JP6207842B2 - Non-aqueous electrolyte battery, battery control device and battery control system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、非水電解質電池、電池制御装置および電池制御システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a nonaqueous electrolyte battery, a battery control device, and a battery control system.
非水電解質電池は、充放電時に副反応として発生するガスの影響等により電池内圧が上昇する。この電池内圧が予め設定された圧力に達した際に外装部材内部のガスを開放弁を用いて排出する技術が知られている。この開放弁の開放により、電池内部の圧力が低下し、電池の破損を防ぎ安全性を確保している。通常は、開放弁の開放圧力になるより前に電池電圧や、電池温度に異常が発生し、それを電池制御装置等が検知した時点で当該電池の使用が停止されるため、開放弁が開くまで内圧が上がりきる状態になることは稀である。 In nonaqueous electrolyte batteries, the internal pressure of the battery rises due to the influence of gas generated as a side reaction during charging and discharging. A technique is known in which when the internal pressure of the battery reaches a preset pressure, gas inside the exterior member is discharged using an open valve. By opening the release valve, the pressure inside the battery is reduced, and the battery is prevented from being damaged to ensure safety. Normally, the battery voltage and battery temperature become abnormal before the opening pressure of the opening valve is reached, and when the battery controller detects this, the battery is stopped, so the opening valve opens. It is rare for the internal pressure to rise to the maximum.
しかしながら、電池電圧や、電池温度の異常が検出されない場合であって、予め定めた開放圧に達していないにもかかわらず開放弁が開放してしまう場合がある。このような場合には、開放弁が開いた状態で電池を使用し続けてしまうこととなる。 However, there is a case where no abnormality in the battery voltage or battery temperature is detected, and the open valve may open even though the predetermined open pressure has not been reached. In such a case, the battery will continue to be used with the open valve open.
一方、予め定めた開放圧に達したのにもかかわらず開放弁が開放に至らず、電圧や温度の異常がなかった場合、その高圧により外装部材など他の電池内外の部品破損が懸念される。 On the other hand, if the open valve does not open despite reaching the predetermined open pressure, and there is no abnormality in voltage or temperature, there is a concern that other parts inside and outside the battery such as the exterior member may be damaged by the high pressure. .
そこで、本発明の実施形態では、電池内部で直接電池の内部情報を取得し、この取得した情報を外部へ送信する装置を設置する。監視装置（中央処理装置）は、この内部情報に基づき電池の充放電を制御する。 Therefore, in the embodiment of the present invention, a device that directly acquires the internal information of the battery inside the battery and transmits the acquired information to the outside is installed. The monitoring device (central processing unit) controls charging / discharging of the battery based on this internal information.
実施形態の非水電解質電池によれば、
外装缶及び蓋を有する外装部材と、
前記外装部材に設けられる負極端子と、
前記外装部材に設けられる正極端子と、
前記外装部材内に配置され、正極及び負極を含む電極群と、
前記外装缶内に配置され、前記負極端子と前記負極とを電気的に接続する負極リードと、
前記外装缶内に配置され、前記正極端子と前記正極とを電気的に接続する正極リードと、
前記外装部材に設けられる開放弁と、
前記外装缶内に配置され、前記正極リードおよび前記負極リードと電気的に接続され、前記正極リードおよび前記負極リードから電力を受電し、前記外装部材内の内部情報を取得し、取得した前記内部情報を送出する内部情報取得装置と、を含み、
前記内部情報は、少なくとも圧力情報、温度情報のうちいずれか一つを含む。
According to the nonaqueous electrolyte battery of the embodiment,
An exterior member having an exterior can and a lid;
A negative electrode terminal provided on the exterior member;
A positive electrode terminal provided on the exterior member;
An electrode group disposed in the exterior member and including a positive electrode and a negative electrode;
A negative electrode lead disposed in the outer can and electrically connecting the negative electrode terminal and the negative electrode;
A positive electrode lead disposed in the outer can and electrically connecting the positive electrode terminal and the positive electrode;
An open valve provided in the exterior member;
Arranged in the outer can, electrically connected to the positive electrode lead and the negative electrode lead, receiving power from the positive electrode lead and the negative electrode lead , acquiring internal information in the outer member, and acquiring the acquired internal and internal information acquisition apparatus for sending information, only including,
The internal information includes at least one of pressure information and temperature information .
以下、実施の形態について、図面を参照ながら説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
第１の実施形態によれば、外装部材と、電極群と、負極リードと、開放弁と、ガス放出部とを含む非水電解質電池が提供される。外装部材は、外装缶と、外装缶の開口部に配置される蓋とを有する。負極端子は、外装缶または蓋に設けられている。電極群は、正極及び負極を含み、かつ外装部材内に配置される。負極リードは、負極端子と負極とを電気的に接続する。開放弁は、外装缶または蓋に設けられる。ガス放出部は、ゼオライト系多孔性物質を含む。また、ガス放出部は、負極リードからの熱伝導が可能なように外装部材内に配置される。
(First embodiment)
According to the first embodiment, a nonaqueous electrolyte battery including an exterior member, an electrode group, a negative electrode lead, an open valve, and a gas release unit is provided. The exterior member has an exterior can and a lid disposed at the opening of the exterior can. The negative electrode terminal is provided on the outer can or the lid. The electrode group includes a positive electrode and a negative electrode, and is disposed in the exterior member. The negative electrode lead electrically connects the negative electrode terminal and the negative electrode. The release valve is provided on the outer can or the lid. The gas discharge part contains a zeolitic porous material. Further, the gas discharge part is disposed in the exterior member so that heat conduction from the negative electrode lead is possible.
第１の実施形態の一例を図１〜図３に示す。図１に示す電池は、密閉型の角型非水電解質電池である。非水電解質電池は、外装缶１と、蓋２と、正極外部端子３と、負極外部端子４と、電極群５とを備える。外装缶１と蓋２とから外装部材が構成されている。
An example of the first embodiment is shown in FIGS. The battery shown in FIG. 1 is a sealed square nonaqueous electrolyte battery. The nonaqueous electrolyte battery includes an outer can 1, a lid 2, a positive
外装缶１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。 The outer can 1 has a bottomed rectangular tube shape, and is formed of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, iron, or stainless steel, for example.
