものである。
さらに、図７（ａ）（ｂ）における「白抜き正方形状」のドットは、前記「耐久試験２」における、１０１［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された、非水電解液二次電池５０の電池容量比を示したものであり、また「黒塗り正方形状」のドットは、前記「耐久試験１」における、１００［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された非水電解液二次電池５０の電池容量比を示したものである。
【００８７】
図７（ａ）（ｂ）に示されるように、両者の関係図によって表される、非水電解液二次電池５０の電池容量比の傾向は、略同程度の結果となることから、非水電解液二次電池５０に加えられた初期拘束圧力が一旦開放されれば、その後、再び該初期拘束圧力と同等の拘束圧力（本検証実験においては、２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）を復帰させるかどうかに関わらず、前記非水電解液二次電池５０の電池容量は、確実に回復されることがわかる。
【００８８】
また、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放を行えば、非水電解液二次電池５０の電池容量は回復されるが、中でも、前述した表１のＮｏ．２、３、５、６によって示される正極活物質を有した非水電解液二次電池５０に関して、電池容量の回復効果が大きいことが分かる。
より具体的には、ｘＬｉ２ＭｎＯ３と（１−ｘ）Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２との固溶体（但し、ｘ＝０．３、またはｘ＝０．５）であり、且つ比表面積が２．０〜４．０［ｍ２／ｇ］である正極活物質を有した非水電解液二次電池５０に関して、電池容量の回復効果が大きいことが分かる。
【００８９】
以上のように、本実施例における非水電解液二次電池システム１は、積層された複数の非水電解液二次電池（単電池２１・２１・・・）と、単電池２１・２１・・・を積層方向に挟持しつつ、前記単電池２１・２１・・・に対して前記積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段３と、前記単電池２１・２１・・・及び前記圧力付加手段３の運転を制御する制御装置４と、を備える非水電解液二次電池システム１であって、前記制御装置４には、各単電池２１の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが予め記憶されるとともに、前記各単電池２１の電流値及び電圧値を測定する電流センサー（電流値測定手段）４１及び電圧センサー（電圧値測定手段）４２が、各々電気的に接続され、前記制御装置４は、前記電流センサー（電流値測定手段）４１によって測定された電流値Ｉａと、前記電圧センサー（電圧値測定手段）４２によって測定された電圧値Ｖａとに基づいて、抵抗値Ｒａを算出し、該抵抗値Ｒａが前記理論抵抗値Ｒ以上となる場合、前記圧力付加手段３による拘束圧力を減圧させることとしている。
【００９０】
このような構成を有することで、本実施例における非水電解液二次電池システム１によれば、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができる。
【００９１】
即ち、例えば従来の非水電解液二次電池システムにおいては、拘束圧力が加えられる非水電解液二次電池に対して、電極板が内装される電池ケース内部の圧力を、圧力検出器によって常に監視し、検出された圧力が、「液枯れ現象」を示す圧力を超えれば、前記拘束圧力を開放して、該「液枯れ現象」による電池容量の劣化を防ぐような制御を行っていた。
しかし、電池ケース内部の圧力変化は、該電池ケース内の状態の変化に対してリアルタイムに発現されるものではなく、幾らかの時間の遅れをもって発現される。また、非水電解液二次電池が車両に搭載されることとなれば、該車両の走行時に発生する振動の影響などによっても、電池ケース内部の圧力変化は変化することもある。
このようなことから、従来の非水電解液二次電池システムでは、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができるととはいえなかった。
【００９２】
これに対して、本実施例における非水電解液二次電池システム１によれば、電池ケース内部の圧力変化などのような、不確かな情報に基づくのではなく、単電池２１の電流値Ｉａ、及び電圧値Ｖａより算出される確実な情報（抵抗値Ｒ）に基づいて、単電池２１に加えられる拘束圧力を減圧するため、該単電池２１に備えられる正極合材５１ａ、及び負極合材５２ａへの液戻りが促進され、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができるのである。
【００９３】
また、本実施例における非水電解液二次電池システム１において、前記制御装置４は、前記圧力付加手段３による拘束圧力を減圧させた後、再び前記非水電解液二次電池（単電池２２）の電流値及び電圧値を測定するとともに、前記電流センサー（電流値測定手段）４１によって測定された電流値Ｉｂと、前記電圧センサー（電圧値測定手段）４２によって測定された電圧値Ｖｂとに基づいて、抵抗値Ｒｂを算出し、該抵抗値Ｒｂが前記理論抵抗値Ｒ未満とならない場合、前記非水電解液二次電池（単電池２２）による出力を停止させることしている。
つまり、本実施例における非水電解液二次電池システム１においては、単電池２１に加えられる拘束圧力を減圧した後、抵抗値の回復が確認されない限り、非水電解液二次電池（単電池２２）による出力を停止させることとしており、非水電解液二次電池（単電池２２）の無理な使用を極力防止し、該非水電解液二次電池（単電池２２）の耐用年数を延命させるような制御がなされているのである。
【００９４】
また、本実施例における非水電解液二次電池システム１において、前記非水電解液二次電池（単電池２２）の電気容量は４．５Ｖ以上であることとしている。
つまり、本実施例における非水電解液二次電池システム１は、およそ「液枯れ現象」による電池容量の劣化が起こりやすい、通常４．５Ｖ級以上の高電池容量からなる単電池２１（非水電解液二次電池）について、特に効果を発揮するのである。
【００９５】
より具体的には、このような車両に搭載される非水電解液二次電池（単電池２２）は、高い作動電圧や高エネルギー密度が要求されることから、従来から、４．５Ｖ級以上の高電池容量からなるものが用いられる。そして、このような高電池容量からなる非水電解液二次電池（単電池２２）としては、例えば、リチウムイオン二次電池などが知られている。
ここで、高電池容量の非水電解液二次電池（単電池２２）においては、通常、活性の低い（即ち、化学反応の鈍い）正極活物質５１ａが正極材料として用いられるため、該正極活物質５１ａの比表面積が十分に確保されなければ、前記非水電解液二次電池（単電池２２）による電力の入出力量は極小となり、駆動電源としての機能を有さない。よって、正極活物質５１ａの比表面積については、前記非水電解液二次電池（単電池２２）が駆動電源としての機能を果たすために十分な広さを確保する必要がある。
一方、正極活物質５１ａの比表面積が増大すれば、非水電解液二次電池（単電池２２）の充電・放電を繰返す際に、「液枯れ現象」が発生しやすくなり、前記非水電解液二次電池（単電池２２）の実用性は益々乏しくなる。
そこで、本実施例における非水電解液二次電池システム１によれば、このような特性を有する高電池容量の非水電解液二次電池（単電池２２）に対して、「液枯れ現象」による電池容量の劣化に対応した、高効率の非水電解液二次電池（単電池２２）を実現することができるのである。
【符号の説明】
【００９６】
１ 非水電解液二次電池システム
３ 圧力付加手段
４ 制御装置
２１ 単電池（非水電解液二次電池）
４１ 電流センサー（電流値測定手段）
４２ 電圧センサー（電圧値測定手段）
Ｉａ 電流値
Ｉｂ 電流値
Ｒ 理論抵抗値
Ｒａ 抵抗値
Ｒｂ 抵抗値
Ｖａ 電圧値
