JP3470098B2 - Lithium ion battery capacity estimation method, deterioration judgment method, deterioration judgment device, and lithium ion battery pack having deterioration judgment function - Google Patents

Lithium ion battery capacity estimation method, deterioration judgment method, deterioration judgment device, and lithium ion battery pack having deterioration judgment function

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JP3470098B2
JP3470098B2 JP2000361149A JP2000361149A JP3470098B2 JP 3470098 B2 JP3470098 B2 JP 3470098B2 JP 2000361149 A JP2000361149 A JP 2000361149A JP 2000361149 A JP2000361149 A JP 2000361149A JP 3470098 B2 JP3470098 B2 JP 3470098B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
に関し、特に、リチウムイオン電池の容量推定方法、劣
化判定方法および劣化判定装置ならびに劣化判定機能を
具備したリチウムイオン電池パックに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium ion battery, and more particularly to a lithium ion battery capacity estimating method, a deterioration determining method, a deterioration determining device, and a lithium ion battery pack having a deterioration determining function.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化、高性能
化、携帯型化によって、電池の需要が高まっている。そ
れに応じて電池の改良、開発はますます活発化してき
た。また、それに伴って電池の適用領域も拡大してき
た。2. Description of the Related Art In recent years, the demand for batteries has increased due to the miniaturization, high performance, and portable use of various electronic devices. Accordingly, the improvement and development of batteries have become more active. In addition, along with that, the range of application of batteries has expanded.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】電池の普及とともに、
これら搭載された電池の信頼性向上の要求も高くなって
きている。特に、従来の鉛電池やニッケルカドミウム電
池（以下、Ｎｉ/Ｃｄ電池と称す）に比べて体積当た
り、あるいは重量当たり大幅な高エネルギー密度を有す
るニッケル水素電池（以下、Ｎｉ/ＭＨ電池と称す）や
リチウムイオン電池（以下、Ｌｉイオン電池と称す）で
は、その内部に蓄えられているエネルギーが大きいた
め、電池の異常に伴って起こる事故による被害の程度も
より深刻となりうるので、信頼性の確保が重要な課題と
なっている。DISCLOSURE OF THE INVENTION With the spread of batteries,
There is also an increasing demand for improving the reliability of these mounted batteries. In particular, compared to conventional lead batteries and nickel-cadmium batteries (hereinafter referred to as Ni / Cd batteries), nickel-hydrogen batteries (hereinafter referred to as Ni / MH batteries) that have a significantly high energy density per volume or weight. Lithium-ion batteries (hereinafter referred to as Li-ion batteries) have a large amount of energy stored inside, so the degree of damage caused by an accident that accompanies an abnormality in the battery can be more serious. It has become an important issue.

【０００４】また、鉛電池、Ｎｉ/Ｃｄ電池、およびＮ
ｉ/ＭＨ電池が、過充電による副反応で発生するガスを
吸収する反応機構を有するのに対して、Ｌｉイオン電池
は、正極活物質としてリチウムを挿入脱離できる金属酸
化物、負極活物質としてリチウムを挿入脱離できる炭素
化合物、電解液としてリチウム塩を溶質として溶解した
非水有機化合物混合溶液とから構成されていて、この電
池には、過充電により発生するガスの吸収反応が起こら
ないなど安全性維持の点で電池反応機構上にも大きな制
約がある。In addition, lead batteries, Ni / Cd batteries, and N
The i / MH battery has a reaction mechanism that absorbs a gas generated by a side reaction due to overcharge, whereas the Li-ion battery has a metal oxide capable of inserting and releasing lithium as a positive electrode active material and a negative electrode active material. It is composed of a carbon compound that can insert and desorb lithium and a non-aqueous organic compound mixed solution in which a lithium salt is dissolved as a solute as an electrolyte solution, and this battery does not undergo an absorption reaction of gas generated by overcharging. In terms of maintaining safety, there are also major restrictions on the battery reaction mechanism.

【０００５】さらに、複数のＬｉイオン電池を直列に配
置して使用する場合には、電池の劣化が進行すると個々
の電池特性のアンバランスが過充電や過放電をもたら
し、安全性の点で大きな不安要素となりうる。特にＬｉ
イオン電池は高価なため、できる限り長期間使用し取り
かえ回数を少なくしたいが、逆に寿命末期のＬｉイオン
電池はきわめて安全性が低下するのでなるべく早期の電
池交換が望ましく、経済的にも大きな課題を残してい
た。Furthermore, when a plurality of Li-ion batteries are arranged in series and used, as the deterioration of the batteries progresses, the imbalance of the individual battery characteristics causes overcharge and overdischarge, which is significant in terms of safety. It can be an anxiety factor. Especially Li
Ion batteries are expensive, so I want to use them as long as possible and reduce the number of replacements, but conversely, Li-ion batteries at the end of their life have extremely low safety, so it is desirable to replace batteries as soon as possible, which is a major economic problem. Was left.

【０００６】信頼性のひとつとして、搭載電池の的確な
劣化状態の把握とタイムリーな電池の交換が挙げられ
る。Ｎｉ/ＭＨ電池やＬｉイオン電池の高エネルギー密
度電池に関しては、１９９４年に提唱されたスマートバ
ッテリーシステム（ＳＢＳ）が充電制御、残存容量判定
などを含めたバッテリーマネジメントシステムとして、
改良が加えられながら普及してきている（www.sbs-foru
m.org参照）。しかし、これらの電池制御・管理は、製
造メーカ、電池種類などの情報の他、電池の電流、電
圧、温度などを常時モニタする膨大な情報データ管理に
基づく方法が採用されているのみであり、極めて高価な
方式で、製品価格の高騰を来していた。As one of the reliability, there is an accurate grasp of the deterioration state of the mounted battery and a timely exchange of the battery. Regarding high energy density batteries such as Ni / MH batteries and Li-ion batteries, the smart battery system (SBS) proposed in 1994 is a battery management system that includes charge control and remaining capacity determination.
It is becoming more popular with improvements (www.sbs-foru
See m.org). However, these battery controls / managements only employ a method based on a huge amount of information data management that constantly monitors battery current, voltage, temperature, etc. in addition to information such as the manufacturer and battery type. It was an extremely expensive method, and the price of the product was soaring.

【０００７】また、安全性維持の点で重要となる電池の
劣化状態の監視については、該Ｌｉイオン電池搭載の機
器のモデルチェンジが頻繁に実施されていることもあっ
て、使用時間の確保と監視を重視する余り、なおざりに
されている傾向がある。Regarding the monitoring of the deterioration state of the battery, which is important from the viewpoint of maintaining safety, since the model of the equipment equipped with the Li ion battery is frequently changed, it is necessary to secure the usage time. The emphasis on monitoring tends to be neglected.

【０００８】特に、ＳＢＳは電池の充電制御、残存容量
などの制御・管理であり、電池の劣化状態まで把握する
機能は有しておらず、電池、または電池パックの交換は
使用者の勘に頼っているのが現状であった。In particular, the SBS is for controlling and managing the charge of the battery, controlling and managing the remaining capacity, etc., and does not have the function of grasping the deterioration state of the battery. Therefore, it is the user's intuition to replace the battery or battery pack. It was the current situation to rely on.

【０００９】ＳＢＳとは別に、ビデオカメラに搭載すＬ
ｉイオン電池の制御・管理方式などが提案されている
が、その方式においては、電池の劣化は、すでに測定さ
れた容量の表示から判断することができるのみであるの
で、その精度には課題を残している。Separately from the SBS, the L mounted on the video camera
Although an i-ion battery control / management system has been proposed, in that system, deterioration of the battery can only be judged from the display of the already measured capacity, and therefore there is a problem in its accuracy. I have left.

【００１０】本発明の目的は、上記現状を改善するため
に、リチウムイオン電池の高精度容量推定方法、高精度
劣化判定方法および高精度劣化判定装置ならびに高精度
劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックを提
供することにある。In order to improve the present situation, an object of the present invention is to provide a high-accuracy capacity estimation method for a lithium-ion battery, a high-accuracy deterioration judgment method, a high-accuracy deterioration judgment device, and a lithium-ion battery having a high-accuracy deterioration judgment function. To provide a pack.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、請求項１に記載したように、リ
チウムイオン電池の容量推定方法であって、該電池を、
該電池の電池電圧があらかじめ設定された上限電圧Ｖｃ
に達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電した後に該電
池電圧を上記Ｖｃに保って定電圧充電する定電流定電圧
方式によって充電する充電過程と、該充電過程後の該電
池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含む充放
電サイクルを複数回実施し、該充放電サイクルにおい
て、充電モードを定電流モードから定電圧モードに切り
替えた時点から、充電電流が上記Ｉｃ０のα倍（ここ
に、αは定数であり、０＜α＜１であるとする）になる
までの時間ｔαを測定し、該測定によって得たｔαの測
定値が該サイクルの繰り返し回数ｎの増大に伴って増加
するかまたは不変である場合には該電池の容量Ｃｄの該
電池の公称容量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃ（ここに、
Ｃは１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝ -Ａｔα＋Ｂ （１） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）を用いて推定
し、該測定によって得たｔαの測定値が該サイクルの繰
り返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百分
率比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋Ａｔα＋Ｂ’ （２） （ここに、Ｂ’は正値定数である）を用いて推定し、該
電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容量
Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって推定することを特徴とするリチ
ウムイオン電池の容量推定方法を構成する。In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a method for estimating the capacity of a lithium ion battery, which comprises:
The battery voltage of the battery is a preset upper limit voltage Vc
And a discharging process for discharging the battery after the charging process, in which the battery voltage is maintained at Vc and then the battery voltage is maintained at the constant voltage Ic0. A plurality of charging / discharging cycles including one each, and in the charging / discharging cycle, when the charging mode is switched from the constant current mode to the constant voltage mode, the charging current is α times Ic0 (here, α is a constant, 0 <measures the time t alpha until the alpha <assumed to be 1), the measured value of t alpha obtained by the measurement is increased with an increase in the number of repetitions n of the cycle Or the ratio of the capacity Cd of the battery to the nominal capacity Cn of the battery C (where:
The value of (C is given by 100 × (Cd / Cn)) is estimated using the relational expression C = -At α + B (1) (where A and B are positive constants), and When the obtained measured value of t α decreases with an increase in the number of repetitions n of the cycle, the value of the above-mentioned percentage specific capacity C is expressed by the relational expression C = + At α + B ′ (2) (where B ′ is Is a positive value constant), and the capacity Cd of the battery is calculated from the estimated value of the percentage specific capacity C obtained by the above estimation and the above-mentioned nominal capacity Cn by an equation Cd = (C /
A method for estimating the capacity of a lithium-ion battery, which is characterized by estimating 100) × Cn.

【００１２】また、本発明においては、請求項２に記載
したように、上記αの値が１/２であることを特徴とす
る請求項１に記載のリチウムイオン電池の容量推定方法
を構成する。Further, in the present invention, as described in claim 2, the value of α is ½, and the capacity estimation method for a lithium ion battery according to claim 1 is configured. .

【００１３】また、本発明においては、請求項３に記載
したように、請求項１または２に記載のリチウムイオン
電池の容量推定方法において、上記定数Ａ、Ｂおよび
Ｂ’の値を決定するために、容量推定対象となるリチウ
ムイオン電池と同一種類で同一公称容量Ｃｎを有するリ
チウムイオン電池を上記定電流定電圧方式によって充電
する充電過程と、該充電過程後の該電池を、該電池の電
池電圧が放電終止電圧Ｖｄに達するまで放電させる放電
過程とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルであっ
て、１回の充電時間を３時間以上１０日間以下とし、放
電電流Ｉｄを０．２ＣｍＡ以上２．０ＣｍＡ以下（ここ
に、ＣｍＡは該電池の公称容量Ｃｎを１時間で割って得
る電流値である）とし、該電池の周囲温度を０℃以上４
５℃以下とする充放電サイクルを５回以上実施し、該充
放電サイクルにおいて、上記時間ｔαを測定し、放電電
流Ｉｄを時間に関して積分することによって該電池の容
量Ｃｄを求め、該容量Ｃｄの上記公称容量Ｃｎに対する
百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×（Ｃｄ／Ｃｎ）
で与えられる）を算出し、第ｎ回目のサイクルにおいて
得たｔαの値およびＣの値を、それぞれ、上記ｎの関数
ｔα（ｎ）およびＣ（ｎ）として記録し、上記関係式
（１）および（２）が、ｔα＝ｔα（ｎ）およびＣ＝Ｃ
（ｎ）としたときに、上記ｔα（ｎ）とＣ（ｎ）との相
関関係を近似的に表すように、上記定数Ａ、Ｂおよび
Ｂ’の値を決定し、該決定によって決定された値を上記
関係式（１）および（２）に代入して得る関係式を用い
て、前記容量推定対象となるリチウムイオン電池の容量
Ｃｄを推定することを特徴とするリチウムイオン電池の
容量推定方法を構成する。In the present invention, as described in claim 3, in the method for estimating the capacity of a lithium ion battery according to claim 1 or 2, the values of the constants A, B and B'are determined. The charging process of charging a lithium ion battery of the same type and having the same nominal capacity Cn as the capacity estimation target by the constant current constant voltage method, and the battery after the charging process are the batteries of the battery. a charge-discharge cycle and a discharge process for discharging until the voltage reaches the discharge cutoff voltage Vd once each, one to 10 days hereinafter least 3 hours charging time, 0.2 CmA discharge current Id And 2.0 CmA or less (where CmA is a current value obtained by dividing the nominal capacity Cn of the battery by 1 hour), and the ambient temperature of the battery is 0 ° C. or more and 4
5 ° C. hereinafter and the charge-discharge cycle undergone 5 more times UeMinoru that, in said charging and discharging cycle, and measuring the time t alpha, determined the capacity Cd of the battery by integrating the discharge current Id with respect to time, the Percentage specific capacity C of the capacity Cd with respect to the nominal capacity Cn (where C is 100 × (Cd / Cn)
The value of t α and the value of C obtained in the n-th cycle are recorded as the above-mentioned functions of t α (n) and C (n), respectively, and the relational expression ( 1) and (2) have t α = t α (n) and C = C
(N), the values of the constants A, B and B ′ are determined so as to approximately express the correlation between t α (n) and C (n), and the values are determined by the determination. Using the relational expressions obtained by substituting these values into the relational expressions (1) and (2), the capacity estimation of the lithium-ion battery, which is the capacity estimation target, is estimated. Configure the method.

【００１４】また、本発明においては、請求項４に記載
したように、リチウムイオン電池の容量推定方法であっ
て、該電池を、該電池の電池電圧があらかじめ設定され
た上限電圧Ｖｃに達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充
電した後に該電池電圧を上記Ｖｃに保って定電圧充電す
る定電流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充
電過程後の該電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１
回ずつ含む充放電サイクルを複数回実施し、該充放電サ
イクルにおいて、充電モードを定電流モードから定電圧
モードに切り替えた時点から、あらかじめ設定された時
間ｔｍ（ここに、０＜ｔｍ≦０．８Ｃｎ／Ｉｃ０であ
り、Ｃｎは該電池の公称容量であるとする）だけ経過し
た時点における充電電流Ｉｔｍを測定し、該測定によっ
て得たＩｔｍの測定値が該サイクルの繰り返し回数ｎの
増大に伴って増加するかまたは不変である場合には該電
池の容量Ｃｄの該電池の公称容量Ｃｎに対する百分率比
容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×（Ｃｄ／Ｃｎ）で与えら
れる）の値を関係式 Ｃ＝―ＭＩｔｍ＋Ｎ （３） （ここに、ＭおよびＮは正値定数である）を用いて推定
し、該測定によって得たＩｔｍの測定値が該サイクルの
繰り返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百
分率比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋ＭＩｔｍ＋Ｎ’ （４） （ここに、Ｎ’は正値定数である）を用いて推定し、該
電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容量
Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝（Ｃ
／１００）×Ｃｎによって推定することを特徴とするリ
チウムイオン電池の容量推定方法を構成する。In the present invention, as described in claim 4, there is provided a method for estimating the capacity of a lithium ion battery, wherein the battery voltage of the battery is preset.
Constant current Ic0 until the upper limit voltage Vc is reached.
After charging the battery, the battery voltage is kept at the above Vc for constant voltage charging.
A constant current and constant voltage charging method, and a discharging step of discharging the battery after the charging step, respectively.
A charge / discharge cycle including each time is performed a plurality of times, and in the charge / discharge cycle, a preset time tm (where 0 <tm ≦ 0. 8 Cn / Ic0, where Cn is the nominal capacity of the battery), the charging current Itm is measured at the time point, and the measured value of Itm is the increase in the number of repetitions n of the cycle. The value of the percentage specific capacity C of the capacity Cd of the battery to the nominal capacity Cn of the battery (where C is given by 100 × (Cd / Cn)) when the capacity Cd of the battery increases or does not change. Estimated using the relational expression C = -MI tm + N (3) (where M and N are positive constants), the measured value of I tm obtained by the measurement is the increase in the number of repetitions n of the cycle. To The value of the percentage specific capacity C equation C = + MI tm + N ' (4) ( here, N' is a positive constant) in the case of reduced I estimated using the capacity of the battery Cd From the estimated value of the percentage specific capacity C obtained by the above estimation and the nominal capacity Cn, the equation Cd = (C
/ 100) × Cn for estimating the capacity of the lithium ion battery.

【００１５】また、本発明においては、請求項５に記載
したように、上記ｔｍが１分以上１５分以内であること
を特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン電池の容
量推定方法を構成する。Further, according to the present invention, as described in claim 5, the tm is 1 minute or more and 15 minutes or less, and the capacity estimating method of the lithium ion battery according to claim 4 is configured. To do.

【００１６】また、本発明においては、請求項６に記載
したように、請求項４または５に記載のリチウムイオン
電池の容量推定方法において、上記定数Ｍ、Ｎおよび
Ｎ’の値を決定するために、容量推定対象となるリチウ
ムイオン電池と同一種類で同一公称容量Ｃｎを有するリ
チウムイオン電池を上記定電流定電圧方式によって充電
する充電過程と、該充電過程後の該電池を、該電池の電
池電圧が放電終止電圧Ｖｄに達するまで放電させる放電
過程とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルであっ
て、１回の充電時間を３時間以上３０日間以下とし、放
電電流値Ｉｄを０．２ＣｍＡ以上２．０ＣｍＡ以下（こ
こに、ＣｍＡは上記公称容量Ｃｎを１時間で割って得る
電流値である）とし、該電池の周囲温度を０℃以上４５
℃以下とする充放電サイクルを５回以上実施し、各充放
電サイクルにおいて、上記電流Ｉｔｍを測定し、放電電
流Ｉｄを時間に関して積分することによって該電池の容
量Ｃｄを求め、該容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対する百分
率比容量Ｃ（ここに、Ｃ＝１００×（Ｃｄ／Ｃｎ））を
算出し、第ｎ回目のサイクルにおいて得たＩｔｍの値お
よびＣの値を、それぞれ、ｎの関数Ｉｔｍ（ｎ）および
Ｃ（ｎ）として記録し、上記関係式（３）および（４）
が、Ｉｔｍ＝Ｉｔｍ（ｎ）およびＣ＝Ｃ（ｎ）としたと
きに、上記Ｉｔｍ（ｎ）とＣ（ｎ）との相関関係を近似
的に表すように、上記定数Ｍ、ＮおよびＮ’の値を決定
し、該決定によって決定された値を上記関係式（３）お
よび（４）に代入して得る関係式を用いて、前記容量推
定対象となるリチウムイオン電池の容量Ｃｄを推定する
ことを特徴とするリチウムイオン電池の容量推定方法を
構成する。In the present invention, as described in claim 6, in the method of estimating the capacity of the lithium ion battery according to claim 4 or 5, the values of the constants M, N and N'are determined. The charging process of charging a lithium ion battery of the same type and having the same nominal capacity Cn as the capacity estimation target by the constant current constant voltage method, and the battery after the charging process are the batteries of the battery. And a discharge process of discharging until the voltage reaches the discharge end voltage Vd, each charging time is 3 hours or more and 30 days or less, and the discharge current value Id is 0.2 CmA or more. 2.0 CmA or less (where CmA is a current value obtained by dividing the above-mentioned nominal capacity Cn in 1 hour), and the ambient temperature of the battery is 0 ° C. or more and 45 ° C. or more.
℃ discharge cycle to hereinafter were carried out five times or more, in each charge-discharge cycle, and measuring the current I tm, obtains the capacity Cd of the battery by integrating the discharge current Id with respect to time, capacitive Cd Of the specific capacity Cn (where C = 100 × (Cd / Cn)) with respect to the nominal capacity Cn, and the value of Itm and the value of C obtained in the n-th cycle are respectively calculated as a function of n. Recorded as Itm (n) and C (n), and the above relations (3) and (4)
Where I tm = I tm (n) and C = C (n), the above constants M and N are set so as to approximately represent the correlation between I tm (n) and C (n). Using the relational expressions obtained by determining the values of N and N ′ and substituting the values determined by the determinations into the relational expressions (3) and (4), the capacity Cd of the lithium ion battery to be the capacity estimation target is calculated. A method of estimating the capacity of a lithium-ion battery is characterized by estimating

【００１７】また、本発明においては、請求項７に記載
したように、リチウムイオン電池の劣化判定方法であっ
て、該リチウムイオン電池の容量Ｃｄを請求項１、２ま
たは３に記載のリチウムイオン電池の容量推定方法によ
って推定し、該推定によって得られたＣｄの値が、あら
かじめ定められた容量Ｃｅの値よりも小であるときに、
該リチウムイオン電池は劣化したと判定することを特徴
とするリチウムイオン電池の劣化判定方法を構成し、ま
た、本発明においては、請求項８に記載したように、リ
チウムイオン電池の劣化判定方法であって、該リチウム
イオン電池の容量Ｃｄを請求項４、５または６に記載の
リチウムイオン電池の容量推定方法によって推定し、該
推定によって得られたＣｄの値が、あらかじめ定められ
た容量Ｃｅの値よりも小であるときに、該リチウムイオ
ン電池は劣化したと判定することを特徴とするリチウム
イオン電池の劣化判定方法を構成する。 Further, according to the present invention, as described in claim 7, there is provided a method for judging deterioration of a lithium ion battery, wherein the capacity Cd of the lithium ion battery is defined in claim 1 or 2.
Or when the value of Cd obtained by the estimation is estimated by the method for estimating the capacity of the lithium ion battery described in 3 , and the value of Cd is smaller than a predetermined value of Ce,
The lithium ion battery constitutes the deterioration determination method of a lithium ion battery and judging a deteriorated, or
In addition, in the present invention, as described in claim 8,
A method for determining deterioration of a lithium-ion battery, the method comprising:
The capacity Cd of the ion battery is defined in claim 4, 5 or 6.
Estimated by the capacity estimation method of the lithium ion battery,
The value of Cd obtained by the estimation is
When the capacity is less than the value of Ce, the lithium ion
The lithium battery is characterized by determining that the battery has deteriorated.
A deterioration determination method for an ion battery is configured.