図２に示すように、偏平型の電極群５は、正極６と負極７がその間にセパレータ８を介して偏平形状に捲回されたものである。正極６は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ６ａと、少なくとも正極集電タブ６ａの部分を除いて正極集電体に形成された正極活物質含有層６ｂとを含む。一方、負極７は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ７ａと、少なくとも負極集電タブ７ａの部分を除いて負極集電体に形成された負極活物質含有層７ｂとを含む。
As shown in FIG. 2, the
このような正極６、セパレータ８及び負極７は、正極集電タブ６ａが電極群の捲回軸方向にセパレータ８から突出し、かつ負極集電タブ７ａがこれとは反対方向にセパレータ８から突出するよう、正極６及び負極７の位置をずらして捲回されている。このような捲回により、電極群５は、図２に示すように、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ６ａが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ７ａが突出している。電解液（図示しない）は、電極群５に含浸されている。
In the positive electrode 6, the separator 8, and the
図１に示すように、正極集電タブ６ａ及び負極集電タブ７ａは、それぞれ、電極群の捲回中心付近を境にして二つの束に分けられている。導電性の挟持部材９は、略コの字状をした第１，第２の挟持部と、第１の挟持部と第２の挟持部とを電気的に接続する連結部とを有する。正負極集電タブ６ａ，７ａは、それぞれ、一方の束が第１の挟持部によって挟持され、かつ他方の束が第２の挟持部によって挟持される。
As shown in FIG. 1, the positive electrode current collecting
正極リード１０は、略長方形状の支持板１０ａと、支持板１０ａに開口された貫通孔１０ｂと、支持板１０ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１０ｃ、１０ｄとを有する。一方、負極リード１１は、略長方形状の支持板１１ａと、支持板１１ａに開口された貫通孔１１ｂと、支持板１１ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１１ｃ、１１ｄとを有する。
The
正極リード１０は、集電部１０ｃ、１０ｄの間に挟持部材９を挟む。集電部１０ｃは、挟持部材９の第１の挟持部に配置されている。集電部１０ｄは、第２の挟持部に配置されている。集電部１０ｃ、１０ｄと、第１，第２の挟持部と、正極集電タブ６ａとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群５の正極６と正極リード１０が正極集電タブ６ａを介して電気的に接続される。
The positive electrode lead 10 sandwiches the
負極リード１１は、集電部１１ｃ、１１ｄの間に挟持部材９を挟んでいる。集電部１１ｃは、挟持部材９の第１の挟持部に配置されている。一方、集電部１１ｄは、第２の挟持部に配置される。集電部１１ｃ、１１ｄと、第１，第２の挟持部と、負極集電タブ７ａとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群５の負極７と負極リード１１が負極集電タブ７ａを介して電気的に接続される。
The negative electrode lead 11 sandwiches the
正負極リード１０，１１および挟持部材９の材質は、特に指定しないが、正負極外部端子３，４と同じ材質にすることが望ましい。例えば、外部端子の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合は、リードの材質をアルミニウム、アルミニウム合金にすることが好ましい。また、外部端子が銅の場合は、リードの材質を銅などにすることが望ましい。
The materials of the positive and negative electrode leads 10 and 11 and the clamping
矩形板状の蓋２は、外装缶１の開口部に例えばレーザでシーム溶接される。蓋２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋２と外装缶１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。電解液の注液口１２は、蓋２に開口され、電解液の注液後にレーザー溶接や熱版溶着により封止蓋（図示しない）で封止される。
The rectangular plate-like lid 2 is seam welded to the opening of the outer can 1 by, for example, a laser. The lid 2 is made of a metal such as aluminum, aluminum alloy, iron or stainless steel, for example. The lid 2 and the outer can 1 are preferably formed from the same type of metal. The
蓋２の外面の中央付近に開放弁１３が設けられている。開放弁１３は、蓋２の外面に設けられた矩形状の凹部１３ａと、凹部１３ａ内に設けられたＸ字状の溝部１３ｂとを有する。溝部１３ｂは、例えば、蓋２を板厚方向にプレス成型することにより形成される。開放弁１３の溝部１３ｂの形状は、図１に示すものに限らず、例えば、図３の（ａ）に示す直線状、図３の（ｂ）に示すような、直線部の両端が二股に分岐した形状にすることができる。
An
蓋２の外面には、開放弁１３を間に挟んだ両側に正負極外部端子３，４が配置されている。絶縁ガスケット１４は、正負極外部端子３，４と蓋２との間に配置され、正負極外部端子３，４と蓋２とを電気的に絶縁している。正極用及び負極用の内部絶縁体１５は、それぞれ、貫通孔１５ａを有し、かつ蓋２の裏面に配置されている。一方の内部絶縁体１５は、蓋２の裏面のうち正極外部端子３と対応する箇所に配置され、他方の内部絶縁体１５は、蓋２の裏面のうち負極外部端子４と対応する箇所に配置されている。絶縁ガスケット１４及び内部絶縁体１５は、いずれも、樹脂成形品であることが望ましい。
On the outer surface of the lid 2, positive and negative
正極外部端子３は、絶縁ガスケット１４、蓋２、内部絶縁体１５の貫通孔１５ａ及び正極リード１０の支持板１０ａの貫通孔１０ｂにかしめ固定されている。一方、負極外部端子４は、絶縁ガスケット１４、蓋２、内部絶縁体１５の貫通孔１５ａ及び負極リード１１の支持板１１ａの貫通孔１１ｂにかしめ固定されている。これにより、正負極外部端子３，４と蓋２は、絶縁性と気密性が確保された状態で固定され、さらに正負極外部端子３，４と正負極リード１０，１１は、電気的接続が確保された状態で固定される。
The positive
負極活物質に炭素系材料を使用するリチウムイオン二次電池の場合、正極外部端子３には、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用され、負極外部端子４には、例えば、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などの金属が使用される。また、負極活物質にチタン酸リチウムを使用する場合は、上記に加え、負極外部端子にアルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用してもよい。
In the case of a lithium ion secondary battery using a carbon-based material for the negative electrode active material, for example, aluminum or an aluminum alloy is used for the positive electrode
内部情報取得部１６は、ＣＰＵ１００と、ＲＡＭ（ＲＷＭ）１１０と、通信ＩＦ１２０と、内部情報取得ＩＦ１３０と、内部情報取得部１３１と、ＲＯＭ１５０とを含む構成である。 The internal information acquisition unit 16 includes a CPU 100, a RAM (RWM) 110, a communication IF 120, an internal information acquisition IF 130, an internal information acquisition unit 131, and a ROM 150.
ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１５０に予め書き込んだ各プログラムをＲＡＭ１１０に読み出し、算出処理を行う演算処理部（マイクロプロセッサ）である。ＣＰＵ１００は、機能に合わせて複数のＣＰＵ群（マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ）で構成することができる。またＣＰＵ内にＲＡＭ機能をもった内蔵メモリを備えていてもよい。 The CPU 100 is an arithmetic processing unit (microprocessor) that reads each program written in advance in the ROM 150 into the RAM 110 and performs calculation processing. The CPU 100 can be configured by a plurality of CPU groups (microcomputers, microcontrollers) in accordance with functions. Further, a built-in memory having a RAM function may be provided in the CPU.
ＲＡＭ（ＲＷＭ）１１０は、ＣＰＵ１００がプログラムを実行するに際して使用する記憶エリアであって、ワーキングエリアとして用いられるメモリである。処理に必要なデータを一次記憶させるのに好適である。 A RAM (RWM) 110 is a storage area used when the CPU 100 executes a program, and is a memory used as a working area. It is suitable for temporarily storing data necessary for processing.
通信ＩＦ１２０は、蓄電池装置とデータ授受を行う通信装置、通信手段である。たとえば、ルーター、アンテナがある。本実施形態では通信ＩＦ１２０と、後述する監視装置１８の通信ＩＦ２２０と無線または有線による通信を行う。 The communication IF 120 is a communication device and a communication unit that exchange data with the storage battery device. For example, there are routers and antennas. In the present embodiment, wireless communication or wired communication is performed with the communication IF 120 and the communication IF 220 of the monitoring device 18 described later.
入力ＩＦ１３０は、内部情報取得部１３１と内部取得情報取得装置１６内部とを接続するインターフェースである。内部情報取得装置１３１から送られてきた入力信号を変換しＣＰＵ１００が認識可能な信号に変換する入力制御機能を有していてもよい。本ＩＦは端子等として必須の構成要素ではなく直接内部取得装置１６内の配線と接続されていてもよい。 The input IF 130 is an interface that connects the internal information acquisition unit 131 and the internal acquisition information acquisition device 16. You may have the input control function which converts the input signal sent from the internal information acquisition apparatus 131, and converts it into the signal which CPU100 can recognize. This IF is not an essential component as a terminal or the like, and may be directly connected to wiring in the internal acquisition device 16.
内部情報取得部１３１は、圧力に関する情報を取得する圧力センサーである。圧力情報を取得し、入力ＩＦ１３０を介してＣＰＵ１００等へデータを送出する。 The internal information acquisition unit 131 is a pressure sensor that acquires information about pressure. Pressure information is acquired, and data is sent to the CPU 100 or the like via the input IF 130.
ＲＯＭ１５０は、内部情報取得プログラム１５１と、内部情報送信プログラム１５２と、を格納するプログラムメモリである。データの書き込みはできない非一次記憶媒体を用いることが好適であるが、データの読み出し、書き込みが随時できる半導体メモリ等の記憶媒体であってもよい。 The ROM 150 is a program memory that stores an internal information acquisition program 151 and an internal information transmission program 152. A non-primary storage medium that cannot write data is preferably used, but a storage medium such as a semiconductor memory that can read and write data at any time may be used.