Ｖｂ 電圧値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池を備え、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を抑制しつつ、効率的に前記非水電解液二次電池を制御することが可能な非水電解液二次電池システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野においては、環境問題や資源問題が叫ばれるなか、電気自動車やハイブリッド電気自動車についての車両の開発が進められており、駆動電源として当該車両に搭載される非水電解液二次電池は大きく注目されている。
ところで、非水電解液二次電池においては、使用条件等によって電池内部の抵抗値が上昇することが知られている。そして、このような抵抗値の上昇によって引き起こされる電池性能の低下を抑制するために、電池内部の抵抗値に基づいて、電池本体を構成する各単電池の締結荷重を制御する技術が「特許文献１」によって開示されている。
即ち、前記「特許文献１」においては、複数個の単電池（非水電解液二次電池）を積層した積層体を含む組電池であって、前記積層体の積層方向に加わる締結荷重を変える締結荷重可変手段と、前記積層体の内部抵抗値を検出する検出手段と、前記検出した内部抵抗値、及び予め格納される制御マップに基づいて、前記締付荷重可変手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする組電池についての技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８８１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記「特許文献１」によって示される技術によれば、積層体に加えられる締付荷重は、検出された内部抵抗値に見合った適切な値にフレキシブルに可変させることが可能となり、「液枯れ現象」が効果的に抑制され、効率のよい高電池容量の非水電解液二次電池を実現することも可能であると思われる。
しかし、電池内部の抵抗値を上昇させる要因としては、様々なものが存在するところ、前記「特許文献１」においては、制御手段に格納される制御マップの内容等が具体的に示されておらず、各々の要因に対して適切な制御となっているか疑問が残る。
また、電池内部の抵抗値が上昇する要因の一つとして、電極体内の電解液の「液枯れ現象」が知られているが、前記「特許文献１」における制御マップの内容は、前記「液枯れ現象」に起因する、電池内部の抵抗値の上昇についての対応とはなっていない。
【０００５】
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであって、積層された複数の非水電解液二次電池と、該非水電解液二次電池を積層方向に挟持しつつ、該積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段と、前記非水電解液二次電池及び前記圧力付加手段の運転を制御する制御装置と、を備える非水電解液二次電池システムであって、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することが可能な非水電解液二次電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、積層された複数の非水電解液二次電池と、該非水電解液二次電池を積層方向に挟持しつつ、前記非水電解液二次電池に対して前記積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段と、前記非水電解液二次電池及び前記圧力付加手段の運転を制御する制御装置と、を備える非水電解液二次電池システムであって、前記制御装置には、前記非水電解液二次電池の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが予め記憶されるとともに、前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定する電流値測定手段及び電圧値測定手段が、各々電気的に接続され、前記制御装置は、前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉａと、前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖａとに基づいて、抵抗値Ｒａを算出し、該抵抗値Ｒａが前記理論抵抗値Ｒ以上となる場合、前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させるものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１に記載の非水電解液二次電池システムであって、前記制御装置は、前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させた後、再び前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定するとともに、前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉｂと、前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖｂとに基づいて、抵抗値Ｒｂを算出し、該抵抗値Ｒｂが前記理論抵抗値Ｒ未満とならない場合、前記非水電解液二次電池の出力を停止させるものである。
【０００９】
請求項３においては、請求項１または請求項２に記載の非水電解液二次電池システムであって、前記非水電解液二次電池の電気容量は４．５Ｖ以上であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る非水電解液二次電池システムの全体的な構成を示した側面図。
【図２】非水電解液二次電池システムの制御方法を示したフローチャート。
【図３】検証実験に用いられる第一実験装置の全体的な構成を示した分解立体図。
【図４】同じく検証実験に用いられる第二実験装置の全体的な構成を示した分解立体図。
【図５】同じく検証実験において、サンプルである非水電解液二次電池の電池容量に関する回復処置前後における、サイクル数と電池容量比との関係をドットによって示した関係図。
【図６】同じく検証実験において、サンプルである非水電解液二次電池の電池容量に関する回復処置前後における、電流値と電圧変化値との関係をドットによって示した関係図。
【図７】同じく検証実験において、サンプルである非水電解液二次電池の電池容量に関する回復処置前後における電池容量比を、各試験材料別に示した図であって、（ａ）は第一実験装置による両者の関係をドットによって示した関係図、（ｂ）は第二実験装置による両者の関係をドットによって示した関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
［非水電解液二次電池システム１の全体構成］
先ず、本実施例における非水電解液二次電池システム１の全体構成について図１を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１における矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。また、図１においては、図面上の上下方向を非水電解液二次電池システム１の上下方向と規定して記述する。
【００１４】
非水電解液二次電池システム１は、例えば電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両において、駆動電源システムとして当該車両に搭載されるものである。
非水電解液二次電池システム１は、主に電池本体２や圧力付加手段３や制御装置４などによって構成される。
【００１５】
電池本体２は、非水電解液二次電池システム１における電源機能を発現するために備えられるものである。
電池本体２は、積層配置される複数の単電池２１・２１・・・やエンドプレート２２などによって構成される。
【００１６】
単電池２１は、電池本体２の蓄電素子として備えられるものである。