【００１８】また、本発明においては、請求項９に記載
したように、リチウムイオン電池の劣化判定装置であっ
て、該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充
電過程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程
とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行
する機能、および、該充放電サイクル実行中に上記時間
ｔαを計測する機能を有する電池制御部と、第ｎ回目の
該充放電サイクルにおいて、該計測によって得られた上
記ｔαの値を上記ｎの関数ｔα（ｎ）として記憶する記
憶部と、上記ｔα（ｎ）の値を用い、請求項７に記載の
リチウムイオン電池の劣化判定方法によって該電池の劣
化を判定する論理回路部とを有することを特徴とするリ
チウムイオン電池の劣化判定装置を構成する。According to the present invention, as described in claim 9, there is provided a deterioration determining device for a lithium ion battery, the charging process comprising charging the battery by the constant current and constant voltage method, and the charging process after the charging process. A battery control unit having a function of performing a plurality of charge / discharge cycles including one discharge process for discharging the battery, and a function of measuring the time t α during the charge / discharge cycle, A storage unit that stores the value of t α obtained by the measurement as the function t α (n) of n in the n-th charge / discharge cycle, and the value of t α (n) are used. 7. A deterioration determining device for a lithium ion battery, comprising a logic circuit unit for judging deterioration of the lithium ion battery according to the method for judging deterioration of the lithium ion battery described in 7.

【００１９】また、本発明においては、請求項１０に記
載したように、リチウムイオン電池の劣化判定装置であ
って、該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する
充電過程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過
程とをそれぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実
行する機能、および、該充放電サイクル実行中に上記電
流Ｉｔｍを計測する機能を有する電池制御部と、第ｎ回
目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって得られ
た上記Ｉｔｍの値を上記ｎの関数Ｉｔｍ（ｎ）として記
憶する記憶部と、上記Ｉｔｍ（ｎ）の値を用い、請求項
８に記載のリチウムイオン電池の劣化判定方法に従って
該電池の劣化を判定する論理回路部とを有することを特
徴とするリチウムイオン電池の劣化判定装置を構成す
る。Further, in the present invention, as described in claim 10, there is provided a deterioration determining device for a lithium ion battery, the charging process comprising charging the battery by the constant current constant voltage method, and the charging process after the charging process. A battery control unit having a function of executing a plurality of charge / discharge cycles including one discharge process for discharging the battery, and a function of measuring the current Itm during the charge / discharge cycle, A storage unit that stores the value of I tm obtained by the measurement as a function I tm (n) of the n in the n-th charge and discharge cycle, and the value of the I tm (n) are used.
And a logic circuit unit that determines the deterioration of the lithium ion battery according to the method of determining the deterioration of the lithium ion battery according to item 8 .

【００２０】また、本発明においては、請求項１１に記
載したように、劣化判定機能を具備したリチウムイオン
電池パックであって、該電池パック中のリチウムイオン
電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過程
と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とをそ
れぞれ１回ずつ含む充放電サイクルが複数回実行された
場合に、該充放電サイクル実行中に上記時間ｔαの値を
計測する計測部と、第ｎ回目の該充放電サイクルにおい
て、該計測によって得られた上記ｔαの値を上記ｎの関
数ｔα（ｎ）として記憶する記憶部と、上記ｔα（ｎ）
を用い、請求項７に記載のリチウムイオン電池の劣化判
定方法に従って該電池の劣化を判定する論理回路部とを
有することを特徴とする劣化判定機能を具備したリチウ
ムイオン電池パックを構成する。Further, according to the present invention, as described in claim 11, there is provided a lithium ion battery pack having a deterioration determining function, wherein the lithium ion battery in the battery pack is charged by the constant current constant voltage system. When a charging / discharging cycle including one charging process and one discharging process for discharging the battery after the charging process is performed a plurality of times, the value of the time t α is changed during the charging / discharging cycle. A measuring unit that measures, a storage unit that stores the value of t α obtained by the measurement in the nth charge / discharge cycle as a function t α (n) of n, and t α (n)
And a logic circuit section that determines deterioration of the lithium ion battery according to the method for determining deterioration of the lithium ion battery according to claim 7, thereby forming a lithium ion battery pack having a deterioration determination function.

【００２１】また、本発明においては、請求項１２に記
載したように、劣化判定機能を具備したリチウムイオン
電池パックであって、該電池パック中のリチウムイオン
電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過程
と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とをそ
れぞれ１回ずつ含む充放電サイクルが複数回実行された
場合に、該充放電サイクル実行中に上記電流Ｉｔｍを計
測する計測部と、第ｎ回目の該充放電サイクルにおい
て、該計測によって得られた上記Ｉｔｍの値を上記ｎの
関数Ｉｔｍ（ｎ）として記憶する記憶部と、上記Ｉｔｍ
（ｎ）の値を用い、請求項８に記載のリチウムイオン電
池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判定する論理
回路部とを有することを特徴とする劣化判定機能を具備
したリチウムイオン電池パックを構成する。Further, according to the present invention, as described in claim 12, there is provided a lithium ion battery pack having a deterioration determining function, wherein the lithium ion battery in the battery pack is charged by the constant current constant voltage system. When a charging / discharging cycle including one charging process and one discharging process for discharging the battery after the charging process is performed a plurality of times, the current Itm is measured during the charging / discharging cycle. A measuring unit, a storage unit that stores the value of I tm obtained by the measurement in the n-th charge and discharge cycle as a function I tm (n) of the n, and the I tm.
A lithium ion battery pack having a deterioration determining function, comprising: a logic circuit unit that determines the deterioration of the lithium ion battery according to the deterioration determining method according to claim 8 using the value of (n). Make up.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態においては、任
意の時間使用したＬｉイオン電池、またはリチウムイオ
ン電池パックを、電池電圧があらかじめ設定された上限
電圧に達するまで一定電流で定電流充電した後に該電池
電圧を一定に保って定電圧充電する定電流定電圧（ＣＣ
−ＣＶ）方式の充電を行う充電器、あるいは、Ｌｉイオ
ン電池搭載の機器であって、該電池を該定電流定電圧方
式によって充電する機能を有する機器を商用電源に接続
して、充電モードが定電流（ＣＣ）モードから定電圧
（ＣＶ）モードに変更されてから、充電電流値が減衰
し、たとえば、１/２に達するまでの所要時間から、あ
るいは、定電圧（ＣＶ）モード充電が開始されてから一
定時間後、たとえば、５分後における充電電流値から、
該電池または該電池パックの容量推定、劣化判定を行
い、さらに、この概念になる容量推定機能、劣化判定機
能を具備した装置あるいはＬｉイオン電池パックを構成
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the embodiments of the invention, a Li-ion battery or a lithium-ion battery pack used for an arbitrary time is charged with a constant current at a constant current until the battery voltage reaches a preset upper limit voltage. Later, a constant current constant voltage (CC
-CV) system charger, or a device equipped with a Li-ion battery, which has a function of charging the battery by the constant current / constant voltage system, is connected to a commercial power source, and a charging mode is set. Charging current value decays after changing from constant current (CC) mode to constant voltage (CV) mode, for example, from the time required to reach 1/2, or constant voltage (CV) mode charging starts After a certain period of time, for example, the charging current value after 5 minutes,
The capacity of the battery or the battery pack is estimated and the deterioration is determined, and a device or a Li-ion battery pack having the concept of the capacity estimation function and the deterioration determination function is configured.

【００２３】本発明に係るＬｉイオン電池の容量推定方
法および劣化判定方法を、図面を用いてさらに詳しく説
明する。The capacity estimating method and the deterioration determining method of the Li-ion battery according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【００２４】Ｌｉイオン電池の定電流定電圧（ＣＣ−Ｃ
Ｖ）方式による充電における電池電圧Ｖと充電電流Ｉｃ
の経時変化を図１に示す。Li-ion battery constant current constant voltage (CC-C
V) battery voltage V and charging current Ic during charging
The change with time is shown in FIG.

【００２５】図１において、Ｌｉイオン電池またはリチ
ウムイオン電池パック（以下、これらをＬｉイオン電池
と総称する）を定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式によっ
て充電する場合、該電池は、まず、定電流（ＣＣ）モー
ドによって、所定の一定充電電流Ｉｃ０で、該電池の電
圧Ｖがあらかじめ設定された上限電圧Ｖｃに到達するま
で、時間ｔｃｓからｔ０に到る間、定電流充電され、そ
の後、該電池は定電圧（ＣＶ）モードによって、電池電
圧はＶｃで一定のまま、定電圧充電され、充電電流Ｉｃ
は時間とともに減衰する。In FIG. 1, when a Li-ion battery or a lithium-ion battery pack (hereinafter collectively referred to as a Li-ion battery) is charged by a constant current / constant voltage (CC-CV) system, the battery is first charged with a constant voltage. by the current (CC) mode, at a predetermined constant charging current Ic0, until the voltage V of the battery reaches the upper limit voltage Vc which is set in advance, while extending from the time tcs to t 0, it is a constant current charging, then, The battery is charged at a constant voltage by the constant voltage (CV) mode while the battery voltage remains constant at Vc, and the charging current Ic
Decays over time.

【００２６】通常、上記充電上限電圧Ｖｃは、４.１Ｖ
／セルないし４.２Ｖ／セル（ここに、セルは単一の電
池を意味する）であり、充電電流は０.０３３ＣｍＡ以
上１.０ＣｍＡ以下（ここに、ＣｍＡは公称容量Ｃｎを
１時間で割って得る電流値である）であり、放電終止電
圧は２.７５Ｖ／セル以上３.０Ｖ／セル以下に設定され
る。Normally, the charging upper limit voltage Vc is 4.1V.
/ Cell to 4.2 V / cell (here, the cell means a single battery), and the charging current is 0.033 CmA or more and 1.0 CmA or less (where CmA is the nominal capacity Cn divided by 1 hour). The discharge end voltage is set to 2.75 V / cell or more and 3.0 V / cell or less.

【００２７】本願発明者らは、Ｌｉイオン電池に対し
て、該電池を電池電圧があらかじめ設定された上限電圧
Ｖｃに達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電した後に
電池電圧をＶｃに保って定電圧充電する充電過程と、該
充電過程後の該電池を放電させる放電過程（これは該電
池を電源として使用する過程に該当する）とをそれぞれ
１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実施し、該充放電
サイクルにおける放電電流を時間に関して積分して求め
た該電池の放電容量Ｃｄ（以下、単に容量と称す）と、
定電圧（ＣＶ）モード充電（以下、ＣＶ充電と称す）に
おける充電電流の変化との相関関係を鋭意検討評価した
結果、ＣＶ充電における充電電流の減衰パターンが該充
放電サイクルの繰り返しにつれて変化する特徴を発見す
るに至った。その充電電流減衰パターンの変化の特徴を
図２に例示した。For the Li-ion battery, the inventors of the present invention charge the Li-ion battery with a constant current Ic0 until the battery voltage reaches a preset upper limit voltage Vc, and then keep the battery voltage at Vc to maintain a constant voltage. A plurality of charging / discharging cycles including a charging process of charging and a discharging process of discharging the battery after the charging process (this corresponds to a process of using the battery as a power source) are performed a plurality of times. A discharge capacity Cd (hereinafter, simply referred to as capacity) of the battery obtained by integrating a discharge current in a charge / discharge cycle with respect to time;
As a result of diligent examination and evaluation of the correlation with the change of the charging current in constant voltage (CV) mode charging (hereinafter referred to as CV charging), the characteristic that the decay pattern of the charging current in CV charging changes as the charge / discharge cycle is repeated. Came to discover. The characteristics of the change in the charging current decay pattern are illustrated in FIG.

【００２８】図２は、上記充放電サイクルごとのＣＶ充
電における充電電流の時間的変化を示した図である。図
２において、いずれのサイクルにおいても、充電電流は
充電時間とともに減衰するが、その減衰速度は、４０サ
イクル目までは単純に遅くなっている。しかし、それを
過ぎると、ＣＶ充電過程の初期には充電電流の減衰が４
０サイクル目に較べて早くなり、その後は充電時間とと
もに減衰が緩慢になってくることがわかる。すなわち、
図２によれば、４０サイクル経過後は、それ以前の充放
電サイクルとは、サイクルごとの充電電流の減衰傾向に
異なったパターンが存在することが明らかになった。FIG. 2 is a diagram showing the change over time of the charging current during CV charging for each charge / discharge cycle. In FIG. 2, in any cycle, the charging current decays with the charging time, but the decay rate is simply slowed up to the 40th cycle. However, after that, the charge current decays to 4 at the beginning of the CV charging process.
It can be seen that it becomes faster than the 0th cycle, and thereafter, the decay becomes slower with the charging time. That is,
According to FIG. 2, after 40 cycles, it was revealed that there was a different pattern in the decay tendency of the charging current for each cycle from the previous charge / discharge cycle.

【００２９】図３は、ＣＶ充電電流値が半減するときの
経過時間（図中、ＣＶ電流半減時間ｔ１／２で表す）
と、電池の容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対する百分率比容
量Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)（以下、このＣを単に比容
量と称する）との関係を示した図である。FIG. 3 shows the elapsed time when the CV charging current value is halved (represented by CV current half time t 1/2 in the figure).
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the battery capacity Cd and the percentage specific capacity C = 100 × (Cd / Cn) (hereinafter, this C is simply referred to as specific capacity) with respect to the nominal capacity Cn of the battery.

【００３０】図３において、比容量Ｃがサイクルの繰り
返し数の増大に伴って減少するにつれて、ＣＶ充電の電
流値半減時の経過時間ｔ１／２は増加するが、比容量Ｃ
が８５(％)となる近辺で、今度は、比容量Ｃの減少とと
もに経過時間ｔ１／２も減少する。その変化傾向はちょ
うど尖点（曲線の勾配が不連続的に変わる点、ｔ１／ ２
のピークに相当する）を通るＣ＝一定の直線（図中破線
で示す）に関して対称の形を示している。しかも、この
変化傾向は上記の直線に関して対称な２本の直線によっ
て近似され、ｔ１／２がサイクルの繰り返し数の増大に
伴って増加するか変化しなくなる場合には関係式 Ｃ＝ -Ａｔ１／２＋Ｂ （１'） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）で近似され、
ｔ１／２がサイクルの繰り返し数の増大に伴って減少す
る場合には関係式 Ｃ＝＋Ａｔ１／２＋Ｂ’ （２'） （ここに、Ｂ’は正値定数である）によって近似され
る。In FIG. 3, as the specific capacity C decreases with an increase in the number of cycle repetitions, the elapsed time t 1/2 when the current value of CV charging is reduced by half increases, but the specific capacity C
Is around 85 (%), the elapsed time t 1/2 also decreases with the decrease of the specific capacity C. The change trend is just cusp (point the slope of the curve changes discontinuously, t 1/2
(Corresponding to the peak of 1), a symmetrical shape is shown with respect to a straight line C = constant (indicated by a broken line in the drawing). Moreover, this changing tendency is approximated by two straight lines that are symmetrical with respect to the above straight line, and when t 1/2 increases or does not change as the number of cycle repetitions increases, the relational expression C = -At 1 / 2 + B (1 ') (where A and B are positive constants),
When t 1/2 decreases as the number of cycle repetitions increases, it is approximated by the relational expression C = + At 1/2 + B ′ (2 ′) (where B ′ is a positive constant). .

【００３１】関係式（１'）におけるｔ１／２の係数 -
Ａと関係式（２'）におけるｔ１／２の係数＋Ａとは符
号が反対で絶対値が等しいから、上記尖点における比容
量ＣをＣＣで表せば、等式Ｂ'＝２ＣＣ−Ｂが成り立
つ。Coefficient of t 1/2 in relational expression (1 ′) −
Since A and the coefficient of t 1/2 in relational expression (2 ′) + A have opposite signs and the same absolute value, if the specific capacity C at the apex is represented by C C , the equation B ′ = 2C C − B holds.

【００３２】図４は、ＣＶ充電開始後の一定経過時間
（この場合には５分）後の充電電流値Ｉ５ｍｉｎと比容
量Ｃとの関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the charging current value I 5min and a specific capacity C after a certain elapsed time (5 minutes in this case) after the start of CV charging.

【００３３】図４において、比容量Ｃがサイクルの繰り
返し数の増大に伴って減少するにつれて、充電電流値Ｉ
５ｍｉｎは直線的に増加するが、図３と同様に、比容量
Ｃが８５(％)となる近辺で、今度は、比容量Ｃの減少と
ともに充電電流値Ｉ５ｍｉｎは直線的に減少する。そし
て、この場合も、図３の場合と同様に、その変化傾向
は、Ｉ５ｍｉｎのピークに相当する尖点を通るＣ＝一定
の直線（図中、破線で示す）に関して対称形を成してい
ることが明らかになった。In FIG. 4, as the specific capacity C decreases with an increase in the number of cycle repetitions, the charging current value I
Although 5 min linearly increases, as in FIG. 3, in the vicinity of the specific capacity C of 85 (%), the charging current value I 5min also decreases linearly as the specific capacity C decreases. Also in this case, as in the case of FIG. 3, the change tendency is symmetrical with respect to a constant straight line C (shown by a broken line in the drawing) that passes through the apex corresponding to the peak of I 5min . It became clear that there is.

【００３４】この場合にも、この変化傾向は上記の直線
に関して対称な２本の直線によって近似され、Ｉ
５ｍｉｎがサイクルの繰り返し数の増大に伴って増加す
るか変化しなくなる場合には関係式 Ｃ＝ -ＭＩ５ｍｉｎ＋Ｎ
（３'）（ここに、ＭおよびＮは正値
定数である）で近似され、Ｉ５ｍｉｎがサイクルの繰り
返し数の増大に伴って減少する場合には関係式 Ｃ＝＋ＭＩ５ｍｉｎ＋Ｎ’ （４' ） （ここに、Ｎ’は正値定数である）によって近似され
る。Also in this case, this changing tendency is approximated by two straight lines symmetrical with respect to the above straight line, and I
When 5 min increases or does not change as the number of cycle repetitions increases, the relational expression C = -MI 5min + N
(3 ′) (where M and N are positive constants), and if I 5min decreases as the number of cycle repetitions increases, the relational expression C = + MI 5min + N ′ (4 ′ ) (Where N ′ is a positive constant).

【００３５】この場合にも、関係式（３'）におけるＩ
５ｍｉｎの係数 -Ｍと関係式（４'）におけるＩ
５ｍｉｎの係数＋Ｍとは符号が反対で絶対値が等しいか
ら、上記尖点における比容量ＣをＣＣで表せば、等式
Ｂ'＝２ＣＣ−Ｂが成り立つ。 （容量推定、劣化判定の手法１）本発明に係るＬｉイオ
ン電池の容量推定、劣化判定の第１の手法においては、
上記の関係式（１'）および（２'）を一般化した関係式
を用いて容量推定、劣化判定をおこなう。すなわち、図
１に示したように、上記ＣＣ−ＣＶ方式の充電におい
て、電池電圧Ｖが充電上限電圧Ｖｃに到達して充電モー
ドが定電圧（ＣＶ）モードに変更になってから、充電電
流ＩｃがＩｃ０からＩｃ０のα倍（ここに、αは定数で
あり、０＜α＜１であるとする）すなわちαＩｃ０に到
達するまでの時間ｔαをモニタし、電池使用の初期、す
なわち、充放電サイクルの繰り返し数ｎが比較的小さ
く、ｎの増大に伴ってｔαが増加するか変化しなくなる
場合においては、比容量Ｃを、時間ｔαの一次関数で示
される関係式 Ｃ＝ -Ａｔα＋Ｂ （１） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）によって推定
し、充放電サイクルの繰り返し数ｎが増大して、ｎの増
大に伴ってｔαが減少する場合においては、比容量Ｃ
を、時間ｔαの一次関数で示される関係式 Ｃ＝＋Ａｔα＋Ｂ’ （２） （ここに、Ｂ’は正値定数である）によって推定し、こ
の推定値と電池の公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって、容量推定の対象となったＬｉ
イオン電池の容量Ｃｄを推定する。Also in this case, I in the relational expression (3 ')
Coefficient -M of 5 min and I in relational expression (4 ')
Since the sign is opposite to the coefficient + M of 5 min and the absolute value is the same, if the specific capacity C at the apex is represented by C C , the equation B ′ = 2C C −B holds. (Method 1 for estimating capacity and determining deterioration) In the first method for estimating capacity and determining deterioration of the Li-ion battery according to the present invention,
Capacity estimation and deterioration determination are performed using a relational expression obtained by generalizing the relational expressions (1 ′) and (2 ′). That is, as shown in FIG. 1, in the CC-CV system charging, the charging current Ic is changed after the battery voltage V reaches the charging upper limit voltage Vc and the charging mode is changed to the constant voltage (CV) mode. From Ic0 to α times Ic0 (where α is a constant and 0 <α <1), that is, the time t α until reaching αIc0 is monitored, and the initial period of battery use, that is, charging / discharging is monitored. cycle repetition number n is relatively small, with increasing n t when the alpha does not change or increases, the specific capacity C, for t relationship represented by a linear function of α C = -At α + B (1) (where A and B are positive constants), the ratio n is increased when the number of repetitions n of the charge / discharge cycle is increased and t α is decreased as n is increased. Capacity C
Is estimated by a relational expression C = + At α + B ′ (2) (where B ′ is a positive constant) represented by a linear function of time t α , and from this estimated value and the nominal capacity Cn of the battery, , Cd = (C /
100) × Cn, the target of capacity estimation was Li
The capacity Cd of the ion battery is estimated.

【００３６】さらに、このようにして推定した容量Ｃｄ
の値があらかじめ設定された容量Ｃｅの値よりも小であ
るときに、該Ｌｉイオン電池は劣化したと判定する。Further, the capacity Cd estimated in this way
When the value of is smaller than the value of the capacity Ce set in advance, it is determined that the Li-ion battery has deteriorated.