内部情報取得プログラム１５１は、内部情報取得部１３１が取得した内圧や温度に関するデータをＲＡＭ１１０や他に記憶部を備えている場合には記憶部（図示しない）に記憶させ、これら測定値を取得、管理する機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。 The internal information acquisition program 151 stores the data regarding the internal pressure and temperature acquired by the internal information acquisition unit 131 in the storage unit (not shown) when the RAM 110 and other storage units are provided, and acquires these measurement values. This is a means for causing the CPU 100 to realize a function to be managed.
一定時間毎または、予め指定された時間毎や内部情報取得部１３１から収集するような指令が送られてきた場合に内部情報取得部１３１から格納容器内の圧力や温度に関する情報を、情報を受け取りＲＡＭ１１０等に一時、または一定期間格納する。 Receives information about the pressure and temperature in the containment vessel from the internal information acquisition unit 131 when a command is sent from the internal information acquisition unit 131 at regular time intervals or at predetermined times or from the internal information acquisition unit 131. Store temporarily in RAM 110 or the like for a certain period.
内部情報送信プログラム１５２は、内部情報取得部１３１が取得した内圧や温度に関する情報（データ）を通信ＩＦ１２０を介して外部へ送出させる機能をＣＰＵ１００に実現させる手段である。内部情報取得部１３１が情報を取得する毎に送出させてもよいし、いくつかの情報を取得する毎、一定時間毎にデータをまとめて送出させる形態であっても良い。 The internal information transmission program 152 is a means for causing the CPU 100 to realize a function of transmitting information (data) related to the internal pressure and temperature acquired by the internal information acquisition unit 131 to the outside via the communication IF 120. The internal information acquisition unit 131 may be sent each time information is acquired, or may be a mode in which data is collectively transmitted every certain time every time some information is acquired.
監視装置１８は、ＣＰＵ２００と、ＲＡＭ（ＲＷＭ）２１０と、通信ＩＦ２２０と、入力ＩＦ２３０と、表示ＩＦ２４０と、ＲＯＭ２５０と、記憶部２６０とを含む構成の電池制御装置である。その他、ＵＳＢメモリ等の外部記憶装置を装着するＩＦ（インターフェース）や時間をカウントするタイマを備えていてもよい。監視装置１８は、いわゆるコンピュータであり、複数の二次電池を備えたモジュール単位で情報収集、充放電管理を行うＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）、ＶＴＭ（Voltage and Temperature Monitor）、複数のモジュール全体を管理制御するするＢＭＵ（Battery Managing Unit）、ＢＣＵ(Battery Control Unit)などの機能を備えていてもよい。 The monitoring device 18 is a battery control device that includes a CPU 200, a RAM (RWM) 210, a communication IF 220, an input IF 230, a display IF 240, a ROM 250, and a storage unit 260. In addition, an IF (interface) for mounting an external storage device such as a USB memory or a timer for counting time may be provided. The monitoring device 18 is a so-called computer and manages a CMU (Cell Monitoring Unit), a VTM (Voltage and Temperature Monitor), which collects information and manages charge / discharge in units of modules including a plurality of secondary batteries, and manages a plurality of modules as a whole. Functions such as BMU (Battery Managing Unit) and BCU (Battery Control Unit) to be controlled may be provided.
ＣＰＵと、ＲＡＭ（ＲＷＭ）と、通信ＩＦと、入力ＩＦと、表示ＩＦと、ＲＯＭの機能の説明は内部情報取得装置１６と同様のため省略する。 Since the functions of the CPU, RAM (RWM), communication IF, input IF, display IF, and ROM are the same as those of the internal information acquisition device 16, they are omitted.
入力部２３１は、コンピュータ装置が一般に備えている各種キーボードやボタン等の入力制御を行う入力装置、入力手段である。その他、人の発する声を認識することにより、入力信号として認識または検出する機能を備えていてもよい。本実施形態では監視装置１８の外部に設置しているが監視装置１８に組み込まれていている形態であってもよい。 The input unit 231 is an input device or an input unit that performs input control of various keyboards and buttons that are generally provided in a computer device. In addition, a function of recognizing or detecting an input signal by recognizing a voice uttered by a person may be provided. In this embodiment, it is installed outside the monitoring device 18, but may be incorporated in the monitoring device 18.
表示ＩＦ２４０は、表示部２４１と監視装置１８内部とを接続するインターフェースである。ＣＰＵ２００から表示ＩＦ２４１を介して表示部６３０の表示制御がおこなわれてもよいし、グラフィックボードなど描画処理を行うＬＳＩ（ＧＰＵ）により表示制御が行われてもよい。表示制御機能として例えば、画像データを復号化するデコード機能がある。ＩＦを使用せず監視装置１８内部に直接接続される形態であってもよい。 The display IF 240 is an interface that connects the display unit 241 and the inside of the monitoring device 18. Display control of the display unit 630 may be performed from the CPU 200 via the display IF 241, or display control may be performed by an LSI (GPU) that performs drawing processing such as a graphic board. As a display control function, for example, there is a decoding function for decoding image data. It may be configured to be directly connected to the monitoring device 18 without using the IF.
表示部２４１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、赤色ランプなどの出力装置、出力手段である。その他、ブザーなど音を発する機能を備えていてもよい。本実施形態では監視装置１８の外部に設置しているが監視装置１８の内部に組み込まれていてもよい。 The display unit 241 is an output device such as a liquid crystal display, an organic EL display, a plasma display, or a red lamp, and an output unit. In addition, a function such as a buzzer may be provided. In this embodiment, it is installed outside the monitoring device 18, but may be incorporated inside the monitoring device 18.
ＲＯＭ２５０は、測定値管理プログラム２５１と、電池制御プログラム２５２と、を格納するプログラムメモリである。データの書き込みはできない非一次記憶媒体を用いることが好適であるが、データの読み出し、書き込みが随時できる半導体メモリ等の記憶媒体であってもよい。その他、画像データを表示部２４１にて人が認識可能な文字や図柄を表示させる表示プログラムや、監視装置１８で演算した電池内部に関する情報や充放電制御に関する情報を通信ＩＦ６２０を介してＣＭＵ等に提供させるプログラム、を格納していても良い。 The ROM 250 is a program memory that stores a measurement value management program 251 and a battery control program 252. A non-primary storage medium that cannot write data is preferably used, but a storage medium such as a semiconductor memory that can read and write data at any time may be used. In addition, a display program for displaying image data on characters and symbols that can be recognized by a person on the display unit 241, information on the inside of the battery calculated by the monitoring device 18, and information on charge / discharge control are transmitted to the CMU via the communication IF 620. A program to be provided may be stored.
測定値管理プログラム２５１は、内部情報取得部１３１が取得した内圧や温度に関するデータを通信ＩＦ１２０および２２０を介してＲＡＭ２１０およびまたは記憶部２６０に記憶させ、これら測定値を取得、管理する機能をＣＰＵ２００に実現させる手段である。 The measurement value management program 251 stores the data regarding the internal pressure and temperature acquired by the internal information acquisition unit 131 in the RAM 210 and / or the storage unit 260 via the communication IFs 120 and 220, and the CPU 200 has a function of acquiring and managing these measurement values. It is a means to realize.
一定時間毎または、予め指定された時間毎や内部情報取得装置１６からデータを収集するよう要求が送られてきた場合に、内部情報取得装置１６が取得した格納容器内の圧力等に関する情報を受け取り測定値情報ＤＢ２６１に一時、または一定期間格納する。例えば、図４に示すようなテーブル形式で時系列に格納されている。 Receives information about the pressure in the storage container acquired by the internal information acquisition device 16 at regular time intervals, at predetermined times, or when a request is received to collect data from the internal information acquisition device 16 The measured value information DB 261 is stored temporarily or for a certain period. For example, it is stored in time series in a table format as shown in FIG.