単電池２１は、例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池であって、略矩形状の平板形状に構成される。
【００１７】
より具体的には、単電池２１は、正極活物質としてｘＬｉ２ＭｎＯ３と（１−ｘ）Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２との固溶体（但し、ｘ＝０．２〜０．７）を有した正極合材を備えて構成される。また、前記正極活物質は、２００〜３００［ｍＡｈ／ｇ］の容量、および２．０〜５．０［ｍ２／ｇ］の比表面積を有しており、単電池２１は、およそ４．５Ｖ級以上の高電池容量を有した非水電解液二次電池として構成される。
なお、正極活物質は、ＬｉＦｅＰＯ４やＬｉＭｎＰＯ４などによって構成することも可能であるが、単電池２１の寿命や入出力の観点から言えば、前述のｘＬｉ２ＭｎＯ３と（１−ｘ）Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２との固溶体によって形成するのが望ましい。
【００１８】
一方、単電池２１は、負極活物質として、比較的安定したＬｉイオンの挿入・脱離が可能であるグラファイトを用いた負極合材を有する。
【００１９】
このような構成からなる単電池２１・２１・・・は、非水電解液二次電池システム１が搭載される車両の要求性能に応じて所定の個数分備えられ、一方向（本実施例においては前後方向）に向かって積層される。
【００２０】
各単電池２１の一側部には、複数（本実施例においては２個）の端子２１ａ・２１ａが突設される。
そして、隣り合う単電池２１・２１間において、各々の端子２１ａ・２１ａが高圧ケーブル２１ｂによって連結されることにより、積層される複数の単電池２１・２１・・・（以下、適宜「組電池２１Ａ」と記載する）は、互いに電気的に接続される。
またその一方で、組電池２１Ａは、端子２１ａを介して、既知のＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、高圧ケーブ２１ｃによって電気的に接続されており、前記組電池２１Ａに入出力される電流は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を通じて行われるようになっている。
【００２１】
なお、本実施例における組電池２１Ａは、車両の駆動電源として設けられることから、通常４．５Ｖ級以上の高電池容量からなる単電池２１（非水電解液二次電池）によって構成される。
ここで、このような高電池容量からなる単電池２１においては、正極活物質として比較的活性の低い（即ち、化学反応の鈍い）物質が選択されるところ、前記単電池２１による電力の入出力量を確保するためには、正極活物質の比表面積に関して、十分な広さを確保する必要がある。
一方、単電池２１全体の特性からすれば、正極活物質の比表面積が増大すればするほど「液枯れ現象」が発生しやすくなる。
【００２２】
なお、前記「液枯れ現象」とは、非水電解液二次電池が充電・放電を繰返すたびに、電極の膨張・収縮が繰返され、該電極内部における非水電解液の分布に偏りが生じて、電池容量が劣化する現象をいう。
【００２３】
そこで、本実施例における非水電解液二次電池システム１においては、後述する制御方法に従って、組電池２１Ａ（より具体的には、単電池２１）に関する電力の入出力動作を制御することで、正極活物質の比表面積について十分な広さを確保しつつ、たとえ「液枯れ現象」が発生したとしても、電池容量の劣化を極力抑え、効率の良い組電池２１Ａを実現することを可能としているのである。
【００２４】
エンドプレート２２は、後述する圧力付加手段３とともに、組電池２１Ａの積層姿勢（より具体的には、単電池２１・２１・・・の配置位置。以下同じ。）を保持するためのものである。
エンドプレート２２・２２は、略矩形状の平板形状に形成され、一組の組電池２１Ａに対して二枚備えられる。
【００２５】
そして、各エンドプレート２２は、組電池２１Ａの前後方向（単電池２１・２１・・・の積層方向。以下同じ。）の両端面側（組電池２１Ａの最前面側、及び最後面側）において、前記組電池２１Ａを挟持するようにして各々積層配置される。また、何れか一方（或いは両方）のエンドプレート２２は、圧力付加手段３によって、他方のエンドプレート２２に対して相対的に近接する方向に向かって可動される。
これにより、組電池２１Ａには、エンドプレート２２・２２を介して、積層方向の圧縮力（以下、「拘束圧力」と記載する）が加えられることとなり、組電池２１Ａの積層姿勢が堅固に保持されるのである。
【００２６】
次に、圧力付加手段３について説明する。
圧力付加手段３は、エンドプレート２２を可動させることによって、電池本体２（より具体的には、組電池２１Ａ）に拘束圧力を加えるためのものである。
圧力付加手段３は、例えば、拘束バー３１や駆動モータ３２などによって構成される。
【００２７】
拘束バー３１は、二枚のエンドプレート２２・２２を連結するとともに、一方（本実施例においては、後方。以下同じ。）のエンドプレート２２を、他方（本実施例においては、前方。以下同じ）のエンドプレート２２に向かって可動させる際、可動方向を規制しつつ、前記一方のエンドプレート２２に動力を伝達するためのものである。
拘束バー３１・３１・・・は、例えば既知のボールネジなどによって構成され、一組の組電池２１Ａに対して複数本（図１においては、側面図であるため二本のみ記載）備えられる。また、各拘束バー３１は、単電池２１・２１・・・の積層方向に延出するようにして配置され、一方の端部（本実施例においては、前端部）において、前記他方のエンドプレート２２に軸支されるとともに、他方の端部（本実施例においては、後端部）において、後述する駆動モータ３２の出力軸と連結される。
【００２８】
そして、これら複数本の拘束バー３１・３１・・・の中途部には、前記一方のエンドプレート２２が、移動ナット３４・３４・・・を介して貫設されており、各々の拘束バー３１・３１・・・が、駆動モータ３２・３２・・・によって、軸心を中心にして回転されることで、前記一方のエンドプレート２２は、前方、或いは後方に可動される。
【００２９】
駆動モータ３２は、前述したように、拘束バー３１を回転させる際の動力源として備えられるものであって、それぞれの拘束バー３１ごとに設けられる。
なお、本実施例における構成は一例を示すものであって、例えば、複数本の拘束バー３１・３１・・・に対して一基の駆動モータ３２を設け、これらの拘束バー３１・３１・・・、及び駆動モータ３２を、駆動ベルトなどによって連結するような構成であってもよい。
【００３０】
駆動モータ３２には、ドライバ３３が電気的に接続されている。
前記ドライバ３３は、駆動モータ３２に出力信号を送信するためのものであり、該出力信号に応じて、駆動モータ３２の駆動が実行される。
【００３１】
以上に示した構成からなる圧力付加手段３によって、前記一方のエンドプレート２２を、前記他方のエンドプレート２２に対して近接する方向に可動させることで、組電池２１Ａには、拘束圧力が増圧される。また、圧力付加手段３によって、前記一方のエンドプレート２２を、前記他方のエンドプレート２２に対して離間する方向に可動させることで、組電池２１Ａに加えられた拘束圧力が減圧されるのである。
【００３２】
なお、本実施例における圧力付加手段３の構成は一例を示すものであって、組電池２１Ａに拘束圧力を増圧することが可能であり、且つ該拘束圧力を必要に応じて減圧することが可能であるような構成であれば特に限定されない。
例えば、組電池２１Ａとエンドプレート２２との間に袋部材を配設するとともに、該袋部材の内部に圧縮空気を供給し、或いは該袋部材の内部より圧縮空気を排出することによって、組電池２１Ａに加えられる拘束圧力を増圧、或いは減圧させるような構成としてもよい。
【００３３】
次に、制御装置４について説明する。
制御装置４は、記憶部や演算部を備えた、非水電解液二次電池システム１全体の運転を制御するための装置である。