【００３７】本手法が有効であるためには、定数αが不
等式０＜α＜１を満足することが必要であり、さらに、
高精度の推定を行うために好ましいαの値の範囲があ
る。すでに示した図３から明らかなように、１/２はそ
のような好ましいαの値の１つである。 （容量推定、劣化判定の手法２）本発明に係るＬｉイオ
ン電池の容量推定、劣化判定の第２の手法においては、
上記の関係式（３'）および（４'）を一般化した関係式
を用いて容量推定、劣化判定をおこなう。すなわち、図
１に示したように、上記ＣＣ−ＣＶ方式の充電におい
て、一定充電電流Ｉｃ０による定電流充電によって、電
池電圧Ｖが充電上限電圧Ｖｃに到達して充電モードが定
電圧（ＣＶ）モードに変更になってから、あらかじめ設
定された時間ｔｍ（ただし、０＜ｔｍ≦０.８Ｃｎ/Ｉｃ
０であり、Ｃｎは該電池の公称容量であるとする）だけ
経過した時点における充電電流Ｉｔｍを測定し、電池使
用の初期、すなわち、充放電サイクルの繰り返し数ｎが
比較的小さく、ｎの増大に伴ってＩｔｍが増加するか変
化しなくなる場合においては、比容量Ｃを、充電電流Ｉ
ｔｍの一次関数で示される関係式 Ｃ＝ -ＭＩｔｍ＋Ｎ （３） （ここに、ＭおよびＮは正値定数である）によって推定
し、充放電サイクルの繰り返し数ｎが増大して、ｎの増
大に伴ってＩｔｍが減少する場合においては、比容量Ｃ
を、充電電流Ｉｔｍの一次関数で示される関係式 Ｃ＝＋ＭＩｔｍ＋Ｎ’ （４） （ここに、Ｎ’は正値定数である）によって推定し、こ
の推定値と電池の公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝(Ｃ/
１００)×Ｃｎによって、容量推定の対象となったＬｉ
イオン電池の容量Ｃｄを推定する。In order for this method to be effective, the constant α must satisfy the inequality 0 <α <1.
There is a preferred range of values of α for high accuracy estimation. As is clear from FIG. 3 already shown, 1/2 is one such preferred value of α. (Method 2 for estimating capacity and determining deterioration) In the second method for estimating capacity and determining deterioration of the Li-ion battery according to the present invention,
Capacity estimation and deterioration determination are performed using a relational expression obtained by generalizing the relational expressions (3 ′) and (4 ′). That is, as shown in FIG. 1, in the CC-CV charging, the battery voltage V reaches the charging upper limit voltage Vc by the constant current charging with the constant charging current Ic0, and the charging mode is the constant voltage (CV) mode. Has been set for a preset time tm (where 0 <tm ≦ 0.8 Cn / Ic
0, Cn is assumed to be the nominal capacity of the battery), and the charging current Itm at a point of time that has elapsed is measured. When I tm increases or does not change with the increase, the specific capacity C is set to the charging current I
relationship represented by a linear function of tm C = -MI tm + N ( 3) ( here, M and N are positive constants) estimated by increasing the repetition number n of the charge and discharge cycles, the n When Itm decreases with an increase, the specific capacity C
Is estimated by a relational expression C = + MI tm + N ′ (4) (where N ′ is a positive constant) represented by a linear function of the charging current Itm , and the estimated value and the nominal capacity Cn of the battery are From the equation Cd = (C /
100) × Cn, the target of capacity estimation was Li
The capacity Cd of the ion battery is estimated.

【００３８】さらに、このようにして推定した容量Ｃｄ
の値があらかじめ設定された容量Ｃｅの値よりも小であ
るときに、該Ｌｉイオン電池は劣化したと判定する。Further, the capacity Cd estimated in this way
When the value of is smaller than the value of the capacity Ce set in advance, it is determined that the Li-ion battery has deteriorated.

【００３９】本手法によって高精度の推定を行うために
好ましいｔｍの値の範囲がある。すでに示した図４から
明らかなように、５分はそのような好ましいｔｍの値の
１つであり、後述の実施例、たとえば実施例５、におい
て説明するように、そのような好ましいｔｍの値は１分
以上１５分以下の範囲内にある。なお、ｔｍは不等式０
＜ｔｍ≦０.８Ｃｎ/Ｉｃ０を満足しなければならない
が、後述するように、Ｉｃ０は最大１.０ＣｍＡである
ので、そのような場合においても、上記不等式は０＜ｔ
ｍ≦４８分となり、上記の好ましいｔｍの値はこの不等
式を満足している。There is a preferred range of tm values for highly accurate estimation by this method. As is clear from FIG. 4 already shown, 5 minutes is one such preferred tm value, and as will be explained in the examples below, eg Example 5, such a preferred tm value. Is in the range of 1 minute to 15 minutes. Note that tm is the inequality 0
<Tm ≦ 0.8 Cn / Ic0 must be satisfied, but since Ic0 is 1.0 CmA at maximum as described later, even in such a case, the above inequality is 0 <t
Since m ≦ 48 minutes, the above-described preferable value of tm satisfies this inequality.

【００４０】上記手法１および２のいずれにおいても、
容量推定に用いる関係式が２つあり、そのいずれを用い
るかの判断は、上記ｔαが前回充放電サイクルと比較し
て増加しているか変化していないか減少しているか、あ
るいは、上記Ｉｔｍが前回充放電サイクルと比較して増
加しているか変化していないか減少しているか、によっ
て行う必要がある。もしも、すでに図３および４に示し
たように、上記ｔαの前回充放電サイクルと比較しての
増加あるいは不変あるいは減少が、上記Ｉｔｍの前回充
放電サイクルと比較しての増加あるいは不変あるいは減
少と一致して起こることが保証されている場合には、上
記の関係式選択の判断を上記ｔαあるいはＩｔｍの一方
のみを監視することによって行ってもよい。In both of the above methods 1 and 2,
There are two relational expressions used for capacity estimation, and which one is to be used is determined by whether the above-mentioned t α is increasing, unchanged or decreasing as compared with the previous charge / discharge cycle, or the above I It must be performed depending on whether tm has increased, has not changed, or has decreased as compared with the previous charge / discharge cycle. If, as already shown in FIGS. 3 and 4, the increase or invariance or decrease of t α with respect to the previous charge / discharge cycle is increased or unchanged with respect to the previous charge / discharge cycle of I tm , If it is guaranteed that the decrease will coincide with the decrease, the determination of the relational expression selection may be performed by monitoring only one of the t α and I tm .

【００４１】なお、上記ｔα（あるいはＩｔｍ）が、前
回充放電サイクルと比較して減少していても、これが何
らかの機器のトラブルなどで偶発的に起こり、再びもと
のように前回充放電サイクルと比較して増加する状態に
戻る場合もある。そのような場合には、再び関係式
（１）(または（３）)を使用するようにしておけばよ
く、本発明の新規性を何ら損なうものではない。Even if the above-mentioned t α (or I tm ) is decreased as compared with the previous charge / discharge cycle, this happens accidentally due to some trouble of the equipment, and the same charge / discharge as before is performed again. It may return to an increasing state compared to the cycle. In such a case, the relational expression (1) (or (3)) may be used again without impairing the novelty of the present invention.

【００４２】本発明における容量推定方法および劣化判
定方法が、その対象とする定電圧（ＣＶ）充電モードに
おける充電電流値の減衰が、いったん充放電サイクルの
回数増加とともに上記ｔα、たとえば充電電流値半減時
間ｔ１／２が長くなり、ＣＶ充電開始後一定時間経過時
の充電電流値Ｉｔｍが大きくなり、ある一定充放電サイ
クル数を境に、この傾向が逆となる理由は必ずしも明確
ではないが、以下のように解釈することが可能である。In the capacity estimating method and the deterioration determining method of the present invention, the attenuation of the charging current value in the constant voltage (CV) charging mode, which is the object of the method, is such that once the charging / discharging cycle number increases, the above t α , for example, the charging current value increases. The half-life time t 1/2 becomes long, the charging current value Itm after a lapse of a fixed time after the start of CV charging becomes large, and the reason why this tendency is reversed is not always clear when a certain number of charge / discharge cycles is taken as a boundary. Can be interpreted as follows.

【００４３】すなわち、Ｌｉイオン電池では、正極活物
質である金属酸化物が電解液中に溶解し、その一部が負
極上に生成したり、電解液とＬｉ＋イオンとが反応して
（電解液が分解して）その生成物が負極表面上に皮膜を
形成することによって、オーミック抵抗、電荷移動抵抗
が増大し、充電による正極活物質からのＬｉ＋イオンの
溶出、負極炭素材料へのＬｉ＋イオンの挿入における固
体内拡散速度などに遅れが生じて、その結果、ＣＶ充電
電流の減衰が緩慢になる。ところが一定充放電サイクル
を経過すると、表面皮膜の成長や活物質結晶の崩壊など
によって正極、負極活物質内のリチウム収容サイト数の
喪失が起こってくる。そうすると、収容サイト数当たり
の充電電流値が増大して、ＣＶ充電開始初期には充電電
流値の減衰速度がそれまでのサイクルより大きくなり、
そしてその後はオーミック抵抗や電荷移動抵抗がさらに
増大しているために充電電流値の減衰はそれまでのサイ
クルより緩慢となるのである。That is, in the Li-ion battery, the metal oxide as the positive electrode active material is dissolved in the electrolytic solution and a part thereof is generated on the negative electrode, or the electrolytic solution reacts with Li + ions (electrolysis). The product forms a film on the surface of the negative electrode due to the decomposition of the liquid), thereby increasing ohmic resistance and charge transfer resistance, elution of Li + ions from the positive electrode active material due to charging, and Li to the negative electrode carbon material. There is a delay in the diffusion rate in the solid body when the + ions are inserted, and as a result, the CV charging current decays slowly. However, after a certain charge / discharge cycle, the number of lithium accommodating sites in the positive electrode and negative electrode active materials is lost due to the growth of the surface film and the collapse of the active material crystals. Then, the charging current value per the number of accommodating sites increases, and the decay rate of the charging current value becomes larger than the cycles until then at the beginning of CV charging.
After that, since the ohmic resistance and the charge transfer resistance are further increased, the decay of the charging current value becomes slower than that of the cycle until then.

【００４４】上記関係式（１）、（２）、（３）および
（４）が、Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定に有効
となるためには、該電池を、０.０３３ＣｍＡ以上１.０
ＣｍＡ以下の電流値で充電する。０.０３３ＣｍＡ未満
の微少電流では充電が十分に行われなかったり、自己放
電の影響が無視できなくなり、上記関係式（１）、
（２）、（３）および（４）により算定した比容量が実
際の比容量と異なり、容量推定、劣化判定に好ましくな
い。また、１.０ＣｍＡを上回る大電流での充電の場
合、所要時間自体が短く、時間の測定値に大きな誤差を
生じたり、劣化による充電時間の変化が異なる場合があ
り、同様に本発明の容量推定、劣化判定の条件としては
好ましくない。そのため、ほとんどすべてのＬｉイオン
電池搭載機器、および充電器に適用されている充電電流
値はこの範囲にある。これ以外の範囲の電流値を採用す
る機器、および充電器は、特殊な用途、例えば緊急時に
使用するために超急速充電を必要とする場合など、きわ
めて限定された用途に用いるもののみのごく少数であ
り、本発明の関係式をほとんど必要としない機器、およ
び充電器である。In order for the above relational expressions (1), (2), (3) and (4) to be effective in estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery, the battery should be 0.033 CmA or more 1. 0
Charge with a current value of CmA or less. If a minute current of less than 0.033 CmA is not sufficiently charged or the influence of self-discharge cannot be ignored, the above relational expression (1),
The specific capacity calculated by (2), (3) and (4) is different from the actual specific capacity, which is not preferable for capacity estimation and deterioration determination. Further, in the case of charging with a large current exceeding 1.0 CmA, the required time itself may be short, a large error may occur in the measured value of time, or the change in charging time due to deterioration may be different, and similarly the capacity of the present invention It is not preferable as a condition for estimation and deterioration determination. Therefore, the charging current value applied to almost all Li-ion battery-equipped devices and chargers is in this range. Only a small number of devices and chargers that use current values in other ranges are used for special applications, for example, extremely limited applications such as when ultra-fast charging is required for emergency use. And a device and a charger that hardly require the relational expression of the present invention.

【００４５】Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定に用
いる上記関係式（１）、（２）、（３）および（４）
は、これを適用するＬｉイオン電池の搭載機器、または
充電器の充電条件における定電圧（ＣＶ）充電開始から
電流値がα倍になるまでの所要時間ｔαと、その条件下
における比容量Ｃとの関係、あるいはＣＶ充電開始から
一定の所要時間における充電電流値Ｉｔｍと比容量Ｃと
の関係を反映していることを前提としている。もしも、
上記関係式（１）および（３）を作成したとき（関係式
（２）および（４）は、関係式（１）および（３）が作
成されていれば、これと尖点における比容量の値とを基
に作成が可能）の初期の充電電流値と、搭載機器、また
は充電器の定電圧（ＣＶ）モード充電開始初期の充電電
流値が異なる場合には、あらかじめ別途、それぞれの充
電条件におけるＣＶモード充電開始から電流値がα倍に
なるまでの所要時間ｔα、またはＣＶ充電開始後所定時
間における充電電流値Ｉｔｍを求めておき、上記関係式
（１）の作成時の条件における所要時間ｔｅと搭載装
置、または充電器に相当する条件での所要時間ｔｆとの
比ｔｆ/ｔｅを上記関係式（１）のｔαに乗じて換算
し、あるいは該関係式（３）の作成時の条件における充
電電流値Ｉｃと搭載装置、または充電器に相当する条件
での充電電流値Ｉｃｆとの比Ｉｃｆ/Ｉｃを上記関係式
（３）のＩｔｍに乗じて換算する必要がある。The above relational expressions (1), (2), (3) and (4) used for estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery.
Includes a required time t alpha until the current value becomes alpha times from the constant voltage (CV) charging start in the charging condition of the mounting device or a charger, the Li-ion battery to apply this specific capacity C at the conditions , Or the relationship between the charging current value Itm and the specific capacity C in a certain required time from the start of CV charging. If,
When the above relational expressions (1) and (3) are created (relational expressions (2) and (4), if the relational expressions (1) and (3) are created, this and the specific capacity at the cusps are If the initial charging current value of (the value can be created based on the value) and the initial charging current value of the on-board device or the start of constant voltage (CV) mode charging of the charger are different, separate charging conditions are set separately in advance. In the condition at the time of creating the above relational expression (1), the required time t α from the start of CV mode charging to α times the current value or the charging current value I tm in a predetermined time after the start of CV charging in The ratio tf / te of the required time te and the required time tf under the condition corresponding to the on-board device or the charger is multiplied by t α in the above relational expression (1) for conversion, or the relational expression (3) is created. Current value Ic and loading device , Or it is necessary to convert the ratio Icf / Ic of the charging current value Icf under the conditions corresponding to the charger by multiplying the I tm of the equation (3).

【００４６】なぜならば、定電流（ＣＣ）モード充電に
おける充電率（全充電期間におけるＣＣモード充電の充
電割合）は電流値が小さいほど大きくなり、そのため、
ＣＣモードの充電率に依存してＣＶモードの充電時間も
変化し、併せて電流値の半減に要する時間も影響を受け
ることになるからである。また、その影響は、電池サイ
ズ、電池形状、製造メーカ、電池構成材料などによって
異なるため、別途、実際に試験を実施して、電流値の影
響を把握する必要がある。This is because the charging rate in constant current (CC) mode charging (charging rate in CC mode charging during the entire charging period) increases as the current value decreases, and therefore,
This is because the charging time in the CV mode also changes depending on the charging rate in the CC mode, and the time required to halve the current value is also affected. In addition, the influence varies depending on the battery size, the battery shape, the manufacturer, the battery constituent material, and the like, so it is necessary to actually conduct a separate test to understand the influence of the current value.

【００４７】上記Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定
に用いる関係式（３）および（４）を構成する充電電流
値Ｉｔｍは、すでに述べたように、定電圧（ＣＶ）モー
ド充電開始後１分以上１５分以内の所定時間ｔｍにおけ
るモニタリングが適当である。１分未満の短期間だと、
電池内の状態に充電電流値の変化が極めて影響されやす
く測定値に誤差が生じやすい。また、１５分を超える長
期間での充電電流値Ｉ ｔｍと比容量Ｃとの関係は、尖点
を境にした対称形となりにくく判定誤差が大きくなって
好ましくない。 （定数Ａ、Ｂ、Ｂ'、Ｍ、ＮおよびＮ'の決定方法)上記
Ｌｉイオン電池の容量推定、劣化判定に用いる上記関係
式（１）および（３）を作成するためには、該関係式
（１）中の定数Ａ、Ｂの値、および該関係式（３）中の
定数Ｍ、Ｎの値を決定しなければならない。該関係式
（１）および（３）作成のためには、容量推定、劣化判
定の対象となるＬｉイオン電池と同一種類で同一公称容
量の電池または電池パックを試験して上記定数Ａ、Ｂ、
ＭおよびＮを決定するのが最も妥当である。なぜなら
ば、市販のＬｉイオン電池は、使用する正極活物質、負
極カーボンおよび電解液の種類が多様であり、電池の劣
化に伴う充電電圧挙動の変化だけでなく、初期の電池の
充電挙動も異なっているからである。Capacity estimation and deterioration judgment of the Li-ion battery
The charging currents that make up relational expressions (3) and (4)
Value ItmAs already mentioned, the constant voltage (CV) mode
After 1 to 15 minutes from the start of charging, at a predetermined time tm
Monitoring is appropriate. For a short period of less than 1 minute,
The state of the battery is extremely sensitive to changes in the charging current value
There is a tendency for errors in measured values. Also, the length exceeds 15 minutes
Charging current value I in period tmAnd the specific capacity C is
It becomes difficult to have a symmetrical shape with the
Not preferable. (Method for determining constants A, B, B ', M, N and N')
The above relationship used for estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery
To create equations (1) and (3), the relational expression
The values of the constants A and B in (1) and the relational expression (3)
The values of the constants M, N have to be determined. The relational expression
In order to create (1) and (3), capacity estimation and deterioration judgment
Same type and same nominal capacity as the target Li-ion battery
Quantity of battery or battery pack to test the above constants A, B,
It is most reasonable to determine M and N. Because
For example, a commercially available Li-ion battery is
Due to the variety of polar carbon and electrolytes,
Not only changes in charging voltage behavior due to
This is because the charging behavior is also different.

【００４８】本発明においては、上記関係式（１）の定
数ＡおよびＢ、関係式（３）の定数Ｍ、Ｎを決定し、定
数の値が確定した関係式を作成するために、極めて短時
間で実現が可能な作成方法も併せて提案する。In the present invention, the constants A and B in the above relational expression (1) and the constants M and N in the relational expression (3) are determined, and the relational expression in which the value of the constant is determined is extremely short. We also propose a creation method that can be realized in time.

【００４９】すなわち、上記関係式（１）および（３）
を用いて容量推定、劣化判定を実施するリチウムイオン
電池または電池パックの使用条件と同じ充電上限電圧Ｖ
ｃ、ＣＣモード充電電流値Ｉｃ０、放電終止電圧Ｖｄを
設定し、充電時間を３時間以上１０日間以下、好ましく
は３日間以上１０日間以下に設定し、放電電流値Ｉｄを
０.２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下に設定し、このような
ＣＣ-ＣＶ方式充電過程１回と放電過程１回とを含む充
放電サイクルを、容量推定の対象となるＬｉイオン電池
と同一種類、同一公称容量の電池に対して５回以上実施
し、試験温度（電池の周囲温度）を０℃以上４５℃以
下、好ましくは１５℃以上３０℃以下に設定して充放電
サイクル試験を実施し、各充放電サイクルにおける充電
において、定電圧（ＣＶ）モード充電が開始されてから
充電電流値がＩｃ０のα倍に減少し到達するまでの所要
時間ｔαの値と、ＣＶモード充電開始後、１分以上１５
分以内に設定された時間ｔｍだけ経過した時点における
充電電流Ｉｔｍの値と、公称容量Ｃｎに対する放電容量
Ｃｄ（放電電流を時間に関して積分して得る）の百分率
比容量Ｃ（Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ)）の値とを記憶
し、第ｎ回目のサイクルにおいて得たｔαの値、Ｉｔｍ
の値およびＣの値を、それぞれ、ｎの関数ｔα(ｎ)、Ｉ
ｔｍ(ｎ)およびＣ(ｎ)と考えて、関係式（１）が、ｔα
＝ｔα(ｎ)、Ｃ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記ｔα(ｎ)と
Ｃ(ｎ)との相関関係を近似的に表すように、上記定数Ａ
およびＢの値を決定し、上記関係式（３）が、Ｉｔｍ＝
Ｉｔｍ(ｎ)、Ｃ＝Ｃ(ｎ)としたときに、上記Ｉ ｔｍ(ｎ)
とＣ(ｎ)との相関関係を近似的に表すように、定数Ｍお
よびＮを決定する。That is, the above relational expressions (1) and (3)
Lithium ion for capacity estimation and deterioration determination using
The same charging upper limit voltage V as the usage conditions of the battery or battery pack
c, CC mode charge current value Ic0, discharge end voltage Vd
Set the charging time from 3 hours to 10 days, preferably
Is set to 3 days or more and 10 days or less, and the discharge current value Id
Set it above 0.2 CmA and below 2.0 CmA,
CC-CV method Charge including one charge process and one discharge process
Li-ion battery whose discharge cycle is subject to capacity estimation
5 times or more for batteries of the same type and the same nominal capacity
The test temperature (battery ambient temperature) from 0 ° C to 45 ° C.
Lower, preferably set above 15 ℃ to below 30 ℃ charge and discharge
Perform cycle test and charge in each charge / discharge cycle
In the constant voltage (CV) mode charging,
Required until the charging current value decreases by α times Ic0
Time tαValue and 15 minutes or more after the start of CV mode charging
At the time when the set time tm has elapsed within minutes
Charging current ItmValue and discharge capacity with respect to nominal capacity Cn
Percentage of Cd (obtained by integrating discharge current over time)
Store the value of specific capacity C (C = 100 × (Cd / Cn))
And t obtained in the nth cycleαValue of Itm
Value of C and the value of Cα(n), I
tm(n) and C (n), the relational expression (1) is tα
= Tα(n) and C = C (n), the above tα(n) and
In order to approximately express the correlation with C (n), the above constant A
And the values of B are determined, and the above relational expression (3) istm=
Itm(n) and C = C (n), the above I tm(n)
And C (n) are approximately represented by a constant M and
And N.