電池制御プログラム２５２は、電池内部の圧力の変化率を算出し、異常を検知する機能をＣＰＵ２００に実現させる。 The battery control program 252 calculates the rate of change of the pressure inside the battery and causes the CPU 200 to realize a function of detecting an abnormality.
本プログラムを実行したＣＰＵ２００は、内部情報取得部１３１から取得した圧力と前回の圧力の差分を求め、変化率を算出する。圧力が１[ｓｅｃ]毎に取得されている場合は差分をそのまま変化率として用いることも可能である。前回のデータに限らずその前のデータと比較しても良い。 The CPU 200 executing this program obtains the difference between the pressure acquired from the internal information acquisition unit 131 and the previous pressure, and calculates the rate of change. If the pressure is acquired every 1 [sec], the difference can be used as it is as the rate of change. Not only the previous data but also the previous data may be compared.
次に、電池制御情報ＤＢ２６２に格納されている圧力変化率に関する情報（基準変化率）この基準変化率と、上記算出した変化率とを比較し、基準変化率が「一定以上（ＹＥＳ）であるか未満（ＮＯ）」であるかを判定する。対比した結果、変化率が一定以上と判定された場合には、異常である旨を表示部１４１に表示する、ブザーを鳴らせるなどしてユーザー、オペレーター等へその旨通知する。一定未満であれば、変化率を算出し基準値と比較する作業をくりかえす。 Next, information on the pressure change rate stored in the battery control information DB 262 (reference change rate). This reference change rate is compared with the calculated change rate, and the reference change rate is “a certain level (YES) or more”. Or less than (NO) ". As a result of the comparison, if it is determined that the rate of change is equal to or greater than a certain level, the fact that it is abnormal is displayed on the display unit 141, a buzzer is sounded, and the user, the operator, etc. are notified. If it is less than a certain level, repeat the work of calculating the rate of change and comparing it with the reference value.
記憶部２６０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの不揮発性の記憶装置、記憶手段である。この他、不揮発性の記憶手段に限られることなく半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＲｅＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＳＳＤ）等の各種記憶媒体を利用してもよいし、これらの半導体メモリと、ＨＤＤとを組み合わせた方式を採用した記憶媒体であってもよい。本実施形態では、ＲＯＭ２５０と記憶部２６０とは別の記憶媒体のごとく記載しているが、ＲＯＭと記憶部を併せて一の記憶部、記憶手段としてもよい。 The storage unit 260 is a non-volatile storage device such as a hard disk drive (HDD) or storage means. In addition, various storage media such as a semiconductor memory (flash memory, ReRAM, MRAM, SSD) may be used without being limited to the non-volatile storage means, or a system in which these semiconductor memories are combined with an HDD. May be a storage medium. In the present embodiment, the ROM 250 and the storage unit 260 are described as different storage media, but the ROM and the storage unit may be combined into one storage unit and storage unit.
記憶部２６０は、測定値情報ＤＢ２６１と電池制御情報ＤＢ２６２を格納している。その他、ＣＰＵ１００が演算処理に必要なデータが記憶されている。 The storage unit 260 stores a measurement value information DB 261 and a battery control information DB 262. In addition, data necessary for the arithmetic processing by the CPU 100 is stored.
測定値情報ＤＢ２６１は、内部情報取得部１３１から取得される圧力に関する値を格納する。例えば、図４に示すようなテーブル形式で時系列に格納されている。 The measurement value information DB 261 stores values related to pressure acquired from the internal information acquisition unit 131. For example, it is stored in time series in a table format as shown in FIG.
電池制御情報ＤＢ２６２は、電池セルの厚さに関する情報が格納されている。例えば、図５に示すようなテーブル形式で所定の値が格納されている。なお、本実施形態では厚さを一の値（１．００[Ｍｐａ／ｓｅｃ]）として記載しているが、０．９５０〜１．0５[Ｍｐａ／ｓｅｃ]など予め一定の範囲を持たせて基準範囲（基準幅）として運用してもよい。 The battery control information DB 262 stores information related to the thickness of the battery cell. For example, predetermined values are stored in a table format as shown in FIG. In this embodiment, the thickness is described as a single value (1.00 [Mpa / sec]), but a certain range such as 0.950 to 1.05 [Mpa / sec] is given in advance. You may operate as a reference range (reference width).
接続部１７は、内部情報取得装置１６を保持する。部材としては、絶縁性の樹脂等が望ましいが、リードや電極体など電池の各構成要素の温度を直接計測する場合や、電池自体の電力を受電する場合には熱伝導性や電気伝導性の高い金属を用いてもよい。内部情報取得装置１６は、接続部１７の一端に設置された凹部に挟持され、開放弁１３と対向している。接続部１７の他端の凹部が負極リード１１の支持板１１ａを挟持している。内部情報取得装置１６は、単に接続部１７挟持されているのみでも良い、接続部１７と例えば接着剤等によって固定することも可能である。また、接続部１７は、例えばレーザー溶接、抵抗溶接によって固定することも可能である。
The connection unit 17 holds the internal information acquisition device 16. Insulating resin or the like is desirable as a member. However, when directly measuring the temperature of each component of the battery, such as a lead or an electrode body, or when receiving the power of the battery itself, it has thermal conductivity or electrical conductivity. High metal may be used. The internal information acquisition device 16 is sandwiched by a recess provided at one end of the connection portion 17 and faces the
次に本実施形態の電池内圧測定装置の動作について図６を用いて説明する。 Next, operation | movement of the battery internal pressure measuring apparatus of this embodiment is demonstrated using FIG.
（ステップＳ１０１）
監視装置１８は、電池内の圧力に関する情報を内部情報取得部１３１から取得する。
(Step S101)
The monitoring device 18 acquires information regarding the pressure in the battery from the internal information acquisition unit 131.
（ステップＳ１０２）
監視装置１８は、上記圧力に関する情報を用いて圧力変化率を算出し、算出した圧力変化率の値と格納されている基準値となる変化率とを比較する。
(Step S102)
The monitoring device 18 calculates a pressure change rate using the information related to the pressure, and compares the calculated pressure change rate value with a stored reference value.
例えば、図４では、１２時００分０４秒の圧力が、３．３７［ＭＰａ］で、１２時００分０５秒では、１．０２［ＭＰａ］である。この１２時００分０４秒から１２時００分０５秒の１［Ｓｅｃ］間の変化率は、絶対値をとり２．３５［ＭＰａ／Ｓｅｃ］と算出される。この変化率は、２．３５［ＭＰａ／Ｓｅｃ］を一時ＲＡＭ２１０へ格納し、電池制御情報ＤＢ２６２に格納されている基準変化率１．００［ＭＰａ／Ｓｅｃ］と比較する。 For example, in FIG. 4, the pressure at 12:00:04 is 3.37 [MPa], and at 12:00:05, it is 1.02 [MPa]. The change rate between 1 [Sec] from 12:00:04 to 12:00:05 takes an absolute value and is calculated as 2.35 [MPa / Sec]. For this rate of change, 2.35 [MPa / Sec] is stored in the temporary RAM 210 and compared with the reference rate of change 1.00 [MPa / Sec] stored in the battery control information DB 262.
（ステップＳ１０２ＹＥＳ−Ｓ１０３）
算出した圧力変化率の値が基準変化率の値よりも大きかった場合、開放弁１３が開いたとしその旨を表示部１４１等を通じて出力する。
(Steps S102 YES-S103)
When the calculated pressure change rate value is larger than the reference change rate value, it is determined that the
例えば、図４では、２．３５［ＭＰａ／Ｓｅｃ］＞１．００［ＭＰａ／Ｓｅｃ］であるため、本ステップに進むこととなる。 For example, in FIG. 4, since 2.35 [MPa / Sec]> 1.00 [MPa / Sec], the process proceeds to this step.