制御装置４には、電池本体２に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ２３や、圧力付加手段３に設けられる複数のドライバ３３・３３・・・や、車両に搭載されるモニター（図示せず）などが、出力手段として電気的に接続される一方、単電池２１の電流値、及び電圧値を検出する電流センサー４１、及び電圧センサー４２などが、入力手段として電気的に接続されている。
【００３４】
そして、制御装置４は、電流センサー４１、及び電圧センサー４２によって検出された電流値、及び電圧値に基づいて、これらのＤＣ／ＤＣコンバータ２３やドライバ３３・３３・・・に関する動作を各々制御することで、非水電解液二次電池システム１全体の運転の制御を行うように構成されているのである。
【００３５】
なお、本実施例においては、複数の単電池２１・２１・・・の中から代表となる一つの単電池２１（より具体的には、組電池２１Ａの最前面側に位置する単電池２１）を選択し、この単電池２１に対して、電流センサー４１、及び電圧センサー４２を電気的に接続し、電流値、及び電圧値を測定することとしている。
しかし、これに限定されることはなく、例えば、全ての単電池２１・２１・・・に各々電流センサー４１・４１・・・、及び電圧センサー４２・４２・・・を電気的に接続し、それぞれの電流値、及び電圧値を測定することとしてもよい。
【００３６】
［非水電解液二次電池システム１の制御方法］
次に、非水電解液二次電池システム１の制御方法について、図２を用いて説明する。
先ず始めに、非水電解液二次電池システム１に備えられる電池本体２において、組電池２１Ａには、予め定められた所定の拘束圧力（以下、「初期拘束圧力」と記載する）が、圧力付加手段３によって加えられつつ保持されている。
【００３７】
ここで、本実施例における非水電解液二次電池システム１は、前述したように、駆動電源システムとして電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両に搭載されており、当該車両に走行指令が与えられると（ステップＳ１０１）、制御装置４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に出力信号を送信する。
そして、前記出力信号を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、組電池２１Ａより電流の放電を開始する。
【００３８】
放電が開始された電流の値（電流値）は、その後、予め定められた所定の電流値に向かって徐々に高められる。
一方、制御装置４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３への出力信号の送信後、所定時間の経過を経て、電流センサー４１、及び電圧センサー４２に電気信号を送信する。
そして、前記電気信号を受信した電流センサー４１、及び電圧センサー４２は、現時点における組電池２１Ａの電流値（Ｉａ）、及び電圧値（Ｖａ）を検出して電気信号に変換し、その後、該電気信号を制御装置４に送信する。
【００３９】
電気信号に変換された電流値（Ｉａ）、及び電圧値（Ｖａ）を受信した制御装置４は、予め記憶部に格納されているプログラムを演算部に呼び出し、該演算部において、これらの電流値（Ｉａ）、及び電圧値（Ｖａ）に基づき抵抗値（Ｒａ）を算出する（ステップＳ１０２）。
ここで、前記記憶部には、閾値としての理論抵抗値（Ｒ）が予め記憶されており、前記プログラムとともに、該理論抵抗値（Ｒ）も同時に演算部に呼び出される。
そして、算出された抵抗値（Ｒａ）は、理論抵抗値（Ｒ）と比較演算され、抵抗値（Ｒａ）が理論抵抗値（Ｒ）以上であるかどうかが判断される（ステップＳ１０３）。
【００４０】
なお、理論抵抗値（Ｒ）については、「液枯れ現象」を発生し得る組電池２１Ａの抵抗値として、例えば検証実験などによって経験上導き出される最も低い値の抵抗値が設定される。
【００４１】
そして、演算部による比較演算の結果、抵抗値（Ｒａ）が理論抵抗値（Ｒ）未満であれば（Ｒａ＜Ｒ）、前記ステップＳ１０１に戻され、車両への走行指令は続行される。
一方、抵抗値（Ｒａ）が理論抵抗値（Ｒ）以上であれば（Ｒａ≧Ｒ）、制御装置４は、各ドライバ３３に出力信号を送信することとなり、後述するステップＳ１０４へと進められる。
【００４２】
前記出力信号を受信した各ドライバ３３は、駆動モータ３２を駆動させ、一方のエンドプレート２２（図１における後方のエンドプレート２２）を、他方のエンドプレート２２（図１における前方のエンドプレート２２）に対して離間する方向に可動させる。
その後、前記一方のエンドプレート２２の移動距離が、所定の値に到達すると、各ドライバ３３は、駆動モータ３２の駆動を停止するとともに、制御装置４に電気信号を送信する。
【００４３】
このように、前記一方のエンドプレート２２を可動させることによって、組電池２１Ａに加えられていた初期拘束圧力は減圧される（ステップＳ１０４）。
なお、この際の初期拘束圧力の減圧量については、該初期拘束圧力が完全に開放される（即ち、減圧後の拘束圧力が０となる）必要はなく、減圧後の拘束圧力が、初期拘束圧力の１／４程度となるような値に設定される。
また、本ステップ（ステップＳ１０４）によって、初期拘束圧力が一旦減圧された後は、その後、再び回復させる必要もなく、減圧後の拘束圧力を維持することとなる。
【００４４】
各ドライバ３３からの電気信号を受信した制御装置４は、所定時間の経過を経て（或いは、前記電気信号の受信直後）、再び電流センサー４１、及び電圧センサー４２に電気信号を送信する。
そして、前記電気信号を受信した電流センサー４１、及び電圧センサー４２は、初期拘束圧力の減圧後における組電池２１Ａの電流値（Ｉｂ）、及び電圧値（Ｖｂ）を検出して電気信号に変換し、その後、該電気信号を制御装置４に送信する。
【００４５】
電気信号に変換された電流値（Ｉｂ）、及び電圧値（Ｖｂ）を受信した制御装置４は、再び演算部において、これらの電流値（Ｉｂ）、及び電圧値（Ｖｂ）に基づき抵抗値（Ｒｂ）を算出する（ステップＳ１０５）。
その後、算出された抵抗値（Ｒｂ）は、前記ステップＳ１０２によって算出された抵抗値（Ｒａ）と比較演算され、抵抗値（Ｒｂ）が抵抗値（Ｒａ）と比べて変化しているかどうかが判断される（ステップＳ１０６）。
【００４６】
そして、演算部による比較演算の結果、抵抗値（Ｒｂ）が抵抗値（Ｒａ）と比べて変化していなければ（Ｒｂ＝Ｒａ）、後述するステップＳ１０８へと進められることとなる。
一方、抵抗値（Ｒｂ）が抵抗値（Ｒａ）と比べて変化していれば（Ｒｂ≠Ｒａ）、引き続きステップＳ１０７へと進められる。
【００４７】
ステップＳ１０７においては、算出された抵抗値（Ｒｂ）と、理論抵抗値（Ｒ）との比較演算が演算部によって実行され、抵抗値（Ｒｂ）が理論抵抗値（Ｒ）以上であるかどうかが判断される（ステップＳ１０７）。
【００４８】
そして、演算部による比較演算の結果、抵抗値（Ｒｂ）が理論抵抗値（Ｒ）未満であれば（Ｒａ＜Ｒ）、前記ステップＳ１０１に戻され、車両への走行指令は続行される。
一方、抵抗値（Ｒｂ）が、初期拘束圧力の減圧後においても依然として理論抵抗値（Ｒ）以上であれば（Ｒａ≧Ｒ）、制御装置４は、車両に搭載されるモニターに出力信号を送信することとなり、前記出力信号を受信したモニターは、該モニターに設けられる警告灯を点灯させる（ステップＳ１０８）。
【００４９】
そして、警告灯の点灯後、車両に与えられた走行指令は解除され、非水電解液二次電池システム１の制御方法を示すステップは終了するのである。
【００５０】
［検証実験］
次に、本実施例における非水電解液二次電池システム１の有効性を確認するために、本発明者が行った検証実験について、図３乃至図７を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図３及び図４における矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。また、図３及び図４においては、図面上の上下方向を第一実験装置１０１、或いは第二実験装置２０１の上下方向と規定して記述する。
【００５１】
先ず始めに、本検証実験において、サンプルとして用意された非水電解液二次電池５０の構成について説明する。