【００５０】上記の定数決定方法において、上記関係式
（１）の場合には、好ましくは充放電サイクルを６回以
上実施し、４サイクル目以降の各充放電サイクルにおけ
る充電において、定電圧（ＣＶ）モード充電が開始され
てから充電電流値がＩｃ０のα倍に減少し到達するまで
の所要時間ｔαのデータを使用する。In the above method of determining constants, in the case of the above relational expression (1), preferably, the charge / discharge cycle is performed 6 times or more, and the constant voltage (CV ) Data of the required time t α from when the mode charging is started until the charging current value decreases to α times Ic0 and reaches it is used.

【００５１】上記関係式（２）および（４）における定
数Ｂ'およびＮ'の決定も、上記の充放電サイクルの繰り
返し回数を多くして、上記ｔα(ｎ)またはＩｔｍ(ｎ)が
ｎの増大とともに減少する状態を実現させて、上記と同
様の手法によって行うことができる。なお、上記ｔ
α(ｎ)またはＩｔｍ(ｎ)がｎの増大とともに増加する状
態から減少する状態に転ずるときの比容量Ｃの値、すな
わちｔα(ｎ)またはＩｔｍ(ｎ)が最大となる尖点におけ
る比容量Ｃの値ＣＣが判明した場合には、その値Ｃ Ｃと
定数ＢまたはＭの値とから、等式Ｂ'＝２ＣＣ−Ｂまた
はＮ'＝２ＣＣ−Ｎによって決定することができる。The constants in the above relational expressions (2) and (4).
The number B ′ and N ′ are also determined by repeating the above charge / discharge cycle.
Increase the number of returnsα(n) or Itm(n) is
By realizing a state that decreases as n increases,
Such a method can be used. The above t
α(n) or Itm(n) increases with n
The value of the specific capacity C when changing from the state to the state of decreasing,
W tα(n) or Itmat the cusp where (n) is maximum
Value C of specific capacity CCIf found, its value C CWhen
From the value of the constant B or M, the equation B '= 2CC-B again
Is N '= 2CC-N.

【００５２】試験を０℃以上４５℃以下で実施する理由
は、該温度範囲が通常、Ｌｉイオン電池の使用温度範囲
であり、この温度における電池の劣化の進行状況を反映
した上記所要時間ｔαと比容量Ｃとの関係を把握するこ
とがより正確な劣化判定を実現できるからである。さら
に、１５℃以上３０℃以下の温度で試験を実施すると、
大半の場合の使用温度条件がこの温度範囲内であること
を考慮すると、より実際の劣化を反映した上記所要時間
ｔαと比容量Ｃの関係を把握できることになり、より好
ましい。The reason for conducting the test at 0 ° C. or higher and 45 ° C. or lower is that the temperature range is usually the operating temperature range of the Li-ion battery, and the required time t α reflecting the progress of deterioration of the battery at this temperature. This is because it is possible to realize a more accurate deterioration determination by grasping the relationship between and the specific capacity C. Furthermore, when the test is performed at a temperature of 15 ° C. or higher and 30 ° C. or lower,
Considering that the operating temperature condition in most cases is within this temperature range, it is more preferable because the relationship between the required time t α and the specific capacity C reflecting the actual deterioration can be grasped.

【００５３】また、１サイクル当たりの充電時間は、３
時間以上１０日以下に設定する。この設定により、サイ
クルごとの電池の劣化が適度に進み、推定精度の良い関
係式（１）または（３）を作成するために必要なデータ
を効率的に取得できる。特に、充電時間を３日間以上１
０日間以下に設定した場合、充放電サイクルに伴う容量
の低下が明瞭に認められ、上記関係式（１）または
（３）を作成するために効率のよいデータ収集が可能と
なり、しかも、実施例２に示すように、推定精度の高い
関係式を得ることができて、より好ましい。The charging time per cycle is 3
Set between 10 hours and 10 hours. With this setting, the deterioration of the battery for each cycle progresses appropriately, and the data necessary for creating the relational expression (1) or (3) with high estimation accuracy can be efficiently acquired. Especially, charging time is 3 days or more 1
When set to 0 days or less, a decrease in capacity accompanying a charge / discharge cycle is clearly recognized, and efficient data collection is possible to create the above relational expression (1) or (3). As shown in 2, it is more preferable that a relational expression with high estimation accuracy can be obtained.

【００５４】３時間未満の充電時間の場合、Ｌｉイオン
電池の劣化の進行が遅く、推定精度の良い関係式（１）
または（３）を作成するためのデータ取得に数百サイク
ルを必要とし、膨大な時間を浪費することになり、また
場合によっては充電不足となり劣化と充電不良が混在し
て正しい劣化と特性の把握が不可能となり、いずれも好
ましくない。When the charging time is less than 3 hours, the deterioration of the Li-ion battery progresses slowly, and the relational expression (1) with good estimation accuracy is obtained.
Alternatively, it takes hundreds of cycles to acquire the data for creating (3), which wastes a huge amount of time. In some cases, insufficient charging causes deterioration and charging failure to coexist, and correct deterioration and characteristics can be grasped. Is not possible and neither is preferable.

【００５５】また、１サイクル当たりの充電時間を１０
日間より長く設定すると、１サイクル当たりの経過時間
が長くなり、データ取得に時間がかかって同様に好まし
くない。The charging time per cycle is 10
If it is set longer than days, the elapsed time per cycle becomes long, and it takes time to acquire data, which is also not preferable.

【００５６】上記充放電サイクル試験における放電電流
値は、０.２ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下に設定する。下
限電流を０.２ＣｍＡから１.０ＣｍＡ、すなわち、放電
電流値を１.０ＣｍＡ以上２.０ＣｍＡ以下に設定すれ
ば、さらに効率のよいデータ取得が可能となる。０.２
ＣｍＡ未満の低放電電流の場合、完全放電に時間がかか
り好ましくない。また、２.０ＣｍＡより大きな放電電
流では、放電時間自体が短くなりすぎ、放電容量Ｃｄの
測定値にばらつきが生じたり、劣化が進むと、容量Ｃｄ
が急激に低下して精度の良い関係式（１）および（３）
を作成することができなくなるため好ましくない。The discharge current value in the charge / discharge cycle test is set to 0.2 CmA or more and 2.0 CmA or less. If the lower limit current is set to 0.2 CmA to 1.0 CmA, that is, the discharge current value is set to 1.0 CmA or more and 2.0 CmA or less, more efficient data acquisition can be performed. 0.2
When the discharge current is less than CmA, it takes a long time to completely discharge, which is not preferable. Further, when the discharge current is larger than 2.0 CmA, the discharge time itself becomes too short, the measured value of the discharge capacity Cd varies, or the deterioration progresses, the capacity Cd
Is sharply reduced and the relational expressions (1) and (3) are highly accurate.
Is not preferable because it becomes impossible to create.

【００５７】上記充放電サイクル試験の実施に当たって
は、装置の設定の制約などにより、必要ならば充電と放
電との間に一定時間の休止を設定することができる。上
記関係式（１）を作成するために実施する充放電サイク
ル試験においては、各サイクルごとに、充電の定電流
（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）モードに変更されて
から充電電流値が減少してα倍（ただし、０＜α＜１）
の値に到達するまでの時間ｔαと、引き続く放電の放電
電流を時間に関して積分して得る放電容量Ｃｄの公称容
量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃを各充放電サイクルごと
に測定する。測定した時間ｔαと比容量Ｃとの関係をプ
ロットし、上記関係式（１）がその関係を高精度で近似
するように式中の定数ＡおよびＢを決定する。In carrying out the charge / discharge cycle test, a pause for a certain period of time can be set between charging and discharging if necessary due to restrictions on the setting of the device. In the charge / discharge cycle test performed to create the above relational expression (1), the charge current value decreases after changing from the constant current (CC) mode of charging to the constant voltage (CV) mode in each cycle. And then α times (where 0 <α <1)
For each charging / discharging cycle, the time t α until reaching the value of and the percentage specific capacity C of the discharge capacity Cd obtained by integrating the discharge current of the subsequent discharge with respect to the nominal capacity Cn are measured. The relation between the measured time t α and the specific capacity C is plotted, and the constants A and B in the equation are determined so that the relation (1) approximates the relation with high accuracy.

【００５８】上記関係式（１）の定数ＡおよびＢを決定
するために４サイクル目以降の時間ｔαと比容量Ｃとを
採用する理由は、上記充放電サイクル試験を開始してか
ら最初の３サイクル目の容量変化は、Ｌｉイオン電池の
電解液中の不純物の負極カーボン上での分解反応などの
ために、その後のサイクルに伴う容量変化と異なってい
る場合が多く、初期の３サイクル目までのデータを用い
ると推定誤差の大きな関係式を導く恐れがあり好ましく
ないからである。The reason why the time t α after the fourth cycle and the specific capacity C are adopted to determine the constants A and B in the above relational expression (1) is that the time t α and the specific capacity C are the first after the charge-discharge cycle test is started. The capacity change in the 3rd cycle is often different from the capacity change in the subsequent cycle due to decomposition reaction of impurities in the electrolytic solution of the Li-ion battery on the negative electrode carbon, etc. It is not preferable to use the data up to since it may lead to a relational expression with a large estimation error.

【００５９】上記充放電サイクル試験は、容量推定、劣
化判定結果を実容量の±２０％以内の高精度とするため
に必要な時間ｔαと比容量Ｃのデータを充足するため、
５サイクル以上実施する。The above charge / discharge cycle test satisfies the data of the specific capacity C and the time t α required to make the capacity estimation and deterioration determination results highly accurate within ± 20% of the actual capacity.
Carry out at least 5 cycles.

【００６０】４サイクル目の１サイクルのみのデータを
用いると、上記関係式（１）中の定数ＡおよびＢが決定
できず該関係式（１）を作成できない。好ましくは、６
サイクル以上のデータを用いることにより、より高精度
の容量推定、劣化判定を可能とする関係式（１）を作成
することができる。If the data of only one cycle of the fourth cycle is used, the constants A and B in the relational expression (1) cannot be determined and the relational expression (1) cannot be created. Preferably 6
By using the data of more than one cycle, the relational expression (1) that enables more accurate capacity estimation and deterioration determination can be created.

【００６１】また、上記関係式（３）を作成するために
実施する充放電サイクル試験においては、各サイクルご
とに、充電の定電流（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）
モードに変更されてから１分以上、１５分以内の所定の
経過時間ｔｍにおける充電電流値Ｉｔｍと、引き続く放
電の放電電流を時間に関して積分して得る放電容量Ｃｄ
の公称容量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃとの関係をプロ
ットし、関係式（３）の定数ＭおよびＮを決定する。In the charge / discharge cycle test carried out to create the above relational expression (3), the charge constant current (CC) mode is changed to the constant voltage (CV) for each cycle.
Mode than 1 minute after being changed, the charging current value in 15 minutes within a predetermined elapsed time tm I tm and, subsequent discharge capacity discharge current obtained by integration with respect to time of discharge Cd
The relationship between the nominal capacity Cn and the percentage specific capacity C is plotted, and the constants M and N of the relational expression (3) are determined.

【００６２】該充放電サイクル試験は、判定結果を実容
量の±２０％以内の高精度とするために必要な充電電流
値Ｉｔｍと比容量Ｃのデータを充足するため、５サイク
ル以上実施する。The charge / discharge cycle test is carried out for 5 cycles or more in order to satisfy the data of the charging current value Itm and the specific capacity C necessary for making the determination result highly accurate within ± 20% of the actual capacity. .

【００６３】以上に説明したようにして作成した関係式
（１）、（２）、（３）および（４）を用いた本発明に
おけるＬｉイオン電池の容量推定、劣化判定方法は、Ｌ
ｉイオン電池を電源またはバックアップ電源として搭載
し、定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式によって該搭載電
池を充電する機能を有する各種装置類に適用することが
できる。The method of estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery in the present invention using the relational expressions (1), (2), (3) and (4) created as described above is L
It can be applied to various devices equipped with an i-ion battery as a power source or a backup power source and having a function of charging the on-board battery by a constant current / constant voltage (CC-CV) method.

【００６４】本発明におけるＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法を装置類に適用する具体的な一例を
図を用いて説明する。A specific example of applying the method for estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery according to the present invention to devices will be described with reference to the drawings.

【００６５】図５は、本発明におけるＬｉイオン電池の
容量推定、劣化判定の方法を実施する機能を具備したＬ
ｉイオン電池電源装置の一構成概念を示したものであ
る。FIG. 5 shows an L having a function of carrying out the method of estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery according to the present invention.
1 is a diagram showing a configuration concept of an i-ion battery power supply device.

【００６６】図５において、１は電源部であり、電源部
１にはＬｉイオン電池２ａ、２ｂ、２ｃが搭載され、こ
れらの電池は電池制御部３で充放電、安全に関する制御
がなされる。４は充電器であり、電池制御部３で制御を
うけ、電池２ａ、２ｂ、２ｃを充電する。５は論理部で
あり、この論理部５に電池制御部３がインターフェイス
６を介して繋がり、搭載電池２ａ、２ｂ、２ｃに関する
情報や制御の実施の指示を受け、制御に関するデータを
送出する。７はＣＰＵ、８はメモリであり、電池の制御
に関する情報の蓄積、制御の指示、データの演算、記憶
を行う。電池２ａ、２ｂ、２ｃのＩＤ入力などはキーボ
ードコントローラ９を介して行う。In FIG. 5, reference numeral 1 is a power supply unit, and the power supply unit 1 is equipped with Li-ion batteries 2a, 2b, 2c, and these batteries are controlled by a battery control unit 3 for charge / discharge and safety. A charger 4 is controlled by the battery controller 3 to charge the batteries 2a, 2b, 2c. Reference numeral 5 denotes a logic unit. The battery control unit 3 is connected to the logic unit 5 via an interface 6, receives information on the on-board batteries 2a, 2b, 2c and an instruction to execute the control, and sends data on the control. Reference numeral 7 is a CPU, and 8 is a memory, which accumulates information relating to battery control, controls instructions, calculates data, and stores data. The keyboard controller 9 is used to input the IDs of the batteries 2a, 2b, and 2c.

【００６７】本発明における上記関係式（１'）および
（２'）はＣＰＵ７の空きメモリなどにあらかじめ入力
され、あるいは必要ならばＣＰＵ７に加えてＩＣメモリ
を増設して入力される。ＣＰＵ７は電源制御部５に、充
電モードが定電流（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）モ
ードに変更されてから充電電流値が半減するまでの時間
ｔ１／２を測定する指示を行ったり、逆に、制御部５が
行った時間ｔ１／２の測定の結果を制御部５から受け取
り記憶する。ＣＰＵ７は、受け取り記憶した時間ｔ
１／２を上記関係式（１'）または（２'）に代入して演
算を行い、上記容量推定、劣化判定の手法１による容量
推定、劣化判定を行いその結果を算出する。必要なら
ば、この結果をメモリ８に記憶させる。容量推定、劣化
判定の結果は、システムマネジメントバスなど適当な配
線１０を介して、図５に示した構成を装備している装置
本体の表示部、または音声部に表示、あるいは警告音と
して発出する。The above relational expressions (1 ') and (2') in the present invention are preliminarily input to an empty memory of the CPU 7 or the like, or if necessary, an IC memory is additionally provided in addition to the CPU 7. The CPU 7 instructs the power supply control unit 5 to measure the time t 1/2 from when the charging mode is changed from the constant current (CC) mode to the constant voltage (CV) mode until the charging current value is halved, On the contrary, the measurement result of the time t 1/2 performed by the control unit 5 is received from the control unit 5 and stored. CPU 7 receives and stores the time t
Substituting 1/2 into the above relational expression (1 ′) or (2 ′), the calculation is performed, the capacity estimation and the deterioration determination according to the method 1 of the capacity estimation and the deterioration determination are performed, and the result is calculated. If necessary, the result is stored in the memory 8. The results of capacity estimation and deterioration determination are displayed on the display unit or the audio unit of the apparatus body equipped with the configuration shown in FIG. 5 or an alarm sound via an appropriate wiring 10 such as a system management bus. .

【００６８】このようにして、本発明におけるＬｉイオ
ン電池の容量推定方法または劣化判定方法を実施する機
能を具備した装置、たとえば上記の場合のように、電池
の容量推定機能および電池の劣化判定機能を具備したＬ
ｉイオン電池電源装置を構成することができる。ただ
し、上記概念になるＬｉイオン電池の容量推定、劣化判
定が実施できれば、何ら上記の構成に限定されることは
ない。たとえば、上記関係式（１）および（２）、ある
いは上記関係式（３）および（４）を用いてＬｉイオン
電池の容量推定、劣化判定を行う機能を具備したＬｉイ
オン電池電源装置は、図５に示した構成において、ＣＰ
Ｕ７内の演算様式の変更と、電源制御部５における測定
対象の変更とによって実現させることができる。In this way, an apparatus having the function of carrying out the capacity estimating method or the deterioration determining method of the Li-ion battery according to the present invention, for example, the battery capacity estimating function and the battery deterioration determining function as in the above case. L equipped with
An i-ion battery power supply can be constructed. However, the configuration is not limited to the above as long as the capacity estimation and the deterioration determination of the Li-ion battery based on the above concept can be performed. For example, a Li-ion battery power supply device having a function of estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery by using the relational expressions (1) and (2) or the relational expressions (3) and (4) is shown in FIG. In the configuration shown in FIG.
This can be realized by changing the calculation mode in U7 and changing the measurement target in the power supply control unit 5.

【００６９】なお、図５に示した構成において、電池制
御部５は請求項９に記載の電池制御部に該当し、ＣＰＵ
７は請求項９に記載の記憶部と論理回路部とを内蔵し、
電池制御部５とＣＰＵ７とから構成されるリチウムイオ
ン電池の劣化判定装置は請求項９に記載のリチウムイオ
ン電池の劣化判定装置に該当している。In the configuration shown in FIG. 5, the battery control unit 5 corresponds to the battery control unit according to claim 9 , and the CPU
7 includes the storage unit and the logic circuit unit according to claim 9 ,
A deterioration determining device for a lithium ion battery including the battery control unit 5 and the CPU 7 corresponds to the deterioration determining device for a lithium ion battery according to claim 9 .

【００７０】本発明におけるＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法は、また、Ｌｉイオン電池のパック
内の制御用マイコン、あるいは必要ならば簡単な増設メ
モリをパック内に付与することによって、電池パックに
適用することができる。本発明におけるＬｉイオン電池
の容量推定、劣化判定の方法を電池パックに適用する具
体的一構成例を、図６によって説明する。The method for estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery according to the present invention is also the method of controlling the battery by adding a control microcomputer in the pack of the Li-ion battery or a simple additional memory in the pack if necessary. Can be applied to packs. A specific configuration example in which the method for estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery according to the present invention is applied to the battery pack will be described with reference to FIG.

【００７１】図６において、Ｌｉイオン電池１２−１、
１２−２、１２−３が直列に搭載されている。１１は電
池パック本体であり、１３は安全機構の保護用ＩＣであ
り、電圧、電流、温度などのモニタ、ソフト的な安全制
御を行う。１４−Ａ、１４−Ｂ、１４−Ｃ、１４−１、
１４−２、１４−３は電池パック１１内の電流制御、お
よび、電池１２−１、１２−２、１２−３の充電電流制
御を目的とするＦＥＴである。１５は温度ヒューズであ
るＰＴＣ素子であり、１６は電流ヒューズであり、それ
ぞれ温度上昇時、異常大電流時に電流を遮断する役目を
負う。１７はプラス端子、１８はマイナス端子、１９は
情報出力、コントロールのための端子である。これらの
構成要素は、通常のＬｉイオン電池パックに設置されて
いるものである。In FIG. 6, the Li-ion battery 12-1,
12-2 and 12-3 are mounted in series. Reference numeral 11 is a battery pack body, and 13 is a protection IC for a safety mechanism, which monitors voltage, current, temperature and the like and performs software-like safety control. 14-A, 14-B, 14-C, 14-1,
Reference numerals 14-2 and 14-3 are FETs for the purpose of controlling the current in the battery pack 11 and controlling the charging current of the batteries 12-1, 12-2, 12-3. Reference numeral 15 is a PTC element, which is a temperature fuse, and 16 is a current fuse, which has the role of interrupting the current when the temperature rises and when an abnormally large current flows. Reference numeral 17 is a plus terminal, 18 is a minus terminal, and 19 is a terminal for information output and control. These components are installed in a normal Li-ion battery pack.

【００７２】本発明に係る劣化判定機能を具備したリチ
ウムイオン電池パックが上記従来のリチウムイオン電池
パックと異なる点は以下のとおりである。すなわち、本
発明においては、安全機構の保護用ＩＣ１３内にタイマ
ーを搭載し、空きメモリに上記関係式（１'）および
（２'）をあらかじめ入力しておき、図６におけるＬｉ
イオン電池１２−１、１２−２、１２−３の両端の電圧
をＶｃｃとＶｓｓとにより保護用ＩＣ１３がモニタし、
充電モードが定電流（ＣＣ）モードから定電圧（ＣＶ）
モードに変更されてから充電電流値が半減するまでの経
過時間ｔ１／２をカウントし記憶し、この測定し記憶さ
れた時間ｔ１／２の値を上記関係式（１'）または
（２'）に代入、演算して比容量Ｃを算出する。必要な
らば、保護用ＩＣ１３とは別にパック内の適当な位置に
増設ＩＣを設けることもできる。The lithium ion battery pack having the deterioration determining function according to the present invention is different from the conventional lithium ion battery pack as described below. That is, in the present invention, a timer is mounted in the protection IC 13 of the safety mechanism, and the above relational expressions (1 ′) and (2 ′) are previously input to the empty memory, and the Li in FIG.
The protection IC 13 monitors the voltage across the ion batteries 12-1, 12-2, 12-3 with Vcc and Vss.
Charge mode is constant current (CC) mode to constant voltage (CV)
The elapsed time t 1/2 from the change to the mode until the charging current value is halved is counted and stored, and the value of the measured and stored time t 1/2 is expressed by the relational expression (1 ′) or (2 ') And calculate the specific capacity C. If necessary, an extension IC can be provided at an appropriate position in the pack separately from the protection IC 13.

【００７３】演算した結果は端子１９を通して適当なデ
ィスプレイ、あるいは警告音などに表示、発出するため
に、電池パック１１を搭載している装置本体に出力す
る。The result of the calculation is output to the main body of the apparatus equipped with the battery pack 11 in order to display and emit it on a suitable display or a warning sound through the terminal 19.