（ステップＳ１０２ＮＯ）
算出した圧力変化率の値が基準変化率の値よりも小さかった場合、Ｓ１０１へ戻る。この際異常がない旨を表示部１４１へ出力させても良い。
(Step S102 NO)
When the calculated pressure change rate value is smaller than the reference change rate value, the process returns to S101. At this time, an indication that there is no abnormality may be output to the display unit 141.
このように、本電池内圧測定方法によれば開放弁の開放を迅速かつ正確に検知できる。正確に検知することにより弁開放後の誤使用を防止することができる。また、出荷前の充放電検査により、より精度の高い不良品検出が可能となる。 Thus, according to the battery internal pressure measuring method, the opening of the open valve can be detected quickly and accurately. By detecting accurately, misuse after opening the valve can be prevented. Further, defective products can be detected with higher accuracy by charge / discharge inspection before shipment.
以下、正極、負極、セパレータ、非水電解質等の各部材について説明する。
Hereinafter, each member such as the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte will be described.
１）正極
この正極は、正極集電体と、前記集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む正極活物質含有層とを有する。
1) Positive Electrode This positive electrode has a positive electrode current collector and a positive electrode active material-containing layer that is supported on one or both surfaces of the current collector and contains an active material, a conductive agent, and a binder.
この正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物をアルミニウム箔などの集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。 For this positive electrode, for example, a conductive agent and a binder are added to the positive electrode active material, these are suspended in an appropriate solvent, and this suspension is applied to a current collector such as an aluminum foil, dried and pressed. It is produced by forming a strip electrode.
正極活物質には、種々の酸化物、硫化物などが挙げられる。例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えば、ＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばＬｉxＮｉＯ2)、リチウムコバルト複合酸化物(ＬｉxＣｏＯ2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物｛例えばＬｉｘＮｉ1-y-zＣｏyＭzＯ2（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１｝、リチウムマンガンコバルト複合酸化物｛例えばＬｉｘＭｎ1-ｙ-ｚＣｏyＭzＯ2（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１｝、リチウムマンガンニッケル複合化合物｛例えばＬｉｘＭｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2やＬｉｘＭｎ1/2Ｎｉ1/2Ｏ2などのＬｉｘＭｎｙＮｉｙＭ1-2ｙＯ2(ＭはＣｏ，Ｃｒ，ＡｌおよびＦｅよりなる群より選択される少なくとも１種類の元素、１／３≦ｙ≦１／２）｝、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えば、ＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4など）、硫酸鉄（例えばＦｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）などが挙げられる。また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料も挙げられる。なお、上記に好ましい範囲の記載がないｘ、ｙ、ｚについては０以上１以下の範囲であることが好ましい。 Examples of the positive electrode active material include various oxides and sulfides. For example, manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), lithium nickel composite oxide (eg, Li x NiO 2) ), Lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide {for example, Li x Ni 1-yz Co y M z O 2 (M is at least selected from the group consisting of Al, Cr and Fe) 1 element), 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.1}, lithium manganese cobalt composite oxide {for example, Li x Mn 1-yz Co y M z O 2 (M is Al, At least one element selected from the group consisting of Cr and Fe), 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.1}, lithium manganese nickel composite compound {for example, Li x Mn 1/3 Ni 1 / 3 Co 1 / 3 O 2 or Li x such Li x Mn 1/2 Ni 1/2 O 2 Mn y Ni y M 1-2y O 2 (M is at least one selected from the group consisting of Co, Cr, Al and Fe Kinds of elements, 1/3 ≦ y ≦ 1/2)}, spinel type lithium manganese nickel composite oxide (for example, Li x Mn 2 -y Ni y O 4 ), lithium phosphorus oxide having an olivine structure (for example, Li x such FePO 4, Li x Fe 1- y Mn y PO 4, Li x CoPO 4), iron sulfate (e.g. Fe 2 (SO 4) 3) , vanadium oxide (e.g. V 2 O 5), and the like. In addition, conductive polymer materials such as polyaniline and polypyrrole, disulfide-based polymer materials, organic materials such as sulfur (S) and carbon fluoride, and inorganic materials are also included. In addition, about x, y, and z which do not have the description of the preferable range above, it is preferable that it is the range of 0 or more and 1 or less.
より好ましい正極活物質は、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンニッケル複合化合物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。これらの正極活物質によると、高い電池電圧が得られる。 More preferable positive electrode active materials are lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel cobalt composite oxide, lithium manganese nickel composite compound, spinel type lithium manganese nickel composite oxide, lithium manganese cobalt. Examples include composite oxides and lithium iron phosphate. According to these positive electrode active materials, a high battery voltage is obtained.
導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛、コークス等一種類または複数種を利用する。 As the conductive agent, for example, one type or a plurality of types such as acetylene black, ketjen black, graphite, and coke are used.
結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、フッ素系ゴムなどが挙げられる。 Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。 The compounding ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.
正極集電体は、アルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔から形成されることが望ましい。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３０μｍ以下である。更に好ましくは５μｍ以下である。 The positive electrode current collector is preferably formed from an aluminum foil or an aluminum alloy foil. The average crystal grain size of the aluminum foil and the aluminum alloy foil is preferably 50 μm or less. More preferably, it is 30 μm or less. More preferably, it is 5 μm or less.
平均結晶粒径が５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができ、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能になり、電池容量を増大させることができる。 When the average crystal grain size is 50 μm or less, the strength of the aluminum foil or aluminum alloy foil can be dramatically increased, the positive electrode can be densified with a high press pressure, and the battery capacity is increased. Can be made.
平均結晶粒径は次のようにして求められる。集電体表面の組織を光学顕微鏡で組織観察し、１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒の数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１ｘ１０6／ｎ（μｍ2）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（Ａ）式により平均結晶粒子径ｄ（μｍ）を算出する。 The average crystal grain size is determined as follows. The structure of the current collector surface is observed with an optical microscope, and the number n of crystal grains existing within 1 mm × 1 mm is determined. Using this n, the average crystal grain area S is determined from S = 1 × 10 6 / n (μm 2 ). The average crystal particle diameter d (μm) is calculated from the obtained S value by the following formula (A).
ｄ＝２（Ｓ／π）1/2 （Ａ）
アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子から複雑な影響を受けて変化する。結晶粒径は、集電体の製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調製することが可能である。
d = 2 (S / π) 1/2 (A)
The average crystal grain size of the aluminum foil and the aluminum alloy foil changes under complicated influences from a plurality of factors such as material structure, impurities, processing conditions, heat treatment history, and annealing conditions. The crystal grain size can be prepared by combining the above factors in the production process of the current collector.
アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９質量％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素、などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１質量％以下にすることが好ましい。 The thickness of the aluminum foil and the aluminum alloy foil is 20 μm or less, more preferably 15 μm or less. The purity of the aluminum foil is preferably 99% by mass or more. As the aluminum alloy, an alloy containing elements such as magnesium, zinc and silicon is preferable. On the other hand, the content of transition metals such as iron, copper, nickel and chromium is preferably 1% by mass or less.
２）負極
この負極は、集電体と、この集電体の片面もしくは両面に担持され、負極活物質、導電剤および結着剤を含む負極活物質含有層とを有する。この負極は、例えば粉末状の負極活物質に導電剤および結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物（スラリー）を集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。
2) Negative electrode The negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material-containing layer that is supported on one or both surfaces of the current collector and includes a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder. In this negative electrode, for example, a conductive agent and a binder are added to a powdered negative electrode active material, these are suspended in an appropriate solvent, and this suspension (slurry) is applied to a current collector, dried and pressed. It is produced by forming a strip electrode.