非水電解液二次電池５０は、図３（或いは図４）に示すように、一組の正極板５１及び負極板５２や、これら正極板５１及び負極板５２を被包するラミネートフィルム５３・５３などからなる、積層ラミネート型リチウムイオン二次電池として構成される。
また、非水電解液二次電池５０は、正極板５１に塗工される正極合材５１ａの成分内容の違いによって、七種類に分類される。
【００５２】
より具体的には、正極合材５１ａは、表１のＮｏ．１〜７によって示される各々の正極活物質に対して、導電剤であるＡＢ（アセチレンブラック）や、結着剤であるＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）を、所定の重量比（正極材料：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝８５：５：１０）で混合し、分散溶媒であるＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）を加えて混練することによりペースト状に構成される。
そして、このようなペースト状の正極合材５１ａが、シート状のアルミ箔５１ｂの表面に塗工され、その後、ロールプレスによる圧延処理が施されることによって、正極板５１は構成される。
【００５３】
【表１】
【００５４】
なお、本検証実験において、これらの正極活物質や導電剤や結着剤と、分散溶媒との混練作業については、滴下される分散溶媒の重量が、正極活物質と導電剤との重量和の、およそ５０％に到達した時点で完了することとした。
【００５５】
一方、負極板５２に塗工される負極合材５２ａは、正極合材５１ａの異なる成分内容に関わらず、全て共通の成分内容となっており、天然黒鉛系の炭素材料からなる負極活物質や、結着剤であるＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合体）や、増粘剤であるＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）を、所定の重量比（炭素材料：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９５：２．５：２．５）で混合し、蒸留水を加えてペースト状にすることによって構成される。
そして、このようなペースト状の負極合材５２ａが、シート状の銅箔５２ｂの表面に塗工され、その後、ロールプレスによる圧延処理が施されることによって、負極板５２は構成される。
【００５６】
なお、本検証実験においては、負極合材５２ａの塗工量が、正極合材５１ａの塗工量に対して所定の理論容量比（正極合材５１ａ：負極合材５２ａ＝１：１．５）となるように調製することとした。
【００５７】
こうして形成された、一組の正極板５１及び負極板５２を、互いの塗工面（より具体的には、正極合材５１ａ、或いは負極合材５２ａの塗工面。）が向き合うようにして水平状に配置しつつ、図示せぬシート状のセパレータを間に挟んで上下方向に積層する。
そして、積層された一組の正極板５１及び負極板５２を、二枚のラミネートフィルム５３・５３によって完全に被包することによって、サンプルとなる非水電解液二次電池５０を製作した。
【００５８】
なお、本検証実験における非水電解液二次電池５０の電池容量については、正極合材５１ａの理論容量に基づき、６０［ｍＡ］に設定することとした。
【００５９】
次に、本検証実験において用意された第一実験装置１０１の構成について、図３を用いて説明する。
第一実験装置１０１は、主にサンプルとしての非水電解液二次電池５０に拘束圧力を加える拘束板１０２や、該非水電解液二次電池５０の充放電に関する運転を制御する充放電装置１０３などによって構成される。
【００６０】
拘束板１０２は、アルミ製の矩形板状部材によって形成されるとともに、非水電解液二次電池５０の正極合材５１ａ、或いは負極合材５２ａの塗工面に比べて、十分広い表面積を有している。
また、拘束板１０２の四隅には、貫通孔１０２ａ・１０２ａ・・・が各々穿孔されており、該貫通孔１０２ａ・１０２ａ・・・を介して、複数のボルト１０４・１０４・・・が、拘束板１０２に貫通可能となっている。
【００６１】
そして、このような形状からなる二枚の拘束板１０２・１０２は、非水電解液二次電池５０の積層方向（上下方向）の両端面側（上側のラミネートフィルム５３の上面側、及び下側のラミネートフィルム５３の下面側）において、前記非水電解液二次電池５０を挟持するようにして各々積層配置される。
また、これら二枚の拘束板１０２・１０２は、貫通孔１０２ａ・１０２ａ・・・を介して、ボルト１０４・１０４・・・、及びナット１０５・１０５・・・によって、互いに連結される。
【００６２】
このような構成を有することで、非水電解液二次電池５０には、これら二枚の拘束板１０２・１０２によって拘束圧力が加えられることとなり、例えば、各ボルト１０４がナット１０５に対して深く捩じ込まれるに従って、前記拘束圧力は増圧される一方、各ボルト１０４がナット１０５に対して浅く緩められるに従って、前記拘束圧力は減圧されるようになっている。
【００６３】
なお、本検証実験においては、実験開始直後の非水電解液二次電池５０に加えられる初期拘束圧力として、２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極合材５１ａの塗工面に発生するように、図示せぬロードセルによって確認しつつ、各ボルト１０４の捩じ込み量を調整することとした。
【００６４】
充放電装置１０３は、入力手段としての各種操作スイッチ（図示せず）や、出力手段としてのモニター（図示せず）などを備え、非水電解液二次電池５０の正極版５１、及び負極板５２と、高圧ケーブル１０３ａ・１０３ａを介して電気的に接続されている。
そして、充放電装置１０３は、後述する実験手順に従って操作され、非水電解液二次電池５０の充放電を行うとともに、各種実験結果を収集するようになっている。
【００６５】
次に、本検証実験において用意された第二実験装置２０１の構成について、図４を用いて説明する。
第二実験装置２０１は、主な構成を前述した第一実験装置１０１と同じくし、拘束板２０２の構成に関して相違点を有する。
なお、以下の説明においては、主に第一実験装置１０１との相違点について記述し、該第一実験装置１０１と同等な構成については、説明を省略する。
【００６６】
拘束板２０２は、ある程度の厚みを有したアルミ製の矩形板状部材によって形成されるとともに、その中央部には、非水電解液二次電池５０の正極活物質５１ａ、或いは負極活物質５２ａの塗工面と同形状の切欠部２０２ｂが形成される。
【００６７】
そして、このような形状からなる二枚の拘束板２０２・２０２は、非水電解液二次電池５０の積層方向（上下方向）の両端面側（上側のラミネートフィルム５３の上面側、及び下側のラミネートフィルム５３の下面側）において、前記非水電解液二次電池５０を挟持するようにして各々積層配置される。
また、これら二枚の拘束板２０２・２０２は、貫通孔２０２ａ・２０２ａ・・・を介して、ボルト２０４・２０４・・・、及びナット２０５・２０５・・・によって、互いに連結される。
さらに、各拘束板２０２の切欠部２０２ｂには袋部材２０６が内装されるとともに、該切欠部２０２ｂの非水電解液二次電池５０側との対向側は、閉塞板２０７によって閉塞される。
【００６８】
なお、前記袋部材２０６には、配管部材などを介して、図示せぬ電磁制御弁やコンプレッサーなどが連結されるとともに、該電磁制御弁は、充放電装置２０３と電気的に接続されている。
そして、充放電装置２０３による電磁制御弁の操作によって、コンプレッサーより吐出された圧縮空気が、袋部材２０６内に充填され、或いは該袋部材２０６内の圧縮空気が、大気中に放出され、該袋部材２０６は、膨張、或いは収縮するようになっている。
【００６９】
このような構成を有することで、非水電解液二次電池５０は、これら二枚の拘束板２０２・２０２、及び袋部材２０６・２０６によって拘束圧力を加えられることとなり、例えば、前記袋部材２０６・２０６が膨張するに従って、前記拘束圧力は増圧される一方、前記袋部材２０６・２０６が収縮するに従って、前記拘束圧力は減圧されるようになっている。
【００７０】