【００７４】このように、既存のＬｉイオン電池パック
の最小限の変更によって、本発明における劣化判定の機
能を具備したしｉイオン電池パックを提供できる。ただ
し、上記概念になるＬｉイオン電池の劣化判定が実施で
きれば何ら上記の構成に限定されることはない。たとえ
ば、上記関係式（１）および（２）、あるいは上記関係
式（３）および（４）を用いてＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定を行う機能を具備したＬｉイオン電池パッ
クは、図６に示した構成において、保護用ＩＣ内の演算
様式の変更と、電池の容量推定、劣化判定を行うための
測定対象の変更とによって実現させることができる。As described above, with a minimum modification of the existing Li-ion battery pack, it is possible to provide the i-ion battery pack having the deterioration determination function of the present invention. However, the configuration is not limited to the above as long as the deterioration determination of the Li-ion battery based on the above concept can be performed. For example, a Li-ion battery pack having a function of estimating the capacity and determining the deterioration of the Li-ion battery by using the relational expressions (1) and (2) or the relational expressions (3) and (4) is shown in FIG. In the configuration shown in (1), it can be realized by changing the calculation mode in the protection IC and changing the measurement target for estimating the battery capacity and determining the deterioration.

【００７５】なお、図６に示した構成において、保護用
ＩＣ１３が請求項１１に記載の計測部と記憶部と論理回
路部とを内蔵していて、図６に示した構成全体が請求項
１１に記載の劣化判定機能を具備したリチウムイオン電
池パックに該当する。[0075] In the configuration shown in FIG. 6, the protective IC13 is built-in a measurement unit and a storage unit and a logic circuit portion according to claim 11, the overall construction claim shown in FIG. 6
This corresponds to the lithium-ion battery pack having the deterioration determination function described in 11 .

【００７６】本発明におけるＬｉイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法、および該容量推定機能、劣化判定
機能を具備したＬｉイオン電池の適用対象としては、特
に高信頼性を必要とする機器が考えられ、該容量推定、
劣化判定によって的確な電池の劣化状態を把握し、タイ
ムリーな電池の交換を実現することによって、機器のト
ラブルを回避する。しかしながら、Ｌｉイオン電池を搭
載する機器であれば何ら上記容量推定、劣化判定の方
法、および容量推定機能、劣化判定機能を具備したＬｉ
イオン電池パックを採用することに問題はなく、しかも
ムダのない電池交換を実現することができるため使用す
る利点はきわめて大きい。As a method of estimating the capacity of the Li-ion battery and determining the deterioration of the Li-ion battery according to the present invention, and an application target of the Li-ion battery having the capacity estimating function and the deterioration determining function, a device requiring particularly high reliability is considered. The capacity estimation,
Accurate battery deterioration status is grasped by deterioration judgment, and timely battery replacement is realized, thereby avoiding equipment trouble. However, as long as it is a device equipped with a Li-ion battery, Li having any of the above capacity estimation and deterioration determination methods, and a capacity estimation function and deterioration determination function
There is no problem in adopting the ion battery pack, and since it is possible to realize battery replacement without waste, the advantage of using it is extremely large.

【００７７】[0077]

【実施例】以下に本発明に係るリチウムイオン電池の容
量推定方法、劣化判定方法および劣化判定装置ならびに
劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックにつ
いて具体的実施例によって説明するが、本発明は何らこ
れに限定されることはない。 ［実施例１］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）を２５℃の恒温槽に設置し、該電池をデータ収集・
保管機能を有する電池充放電自動試験装置に接続し、定
電流充電電流６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、充電上限電
圧４.１Ｖ、充電時間７日間の定電流定電圧（ＣＣ−Ｃ
Ｖ）方式による充電と、放電電流値６００ｍＡ（１.０
ＣｍＡ）、放電終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放
電との間に休止を１時間はさんだ充放電サイクル試験を
１０サイクル実施し、各サイクルにおける定電圧（Ｃ
Ｖ）モード充電開始時から充電電流値がＣＶ充電初期の
１/２に到達するまでの経過時間ｔ１／２（ｈｒ）と、
放電電流を時間に関して積分して得る容量Ｃｄの公称容
量Ｃｎに対する百分率比容量Ｃ（％）とを測定した。こ
こに、Ｃ＝１００×(Ｃｄ/Ｃｎ）である。EXAMPLES A lithium ion battery pack having a capacity estimating method for a lithium ion battery, a deterioration determining method, a deterioration determining device, and a deterioration determining function according to the present invention will be described below with reference to specific examples. It is not limited to this. [Example 1] Prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mA
h) is installed in a constant temperature bath at 25 ° C and data is collected from the battery.
Connected to a battery charge / discharge automatic tester with storage function, constant current charge current 600mA (1.0CmA), charge upper limit voltage 4.1V, charge time 7 days constant current constant voltage (CC-C).
V) charging and discharging current value 600mA (1.0
CmA), discharge with a discharge end voltage of 2.75 V, and a charge / discharge cycle test with a pause of 1 hour between charging and discharging was performed for 10 cycles, and a constant voltage (C
V) elapsed time t 1/2 (hr) from the start of mode charging until the charging current value reaches 1/2 of the initial CV charging,
A percentage specific capacity C (%) of the capacity Cd obtained by integrating the discharge current with respect to the nominal capacity Cn was measured. Here, C = 100 × (Cd / Cn).

【００７８】試験により得られた４サイクル目から１０
サイクル目までに得られた時間ｔ１ ／２（ｈｒ）と比容
量Ｃとの関係から下記の関係式（５）を得た。10 from the 4th cycle obtained by the test
It was obtained from the relationship between the time obtained until cycle t 1/2 and (hr) and the specific capacity C following relational expression (5).

【００７９】 Ｃ＝ -３３.７ｔ１／２＋１０１ （５） これとは別に、使用済み角形Ｌｉイオン電池（公称容量
６００ｍＡｈ）を用意し、定電流充電電流６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、充電上限電圧４．１Ｖ、充電時間３
時間の定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充電と、
放電電流６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧２.
７５Ｖの放電と、充電・放電の間に１０分間の休止をは
さんだ充放電サイクルを実施して、各サイクルごとのＣ
Ｃ充電モードからＣＶ充電モードに変更となってから電
流値が半減するまでの経過時間ｔ１ ／２（ｈｒ）と、放
電電流を時間に関して積分して得る容量Ｃｄの公称容量
６００ｍＡｈに対する比容量Ｃ（％）とを記録した。C = −33.7t 1/2 +101 (5) Separately, a used prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mAh) was prepared, and a constant current charging current 600 mA was used.
(1.0 CmA), charge upper limit voltage 4.1V, charge time 3
Charging by the constant current constant voltage (CC-CV) method of time,
Discharge current 600mA (1.0CmA), discharge end voltage 2.
A discharge of 75V and a charge / discharge cycle with a 10-minute pause between charging and discharging are performed, and C for each cycle is performed.
The elapsed time t 1/2 from C charge mode to a current value from a change in the CV charging mode is halved (hr), specific capacity C to the nominal capacity 600mAh capacity Cd obtained by a discharge current integrated with respect to time (%) Was recorded.

【００８０】比容量Ｃの低下とともに時間ｔ１／２は増
大したが、第９サイクル目を境に逆に比容量Ｃの低下と
ともに時間ｔ１／２も減少に転じた。そこで、第９サイ
クル目以降の時間ｔ１／２と比容量Ｃとの関係は、上記
関係式（２'） Ｃ＝Ａｔ１／２＋Ｂ’ （２'） によって近似されることになるが、そのためには、上記
関係式（２'）における定数Ａの値および定数Ｂ'の値を
決定する必要がある。定数Ａの値は上記関係式（５）に
おける定数Ａの値と同じく３３.７（１/ｈｒ）とすれば
よく、定数Ｂ'の値は、第９サイクル目におけるｔ
１／２の値すなわち０.４５（ｈｒ）を上記関係式
（５）に代入して求めたＣの値：ＣＣ＝８５.８３５
（％）と等式Ｂ'＝２ＣＣ−Ｂとから算出して、Ｂ'＝７
０.６７（％）とすればよい。このように定数を決定す
れば、上記関係式（２'）は下記の関係式（６）とな
る。Although the time t 1/2 increased with the decrease in the specific capacity C, the time t 1/2 also started to decrease with the decrease in the specific capacity C on the contrary from the ninth cycle. Therefore, the relationship between the time t 1/2 after the ninth cycle and the specific capacity C is approximated by the above relational expression (2 ′) C = At 1/2 + B ′ (2 ′), For that purpose, it is necessary to determine the value of the constant A and the value of the constant B ′ in the relational expression (2 ′). The value of the constant A may be 33.7 (1 / hr) like the value of the constant A in the above relational expression (5), and the value of the constant B ′ is t in the ninth cycle.
Value of C obtained by substituting 1/2 value, that is, 0.45 (hr) into the above relational expression (5): C C = 85.835
(%) And the equation B ′ = 2C C −B, B ′ = 7
It may be 0.67 (%). When the constant is determined in this way, the above relational expression (2 ′) becomes the following relational expression (6).

【００８１】 Ｃ＝３３.７ｔ１／２＋７０.６７ （６） 以上のようにして求めた上記関係式（５）および（６）
の妥当性を検討した。C = 33.7t 1/2 +70.67 (6) The relational expressions (5) and (6) obtained as described above.
Was examined.

【００８２】結果を図７に示す。The results are shown in FIG.

【００８３】図７は、試験電池の充放電サイクル試験に
おけるＣＶ充電開始後、充電電流値が半減するまでの経
過時間ｔ１／２と比容量Ｃとの関係を示した図であり、
図中７−１は関係式（５）を示す直線であり、７−２
は、第９サイクル目のデータ（測定点）であり、７−３
は関係式（６）を示す直線である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the elapsed time t 1/2 until the charging current value is reduced to half and the specific capacity C after the start of CV charging in the charge and discharge cycle test of the test battery.
In the figure, 7-1 is a straight line showing the relational expression (5), and 7-2
Is the data (measurement point) of the 9th cycle and is 7-3
Is a straight line showing the relational expression (6).

【００８４】また、図７において、７−４、７−５は関
係式（５）に従って求めた容量推定値の±１０％（すな
わち誤差が±１０％）を示す直線であり、７−６、７−
７は関係式（６）に従って求めた容量推定値の±１０％
を示す直線である。Further, in FIG. 7, 7-4 and 7-5 are straight lines showing ± 10% (that is, an error of ± 10%) of the estimated capacity value obtained according to the relational expression (5), and 7-6, 7-
7 is ± 10% of the estimated capacity calculated according to the relational expression (6).
Is a straight line.

【００８５】図７に示すように、測定データはすべて誤
差±１０％以内に収まっており、しかも関係式（５）お
よび（６）を示す直線７−１、７−３に極めて近接して
おり、このことから、本発明に係るリチウムイオン電池
の容量推定方法および劣化判定方法が高精度の容量推定
結果および劣化判定結果を与えることを示している。 ［実施例２］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）６個を２５℃の恒温槽に設置し、データ収集・保管
機能を有する電池充放電自動試験装置にそれぞれの電池
を個別に接続し、充電電流値６００ｍＡ（１.０Ｃｍ
Ａ）、充電上限電圧４.１Ｖ、充電時間を２時間、３時
間、３日間、７日間、１０日間、および１１日間の各時
間に設定して定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充
電と、放電電流値６００ｍＡｈ（１.０ＣｍＡ）、放電
終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放電との間に休止
を１時間はさんだ充放電サイクル試験を１０サイクル実
施し、各サイクルにおける定電圧（ＣＶ）モード充電開
始時から充電電流値がＣＶ充電初期の１/２に到達する
までの経過時間ｔ１／２（ｈｒ）と、放電電流を時間に
関して積分して得る容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対する比
容量Ｃ（％）とを測定した。As shown in FIG. 7, all the measured data are within an error of ± 10%, and are very close to the straight lines 7-1 and 7-3 showing the relational expressions (5) and (6). From this, it is shown that the capacity estimation method and the deterioration determination method for the lithium ion battery according to the present invention provide highly accurate capacity estimation results and deterioration determination results. [Example 2] Prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mA
h) 6 units are installed in a constant temperature bath at 25 ° C, and each battery is individually connected to a battery charge / discharge automatic tester that has a data collection / storage function, and the charging current value is 600 mA (1.0 Cm).
A), charging upper limit voltage 4.1V, charging time set to each time of 2 hours, 3 hours, 3 days, 7 days, 10 days, and 11 days, and charging by constant current constant voltage (CC-CV) method. And discharge current value 600mAh (1.0CmA), discharge end voltage 2.75V, and a charge / discharge cycle test with a pause between charging and discharging for 1 hour. (CV) mode The elapsed time t 1/2 (hr) from the start of charging to the charging current value reaching 1/2 of the initial CV charging, and the nominal capacity Cn of the capacity Cd obtained by integrating the discharging current with respect to time. Specific capacity C (%) was measured.

【００８６】試験により得られた４サイクル目から１０
サイクル目における時間ｔ１／２と比容量Ｃとから表１
に示す関係式Ｉを得た。表中、ｔ１／２を単にｔと記
し、各関係式Ｉに対して、その関係式を得るために用い
た測定点の図８における記号を付記してある。10 from the 4th cycle obtained by the test
Table 1 from the time t 1/2 and the specific capacity C in the second cycle
The relational expression I shown in was obtained. In the table, t 1/2 is simply referred to as t, and for each relational expression I, the symbols in FIG. 8 of the measurement points used to obtain the relational expression are added.

【００８７】[0087]

【表１】 これとは別に、使用済み角形Ｌｉイオン電池（公称容量
６００ｍＡｈ）を調達し、室温で、充電電流６００ｍＡ
充電電流６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、充電上限電圧４.
１Ｖ、充電時間３時間の定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方
式による充電と、放電電流６００ｍＡ（１.０Ｃｍ
Ａ）、放電終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放電と
の間に１０分間の休止をはさんだ充放電サイクルを４５
サイクル実施して、各サイクルごとのＣＣ充電モードか
らＣＶ充電モードに変更となってから電流値が半減する
までの所要時間ｔ１／２（ｈｒ）と容量Ｃｄの公称容量
６００ｍＡｈに対する比容量Ｃ（％）とを記録し、表に
示した関係式Ｉの妥当性を検討した。[Table 1] Separately from this, a used prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mAh) was procured and the charging current was 600 mA at room temperature.
Charging current 600mA (1.0CmA), charging upper limit voltage 4.
Charging by constant current constant voltage (CC-CV) method with 1V, charging time 3 hours, and discharge current 600mA (1.0Cm
A), a charge-discharge cycle with a discharge end voltage of 2.75 V and a 10-minute pause between charge and discharge.
After the cycle is carried out, the required time t 1/2 (hr) from the change of the CC charging mode to the CV charging mode in each cycle until the current value is halved and the specific capacity C (of the capacity Cd to the nominal capacity 600 mAh %) Was recorded, and the validity of the relational expression I shown in the table was examined.

【００８８】この試験において、３０サイクル目にＣＶ
充電電流値の半減に到達するに要した時間ｔ１／２は最
大値０.４５５時間を示し、以後はサイクルとともに、
ＣＶ充電電流値半減時間ｔ１／２は減少に転じた。この
ときの最大ＣＶ充電電流値半減時間ｔ１／２と、それに
対応する比容量ＣＣ＝９１.８％と、等式Ｂ'＝２ＣＣ−
Ｂとを用いて、表１の各関係式Ｉに対応した関係式IIを
作成し、その妥当性を併せて検討した。In this test, CV at the 30th cycle
The time t 1/2 required to reach the half of the charging current value shows a maximum value of 0.455 hours, and after that, with the cycle,
The CV charging current value half time t 1/2 started to decrease. At this time, the maximum CV charging current value half time t 1/2 , the specific capacity corresponding thereto C C = 91.8%, and the equation B ′ = 2C C −
Using B and B, a relational expression II corresponding to each relational expression I in Table 1 was prepared, and its validity was also examined.

【００８９】結果を図８に示す。The results are shown in FIG.

【００９０】図８は、該充放電サイクルで求めたＣＶ充
電モード開始から電流値半減までの所要時間ｔ１／２と
比容量Ｃとの関係を示した図であり、図中、４５サイク
ル目までの測定データを灰色丸印で示してある。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the required time t 1/2 from the start of the CV charge mode until the current value is halved and the specific capacity C obtained in the charge / discharge cycle. The measured data up to are shown by gray circles.

【００９１】また、図８には、表１に示した各関係式Ｉ
を作成するための試験データ（図中、表１に付記した記
号で表す）とともに作成した関係式Ｉを直線で示してあ
り、８−１は充電時間２時間のデータから作成した関係
式Ｉであり、８−２は充電時間３時間の試験データから
作成した関係式Ｉであり、８−３は充電時間３日間の試
験データから作成した関係式Ｉであり、８−４は充電時
間７日間の試験から作成した関係式Ｉであり、８−５は
充電時間１０日間の試験データから作成した関係式Ｉで
あり、さらに８−６は充電時間１１日間の試験データか
ら作成した関係式Ｉである。Further, FIG. 8 shows each relational expression I shown in Table 1.
The relational expression I created with the test data (indicated by the symbols attached to Table 1 in the figure) for preparing is shown by a straight line, and 8-1 is the relational expression I created from the data of the charging time of 2 hours. Yes, 8-2 is a relational expression I created from test data with a charging time of 3 hours, 8-3 is a relational expression I created from test data with a charging time of 3 days, and 8-4 is a charging time of 7 days. Is a relational expression I created from the test data, 8-5 is a relational expression I created from the test data with a charging time of 10 days, and 8-6 is a relational expression I created from the test data with a charging time of 11 days. is there.

【００９２】さらに、図８において、８−７は、測定デ
ータのＣＶ充電電流値半減時間ｔ１ ／２が最大を示す測
定点（尖点に該当する）であり、併せて、この値を用い
て作成した関係式IIを直線で示してあり、８−８は充電
時間２時間のデータから作成した関係式IIであり、８−
９は充電時間３時間の試験データから作成した関係式II
であり、８−１０は充電時間３日間の試験データから作
成した関係式IIであり、８−１１は充電時間７日間の試
験から作成した関係式IIであり、８−１２は充電時間１
０日間の試験データから作成した関係式IIであり、さら
に８−１３は充電時間１１日間の試験データから作成し
た関係式IIである。[0092] Further, in FIG. 8, 8-7 is a CV charging current value half-time t 1/2 is the measurement point showing the maximum of the measured data (corresponding to the cusp), together, using this value The relational expression II created by the above is shown by a straight line, and 8-8 is the relational expression II created from the data of the charging time of 2 hours.
9 is the relational expression II created from the test data of charging time 3 hours
8-10 is the relational expression II created from the test data of the charging time of 3 days, 8-11 is the relational expression II created from the test of the charging time of 7 days, and 8-12 is the charging time 1
The relational expression II is created from the test data of 0 days, and 8-13 is the relational expression II created from the test data of the charging time of 11 days.

【００９３】また、測定したＣＶ充電電流値の半減する
までの所要時間ｔ１／２を各関係式Ｉに代入して算出し
た推定比容量と実測比容量との最大誤差と、この最大誤
差が最も小さかった充電時間７日間の試験から作成した
関係式IIを基準にして、ＣＶ充電電流値半減時間が０.
１ｈｒの場合の関係式IIから算出した推定比容量との差
を最大誤差として併せて表１に示しておいた。Further, the maximum error between the estimated specific capacity calculated by substituting the required time t 1/2 for halving the measured CV charging current value into each relational expression I and the measured specific capacity, and this maximum error are Based on the relational expression II created from the test with the smallest charging time of 7 days, the CV charging current value half-time is 0.1.
The difference from the estimated specific capacity calculated from the relational expression II in the case of 1 hr is also shown in Table 1 as the maximum error.

【００９４】図８、表１に示したように、充電時間を３
時間以上１０日間以内に設定した試験から得られた関係
式Ｉにより算出した比容量は、いずれも誤差±１０％以
内であり、優れた判定結果を示した。特に、表１に示し
たように、充電時間を３日以上１０日以下に設定すると
判定誤差は±５％未満に収まりきわめて精度の高い判定
が可能になることが明らかになった。As shown in FIG. 8 and Table 1, the charging time is set to 3
The specific capacities calculated by the relational expression I obtained from the test set within 10 days or more were within ± 10% of error, and showed excellent judgment results. In particular, as shown in Table 1, when the charging time was set to 3 days or more and 10 days or less, it became clear that the judgment error was less than ± 5% and the judgment could be made with extremely high accuracy.

【００９５】また、関係式IIに関しても、充電時間を３
時間以上１０日間以内に設定すると±１０％以内に誤差
が収まり、優れた精度の判定が期待できることがわかっ
た。In relational expression II, the charging time is 3
It was found that if the time was set within 10 days or longer, the error was within ± 10%, and excellent accuracy could be expected.

【００９６】これに対して、充電時間を２時間、あるい
は１１日間に設定した試験から作成した関係式Ｉおよび
IIによると、精度のよい劣化判定が困難であることがわ
かった。 ［実施例３］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）４個を室温下に設置し、データ収集・保管機能を有
する電池充放電自動試験装置にそれぞれの電池を個別に
接続し、充電電流値６００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、充電
上限電圧４.１Ｖ、充電時間を７日間に設定して定電流
定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充電と、放電電流値６
００ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧２.７５Ｖの放
電と、充電と放電との間に休止を１時間はさんだ充放電
サイクル試験を１０サイクル実施し、各サイクルにおけ
る定電圧（ＣＶ）モード充電開始時から充電電流値がＣ
Ｖ充電初期の１/２に到達するまでの経過時間ｔ１／２
（ｈｒ）と、容量Ｃｄ公称容量Ｃｎに対する比容量Ｃ
（％）を測定した。On the other hand, the relational expression I and the relational expression I prepared from the test in which the charging time was set to 2 hours or 11 days
According to II, it was found that accurate deterioration determination was difficult. [Example 3] Prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mA
h) Four batteries are installed at room temperature, and each battery is individually connected to the battery charge / discharge automatic tester with data collection / storage function, charging current value 600mA (1.0CmA), charging upper limit voltage 4.1V , Charging time is set to 7 days, charging by constant current constant voltage (CC-CV) method, and discharge current value 6
A discharge of 00mA (1.0CmA), a discharge end voltage of 2.75V, and a charge-discharge cycle test with a pause of 1 hour between charging and discharging were performed for 10 cycles, and constant voltage (CV) mode charging in each cycle. Charging current value is C from the beginning
Elapsed time t 1/2 until reaching 1/2 of the initial V charging
(Hr) and the specific capacity C relative to the capacity Cd and the nominal capacity Cn
(%) Was measured.