集電体は、例えば、銅箔、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることができる。集電体を構成するアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下の平均結晶粒径を有することが望ましい。平均結晶粒径は、前述した方法で求めることができる。アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることによって、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができる。このため、プレス時の圧力を高めて負極活物質含有層を高密度化して負極容量を増大させることが可能になる。また、高温環境下（４０℃以上）における過放電サイクルでの集電体の溶解・腐食劣化を防ぐことができる。このため、負極インピーダンスの上昇を抑制することができる。さらに、出力特性、急速充電、充放電サイクル特性も向上させることができる。 As the current collector, for example, a copper foil, an aluminum foil, or an aluminum alloy foil can be used. The aluminum foil or aluminum alloy foil constituting the current collector desirably has an average crystal grain size of 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and still more preferably 5 μm or less. The average crystal grain size can be determined by the method described above. By setting the average crystal grain size of the aluminum foil or aluminum alloy foil to 50 μm or less, the strength of the aluminum foil or aluminum alloy foil can be dramatically increased. For this reason, it is possible to increase the negative electrode capacity by increasing the pressure during pressing to increase the density of the negative electrode active material-containing layer. Further, it is possible to prevent the current collector from being dissolved and corroded in an overdischarge cycle under a high temperature environment (40 ° C. or higher). For this reason, an increase in negative electrode impedance can be suppressed. Furthermore, output characteristics, quick charge, and charge / discharge cycle characteristics can also be improved.
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子から複雑な影響を受けて変化する。 The average crystal grain size of the aluminum foil or aluminum alloy foil changes under complex influences from a plurality of factors such as material structure, impurities, processing conditions, heat treatment history, and annealing conditions.
結晶粒径は、集電体の製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調製することが可能である。 The crystal grain size can be prepared by combining the above factors in the production process of the current collector.
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下であることが望ましい。アルミニウム箔は９９質量％以上の純度を有することが好ましい。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金であることが好ましい。合金成分として含まれる鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属は１質量％以下にすることが好ましい。 The thickness of the aluminum foil or aluminum alloy foil is desirably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less. The aluminum foil preferably has a purity of 99% by mass or more. The aluminum alloy is preferably an alloy containing elements such as magnesium, zinc, and silicon. Transition metals such as iron, copper, nickel and chromium contained as alloy components are preferably 1% by mass or less.
また、集電体にアルミニウム箔を用いる場合、接続部１７の熱伝導性材料としてアルミニウムが好ましいが、集電体に銅箔を用いる場合はニッケルの方が溶接が容易であるため、好ましい。 Further, when an aluminum foil is used for the current collector, aluminum is preferable as the heat conductive material of the connecting portion 17, but when a copper foil is used for the current collector, nickel is preferable because welding is easier.
負極活物質として、例えば、リチウムチタン複合酸化物が挙げられる。リチウムチタン複合酸化物は、例えば、Ｌｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは充放電反応により−１≦ｘ≦３の範囲で変化する）で表されるスピネル型チタン酸リチウム、ラムステライド型Ｌｉ2+xＴｉ3Ｏ7（ｘは充放電反応により−１≦ｘ≦３の範囲で変化する）、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ2、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、ＮｉおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１つの元素）を挙げることができる。この金属複合酸化物は、結晶性が低く、結晶相とアモルファス相が共存もしくはアモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造の金属複合酸化物は、サイクル性能を大幅に向上させることができる。これらの金属複合酸化物は、充電によりリチウムが挿入されることでリチウムチタン複合酸化物に変化する。リチウムチタン複合酸化物のうち、スピネル型チタン酸リチウムがサイクル特性に優れ、好ましい。 Examples of the negative electrode active material include lithium titanium composite oxide. The lithium titanium composite oxide is, for example, a spinel type lithium titanate represented by Li 4 + x Ti 5 O 12 (x varies in the range of −1 ≦ x ≦ 3 by charge / discharge reaction), ramsteride type Li 2 + x Ti 3 O 7 (x varies in the range of −1 ≦ x ≦ 3 by charge / discharge reaction), at least one selected from the group consisting of Ti and P, V, Sn, Cu, Ni and Fe And metal complex oxides containing these elements. Examples of the metal composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of Ti and P, V, Sn, Cu, Ni and Fe include TiO 2 —P 2 O 5 , TiO 2 —V 2. O 5 , TiO 2 —P 2 O 5 —SnO 2 , TiO 2 —P 2 O 5 —MeO (Me is at least one element selected from the group consisting of Cu, Ni and Fe). This metal complex oxide has a low crystallinity and preferably has a microstructure in which a crystal phase and an amorphous phase coexist or exist alone. Such a microstructured metal composite oxide can greatly improve the cycle performance. These metal composite oxides change to lithium titanium composite oxides when lithium is inserted by charging. Among lithium titanium composite oxides, spinel type lithium titanate is preferable because of its excellent cycle characteristics.
その他の負極活物質は、例えば、炭素質物または金属化合物が挙げられる。 Examples of other negative electrode active materials include carbonaceous materials and metal compounds.
炭素質物は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。より好ましい炭素質物は、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素が挙げられる。炭素質物は、Ｘ線回折による（００２）面の面間隔ｄ002が０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。 Examples of the carbonaceous material include natural graphite, artificial graphite, coke, vapor grown carbon fiber, mesophase pitch carbon fiber, spherical carbon, and resin-fired carbon. More preferable carbonaceous materials include vapor grown carbon fiber, mesophase pitch carbon fiber, and spherical carbon. The carbonaceous material preferably has a (002) plane spacing d002 of 0.34 nm or less by X-ray diffraction.
金属化合物は、金属硫化物、金属窒化物を用いることができる。金属硫化物は、例えばＴｉＳ2のような硫化チタン、例えばＭｏＳ2のような硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2のような硫化鉄を用いることができる。金属窒化物は、例えばリチウムコバルト窒化物（例えばＬｉsＣｏtＮ、０＜ｓ＜４，０＜ｔ＜０．５）を用いることができる。 As the metal compound, metal sulfide or metal nitride can be used. As the metal sulfide, titanium sulfide such as TiS 2 , molybdenum sulfide such as MoS 2 , iron sulfide such as FeS, FeS 2 , and Li x FeS 2 can be used. Metal nitrides can be used, for example, lithium cobalt nitride (e.g. Li s Co t N, 0 < s <4,0 <t <0.5).
結着剤は、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。 Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine rubber, and styrene butadiene rubber.
負極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、負極活物質７３〜９６重量％、導電剤２〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。 The blending ratio of the negative electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 73 to 96% by weight of the negative electrode active material, 2 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.
３）セパレータ
セパレータは、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、及びビニロンのようなポリマーで作られた多孔質フィルム又は不織布を用いることができる。セパレータの材料は１種類であってもよく、或いは、２種類以上を組合せて用いてもよい。
3) Separator The separator is not particularly limited as long as it has insulating properties, and a porous film or a nonwoven fabric made of a polymer such as polyolefin, cellulose, polyethylene terephthalate, and vinylon can be used. One type of separator material may be used, or two or more types may be used in combination.
４）非水電解質
この非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩を含む。また、非水溶媒中にはポリマーを含んでもよい。
4) Nonaqueous electrolyte This nonaqueous electrolyte contains a nonaqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent. Further, the non-aqueous solvent may contain a polymer.
電解質塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ2（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ3）2）（通称ＬｉＢＦ2（ＨＨＩＢ）））等のリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。特にＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4が好ましい。 Examples of the electrolyte salt include LiPF 6 , LiBF 4 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N (bistrifluoromethanesulfonylamide lithium; commonly known as LiTFSI), LiCF 3 SO 3 (commonly known as LiTFS), and Li (C 2 F 5 SO 2 ). 2 N (bis pentafluoroethanesulfonyl amide lithium; called LiBETI), LiClO 4, LiAsF 6 , LiSbF 6, bisoxalato Lato lithium borate (LiB (C 2 O 4) 2 ( aka LiBOB)), difluoro (tri-fluoro-2 And lithium salts such as -oxide-2-trifluoro-methylpropionate (2-)-0,0) lithium borate (LiBF 2 (OCOOC (CF 3 ) 2 ) (commonly known as LiBF 2 (HHIB))). . These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more. Particularly preferred are LiPF 6 and LiBF 4 .