なお、本検証実験においては、実験開始直後の非水電解液二次電池５０に加えられる拘束圧力として、先ず、５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極合材５１ａの塗工面に発生するように各ボルト１０４の捩じ込み量を調整し、その後、最終的に２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極合材５１ａの塗工面に発生するように、各袋部材２０６に充填される圧縮空気の量を調整することとした。
また、この際、各袋部材２０６に充填される圧縮空気の量は、感圧紙などを用いて事前に確認実験を行ったうえで設定することとした。
【００７１】
次に、本検証実験の実験手順について説明する。
先ず初めに、サンプルとなる非水電解液二次電池５０・５０を、第一実験装置１０１、及び第二実験装置２０１にそれぞれセットし、前述した初期拘束圧力（２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）をもって、前記非水電解液二次電池５０・５０をそれぞれ拘束した。
【００７２】
その後、「耐久試験１」として、各々の非水電解液二次電池５０・５０に対して、前記初期拘束圧力を維持しつつ、定電流充電、及び定電流放電からなる１［サイクル］の電気的動作を、１００［サイクル］繰返し実行した。
そして、前記電気的動作の５０［サイクル］目、及び１００［サイクル］目の定電流放電の終了直後において、各非水電解液二次電池５０に対して、０．０６［Ａ］、０．１２［Ａ］、０．１８［Ａ］、０．２４［Ａ］からなる放電電流を各々１０秒間ずつ印加し、この際の各電圧値をそれぞれ測定した。
なお、前述した各サイクルにおける電気動作において、各非水電解液二次電池５０に充電され、或いは放電される電流は、１．２［Ａ］からなる定格電流とした。また、充電時における電圧の上限値は４．６５［Ｖ］とし、放電時における電圧の下限値は３．００［Ｖ］とした。
【００７３】
次に、「容量回復処置」として、前記「耐久試験１」の終了後、第一実験装置１０１、及び第二実験装置２０１において、各々の非水電解液二次電池５０・５０に加えられた初期拘束圧力を一旦開放した。
ここで、第一実験装置１０１においては、各ボルト１０４及びナット１０５を一旦完全に緩めて初期拘束圧力を完全に開放し、その後、再び２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力が、正極活物質５１ａの塗工面に発生するように、各ボルト１０４及びナット１０５を調整した。
一方、第二実験装置２０１においては、各袋部材２０６内より圧縮空気を完全に放出させて初期拘束圧力を開放し、その後、再び各袋部材２０６内に圧縮空気を充填させることなく、各ボルト２０４及びナット２０５による５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を維持した。
【００７４】
そして最後に、「耐久試験２」として、前記「容量回復処置」の終了後、第一実験装置１０１、及び第二実験装置２０１において、前記電気的動作を１［サイクル］のみ実行し（即ち、前記「耐久試験１」から通算して１０１［サイクル］目を実行し）、その後、再び各非水電解液二次電池５０に対して、０．０６［Ａ］、０．１２［Ａ］、０．１８［Ａ］、０．２４［Ａ］からなる放電電流を各々１０秒間ずつ印加し、この際の各電圧値をそれぞれ測定した。また、各電圧値の測定後、非水電解液二次電池５０の電気容量について、該非水電解液二次電池５０の種類ごとに測定した。
なお、この際の１［サイクル］における電気動作についても、各非水電解液二次電池５０に充電され、或いは放電される電流は、１．２［Ａ］からなる定格電流とした。また、充電時における電圧の上限値は４．６５［Ｖ］とし、放電時における電圧の下限値は３．００［Ｖ］とした。
【００７５】
次に、本検証実験における実験結果について説明する。
先ず始めに、定電流充電、及び定電流放電を繰返すことによる、非水電解液二次電池５０の電池容量の変化について、図５を用いて説明する。
なお、本図における関係図は、代表的に、前述した表４のＮｏ．２に示される正極材料を有した非水電解液二次電池５０を、サンプルとして選択したものである。
【００７６】
図５は、縦軸に電池容量比（単位［％］）を表し、横軸にサイクル数（単位［サイクル］）を表すこととして、これら両者の関係をドットによって表した関係図である。
ここで、前記「電池容量比」は、前記「耐久試験１」の実行直前における非水電解液二次電池５０の電池容量を１００［％］として換算した、各サイクル数における非水電解液二次電池５０の電池容量比を示したものである。
また、前記「サイクル数」は、前記「耐久試験１」、及び前記「耐久試験２」を通して、連続的に実行される定電流充電、及び定電流放電を１［サイクル］として加算した累積和を示すものである。
【００７７】
本図に示すように、非水電解液二次電池５０の電池容量比は、サイクル数が加算されるに従って急激に減少することとなり、例えば、前記「耐久試験１」において、５０［サイクル］の終了直後の電池容量比は、略２５［％］程度にまで減少し（図５における、Ａ点を参照）、また１００［サイクル］の終了直後の電池容量比に至っては、略５［％］程度にまで減少する（図５における、Ｂ点を参照）ことがわかる。
【００７８】
一方、前記「容量回復処置」の実行直後においては、非水電解液二次電池５０の電池容量比は回復されることとなり、例えば、前記「耐久試験２」の開始直後において、１０１［サイクル］目の電池容量比は、略５０［％］以上回復されている（図５における、Ｃ点を参照）ことがわかる。
【００７９】
次に、前記「耐久試験１」、及び前記「耐久試験２」において測定された、各放電電流に対する電圧値の変化について、図６を用いて説明する。
なお、本図における関係図は、代表的に、前述した表４のＮｏ．２に示される正極材料を有した非水電解液二次電池５０をサンプルとして選択したものである。
【００８０】
図６は、非水電解液二次電池５０に印加される各放電電流の電流値と、該放電電流によって非水電解液二次電池５０に発生した電圧値との関係において、縦軸に電圧値（単位［Ｖ］）を表し、横軸に電流値（単位［Ａ］）を表すこととして、これら両者の関係をドットによって表した関係図である。
なお、本図における「白抜き菱形形状」のドット（図６における「Ａ点での抵抗値」を参照）は、前記「耐久試験１」における、５０［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された、各放電電流の電流値に対する電圧値を示したものであり、また「黒塗り正方形状」のドット（図６における「Ｂ点での抵抗値」を参照）は、前記「耐久試験１」における、１００［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された各放電電流の電流値に対する電圧値を示したものである。
また、本図における「白抜き正方形状」のドット（図６における「電池容量の回復措置後の抵抗値」を参照）は、前記「耐久試験２」における、１０１［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された、各放電電流の電流値に対する電圧値を示したものである。
さらに、本図における一次曲線Ｌは、非水電解液二次電池５０に「液枯れ現象」が発生し得る電流値と電圧値との関係、即ち理論抵抗値（Ｒ）を示したものである。
【００８１】
本図に示すように、５０［サイクル］目の電気的動作の終了後においては、放電電流の電流値が増加するごとに、電圧値は増加するものの、これら電流値及び電圧値によって求められる抵抗値は、一次曲線Ｌによって示される理論抵抗値（Ｒ）を超えることはなく、非水電解液二次電池５０に「液枯れ現象」が発生することはない。
しかし、１００［サイクル］目の電気的動作の終了後においては、放電電流の電流値が増加するごとに、電圧値は増加し、これら電流値及び電圧値によって求められる抵抗値は、該電流値が０．１８［Ａ］となった時点で、一次曲線Ｌによって示される理論抵抗値（Ｒ）を超えることとなり、非水電解液二次電池５０に「液枯れ現象」が発生することとなる。
【００８２】