【００９７】試験により得られたデータのうち、１サイ
クル目から４サイクル目の時間ｔ１ ／２と比容量Ｃか
ら、４および５サイクル目の時間ｔ１／２と比容量Ｃか
ら、４サイクル目から６サイクル目の時間ｔ１／２と比
容量Ｃから、および、４サイクル目から１０サイクル目
の時間ｔ１／２と比容量Ｃからそれぞれ４つの関係式を
得た。[0097] Among the data obtained from the tests, the fourth cycle of time t 1/2 and the specific capacity C from the first cycle, 4 and 5 cycle from time t 1/2 and specific capacity C, 4 cycles 6 cycle time t 1/2 and specific capacity C from the eye, and to give each of the four relational expressions from times t 1/2 and specific capacity C at the 10th cycle from the fourth cycle.

【００９８】この４つの関係式に、実施例２において試
験した使用済み角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍ
Ａｈ）の４５サイクル分のＣＣ充電モードからＣＶ充電
モードに変更となってから電流値が半減するまでの所要
時間ｔ１／２（ｈｒ）と放電容量Ｃｄの公称容量６００
ｍＡｈに対する比容量Ｃの実測データを適用して、算定
比容量と実測の比容量との比較を行った。The used prismatic Li-ion battery tested in Example 2 (nominal capacity 600 m
Ah) the required time t 1/2 (hr) from the change of the CC charge mode for 45 cycles to the CV charge mode until the current value is halved and the nominal capacity of the discharge capacity Cd 600
The calculated specific capacity and the measured specific capacity were compared by applying the measured data of the specific capacity C to mAh.

【００９９】結果を図９に示す。The results are shown in FIG.

【０１００】図９は、ＣＶ充電モード開始から電流値半
減までの所要時間ｔ１／２（ｈｒ）と比容量Ｃとの関係
を示した図であり、図中、灰色丸印は実施例２で測定し
た使用済み角形電池の実測データであり、９−１の直線
は１サイクル〜４サイクル目の測定データから作成した
関係式を、９−２の直線は４サイクル目と５サイクル目
のデータから作成した関係式を、９−３は４サイクル目
から６サイクル目までのデータから作成した関係式を、
さらに９−４の直線は４サイクル目から１０サイクル目
までのデータから作成した関係式を示している。図９の
右側に、各直線を得るために用いた測定点とサイクルと
の対応を示した。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the required time t 1/2 (hr) from the start of the CV charging mode to the half of the current value and the specific capacity C. In the figure, the gray circles represent the second embodiment. It is the measured data of the used prismatic battery measured in, the straight line 9-1 is the relational expression created from the measurement data of the 1st to 4th cycles, and the straight line of 9-2 is the data of the 4th and 5th cycles. 9-3 is the relational expression created from the data from the 4th cycle to the 6th cycle,
Furthermore, the straight line 9-4 indicates the relational expression created from the data from the 4th cycle to the 10th cycle. On the right side of FIG. 9, the correspondence between the measurement points used to obtain each straight line and the cycles is shown.

【０１０１】図９から明らかなように、本発明になる関
係式作成の方法に従えば、精度の高い判定が可能とな
り、４サイクル目と５サイクル目のデータから作成した
関係式で算出した比容量の値は実測値に対して最大誤差
（絶対値）は３.２％に留まり、４サイクル目から６サ
イクル目までのデータから作成した関係式で算出した値
は実測値に対して最大誤差（絶対値）は５.４％に留ま
り、また、４サイクル目から１０サイクル目までのデー
タから作成した関係式で算出した値は実測値に対して最
大誤差（絶対値）は２.１％に留まる優れた判定精度で
あった。As is clear from FIG. 9, according to the relational expression creating method of the present invention, highly accurate determination is possible, and the ratio calculated by the relational expression created from the data of the fourth cycle and the fifth cycle. The maximum error (absolute value) of the capacity value is 3.2% with respect to the measured value, and the value calculated by the relational expression created from the data from the 4th cycle to the 6th cycle is the maximum error with respect to the measured value. (Absolute value) remains at 5.4%, and the maximum error (absolute value) of the value calculated by the relational expression created from the data from the 4th cycle to the 10th cycle is 2.1%. The determination accuracy was excellent.

【０１０２】これに対して、１サイクル目から４サイク
ル目までのデータから作成した関係式で算出すると、実
測値に対して最大誤差（絶対値）は４３.５％となり、
±２０％を越える誤差となって好ましくないことがわか
った。 ［実施例４］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）５個を５℃の恒温槽に設置し、データ収集・保管機
能を有する電池充放電自動試験装置にそれぞれの電池を
個別に接続し、充電電流値を６００ｍＡ（１.０Ｃｍ
Ａ）、充電上限電圧４.１Ｖ、充電時間を７日間に設定
して定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による充電と、放
電電流値６００ｍＡｈ（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧
２.７５Ｖの放電と、充電と放電との間に休止を１時間
はさんだ充放電サイクル試験を１０サイクル実施し、各
サイクルにおける定電圧（ＣＶ）モード充電開始５分後
のＩ５ｍｉｎ（１.０ＣｍＡを単位として表す）と、公
称容量に対する比容量Ｃ（％）を測定した。On the other hand, when calculated by the relational expression created from the data from the first cycle to the fourth cycle, the maximum error (absolute value) is 43.5% with respect to the measured value,
It was found that the error was more than ± 20%, which was not preferable. [Example 4] Rectangular Li-ion battery (nominal capacity 600 mA
h) Install 5 batteries in a constant temperature bath at 5 ° C, connect each battery individually to a battery charge / discharge automatic tester that has a data collection / storage function, and set the charging current value to 600 mA (1.0 Cm).
A), charging upper limit voltage 4.1V, charging time set to 7 days, charging by constant current constant voltage (CC-CV) method, discharge current value 600mAh (1.0CmA), discharge end voltage 2.75V. A charge-discharge cycle test was performed for 10 cycles with a pause of 1 hour between discharging and charging, and I 5min (1.0CmA in units of 5 minutes after the start of constant voltage (CV) mode charging in each cycle. And the specific capacity C (%) with respect to the nominal capacity were measured.

【０１０３】試験により得られたデータのうち、それぞ
れ４サイクル目から１０サイクル目のＣＶ充電開始５分
後の電流値Ｉ５ｍｉｎ（ＣｍＡ）と比容量Ｃ（％）とか
ら下記の関係式（７）を得た。Of the data obtained by the test, the following relational expression (7) was obtained from the current value I 5min (CmA) 5 minutes after the start of CV charging at the 4th to 10th cycles and the specific capacity C (%). ) Got.

【０１０４】 Ｃ＝ -５８.６Ｉ５ｍｉｎ＋１４３ （７） この５つの電池から得られた関係式（７）に対して、実
施例２において試験した使用済み角形Ｌｉイオン電池
（公称容量６００ｍＡｈ）の４５サイクル分のＣＶ充電
開始から５分後の充電電流値Ｉ５ｍｉｎ（ＣｍＡ）と放
電容量の公称容量６００ｍＡｈに対する比容量Ｃ（％）
のデータを適用して算定比容量と実測の比容量との比較
を行った。C = −58.6I 5min +143 (7) For the relational expression (7) obtained from these five batteries, 45 of the used rectangular Li-ion battery (nominal capacity 600 mAh) tested in Example 2 was used. Charging current value I 5min (CmA) 5 minutes after the start of CV charging for a cycle and specific capacity C (%) of discharge capacity to nominal capacity 600mAh
The calculated specific capacity was compared with the measured specific capacity by applying the data of.

【０１０５】また、３０サイクル目にＩ５ｍｉｎは最大
値を示し、それ以後はサイクルとともに減少に転じたた
め、Ｉ５ｍｉｎが最大値を示したときの容量ＣＣ＝９
１.８（％）と等式Ｂ'＝２ＣＣ−Ｂとから、以後のサイ
クルのデータに適用する関係式 Ｃ＝５８．６Ｉ５ｍｉｎ＋４０．５ （８） を作成し、同様に算定比容量と実測容量との比較を行っ
た。Further, since I 5min shows the maximum value at the 30th cycle and then starts to decrease with the cycle, the capacity C C = 9 when I 5min shows the maximum value.
From 1.8 (%) and the equation B '= 2C C- B, the relational expression C = 58.6I 5min +40.5 (8) applied to the data of the subsequent cycles is created, and the calculated specific capacity is calculated in the same manner. And the measured capacity were compared.

【０１０６】結果を図１０に示す。The results are shown in FIG.

【０１０７】すなわち、図１０は、上記充放電サイクル
試験で求めたＣＶ充電開始５分後の電流値Ｉ
５ｍｉｎ（ＣｍＡ）と公称容量比Ｃ（％）との関係を示
した図であり、図中灰色丸印が使用済み角形Ｌｉイオン
電池の測定データを示し、黒四角が上記関係式（７）お
よび（８）を得るために行ったサイクルにおいて得た測
定点を示している。また、図中１０−１は関係式（７）
を示す直線であり、１０−３は、測定データにおける尖
点（Ｉ５ｍｉｎが最大となる点）１０−２から定数を決
定して求めた関係式（８）を示す直線である。That is, FIG. 10 shows the current value I obtained 5 minutes after the start of CV charging, which was obtained in the charge / discharge cycle test.
It is a figure showing the relation between 5min (CmA) and the nominal capacity ratio C (%), and the gray circle in the figure shows the measured data of a used prismatic Li-ion battery, and the black square shows the above relational expression (7) and The measurement points obtained in the cycle performed to obtain (8) are shown. Further, in the figure, 10-1 is a relational expression (7).
10-3 is a straight line showing a relational expression (8) obtained by determining a constant from a peak point (point at which I 5min is maximum) 10-2 in the measurement data.

【０１０８】図１０に示したように、測定データはすべ
て±２０％以内に収まっており、本発明の実施によっ
て、高精度の容量推定および劣化判定が可能であること
が判る。 ［実施例５］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）６個を、２５℃に設定した恒温槽内に設置し、デー
タ収集・保管機能を有する電池充放電自動試験装置にそ
れぞれの電池を個別に接続し、充電電流値を６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、充電上限電圧４.１Ｖ、充電時間を７
日間に設定して定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式による
充電と、放電電流値６００ｍＡｈ（１.０ＣｍＡ）、放
電終止電圧２.７５Ｖの放電と、充電と放電との間に休
止を１時間はさんだ充放電サイクル試験を１０サイクル
実施し、各サイクルにおける定電圧（ＣＶ）モード充電
開始時から３０秒後、１分後、５分後、１５分後、２０
分後の充電電流値Ｉ３０ｓｅｃ、Ｉ１ｍ ｉｎ、Ｉ
５ｍｉｎ、Ｉ１５ｍｉｎ、Ｉ２０ｍｉｎ（ＣｍＡ）と、
放電容量の公称容量に対する比容量Ｃ（％）を測定し
た。As shown in FIG. 10, all the measured data are within ± 20%, and it can be understood that highly accurate capacity estimation and deterioration determination can be performed by implementing the present invention. Example 5 Prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mA
h) Six batteries are installed in a constant temperature bath set at 25 ° C, and each battery is individually connected to a battery charge / discharge automatic tester that has a data collection / storage function, and the charging current value is 600 mA.
(1.0 CmA), charging upper limit voltage 4.1V, charging time 7
Set to days and charge by constant current constant voltage (CC-CV) system, discharge current value 600mAh (1.0CmA), discharge with discharge end voltage 2.75V, and pause between charge and discharge for 1 hour. 10 cycles of the sandwich charging / discharging cycle test were performed, and 30 seconds, 1 minute, 5 minutes, 15 minutes, 20 minutes after the start of constant voltage (CV) mode charging in each cycle,
Charging current value after 30 minutes I 30 sec , I 1m in , I
5 min , I 15 min , I 20 min (CmA),
The specific capacity C (%) of the discharge capacity to the nominal capacity was measured.

【０１０９】結果を図１１に示す。The results are shown in FIG.

【０１１０】図１１は、試験により得られた測定データ
と、それぞれ各条件における４サイクル目から１０サイ
クル目の充電電流値（Ｉ３０ｓｅｃ、Ｉ１ｍｉｎ、Ｉ
５ｍｉ ｎ、Ｉ１５ｍｉｎ、Ｉ２０ｍｉｎ）と比容量Ｃか
ら求めた関係式を示した図である。図中、１１−１はＣ
Ｖ充電開始３０秒後の電流値Ｉ３０ｓｅｃと比容量とか
ら求めた関係式を示す直線であり、１１−２は１分後の
電流値Ｉ１ｍｉｎと比容量とから求めた関係式を示す直
線であり、１１−３は５分後の電流値Ｉ５ｍｉｎ、１１
−４は１５分後の電流値Ｉ１５ｍｉｎ、そして１１−５
は２０分後の電流値Ｉ２０ｍｉｎの場合の関係式を、そ
れぞれ、示した直線である。また、測定点と、ＣＶモー
ド充電開始時から充電電流測定時点までの時間との対応
は図の右側に示したとおりである。FIG. 11 shows the measurement data obtained by the test and the charging current values (I 30 sec , I 1min , I) from the 4th cycle to the 10th cycle under each condition.
5mi n, I 15min, a diagram showing a relation obtained from the I 20min) and specific capacity C. In the figure, 11-1 is C
A straight line indicating a relationship determined from the current value I 30 sec and specific capacity V charge starting 30 seconds after, the straight line showing the relation obtained from the current value I 1min and specific capacity after 1 minute 11-2 And 11-3 is the current value I 5min after 5 minutes, 11
-4 is the current value I 15min after 15 minutes, and 11-5
Are straight lines showing the relational expressions in the case of the current value I 20 min after 20 minutes. Also, the correspondence between the measurement points and the time from the start of CV mode charging to the time of measuring the charging current is as shown on the right side of the figure.

【０１１１】また、比容量が９１.８％のとき、充電電
流値は最大値を示し、以後のサイクルでは、サイクル数
とともに充電電流値が減少に転じる尖点となることがわ
かった。この値に基づいて、それぞれの関係式の傾きの
符号を逆にした別の関係式を作成した。作成した関係式
は、充電電流を測定する時点が３０秒後の場合が１１−
６で示される直線であり、１分後、５分後、１５分後、
２０分後の場合がそれぞれ、１１−７、１１−８、１１
−９、１１−１０で示される直線である。Further, it was found that when the specific capacity was 91.8%, the charging current value showed the maximum value, and in the subsequent cycles, the charging current value turned to decrease with the number of cycles. Based on this value, another relational expression in which the sign of the slope of each relational expression was reversed was created. The relational expression created is 11- when the charging current is measured 30 seconds later.
6 is a straight line, and after 1 minute, 5 minutes, 15 minutes,
The case after 20 minutes was 11-7, 11-8, 11 respectively.
It is a straight line indicated by -9 and 11-10.

【０１１２】図１１から明らかなように、ＣＶ充電開始
から１分後以降１５分後までは、優れた容量推定、劣化
判定を実施しうることがわかる。これに対し、２０分後
では、尖点以降で誤差が大きくなるため、好ましくな
い。また、３０秒後では、関係式と測定データとの全体
の整合性は良好であるものの、個々の電流値のばらつき
が大きく、この値で容量推定を行うと誤差が大きくなる
恐れがありいずれも好ましくないことがわかった。As is apparent from FIG. 11, excellent capacity estimation and deterioration determination can be performed from 1 minute to 15 minutes after the start of CV charging. On the other hand, after 20 minutes, the error increases after the cusp, which is not preferable. In addition, after 30 seconds, although the overall consistency between the relational expression and the measured data is good, there is a large variation in individual current values, and there is a risk that errors will increase if capacitance estimation is performed with this value. It turned out to be unfavorable.

【０１１３】以上、実施例１〜５の説明によって明らか
なように、本発明の実施によって、リチウムイオン電池
の高精度容量推定方法および高精度劣化判定方法を提供
することができる。 ［実施例６］角形Ｌｉイオン電池（公称容量６００ｍＡ
ｈ）３本直列の電池パックの充電のため、充電上限電圧
１２.３Ｖ（２.７５Ｖ／セル）、充電電流値６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、充電を終了するためのしきい値であ
る収束電流値を３０ｍＡ（０.０５ＣｍＡ）とした定電
流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）方式で充電し、充電時に該電池
パックの容量推定機能と、電池寿命判定基準Ｃｅを３６
０ｍＡｈ（公称容量の６０％）として、本発明の実施に
よって劣化判定を行う機能を有する充電器、すなわち、
本発明に係るリチウムイオン電池の劣化判定装置を搭載
した充電器を作製した。As is clear from the description of Embodiments 1 to 5, the implementation of the present invention can provide a highly accurate capacity estimation method and a highly accurate deterioration determination method for a lithium ion battery. Example 6 Prismatic Li-ion battery (nominal capacity 600 mA
h) Charging upper limit voltage of 12.3V (2.75V / cell) and charging current value of 600mA for charging three series battery packs.
(1.0 CmA), a constant current constant voltage (CC-CV) method with a converged current value of 30 mA (0.05 CmA), which is a threshold value for ending charging, is charged, and the capacity of the battery pack is charged. Estimating function and battery life criterion Ce
A charger having a function of performing deterioration determination according to the practice of the present invention as 0 mAh (60% of the nominal capacity), that is,
A charger equipped with the deterioration determination device for a lithium ion battery according to the present invention was manufactured.

【０１１４】作製した充電器の構成概念を図１２に示
す。すなわち、図１２において、２０は本実施例におい
て作製した充電器であり、この充電器２０は商用電源２
１に端子２２、および２３で接続される。また、該充電
器２０に対し、Ｌｉイオン電池パック２４が充電のため
に端子２５および２６に接続され装着されるようにし
た。FIG. 12 shows the configuration concept of the produced charger. That is, in FIG. 12, 20 is a charger manufactured in this example, and this charger 20 is a commercial power source 2
1 and terminals 22 and 23. Further, the Li-ion battery pack 24 was connected to the terminals 25 and 26 for charging and attached to the charger 20.

【０１１５】充電器２０は、商用電源２１から供給され
る電気をＡＣ/ＤＣコンバータ２７によって直流に変換
し、充電電流、電池パック２４の電圧をモニタし、また
サーミスタ２８により温度モニタを行いながら、電源マ
イコン２９、充電制御用マイコン３０により、上述の充
電条件と、過充電、過放電、異常大電流、異常電池温度
上昇など危険状態を検知し回避をするための制御を行
い、電池パック２４を充電する。充電はスイッチ３１に
より、充電完了時、あるいは異常を検知した時、充電を
停止する。The charger 20 converts the electricity supplied from the commercial power source 21 into a direct current by the AC / DC converter 27, monitors the charging current and the voltage of the battery pack 24, and monitors the temperature by the thermistor 28. The power supply microcomputer 29 and the charge control microcomputer 30 perform control for detecting and avoiding the above-mentioned charging conditions and dangerous states such as overcharge, overdischarge, abnormal large current, abnormal battery temperature rise, and the battery pack 24. To charge. The charging is stopped by the switch 31 when the charging is completed or when an abnormality is detected.

【０１１６】充電制御用マイコン３０は本発明に係るリ
チウムイオン電池の容量推定方法および劣化判定方法を
実行する機能を有し、該容量推定方法および劣化判定方
法の実行結果を表示部３２に出力する。The charge control microcomputer 30 has a function of executing the capacity estimating method and the deterioration determining method of the lithium ion battery according to the present invention, and outputs the execution results of the capacity estimating method and the deterioration determining method to the display unit 32. .

【０１１７】表示部３２は充電の完了、劣化表示、推定
容量表示、その他、何らかの異常を制御用マイコン３０
の出力に従って表示する。表示部３２は、充電関係の表
示を行うＬＥＤ（赤：充電中、緑：充電完了）と、劣化
判定結果を表示するＬＥＤ（赤：電池取りかえ、黄：ま
もなく電池取りかえ、緑：電池は取りかえ不要）と、推
定容量算出結果の数値表示、異常の表示を行うＬＣＤデ
ィスプレイとから構成されている。The display unit 32 indicates whether the charging is complete, the deterioration display, the estimated capacity display, or any other abnormality is generated by the control microcomputer 30.
Display according to the output of. The display unit 32 has LEDs (red: charging, green: charging completed) that display charging-related information, and LEDs that display deterioration determination results (red: battery replacement, yellow: battery replacement soon, green: battery replacement not required. ) And a numerical value display of the estimated capacity calculation result and an LCD display for displaying an abnormality.

【０１１８】充電関係のＬＥＤでは、充電完了の場合の
み緑のＬＥＤが点灯し、充電中は赤のＬＥＤが点灯し、
それ以外の異常を示す場合には両方とも点灯しない。Regarding the charging-related LEDs, the green LED lights up only when the charging is completed, and the red LED lights up during charging,
If any other abnormality is indicated, both do not light.

【０１１９】劣化判定結果を示すＬＥＤでは、充電制御
用マイコン３０による容量推定の結果である推定比容量
Ｃの値が６０％未満の場合は、推定容量Ｃｄの値が電池
寿命判定基準Ｃｅの値よりも小となるので、電池は劣化
したと判定され、赤のＬＥＤが点灯し、電池パックを直
ちに新しい電池パックに交換すべきであることを示す。
また、推定比容量Ｃの値が６０％以上７０％未満の場合
には、まもなく、すなわち、使用条件にもよるが、数カ
月以内に電池パックを交換すべきであるため黄のＬＥＤ
を点灯させる。さらに比容量が７０％以上の場合は、電
池パックは新品か、または、相当長期間使用が可能で、
取りかえる必要がないため、緑のＬＥＤを点灯させる。In the LED indicating the deterioration determination result, when the value of the estimated specific capacity C, which is the result of capacity estimation by the charge control microcomputer 30, is less than 60%, the value of the estimated capacity Cd is the value of the battery life determination reference Ce. The battery is determined to be deteriorated, and the red LED lights up, indicating that the battery pack should be immediately replaced with a new battery pack.
In addition, when the value of the estimated specific capacity C is 60% or more and less than 70%, it is necessary to replace the battery pack soon, that is, within a few months depending on the usage conditions.
Light up. If the specific capacity is more than 70%, the battery pack is new or can be used for a considerable period of time.
Since it does not need to be replaced, the green LED is turned on.