電解質塩濃度は、１．５Ｍ以上、３Ｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、高負荷電流を流した場合の性能を向上することができる。 The electrolyte salt concentration is preferably in the range of 1.5M or more and 3M or less. Thereby, the performance when a high load current is passed can be improved.
非水溶媒としては、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネイト（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等が挙げられる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。 The non-aqueous solvent is not particularly limited, but propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), 1,2-dimethoxyethane (DME), γ-butyrolactone (GBL), tetrahydrofuran (THF), 2 -Methyltetrahydrofuran (2-MeHF), 1,3-dioxolane, sulfolane, acetonitrile (AN), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), dipropyl carbonate (DPC), etc. It is done. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
また、この非水電解質に添加剤を添加してもよい。添加剤としては、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト（ＶＣ）、ビニレンアセテート（ＶＡ）、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート、プロパンスルトン等が挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質１００重量％に対して０．１重量％以上、３重量％以下の範囲が好ましい。さらに好ましい範囲は、０．５重量％以上、１重量％以下である。 Moreover, you may add an additive to this nonaqueous electrolyte. Although it does not specifically limit as an additive, Vinylene carbonate (VC), vinylene acetate (VA), vinylene butyrate, vinylene hexanate, vinylene crotonate, catechol carbonate, propane sultone, etc. are mentioned. The concentration of the additive is preferably in the range of 0.1% by weight to 3% by weight with respect to 100% by weight of the nonaqueous electrolyte. A more preferable range is 0.5% by weight or more and 1% by weight or less.
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、非水電解質電池を含む電池パックが提供される。非水電解質電池には、第１の実施形態に係る非水電解質電池が使用される。電池パックに含まれる非水電解質電池（単電池）の数は、１個または複数にすることができる。複数の単電池を備える場合、各単電池は電気的に直列もしくは並列に接続されている。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a battery pack including a nonaqueous electrolyte battery is provided. The nonaqueous electrolyte battery according to the first embodiment is used for the nonaqueous electrolyte battery. The number of nonaqueous electrolyte batteries (unit cells) included in the battery pack can be one or more. When a plurality of unit cells are provided, each unit cell is electrically connected in series or in parallel.
電池パックに含まれる複数の単電池は、互いに電気的に直列に接続され、組電池を構成する。正極側リードは、組電池の正極端子に接続され、その先端は正極側コネクタに挿入されて電気的に接続されている。負極側リードは、組電池の負極端子に接続され、その先端は負極側コネクタに挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタは、配線を通して保護回路に接続される。 The plurality of single cells included in the battery pack are electrically connected to each other in series to form an assembled battery. The positive electrode side lead is connected to the positive electrode terminal of the assembled battery, and the tip thereof is inserted into the positive electrode side connector to be electrically connected. The negative electrode side lead is connected to the negative electrode terminal of the assembled battery, and the tip thereof is inserted into and electrically connected to the negative electrode side connector. These connectors are connected to the protection circuit through wiring.
電池パックの態様は用途により適宜変更される。電池パックの用途としては、大電流特性でのサイクル特性が望まれるものが好ましい。具体的には、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車載用、太陽光発電、風力発電、潮流発電、地熱発電などの電力貯蔵装置や非常用電源装置などの定置用が挙げられる。 The mode of the battery pack is appropriately changed depending on the application. As the use of the battery pack, those in which cycle characteristics with large current characteristics are desired are preferable. Specifically, for digital camera power supplies, two- to four-wheeled hybrid electric vehicles, two- to four-wheeled electric vehicles, assist bicycles, etc., solar power generation, wind power generation, tidal current power generation, geothermal power generation, etc. Examples thereof include stationary power storage devices and emergency power supply devices.
このように、本電池内圧測定方法によれば開放弁の開放を迅速かつ正確に検知できる。正確に検知することにより弁開放後の誤使用を防止することができる。また、出荷前の充放電検査により、より精度の高い不良品検出が可能となる。 Thus, according to the battery internal pressure measuring method, the opening of the open valve can be detected quickly and accurately. By detecting accurately, misuse after opening the valve can be prevented. Further, defective products can be detected with higher accuracy by charge / discharge inspection before shipment.
（第３の実施形態）
第３の実施形態によれば、電池制御プログラム２５２を実行するＣＰＵは、電池内部の圧力の変化率を算出し、圧力変化が増加傾向から減少傾向または、圧力変化が増加傾向から一定（略ゼロ）に変化した場合に開放弁１３の開放がなされたと判断する。
(Third embodiment)
According to the third embodiment, the CPU that executes the battery control program 252 calculates the rate of change in the internal pressure of the battery, and the pressure change is constant from an increasing tendency to decreasing or the pressure change is constant (approximately zero). ), It is determined that the
図４を参照すると、１２時００分００秒―１２時００分０１秒の変化率から１２時００分０３秒―１２時００分０４秒までは変化率は増加傾向となる。一方１２時００分０４秒―１２時００分０５秒の変化率は減少傾向に代わる。この変化を検出し弁開放を検知する。 Referring to FIG. 4, the rate of change tends to increase from the rate of change from 12:00:01 to 12:00:01 to 12:00:03 to 12:00:04. On the other hand, the rate of change from 12:00:04 to 12:00:05 replaces a decreasing trend. This change is detected and valve opening is detected.
または、一方１２時００分０４秒―１２時００分０５秒の変化率はマイナスである。次の１２時００分０５秒―１２時００分０６秒の変化率は０でありこの変化を検出し弁開放を検知する。変化率が０の場合のみではなく０から５［ＭＰａ／Ｓｅｃ］の間を一定（変化率が０）とみなす範囲として判定を行ってもよい。 Alternatively, the rate of change from 12:00:04 to 12:00:05 is negative. The rate of change from 12:00:05 to 12:00:06 is 0, and this change is detected to detect valve opening. The determination may be performed not only when the rate of change is 0 but also as a range in which the range between 0 and 5 [MPa / Sec] is regarded as constant (the rate of change is 0).
このように、本非水電解質電池、電池制御装置、電池制御システムを用いることにより圧力の変化率に着目し正確かつ迅速に開放弁１３の開放を検知し、製品出荷前のおいては欠陥検出精度向上、出荷後においても使用上の安全性確保を実現することができる。
In this way, by using this non-aqueous electrolyte battery, battery control device, and battery control system, focusing on the rate of change in pressure, the opening of the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、外装缶１及び蓋２を金属から形成したが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、 テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体などの樹脂から形成することも可能である。また、外装缶１の形状は、角型に限らず、例えば、円筒型等にすることができるし、ラミネートタイプの外装部材であっても良い。また、内部情報取得装置１６内には磁気記憶ドライブや、自己電力供給の小型電池を備えていても良いし、内部の正極リード１０および負極リード１１と接続し電力を充電する電力充電部や受電電圧変換部を備えていても良い。また、外部から電力を充電する無線給電装置を備えていても良い。
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various abbreviations, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the outer can 1 and the lid 2 are made of metal. For example, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / ethylene It can also be formed from a resin such as a copolymer, polychlorotrifluoroethylene, or chlorotrifluoroethylene / ethylene copolymer. The shape of the outer can 1 is not limited to a square shape, and may be, for example, a cylindrical shape, or may be a laminate type outer member. Further, the internal information acquisition device 16 may be provided with a magnetic storage drive or a self-powered small battery, or connected to the
また、内部情報取得装置１６と負極リード１１とを接続部１７によって接続したが、これに限らず、例えば、内部情報取得装置１６を負極リード１１の支持板１１ａ上に直接配置することもできる。また、内部情報取得装置１６の形状は、矩形ペレット状に限らず、例えば、円形ペレット、多角形ペレット等にすることができる。
Moreover, although the internal information acquisition device 16 and the
また、内部情報取得部１３１は圧力情報を取得していたが、これに代えてまたは同時に温度情報を取得する温度センサーを備えていてもよい。内部で温度を測定することからより精度の高い温度の測定が可能となる。また、開放弁が開いた際には急激な圧力変化により温度も通常時に比べ大きく変化するため、これをもって開放弁の開放を検知しても良い。 Moreover, although the internal information acquisition part 131 acquired pressure information, it may replace with this and may be provided with the temperature sensor which acquires temperature information simultaneously. Since the temperature is measured internally, the temperature can be measured with higher accuracy. Further, when the open valve is opened, the temperature also changes greatly compared to the normal time due to a rapid pressure change, and therefore, the opening of the open valve may be detected.