一方、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放後に行われる、１０１［サイクル］目の電気的動作の終了後においては、放電電流の電流値が増加するごとに、電圧値は増加するものの、これら電流値及び電圧値によって求められる抵抗値は、一次曲線Ｌによって示される理論抵抗値（Ｒ）を超えることがないばかりか、５０［サイクル］目の電気的動作の終了後における抵抗値に比べても低い値を示している。
このようなことから、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放によって、非水電解液二次電池５０における抵抗値は、大幅に改善されることが分かる。
【００８３】
次に、前記「耐久試験２」において測定された、非水電解液二次電池５０の種類別における電池容量の相異について、図７（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００８４】
図７（ａ）（ｂ）は、縦軸に電池容量比（単位［％］）を表すこととして、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放によって回復された非水電解液二次電池５０の電池容量を、前述した表１のＮｏ．１〜７に基づいて、前記非水電解液二次電池５０の種類ごとに、ドットによって表した関係図である。
【００８５】
なお、図７（ａ）は、第一実験装置１０１（図３を参照）によって前記「容量回復処置」を行った場合の、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものであり、また図７（ｂ）は、第二実験装置２０１（図４を参照）によって前記「容量回復処置」を行った場合の、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものである。
より具体的には、図７（ａ）は、前述したように、初期拘束圧力（２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）の開放後、再び２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を加えた場合の、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものであり、また図７（ｂ）は、前述したように、５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を残しつつ初期拘束圧力（２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）を開放し、その後、前記５［Ｋｇｆ／ｃｍ２］の拘束圧力を維持した場合の非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものである。
【００８６】
また、前記「電池容量比」は、前記「耐久試験１」の実行直前における非水電解液二次電池５０の電池容量を１００［％］として換算した、非水電解液二次電池５０の電池容量比を表したものである。
さらに、図７（ａ）（ｂ）における「白抜き正方形状」のドットは、前記「耐久試験２」における、１０１［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された、非水電解液二次電池５０の電池容量比を示したものであり、また「黒塗り正方形状」のドットは、前記「耐久試験１」における、１００［サイクル］目の電気的動作の終了後に測定された非水電解液二次電池５０の電池容量比を示したものである。
【００８７】
図７（ａ）（ｂ）に示されるように、両者の関係図によって表される、非水電解液二次電池５０の電池容量比の傾向は、略同程度の結果となることから、非水電解液二次電池５０に加えられた初期拘束圧力が一旦開放されれば、その後、再び該初期拘束圧力と同等の拘束圧力（本検証実験においては、２０［Ｋｇｆ／ｃｍ２］）を復帰させるかどうかに関わらず、前記非水電解液二次電池５０の電池容量は、確実に回復されることがわかる。
【００８８】
また、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、前記「容量回復処置」による初期拘束圧力の開放を行えば、非水電解液二次電池５０の電池容量は回復されるが、中でも、前述した表１のＮｏ．２、３、５、６によって示される正極活物質を有した非水電解液二次電池５０に関して、電池容量の回復効果が大きいことが分かる。
より具体的には、ｘＬｉ２ＭｎＯ３と（１−ｘ）Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２との固溶体（但し、ｘ＝０．３、またはｘ＝０．５）であり、且つ比表面積が２．０〜４．０［ｍ２／ｇ］である正極活物質を有した非水電解液二次電池５０に関して、電池容量の回復効果が大きいことが分かる。
【００８９】
以上のように、本実施例における非水電解液二次電池システム１は、積層された複数の非水電解液二次電池（単電池２１・２１・・・）と、単電池２１・２１・・・を積層方向に挟持しつつ、前記単電池２１・２１・・・に対して前記積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段３と、前記単電池２１・２１・・・及び前記圧力付加手段３の運転を制御する制御装置４と、を備える非水電解液二次電池システム１であって、前記制御装置４には、各単電池２１の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが予め記憶されるとともに、前記各単電池２１の電流値及び電圧値を測定する電流センサー（電流値測定手段）４１及び電圧センサー（電圧値測定手段）４２が、各々電気的に接続され、前記制御装置４は、前記電流センサー（電流値測定手段）４１によって測定された電流値Ｉａと、前記電圧センサー（電圧値測定手段）４２によって測定された電圧値Ｖａとに基づいて、抵抗値Ｒａを算出し、該抵抗値Ｒａが前記理論抵抗値Ｒ以上となる場合、前記圧力付加手段３による拘束圧力を減圧させることとしている。
【００９０】
このような構成を有することで、本実施例における非水電解液二次電池システム１によれば、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができる。
【００９１】
即ち、例えば従来の非水電解液二次電池システムにおいては、拘束圧力が加えられる非水電解液二次電池に対して、電極板が内装される電池ケース内部の圧力を、圧力検出器によって常に監視し、検出された圧力が、「液枯れ現象」を示す圧力を超えれば、前記拘束圧力を開放して、該「液枯れ現象」による電池容量の劣化を防ぐような制御を行っていた。
しかし、電池ケース内部の圧力変化は、該電池ケース内の状態の変化に対してリアルタイムに発現されるものではなく、幾らかの時間の遅れをもって発現される。また、非水電解液二次電池が車両に搭載されることとなれば、該車両の走行時に発生する振動の影響などによっても、電池ケース内部の圧力変化は変化することもある。
このようなことから、従来の非水電解液二次電池システムでは、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができるととはいえなかった。
【００９２】
これに対して、本実施例における非水電解液二次電池システム１によれば、電池ケース内部の圧力変化などのような、不確かな情報に基づくのではなく、単電池２１の電流値Ｉａ、及び電圧値Ｖａより算出される確実な情報（抵抗値Ｒ）に基づいて、単電池２１に加えられる拘束圧力を減圧するため、該単電池２１に備えられる正極合材５１ａ、及び負極合材５２ａへの液戻りが促進され、「液枯れ現象」による電池容量の劣化を確実に低減しつつ、効率的に非水電解液二次電池を制御することができるのである。
【００９３】