【０１２０】ＬＣＤディスプレイは文字による情報を表
示させることを目的として設置している。電池パックの
装着不良をはじめ、安全性に関わる警告情報など、正常
に充電を行うことが困難であることを示したり、劣化判
定結果を数値で示したりする。また、商用電源の突然の
停止の場合には、装着した電池パックの電圧が８.２５
Ｖより高い場合のみ、装着電池パックから電流を供給し
て電源切れを表示するようにしてある。The LCD display is installed for the purpose of displaying character information. It shows that it is difficult to perform normal charging, such as poor mounting of the battery pack, warning information related to safety, etc., and the deterioration determination result is shown as a numerical value. If the commercial power supply suddenly stops, the voltage of the installed battery pack will be 8.25.
Only when the voltage is higher than V, the current is supplied from the attached battery pack to indicate that the power is off.

【０１２１】本実施例において作製した充電器における
劣化判定の手順を図１３および図１４（図１３続き）に
示した。13 and 14 (continuation of FIG. 13) show the procedure for determining deterioration in the charger manufactured in this example.

【０１２２】図１３および図１４（図１３続き）に示し
た劣化判定の手順を説明する。The procedure of the deterioration determination shown in FIGS. 13 and 14 (continuation of FIG. 13) will be described.

【０１２３】手順Ａ：充電器に電池パックを装着してＣ
Ｃモード充電を開始し、電池パックの電圧Ｖをモニタす
る。パック電圧Ｖが充電上限値１２.３Ｖ（４.１Ｖ／セ
ル）に達した時点で充電をＣＶモードに切り替え、総充
電容量が公称容量の３倍を超えていたら、容量推定、劣
化判定のための時間計測を開始する。同時に、充電電流
値をモニタする。Procedure A: Attach the battery pack to the charger and C
The C mode charging is started and the voltage V of the battery pack is monitored. When the pack voltage V reaches the charging upper limit value of 12.3 V (4.1 V / cell), charging is switched to CV mode, and if the total charging capacity exceeds three times the nominal capacity, capacity estimation and deterioration determination Start time measurement of. At the same time, the charging current value is monitored.

【０１２４】手順Ｂ：電流値が３００ｍＡ（０.５Ｃｍ
Ａ）に到達したら時間計測を終了。充電上限電圧到達時
から電流値３００ｍＡ到達時までの所要時間ｔ
１／２（ｈｒ）を記録する。Procedure B: Current value is 300 mA (0.5 Cm)
When time point A) is reached, time measurement ends. Required time t from reaching the charging upper limit voltage to reaching the current value of 300 mA
Record 1/2 (hr).

【０１２５】手順Ｃ：取得した所要時間ｔ１／２（ｈ
ｒ）を劣化関係式（５） Ｃ＝ -３３.７ｔ１／２＋１０１ （５） に代入、比容量Ｃ（％）を算出する。もしも、前サイク
ルの所要時間ｔ１／２ｂが記録されており、ｔ１／２＜
ｔ１／２ｂとなる場合には、この不等式が初めて成立し
た場合にはｔ１／２ｂを関係式（５）に代入して比容量
Ｃ（％）(この値をＣｂとする）を算出し、その他の場
合には、関係式（５）の代わりに、関係式 Ｃ＝３３.７ｔ１／２＋Ｎ' （６'） （ここに、Ｎ'は正値定数とする)を用い、ｔ１／２をこ
の式に代入して比容量Ｃ（％）を算出する。上記関係式
（６'）における定数Ｎ'は、ｔ１／２が最大となる点
（尖点）におけるｔ１／２の値と比容量Ｃの値（上記の
Ｃｂ）とを関係式（６'）に代入することによって求め
られる。この定数Ｎ'の算出方法は、すでに示した等式
Ｎ'＝２ＣＣ−Ｎを用いる方法と等価である。なお、図
１４（図１３続き）において、上記Ｎ'は単にＮと表さ
れている。Procedure C: Acquired required time t 1/2 (h
r) is substituted into the deterioration relational expression (5) C = −33.7t 1/2 +101 (5) to calculate the specific capacity C (%). If the required time t 1/2 b of the previous cycle is recorded, t 1/2 <
In the case of t 1/2 b, when this inequality is satisfied for the first time, t 1/2 b is substituted into the relational expression (5) to calculate the specific capacity C (%) (this value is Cb). In other cases, instead of the relational expression (5), the relational expression C = 33.7t 1/2 + N ′ (6 ′) (where N ′ is a positive constant) is used. The specific capacity C (%) is calculated by substituting t 1/2 into this equation. The constant N ′ in the above relational expression (6 ′) is obtained by the relational expression (6) between the value of t 1/2 and the value of the specific capacity C (above Cb) at the point where t 1/2 becomes the maximum (cusp). '). The method of calculating this constant N ′ is equivalent to the method using the equation N ′ = 2C C −N shown above. Note that, in FIG. 14 (continuation of FIG. 13), the above N ′ is simply expressed as N.

【０１２６】手順Ｄ：算出された結果をＬＣＤとＬＥＤ
に表示する。判定結果である比容量の値に応じて、上述
したように赤、黄、縁のいずれかのＬＥＤを点灯させ、
同時にＬＣＤディスプレイに数値を表示する。ＬＣＤデ
ィスプレイ表示は３０秒間、ＬＥＤは充電器が商用電源
に接続されている問点灯させる。Procedure D: LCD and LED for the calculated result
To display. Depending on the value of the specific capacity that is the determination result, as described above, one of the red, yellow, and edge LEDs is turned on,
At the same time, the numerical value is displayed on the LCD display. The LCD display displays for 30 seconds and the LED lights up when the charger is connected to commercial power.

【０１２７】本発明になる容量推定、劣化判定は、充電
制御用マイコン３０に、実施例１において作成した劣化
関係式（５）と、図１３および図１４（図１３続き）に
示したフロー手順をプログラムしてあらかじめ入力して
おき、電池パックの電圧と充電電流値のモニタリングを
利用しながら、内蔵タイマにより、パック電圧が１２.
３Ｖに到達してＣＣ充電モードからＣＶ充電モードに変
更されてから充電電流値が１/２の３００ｍＡに到達す
るまでの時間ｔ１／２を測定し、上記関係式（５）また
は、関係式（６'）に適用して、Ｌｉイオン電池パック
の容量推定、劣化判定を行い、表示部３２に推定容量
値、劣化判定結果を表示するようにした。なお、本実施
例で作製した充電器には、電池の充電時間が判るよう、
ＬＣＤディスプレイ上にタイマー表示を行っている。The capacity estimation and deterioration determination according to the present invention are performed by the charge control microcomputer 30 in the deterioration relational expression (5) created in the first embodiment and the flow procedure shown in FIGS. 13 and 14 (continuation of FIG. 13). Is programmed and input in advance, while using the monitoring of the battery pack voltage and charge current value, the pack voltage is set to 12.
The time t 1/2 from when the charging current value is changed to the CV charging mode from 3V and is changed to the CV charging mode until it reaches 300 mA, which is 1/2, is measured, and the relational expression (5) or the relational expression By applying it to (6 ′), the capacity of the Li-ion battery pack is estimated and the deterioration determination is performed, and the estimated capacity value and the deterioration determination result are displayed on the display unit 32. In addition, in the charger manufactured in this example, the charging time of the battery can be known,
The timer is displayed on the LCD display.

【０１２８】このようにして構成される充電器を用い、
この充電器に使用済みの同タイプの電池パックを装着
し、充電した。この使用済み電池パックは、定電流（Ｃ
Ｃ）モードから定電圧（ＣＶ）モードに充電形態が変更
となってから、２７分で劣化判定結果が表示され、３時
間６分で充電が終了した。ＬＣＤディスプレイには８６
％と表示され、緑色のＬＥＤが点灯した。Using the charger thus constructed,
The same type of used battery pack was installed in this charger and charged. This used battery pack has a constant current (C
After the charging mode was changed from the C) mode to the constant voltage (CV) mode, the deterioration determination result was displayed at 27 minutes and the charging was completed at 3 hours and 6 minutes. 86 on the LCD display
% Was displayed and the green LED was lit.

【０１２９】充電された上記電池パックを電池充放電自
動試験装置に設置し、放電電流値６００ｍＡ（１.０Ｃ
ｍＡ）、放電終止電圧８.２５Ｖに設定して定電流放電
を実施し、放電容量を求めたところ、５３４ｍＡｈであ
った。この実測容量を比容量に換算すると８９％とな
り、この実比容量に対する上記の推定比容量の誤差はわ
ずかに約３％であることが判る。The charged battery pack was installed in a battery charge / discharge automatic tester, and the discharge current value was 600 mA (1.0 C).
mA), the discharge end voltage was set to 8.25 V, constant current discharge was performed, and the discharge capacity was determined to be 534 mAh. This measured capacity is converted to a specific capacity of 89%, and it is understood that the error of the estimated specific capacity with respect to the actual specific capacity is only about 3%.

【０１３０】以上の通り、本発明になる容量推定機能お
よび劣化判定機能を有する充電器では、精度の高い容量
推定可能であり、従って、精度の高い劣化判定を行うこ
とが可能であることが明らかになった。本実施例におい
ては、充電制御用マイコン３０が本発明に係るリチウム
イオン電池の劣化判定装置を構成している。As described above, it is apparent that the charger having the capacity estimating function and the deterioration determining function according to the present invention can estimate the capacity with high accuracy, and thus can perform the deterioration determining with high accuracy. Became. In the present embodiment, the charge control microcomputer 30 constitutes the deterioration determination device for a lithium ion battery according to the present invention.

【０１３１】以上の説明により明らかなように、本発明
の実施によって、リチウムイオン電池の高精度劣化判定
装置を提供することができる。 ［実施例７］充電上限電圧１２.３Ｖ、充電電流６００
ｍＡ（１.０ＣｍＡ）、収束電流値が６０ｍＡの条件で
定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）モード充電を行う機能を有
した小型携帯用情報端末機器に搭載する、図６に示す構
成のＬｉイオン電池パックを作製した。該電池パックは
角形セル（公称容量６００ｍＡｈ）１２−１、１２−
２、および１２−３の３セル直列のパックであり、保護
用ＩＣに上記関係式（５）をあらかじめ入力してある。As is clear from the above description, the implementation of the present invention makes it possible to provide a highly accurate deterioration determination device for a lithium ion battery. [Example 7] Charge upper limit voltage 12.3 V, charge current 600
Li-ion of the configuration shown in FIG. 6 to be mounted on a small portable information terminal device having a function of performing constant current constant voltage (CC-CV) mode charging under the condition of mA (1.0 CmA) and convergent current value of 60 mA. A battery pack was produced. The battery pack is a prismatic cell (nominal capacity 600 mAh) 12-1, 12-
2 and 12-3 are 3-cell serial packs, and the relational expression (5) is input in advance to the protection IC.

【０１３２】また、図６に示す構成の該電池パック内の
保護用ＩＣ１３メモリには、Ｌｉイオン電池１２−１、
１２−２、１２−３各セルの両端の電圧をＶｃｃとＶｓ
ｓによりモニタし、充電上限電圧１２.３Ｖ（４.１Ｖ／
セル）に電圧が達してＣＣ充電モードからＣＶ充電モー
ドに変更となってから電流値をモニタして１/２の３０
０ｍＡ（０.５ＣｍＡ）に到達するまでの経過時間ｔ
１／２をカウントし、この測定された時間ｔ１／２の値
を、表示手順を除く図１３および図１４（図１３続き）
に示した手順に従って上記関係式（５）、あるいは、前
サイクルの時間ｔ １／２ｂより小さくなる場合には上記
実施例６に示した関係式（６’）を作成、これにｔ
１／２の値を代入、演算して比容量Ｃを算出するプログ
ラムがあらかじめ入力してある。In the battery pack having the structure shown in FIG.
The protection IC 13 memory includes a Li-ion battery 12-1,
12-2, 12-3 The voltage across each cell is Vcc and Vs
monitor the charging upper limit voltage of 12.3V (4.1V /
Cell) and the CV charge mode changes from CC charge mode.
The current value is monitored after changing to 30
Elapsed time t until reaching 0 mA (0.5 CmA)
1/2And measure this measured time t1/2The value of the
13 and 14 excluding the display procedure (continued from FIG. 13)
The above relational expression (5) according to the procedure shown in
Cycle time t 1/2If smaller than b, above
The relational expression (6 ') shown in the sixth embodiment is created, and t
1/2Of the specific capacity C by substituting the value of
Ram has been entered in advance.

【０１３３】演算した結果は端子１９を通して該電池パ
ックを搭載する情報端末機器本体の液晶ディスプレイに
表示するために装置本体に出力する機構になっている。The calculated result is output through the terminal 19 to the apparatus main body for display on the liquid crystal display of the information terminal equipment main body in which the battery pack is mounted.

【０１３４】液晶ディスプレイには、判定結果である数
値がパーセントで表示されるとともに、バーの長さのパ
ーセント数値に相当する割合が塗りつぶしで示されるよ
うになっている。On the liquid crystal display, the numerical value as the determination result is displayed in percentage, and the ratio corresponding to the percentage numerical value of the length of the bar is shown in black.

【０１３５】劣化判定の指示は、該機器本体から充電開
始と同時に発出される。劣化判定実施のための手順フロ
ーは、図１３および図１４（図１３続き）において、結
果の表示が機器本体のディスプレイに表示されるために
機器本体に結果を送出する以外は図１３および図１４
（図１３続き）と同様である。The deterioration determination instruction is issued from the device main body at the same time when charging is started. 13 and 14 (sequential to FIG. 13), except that the result is sent to the device body because the display of the result is displayed on the display of the device body.
This is the same as (continued from FIG. 13).

【０１３６】このような構成になる電池パックを情報端
末機器に装着し、１時間使用した後、商用電源に接続し
て充電を開始し、充電開始後に表示されたディスプレイ
を見たところ、該電池パックの比容量推定の結果は８６
％と表示された。充電完了のサインがディスプレイ上に
現れたのを確認して、この情報端末機器を０ＦＦにし、
該電池パックを脱着し、適当な接続コードを用いて、電
池充放電自動試験装置に接続し、放電電流６００ｍＡ
（１.０ＣｍＡ）、放電終止電圧８.２５Ｖ（２.７５Ｖ
／セル）で放電させ容量を測定した。その結果、実放電
容量は５０１ｍＡｈ、比容量に換算して８３.５％であ
った。The battery pack having such a structure was mounted on the information terminal device, used for 1 hour, connected to a commercial power source to start charging, and the display displayed after the start of charging showed that the battery The result of estimating the specific capacity of the pack is 86.
It was displayed as%. Confirm that the sign of charging completion appears on the display, set this information terminal device to 0FF,
The battery pack is detached and attached, connected to a battery charge / discharge automatic tester using an appropriate connecting cord, and the discharge current is 600 mA.
(1.0 CmA), discharge end voltage 8.25V (2.75V)
/ Cell) and the capacity was measured. As a result, the actual discharge capacity was 501 mAh, which was 83.5% in terms of specific capacity.

【０１３７】従って、本発明になる電池パックに搭載し
た容量推定機能による推定結果は、比容量の差として、
誤差 -２.５％と優れた推定精度を示すことが明らかに
なった。本電池パックは本発明に係る劣化判定機能を具
備したリチウムイオン電池パックでもあり、その劣化判
定機能による劣化判定は上記の優れた精度の容量推定機
能にに基づいて行われるので、本電池パックは高精度劣
化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックであ
る。Therefore, the estimation result by the capacity estimation function mounted on the battery pack according to the present invention is as a difference in specific capacity,
It was revealed that the error was -2.5% and the estimation accuracy was excellent. The present battery pack is also a lithium-ion battery pack having the deterioration determination function according to the present invention, and since the deterioration determination by the deterioration determination function is performed based on the above-described highly accurate capacity estimation function, the present battery pack is It is a lithium-ion battery pack equipped with a highly accurate deterioration determination function.

【０１３８】[0138]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実施によ
って、リチウムイオン電池の高精度容量推定方法、高精
度劣化判定方法および高精度劣化判定装置ならびに高精
度劣化判定機能を具備したリチウムイオン電池パックを
提供することができる。As described above, by carrying out the present invention, a high-accuracy capacity estimation method for a lithium-ion battery, a high-accuracy deterioration judgment method, a high-accuracy deterioration judgment device, and a lithium-ion battery having a high-accuracy deterioration judgment function. Packs can be provided.

【０１３９】リチウムイオン電池の劣化状態を知る場
合、本発明における容量推定および劣化判定方法を用い
ることにより、すぐれた精度で電池の容量、および劣化
状態を把握することが可能になり、リチウムイオン電池
の管理においてきわめて大きな貢献を果たすことができ
る。When the deterioration state of the lithium ion battery is known, the capacity estimation and the deterioration determination method according to the present invention can be used to grasp the battery capacity and the deterioration state with excellent accuracy. Can make a tremendous contribution to the management of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推定
方法を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a method for estimating the capacity of a lithium ion battery according to the present invention.

【図２】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推
定、劣化判定方法の根拠となる定電圧モード充電におけ
る充電電流減衰の変化を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a change in charge current attenuation in constant voltage mode charging, which is a basis of a method of estimating capacity and determining deterioration of a lithium ion battery according to the present invention.

【図３】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推
定、劣化判定方法を説明する定電流（ＣＣ）充電から定
電圧（ＣＶ）充電に変更されてから充電電流が半減する
までの所要時間と比容量との関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for estimating the capacity and determining the deterioration of the lithium-ion battery according to the present invention. The time required from the constant current (CC) charging to the constant voltage (CV) charging until the charging current is halved and the specific capacity. It is a figure showing the relation with.

【図４】本発明におけるリチウムイオン電池の別の容量
推定、劣化判定方法を説明する一例として、定電流（Ｃ
Ｃ）充電から定電圧（ＣＶ）充電に変更されてから５分
後の電流値と比容量との関係を示した図である。FIG. 4 shows a constant current (C) as an example for explaining another method for estimating the capacity and determining the deterioration of the lithium ion battery according to the present invention.
It is the figure which showed the relationship of the electric current value and specific capacity 5 minutes after it changed from C) charge to constant voltage (CV) charge.

【図５】本発明におけるリチウムイオン電池の容量推
定、劣化判定の方法を装置類に適用する具体的な一例を
説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example in which the method for estimating the capacity of a lithium ion battery and determining the deterioration according to the present invention is applied to devices.

【図６】本発明における劣化判定機能を具備したリチウ
ムイオン電池パックの回路構成例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration example of a lithium ion battery pack having a deterioration determination function according to the present invention.

【図７】本発明の実施例１における充放電サイクル試験
の結果を示したＣＶ充電電流半減時間ｔ１／２と比容量
Ｃとの関係を示した図であり、７−１は関係式（５）を
示す直線であり、７−２は測定データの尖点であり、７
−３は別の関係式（６）を示す直線である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the CV charging current half-life time t 1/2 and the specific capacity C, which shows the result of the charge / discharge cycle test in Example 1 of the present invention, and 7-1 is a relational expression ( 5), 7-2 is a peak of measurement data, and 7-2
-3 is a straight line showing another relational expression (6).

【図８】本発明の実施例２における充放電サイクル試験
で求めたＣＶ充電モード開始から電流値半減に至る所要
時間ｔ１／２と比容量Ｃとの関係と各関係式を示した図
であり、８−１、８−２、８−３、８−４、８−５、お
よび８−６は各条件での関係式を示す直線であり、８−
７は測定データの尖点であり、８−８、８−９、８−１
０、８−１１、８−１２、および８−１３はこの尖点を
基に作成した別の関係式を示す直線である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a required time t 1/2 from the start of the CV charging mode until the current value is halved and a specific capacity C and respective relational expressions, which are obtained by a charge / discharge cycle test in Example 2 of the present invention. Yes, 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5, and 8-6 are straight lines showing the relational expressions under each condition.
Reference numeral 7 is a cusp of measurement data, which is 8-8, 8-9, 8-1.
0, 8-11, 8-12, and 8-13 are straight lines showing other relational expressions created based on these cusps.

【図９】本発明の実施例３におけるＣＶ充電モード開始
から電流値半減に至る所要時間ｔ１／２と比容量Ｃとの
関係を示すデータと各関係式を示した図であり、９−
１、９−２、９−３、および９−４は各条件での関係式
を示す直線である。FIG. 9 is a diagram showing data and respective relational expressions showing a relation between a required time t 1/2 from the start of a CV charging mode to a current value halving and a specific capacity C in Example 3 of the present invention.
1, 9-2, 9-3, and 9-4 are straight lines showing the relational expressions under each condition.

【図１０】本発明の実施例４におけるＣＶ充電モード開
始から５分後の充電電流値Ｉ５ｍ ｉｎと比容量Ｃとの関
係を示すデータと各関係式を示した図であり、１０−１
と１０−３は関係式を示す直線であり、１０−２は１０
−３の関係式を作成する根拠となる測定データの尖点を
示している。[Figure 10] is a diagram showing data and the relational expression indicating the relationship between the charging current value I 5 m in the specific capacity C of 5 minutes after the CV charge mode starting in the fourth embodiment of the present invention, 10 -
And 10-3 are straight lines showing the relational expression, and 10-2 is 10
The cusp of the measurement data which is the basis for creating the relational expression of -3 is shown.

【図１１】本発明の実施例５におけるＣＶ充電モード開
始から一定時間後の充電電流値と比容量Ｃとの関係を示
すデータと各関係式を示した図であり、１１−１、１１
−２、１１−３、１１−４、１１−５、１１−６、１１
−７、１１−８、１１−９、および１１−１０は各条件
での関係式を示す直線である。FIG. 11 is a view showing data and a relational expression showing a relation between a charging current value and a specific capacity C after a lapse of a certain time from the start of the CV charging mode in Embodiment 5 of the present invention, and 11-1 and 11
-2, 11-3, 11-4, 11-5, 11-6, 11
-7, 11-8, 11-9, and 11-10 are straight lines showing the relational expressions under each condition.

【図１２】本発明の実施例６において作製した充電器の
構成を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a charger manufactured in Example 6 of the present invention.

【図１３】本発明の実施例６において実施した劣化判定
手順を示したフロー図である。FIG. 13 is a flow chart showing a deterioration determination procedure carried out in Example 6 of the present invention.