また、電池制御プログラム２５２を実行したＣＰＵ２００は、内部情報取得部１３１から取得した圧力と前回の圧力の差分を求め、変化率を算出しているが、一回前のデータに限らず２回前以前のデータを用いて変化率を算出する形式であっても良いし、基準変化率との比較において「以上（ＹＥＳ）、未満（ＮＯ）」に代えて、「より大きい（ＹＥＳ）、以下（ＮＯ）」であってもよい。 Further, the CPU 200 that has executed the battery control program 252 obtains the difference between the pressure acquired from the internal information acquisition unit 131 and the previous pressure, and calculates the rate of change. It is possible to use a format for calculating the rate of change using the previous data, or in the comparison with the reference rate of change, instead of “above (YES), less than (NO)”, “greater than (YES), less than ( NO) ".
また、図６のＳ１０２において圧力の変化率を算出する際に絶対値を利用して計算したが、絶対値を取らずに予め変化率はマイナスになることを見越して基準変化率を−（−）１．００［ＭＰａ／Ｓｅｃ］として計算しても良い。電池内部の圧力が急激に上昇することは生じにくく、基準変化率開放弁が開いたことにより内圧が上昇することはないためこのような計算方法を採用することができる。 Further, although the absolute value is used in calculating the pressure change rate in S102 of FIG. 6, the reference change rate is set to-(-in anticipation that the change rate becomes negative in advance without taking the absolute value. ) It may be calculated as 1.00 [MPa / Sec]. Such a calculation method can be employed because the internal pressure of the battery is unlikely to increase rapidly and the internal pressure does not increase due to the opening of the reference change rate release valve.
また、本実施形態において監視装置１８と内部情報取得装置は無線にて接続されていたが、リチウム空気電池、固体電解質電池などを用いる場合に、有線で接続されていても良い。空気が電池の内部と外部を行き来する孔、または開口部が設置されるためこの孔または開口部に有線の通信線を通して利用することができる。固体電解質電池の場合は電解液の漏れ等の心配が少ないため、内部と外部を通る孔を設置し易く同様に有線が利用し易い。 In the present embodiment, the monitoring device 18 and the internal information acquisition device are connected wirelessly. However, when a lithium air battery, a solid electrolyte battery, or the like is used, they may be connected by wire. Since a hole or opening through which air moves between the inside and the outside of the battery is installed, the hole or opening can be used through a wired communication line. In the case of a solid electrolyte battery, there is little concern about leakage of the electrolytic solution, so that it is easy to install a hole that passes through the inside and outside, and wired is also easy to use.
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…外装缶、２…蓋、３…正極外部端子、４…負極外部端子、５…電極群、６…正極、６ａ…正極集電タブ、６ｂ…正極活物質含有層、７…負極、７ａ…負極集電タブ、７ｂ…負極活物質含有層、８…セパレータ、９…挟持部材、１０…正極リード、１１…負極リード、１３…開放弁、１４…絶縁ガスケット、１５…内部絶縁体、１６…内部情報取得部、１７…接続部、２１…単電池、２２…組電池、２９…保護回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior can, 2 ... Cover, 3 ... Positive electrode external terminal, 4 ... Negative electrode external terminal, 5 ... Electrode group, 6 ... Positive electrode, 6a ... Positive electrode current collection tab, 6b ... Positive electrode active material containing layer, 7 ... Negative electrode, 7a DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Negative electrode current collection tab, 7b ... Negative electrode active material content layer, 8 ... Separator, 9 ... Holding member, 10 ... Positive electrode lead, 11 ... Negative electrode lead, 13 ... Opening valve, 14 ... Insulating gasket, 15 ... Internal insulator, 16 ... Internal information acquisition unit, 17 ... Connection unit, 21 ... Single battery, 22 ... Battery, 29 ... Protection circuit
Claims (11)
前記外装部材に設けられる負極端子と、
前記外装部材に設けられる正極端子と、
前記外装部材内に配置され、正極及び負極を含む電極群と、
前記外装缶内に配置され、前記負極端子と前記負極とを電気的に接続する負極リードと、
前記外装缶内に配置され、前記正極端子と前記正極とを電気的に接続する正極リードと、
前記外装部材に設けられる開放弁と、
前記外装缶内に配置され、前記正極リードおよび前記負極リードと電気的に接続され、前記正極リードおよび前記負極リードから電力を受電し、前記外装部材内の内部情報を取得し、取得した前記内部情報を前記外装部材の外部へ送出する内部情報取得装置と、
を含み、
前記内部情報は、少なくとも圧力情報、温度情報のうちいずれか一つを含む非水電解質電池。 An exterior member having an exterior can and a lid;
A negative electrode terminal provided on the exterior member;
A positive electrode terminal provided on the exterior member;
An electrode group disposed in the exterior member and including a positive electrode and a negative electrode;
A negative electrode lead disposed in the outer can and electrically connecting the negative electrode terminal and the negative electrode;
A positive electrode lead disposed in the outer can and electrically connecting the positive electrode terminal and the positive electrode;
An open valve provided in the exterior member;
Arranged in the outer can, electrically connected to the positive electrode lead and the negative electrode lead, receiving power from the positive electrode lead and the negative electrode lead, acquiring internal information in the outer member, and acquiring the acquired internal An internal information acquisition device for sending information to the outside of the exterior member;
Including
The internal information is a non-aqueous electrolyte battery including at least one of pressure information and temperature information.
前記請求項１乃至６いずれか１項記載の非水電解質電池から送られてくる圧力情報を取得する取得手段と、
前記圧力情報をもとに圧力の変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率算出手段により算出された圧力の変化率と予め定められた基準変化率とを比較する変化率比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記圧力の変化率が基準変化率以上の場合に前記開放弁が開放したと判断する弁開放検知手段と、
を備えた電池制御装置。 A battery control device including a communication interface for obtaining pressure information and an arithmetic processing unit,
Obtaining means for obtaining pressure information sent from the nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 6;
A rate of change calculation means for calculating a rate of change of pressure based on the pressure information;
Change rate comparison means for comparing the change rate of pressure calculated by the change rate calculation means with a predetermined reference change rate;
As a result of comparison by the comparison means, a valve opening detection means for determining that the opening valve has been opened when the rate of change of the pressure is equal to or greater than a reference change rate;
A battery control device comprising:
請求項７乃至９いずれか１項記載の電池制御装置と
を含む電池制御システム。 A battery control system comprising the nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 6 and the battery control device according to any one of claims 7 to 9.
前記非水電解質電池の内部情報を、前記非水電解質電池の外部に設けられた前記電池制御装置で演算する請求項１０に記載の電池制御システム。
The battery control device is provided outside the nonaqueous electrolyte battery,
The battery control system according to claim 10, wherein internal information of the nonaqueous electrolyte battery is calculated by the battery control device provided outside the nonaqueous electrolyte battery.
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