また、本実施例における非水電解液二次電池システム１において、前記制御装置４は、前記圧力付加手段３による拘束圧力を減圧させた後、再び前記非水電解液二次電池（単電池２２）の電流値及び電圧値を測定するとともに、前記電流センサー（電流値測定手段）４１によって測定された電流値Ｉｂと、前記電圧センサー（電圧値測定手段）４２によって測定された電圧値Ｖｂとに基づいて、抵抗値Ｒｂを算出し、該抵抗値Ｒｂが前記理論抵抗値Ｒ未満とならない場合、前記非水電解液二次電池（単電池２２）による出力を停止させることしている。
つまり、本実施例における非水電解液二次電池システム１においては、単電池２１に加えられる拘束圧力を減圧した後、抵抗値の回復が確認されない限り、非水電解液二次電池（単電池２２）による出力を停止させることとしており、非水電解液二次電池（単電池２２）の無理な使用を極力防止し、該非水電解液二次電池（単電池２２）の耐用年数を延命させるような制御がなされているのである。
【００９４】
また、本実施例における非水電解液二次電池システム１において、前記非水電解液二次電池（単電池２２）の電気容量は４．５Ｖ以上であることとしている。
つまり、本実施例における非水電解液二次電池システム１は、およそ「液枯れ現象」による電池容量の劣化が起こりやすい、通常４．５Ｖ級以上の高電池容量からなる単電池２１（非水電解液二次電池）について、特に効果を発揮するのである。
【００９５】
より具体的には、このような車両に搭載される非水電解液二次電池（単電池２２）は、高い作動電圧や高エネルギー密度が要求されることから、従来から、４．５Ｖ級以上の高電池容量からなるものが用いられる。そして、このような高電池容量からなる非水電解液二次電池（単電池２２）としては、例えば、リチウムイオン二次電池などが知られている。
ここで、高電池容量の非水電解液二次電池（単電池２２）においては、通常、活性の低い（即ち、化学反応の鈍い）正極活物質５１ａが正極材料として用いられるため、該正極活物質５１ａの比表面積が十分に確保されなければ、前記非水電解液二次電池（単電池２２）による電力の入出力量は極小となり、駆動電源としての機能を有さない。よって、正極活物質５１ａの比表面積については、前記非水電解液二次電池（単電池２２）が駆動電源としての機能を果たすために十分な広さを確保する必要がある。
一方、正極活物質５１ａの比表面積が増大すれば、非水電解液二次電池（単電池２２）の充電・放電を繰返す際に、「液枯れ現象」が発生しやすくなり、前記非水電解液二次電池（単電池２２）の実用性は益々乏しくなる。
そこで、本実施例における非水電解液二次電池システム１によれば、このような特性を有する高電池容量の非水電解液二次電池（単電池２２）に対して、「液枯れ現象」による電池容量の劣化に対応した、高効率の非水電解液二次電池（単電池２２）を実現することができるのである。
【符号の説明】
【００９６】
１ 非水電解液二次電池システム
３ 圧力付加手段
４ 制御装置
２１ 単電池（非水電解液二次電池）
４１ 電流センサー（電流値測定手段）
４２ 電圧センサー（電圧値測定手段）
Ｉａ 電流値
Ｉｂ 電流値
Ｒ 理論抵抗値
Ｒａ 抵抗値
Ｒｂ 抵抗値
Ｖａ 電圧値
Ｖｂ 電圧値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の非水電解液二次電池と、
該非水電解液二次電池を積層方向に挟持しつつ、前記非水電解液二次電池に対して前記積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段と、
前記非水電解液二次電池及び前記圧力付加手段の運転を制御する制御装置と、
を備える非水電解液二次電池システムであって、
前記制御装置には、
前記非水電解液二次電池の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが予め記憶されるとともに、
前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定する電流値測定手段及び電圧値測定手段が、各々電気的に接続され、
前記制御装置は、
前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉａと、
前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖａとに基づいて、
抵抗値Ｒａを算出し、
該抵抗値Ｒａが前記理論抵抗値Ｒ以上となる場合、
前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させる、
ことを特徴とする非水電解液二次電池システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させた後、
再び前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定するとともに、
前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉｂと、
前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖｂとに基づいて、
抵抗値Ｒｂを算出し、
該抵抗値Ｒｂが前記理論抵抗値Ｒ未満とならない場合、
前記非水電解液二次電池の出力を停止させる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の非水電解液二次電池システム。
【請求項３】
前記非水電解液二次電池の電気容量は４．５Ｖ以上である、
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の非水電解液二次電池システム。
【請求項１】
積層された複数の非水電解液二次電池と、
該非水電解液二次電池を積層方向に挟持しつつ、前記非水電解液二次電池に対して前記積層方向に向かって増圧・減圧可能に拘束圧力を付加する圧力付加手段と、
前記非水電解液二次電池及び前記圧力付加手段の運転を制御する制御装置と、
を備える非水電解液二次電池システムであって、
前記制御装置には、
前記非水電解液二次電池の「液枯れ状態」を示す理論抵抗値Ｒが予め記憶されるとともに、
前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定する電流値測定手段及び電圧値測定手段が、各々電気的に接続され、
前記制御装置は、
前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉａと、
前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖａとに基づいて、
抵抗値Ｒａを算出し、
該抵抗値Ｒａが前記理論抵抗値Ｒ以上となる場合、
前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させる、
ことを特徴とする非水電解液二次電池システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記圧力付加手段による拘束圧力を減圧させた後、
再び前記非水電解液二次電池の電流値及び電圧値を測定するとともに、
前記電流値測定手段によって測定された電流値Ｉｂと、
前記電圧値測定手段によって測定された電圧値Ｖｂとに基づいて、
抵抗値Ｒｂを算出し、
該抵抗値Ｒｂが前記理論抵抗値Ｒ未満とならない場合、
前記非水電解液二次電池の出力を停止させる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の非水電解液二次電池システム。
【請求項３】
前記非水電解液二次電池の電気容量は４．５Ｖ以上である、
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の非水電解液二次電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０１７８８（Ｐ２０１３−１０１７８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４０２２（Ｐ２０１１−２４４０２２）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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