【図１４】図１３の続きである。FIG. 14 is a continuation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…電源部、２ａ、２ｂ、２ｃ…Ｌｉイオン電池、３…
電池制御部、４…充電器、５…論理部、６…インターフ
ェイス、７…ＣＰＵ、８…メモリ、９…キーボードコン
トローラ、１０…配線、１１…電池パック本体、１２-
１、１２-２、１２-３…Ｌｉイオン電池、１３…保護用
ＩＣ、１４-Ａ、１４-Ｂ、１４-Ｃ、１４-１、１４-
２、１４-３…ＦＥＴ、１５…ＰＴＣ素子、１６…電流
ヒューズ、１７…プラス端子、１８…マイナス端子、１
９…情報出力、コントロールのための端子、２０…充電
器、２１…商用電源、２２、２３…商用電源と充電器と
を接続する端子、２４…Ｌｉイオン電池パック、２５、
２６…充電器と電池パックとを接続する端子、２７…Ａ
Ｃ/ＤＣコンバータ、２８…サーミスタ、２９…電源マ
イコン、３０…充電制御用マイコン、３１…スイツチ、
３２…表示部。1 ... Power supply part, 2a, 2b, 2c ... Li-ion battery, 3 ...
Battery control unit, 4 ... Charger, 5 ... Logic unit, 6 ... Interface, 7 ... CPU, 8 ... Memory, 9 ... Keyboard controller, 10 ... Wiring, 11 ... Battery pack body, 12-
1, 12-2, 12-3 ... Li-ion battery, 13 ... Protection IC, 14-A, 14-B, 14-C, 14-1, 14-
2, 14-3 ... FET, 15 ... PTC element, 16 ... Current fuse, 17 ... Positive terminal, 18 ... Minus terminal, 1
9 ... Information output and control terminals, 20 ... Charger, 21 ... Commercial power source, 22, 23 ... Terminals for connecting commercial power source and charger, 24 ... Li-ion battery pack, 25,
26 ... A terminal for connecting the charger and the battery pack, 27 ... A
C / DC converter, 28 ... Thermistor, 29 ... Power supply microcomputer, 30 ... Charging control microcomputer, 31 ... Switch,
32 ... Display section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−289924（ＪＰ，Ａ) 特開2001−257008（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−271408（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−145981（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−240236（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−225466（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/36 H01M 10/42 - 10/48 H02J 7/00 - 7/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP 2001-289924 (JP, A) JP 2001-257008 (JP, A) JP 11-11271408 (JP, A) JP 10-145981 ( JP, A) JP-A-7-240236 (JP, A) JP-A-6-225466 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 31/36 H01M 10/42 -10/48 H02J 7/00-7/12

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】リチウムイオン電池の容量推定方法であっ
て、 該電池を、該電池の電池電圧があらかじめ設定された上
限電圧Ｖｃに達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電し
た後に該電池電圧を上記Ｖｃに保って定電圧充電する定
電流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過
程後の該電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ず
つ含む充放電サイクルを複数回実施し、 該充放電サイクルにおいて、充電モードを定電流モード
から定電圧モードに切り替えた時点から、充電電流が上
記Ｉｃ０のα倍（ここに、αは定数であり、０＜α＜１
であるとする）になるまでの時間ｔαを測定し、 該測定によって得たｔαの測定値が該サイクルの繰り返
し回数ｎの増大に伴って増加するかまたは不変である場
合には該電池の容量Ｃｄの該電池の公称容量Ｃｎに対す
る百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×（Ｃｄ／Ｃ
ｎ）で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝―Ａｔα＋Ｂ （１） （ここに、ＡおよびＢは正値定数である）を用いて推定
し、 該測定によって得たｔαの測定値が該サイクルの繰り返
し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百分率比
容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋Ａｔα＋Ｂ’ （２） （ここに、Ｂ’は正値定数である）を用いて推定し、 該電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容
量Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝
（Ｃ／１００）×Ｃｎによって推定することを特徴とす
るリチウムイオン電池の容量推定方法。1. A method for estimating the capacity of a lithium ion battery, comprising charging the battery with a constant current Ic0 at a constant current until the battery voltage of the battery reaches a preset upper limit voltage Vc. A charging / discharging cycle is performed a plurality of times, each of which includes a charging process of charging by a constant current / constant voltage system in which the battery is maintained at Vc and a constant voltage, and a discharging process of discharging the battery after the charging process. In the discharge cycle, from the time when the charging mode is switched from the constant current mode to the constant voltage mode, the charging current is α times the above Ic0 (where α is a constant and 0 <α <1
Measuring the time t alpha until it on to) a, the battery in the case the measured value of t alpha obtained by the measurement is or unchanged increases with increasing number of repetitions n of the cycle Percentage specific capacity C of the capacity Cd of the battery to the nominal capacity Cn of the battery (where C is 100 × (Cd / C
n)) is estimated using the relational expression C = -At α + B (1) (where A and B are positive constants), and the measured value of t α obtained by the measurement is estimated. Is decreased with an increase in the number of repetitions n of the cycle, the value of the percentage specific capacity C is expressed by the relational expression C = + At α + B ′ (2) (where B ′ is a positive constant). The capacity Cd of the battery is estimated using the equation Cd = from the estimated value of the percentage specific capacity C obtained by the above estimation and the nominal capacity Cn.
A method for estimating the capacity of a lithium-ion battery, characterized by estimating by (C / 100) × Cn. 【請求項２】上記αの値が１／２であることを特徴とす
る請求項１に記載のリチウムイオン電池の容量推定方
法。2. The capacity estimating method for a lithium ion battery according to claim 1, wherein the value of α is 1/2. 【請求項３】請求項１または２に記載のリチウムイオン
電池の容量推定方法において、 上記定数Ａ、ＢおよびＢ’の値を決定するために、 容量推定対象となるリチウムイオン電池と同一種類で同
一公称容量Ｃｎを有するリチウムイオン電池を上記定電
流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程
後の該電池を、該電池の電池電圧が放電終止電圧Ｖｄに
達するまで放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含
む充放電サイクルであって、１回の充電時間を３時間以
上１０日間以下とし、放電電流Ｉｄを０．２ＣｍＡ以上
２．０ＣｍＡ以下（ここに、ＣｍＡは該電池の公称容量
Ｃｎを１時間で割って得る電流値である）とし、該電池
の周囲温度を０℃以上４５℃以下とする充放電サイクル
を５回以上実施し、 該充放電サイクルにおいて、上記時間ｔαを測定し、放
電電流Ｉｄを時間に関して積分することによって該電池
の容量Ｃｄを求め、該容量Ｃｄの上記公称容量Ｃｎに対
する百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×（Ｃｄ／Ｃ
ｎ）で与えられる）を算出し、第ｎ回目のサイクルにお
いて得たｔαの値およびＣの値を、それぞれ、上記ｎの
関数ｔα（ｎ）およびＣ（ｎ）として記録し、 上記関係式（１）および（２）が、ｔα＝ｔα（ｎ）お
よびＣ＝Ｃ（ｎ）としたときに、上記ｔα（ｎ）とＣ
（ｎ）との相関関係を近似的に表すように、上記定数
Ａ、ＢおよびＢ’の値を決定し、 該決定によって決定された値を上記関係式（１）および
（２）に代入して得る関係式を用いて、前記容量推定対
象となるリチウムイオン電池の容量Ｃｄを推定すること
を特徴とするリチウムイオン電池の容量推定方法。3. The method for estimating the capacity of a lithium ion battery according to claim 1, wherein in order to determine the values of the constants A, B and B ′, the same type as the lithium ion battery to be capacity estimated is used. A charging process of charging a lithium ion battery having the same nominal capacity Cn by the constant current constant voltage method, and a discharging process of discharging the battery after the charging process until the battery voltage of the battery reaches a discharge end voltage Vd. the a charge-discharge cycle including once respectively, one and 10 days hereinafter least 3 hours charging time, discharging current Id 0.2 CmA or more 2.0CmA less (here, CmA is of the battery the current value is) obtained by dividing the nominal capacity Cn in 1 hour, the charge-discharge cycle to 45 ° C. hereinafter 0 ℃ above the ambient temperature of the battery subjected 5 more times UeMinoru, in this charge-discharge cycle , The time t α is measured, and the discharge current Id is integrated with respect to time to obtain the capacity Cd of the battery, and the percentage specific capacity C of the capacity Cd to the nominal capacity Cn (where C is 100 × (Cd / C
n)), and the values of t α and C obtained in the n-th cycle are recorded as the above-mentioned functions t α (n) and C (n) of n, respectively. When the equations (1) and (2) are t α = t α (n) and C = C (n), the above t α (n) and C
The values of the constants A, B and B ′ are determined so as to approximately express the correlation with (n), and the values determined by the determination are substituted into the relational expressions (1) and (2). A capacity estimation method for a lithium ion battery, characterized in that the capacity Cd of the lithium ion battery that is the capacity estimation target is estimated by using a relational expression obtained as follows. 【請求項４】リチウムイオン電池の容量推定方法であっ
て、 該電池を、該電池の電池電圧があらかじめ設定された上
限電圧Ｖｃに達するまで一定電流Ｉｃ０で定電流充電し
た後に該電池電圧を上記Ｖｃに保って定電圧充電する定
電流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過
程後の該電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ず
つ含む充放電サイクルを複数回実施し、 該充放電サイクルにおいて、充電モードを定電流モード
から定電圧モードに切り替えた時点から、あらかじめ設
定された時間ｔｍ（ここに、０＜ｔｍ≦０．８Ｃｎ／Ｉ
ｃ０であり、Ｃｎは該電池の公称容量であるとする）だ
け経過した時点における充電電流Ｉｔｍを測定し、 該測定によって得たＩｔｍの測定値が該サイクルの繰り
返し回数ｎの増大に伴って増加するかまたは不変である
場合には該電池の容量Ｃｄの該電池の公称容量Ｃｎに対
する百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃは１００×（Ｃｄ／Ｃ
ｎ）で与えられる）の値を関係式 Ｃ＝―ＭＩｔｍ＋Ｎ （３） （ここに、ＭおよびＮは正値定数である）を用いて推定
し、 該測定によって得たＩｔｍの測定値が該サイクルの繰り
返し回数ｎの増大に伴って減少する場合には上記百分率
比容量Ｃの値を関係式 Ｃ＝＋ＭＩｔｍ＋Ｎ’ （４） （ここに、Ｎ’は正値定数である）を用いて推定し、 該電池の容量Ｃｄを、上記推定によって得た百分率比容
量Ｃの推定値と上記公称容量Ｃｎとから、等式Ｃｄ＝
（Ｃ／１００）×Ｃｎによって推定することを特徴とす
るリチウムイオン電池の容量推定方法。4. A method of estimating the capacity of a lithium ion battery, wherein the battery voltage of the battery is preset.
Constant current charging with a constant current Ic0 until reaching the limit voltage Vc
After that, a charging / discharging cycle including a charging process of charging by a constant current / constant voltage method in which the battery voltage is maintained at the above Vc and a constant voltage charging , and a discharging process of discharging the battery after the charging process are each performed once. In a plurality of charging / discharging cycles, the charging mode is switched from the constant current mode to the constant voltage mode, and then a preset time tm (where 0 <tm ≦ 0.8 Cn / I
c0, where Cn is the nominal capacity of the battery), the charging current I tm at the time point that has elapsed, and the measured value of I tm obtained by the measurement increases as the number of repetitions n of the cycle increases. If it increases or remains unchanged, the percentage specific capacity C of the capacity Cd of the battery to the nominal capacity Cn of the battery (where C is 100 × (Cd / C
n)) is estimated using a relational expression C = -MI tm + N (3) (where M and N are positive constants), and the measured value of Itm obtained by the measurement is estimated. Is decreased with an increase in the number of repetitions n of the cycle, the value of the percentage specific capacity C is calculated by the relational expression C = + MI tm + N ′ (4) (where N ′ is a positive constant). The capacity Cd of the battery is estimated using the equation Cd = from the estimated value of the percentage specific capacity C obtained by the above estimation and the nominal capacity Cn.
A method for estimating the capacity of a lithium-ion battery, characterized by estimating by (C / 100) × Cn. 【請求項５】上記ｔｍが１分以上１５分以内であること
を特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン電池の容
量推定方法。5. The method for estimating the capacity of a lithium ion battery according to claim 4, wherein the tm is 1 minute or more and 15 minutes or less. 【請求項６】請求項４または５に記載のリチウムイオン
電池の容量推定方法において、 上記定数Ｍ、ＮおよびＮ’の値を決定するために、 容量推定対象となるリチウムイオン電池と同一種類で同
一公称容量Ｃｎを有するリチウムイオン電池を上記定電
流定電圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程
後の該電池を、該電池の電池電圧が放電終止電圧Ｖｄに
達するまで放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含
む充放電サイクルであって、１回の充電時間を３時間以
上３０日間以下とし、放電電流値Ｉｄを０．２ＣｍＡ以
上２．０ＣｍＡ以下（ここに、ＣｍＡは上記公称容量Ｃ
ｎを１時間で割って得る電流値である）とし、該電池の
周囲温度を０℃以上４５℃以下とする充放電サイクルを
５回以上実施し、 各充放電サイクルにおいて、上記電流Ｉｔｍを測定し、
放電電流Ｉｄを時間に関して積分することによって該電
池の容量Ｃｄを求め、該容量Ｃｄの公称容量Ｃｎに対す
る百分率比容量Ｃ（ここに、Ｃ＝１００×（Ｃｄ／Ｃ
ｎ））を算出し、第ｎ回目のサイクルにおいて得たＩ
ｔｍの値およびＣの値を、それぞれ、ｎの関数Ｉ
ｔｍ（ｎ）およびＣ（ｎ）として記録し、 上記関係式（３）および（４）が、Ｉｔｍ＝Ｉ
ｔｍ（ｎ）およびＣ＝Ｃ（ｎ）としたときに、上記Ｉ
ｔｍ（ｎ）とＣ（ｎ）との相関関係を近似的に表すよう
に、上記定数Ｍ、ＮおよびＮ’の値を決定し、 該決定によって決定された値を上記関係式（３）および
（４）に代入して得る関係式を用いて、前記容量推定対
象となるリチウムイオン電池の容量Ｃｄを推定すること
を特徴とするリチウムイオン電池の容量推定方法。6. The method for estimating the capacity of a lithium ion battery according to claim 4 or 5, wherein in order to determine the values of the constants M, N and N ′, the same type as the lithium ion battery to be capacity estimated is used. A charging process of charging a lithium ion battery having the same nominal capacity Cn by the constant current constant voltage method, and a discharging process of discharging the battery after the charging process until the battery voltage of the battery reaches a discharge end voltage Vd. Each charging time is 3 hours or more and 30 days or less, and the discharge current value Id is 0.2 CmA or more and 2.0 CmA or less (where CmA is the above-mentioned nominal capacity C
and a current value) of n the obtained divided by 1 hour, the charge-discharge cycle to 45 ° C. hereinafter 0 ℃ above the ambient temperature of the battery was performed more than five times, in each charge-discharge cycle, the current I tm Is measured
The capacity Cd of the battery is obtained by integrating the discharge current Id with respect to time, and the percentage specific capacity C of the capacity Cd to the nominal capacity Cn (where C = 100 × (Cd / C
n)) was calculated and I obtained in the nth cycle
The value of tm and the value of C are respectively expressed by the function I of n.
recorded as tm (n) and C (n), the above relational expressions (3) and (4) are expressed as I tm = I
When tm (n) and C = C (n), the above I
The values of the constants M, N and N ′ are determined so that the correlation between tm (n) and C (n) is approximately expressed, and the value determined by the determination is expressed by the relational expression (3) and A capacity estimation method for a lithium ion battery, characterized in that the capacity Cd of the lithium ion battery to be the capacity estimation target is estimated using a relational expression obtained by substituting in (4). 【請求項７】リチウムイオン電池の劣化判定方法であっ
て、該リチウムイオン電池の容量Ｃｄを請求項１、２ま
たは３に記載のリチウムイオン電池の容量推定方法によ
って推定し、該推定によって得られたＣｄの値が、あら
かじめ定められた容量Ｃｅの値よりも小であるときに、
該リチウムイオン電池は劣化したと判定することを特徴
とするリチウムイオン電池の劣化判定方法。7. A method for determining deterioration of a lithium-ion battery, wherein the capacity Cd of the lithium-ion battery is defined by claim 1 or 2.
Or when the value of Cd obtained by the estimation is estimated by the method for estimating the capacity of the lithium ion battery described in 3 , and the value of Cd is smaller than a predetermined value of Ce,
A method for determining deterioration of a lithium ion battery, characterized in that it is determined that the lithium ion battery has deteriorated. 【請求項８】リチウムイオン電池の劣化判定方法であっ
て、該リチウムイオン電池の容量Ｃｄを請求項４、５ま
たは６に記載のリチウムイオン電池の容量推定方法によ
って推定し、該推定によって得られたＣｄの値が、あら
かじめ定められた容量Ｃｅの値よりも小であるときに、
該リチウムイオン電池は劣化したと判定することを特徴
とするリチウムイオン電池の劣化判定方法。8. A method for determining deterioration of a lithium ion battery.
Then, the capacity Cd of the lithium-ion battery is estimated by the method for estimating the capacity of the lithium-ion battery according to claim 4, and the value of Cd obtained by the estimation is the value of the predetermined capacity Ce. When less than
A method for determining deterioration of a lithium ion battery, characterized in that it is determined that the lithium ion battery has deteriorated. 【請求項９】リチウムイオン電池の劣化判定装置であっ
て、 該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過
程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とを
それぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行する
機能、および、該充放電サイクル実行中に上記時間ｔα
を計測する機能を有する電池制御部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
得られた上記ｔαの値を上記ｎの関数ｔα（ｎ）として
記憶する記憶部と、 上記ｔα（ｎ）の値を用い、請求項７に記載のリチウム
イオン電池の劣化判定方法によって該電池の劣化を判定
する論理回路部とを有することを特徴とするリチウムイ
オン電池の劣化判定装置。9. A deterioration determination device for a lithium ion battery, wherein a charging process of charging the battery by the constant current and constant voltage method and a discharging process of discharging the battery after the charging process are each performed once. A function of executing the charging / discharging cycle including a plurality of times, and the time t α during the charging / discharging cycle execution.
A battery control unit having a function of measuring, a storage unit that stores the value of t α obtained by the measurement in the nth charge / discharge cycle as the function t α (n) of n, A deterioration determination device for a lithium ion battery, comprising: a logic circuit unit that determines the deterioration of the battery by the deterioration determination method of the lithium ion battery according to claim 7 using the value of t α (n). 【請求項１０】リチウムイオン電池の劣化判定装置であ
って、 該電池を上記定電流定電圧方式によって充電する充電過
程と、該充電過程後の該電池を放電させる放電過程とを
それぞれ１回ずつ含む充放電サイクルを複数回実行する
機能、および、該充放電サイクル実行中に上記電流Ｉ
ｔｍを計測する機能を有する電池制御部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
得られた上記Ｉｔｍの値を上記ｎの関数Ｉｔｍ（ｎ）と
して記憶する記憶部と、 上記Ｉｔｍ（ｎ）の値を用い、請求項８に記載のリチウ
ムイオン電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判
定する論理回路部とを有することを特徴とするリチウム
イオン電池の劣化判定装置。10. A deterioration determination device for a lithium ion battery, wherein a charging process of charging the battery by the constant current and constant voltage method and a discharging process of discharging the battery after the charging process are each performed once. A function of executing the charging / discharging cycle including a plurality of times, and the current I during the charging / discharging cycle.
a battery control unit having a function of measuring tm ; and a storage unit that stores the value of I tm obtained by the measurement in the nth charging / discharging cycle as a function I tm (n) of n. A deterioration determination device for a lithium ion battery, comprising: a logic circuit unit that determines the deterioration of the battery according to the deterioration determination method of the lithium ion battery according to claim 8 using the value of the Itm (n). . 【請求項１１】劣化判定機能を具備したリチウムイオン
電池パックであって、 該電池パック中のリチウムイオン電池を上記定電流定電
圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程後の該
電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含む充
放電サイクルが複数回実行された場合に、該充放電サイ
クル実行中に上記時間ｔαの値を計測する計測部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
得られた上記ｔαの値を上記ｎの関数ｔα（ｎ）として
記憶する記憶部と、 上記ｔα（ｎ）を用い、請求項７に記載のリチウムイオ
ン電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判定する
論理回路部とを有することを特徴とする劣化判定機能を
具備したリチウムイオン電池パック。11. A lithium-ion battery pack having a deterioration determining function, comprising a charging process of charging the lithium-ion battery in the battery pack by the constant current and constant voltage method, and discharging the battery after the charging process. When a charging / discharging cycle including one discharging process and one discharging process are performed a plurality of times, a measuring unit that measures the value of the time t α during the charging / discharging cycle is executed, and the nth charging / discharging cycle. 8. The deterioration of the lithium ion battery according to claim 7, wherein a storage unit that stores the value of t α obtained by the measurement as a function t α (n) of n, and t α (n) are used. A lithium-ion battery pack having a deterioration determination function, comprising: a logic circuit unit that determines deterioration of the battery according to a determination method. 【請求項１２】劣化判定機能を具備したリチウムイオン
電池パックであって、 該電池パック中のリチウムイオン電池を上記定電流定電
圧方式によって充電する充電過程と、該充電過程後の該
電池を放電させる放電過程とをそれぞれ１回ずつ含む充
放電サイクルが複数回実行された場合に、該充放電サイ
クル実行中に上記電流Ｉｔｍを計測する計測部と、 第ｎ回目の該充放電サイクルにおいて、該計測によって
得られた上記Ｉｔｍの値を上記ｎの関数Ｉｔｍ（ｎ）と
して記憶する記憶部と、 上記Ｉｔｍ（ｎ）の値を用い、請求項８に記載のリチウ
ムイオン電池の劣化判定方法に従って該電池の劣化を判
定する論理回路部とを有することを特徴とする劣化判定
機能を具備したリチウムイオン電池パック。12. A lithium ion battery pack having a deterioration determination function, comprising a charging process of charging the lithium ion battery in the battery pack by the constant current and constant voltage method, and discharging the battery after the charging process. In a case where a charging / discharging cycle including one discharge process and a discharging process to be performed are executed a plurality of times, a measurement unit that measures the current Itm during the execution of the charging / discharging cycle, and the nth charging / discharging cycle, The deterioration of the lithium ion battery according to claim 8 , wherein a storage unit that stores the value of Itm obtained by the measurement as a function Itm (n) of the n and the value of Itm (n) are used. A lithium-ion battery pack having a deterioration determination function, comprising: a logic circuit unit that determines deterioration of the battery according to a determination method.
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