(57)【要約】【課題】電池を解体することなくデンドライトの発生予兆を検出することができる電池内デンドライトの発生予兆検出方法を提供する。【解決手段】電池の充電及び放電を行って電池のクーロン効率を求める処理を繰り返す第１ステップと、電池内のデンドライトの発生予兆を、予め規定された閾値を超えるクーロン効率の低下が生じたことをもって検出する第２ステップと、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の充電及び放電を行って前記電池のクーロン効率を求める処理を繰り返す第１ステップと、
前記電池内のデンドライトの発生予兆を、予め規定された閾値を超える前記クーロン効率の低下が生じたことをもって検出する第２ステップと、
を有する電池内デンドライトの発生予兆検出方法。
【請求項２】
前記電池の充電及び放電を行う周期よりも長い時間間隔で、前記電池の周囲温度を変化させる第３ステップを更に有する請求項１記載の電池内デンドライトの発生予兆検出方法。
【請求項３】
前記第２ステップは、前記時間間隔内において、予め設定された基準値に対する前記クーロン効率の低下が、前記閾値を超えたことをもって、前記電池内のデンドライトの発生予兆を検出するステップである、請求項２記載の電池内デンドライトの発生予兆検出方法。
【請求項４】
前記第２ステップは、前記時間間隔内の異なる２つの時点で求められた前記クーロン効率の差分が、前記閾値を超えたことをもって、前記電池内のデンドライトの発生予兆を検出するステップである、請求項２記載の電池内デンドライトの発生予兆検出方法。
【請求項５】
前記第２ステップは、前記クーロン効率の低下に加えて、前記電池の劣化率を考慮して、前記電池内のデンドライトの発生予兆を検出するステップである、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電池内デンドライトの発生予兆検出方法。
【請求項６】
前記第１ステップは、前記電池に接続されて前記電池とともに恒温槽に配置されたシャント抵抗を用いて前記電池に流れる電流を測定するステップと、
測定された電流を用いて前記電池の充電容量及び放電容量を求め、前記充電容量及び前記放電容量を用いて前記クーロン効率を求めるステップと、
を有する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の電池内デンドライトの発生予兆検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池内デンドライトの発生予兆検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、小型、大容量、充放電効率（クーロン効率）が高いという極めて優れた特徴を有する。このようなリチウムイオン電池は、近年、電力貯蔵用途への適用が検討されている。リチウムイオン電池は、低温環境や大電流での充電時に、負極上に金属リチウムがデンドライト（樹枝状晶）状に析出し、内部短絡を起こす可能性があることが知られている。電力貯蔵用途の大型蓄電池は、屋外の低温環境下での大電流による充電も想定される。このため、電力貯蔵用途の大型蓄電池では、デンドライトの発生を未然に防ぐことが電池の信頼性及び安全性を確保する上で極めて重要になる。
【０００３】
これまで、デンドライトの発生は、電池の内部短絡による異常発熱や、これに伴う電池容量の急激な低下等によって検出されることが多かった。このような状況でデンドライトが検出された場合には、電池は、既に致命的なダメージを受けており、続けて使用するのが困難な状態になっている。
【０００４】
以下の特許文献１には、リチウムイオン電池の内部短絡が発生しない状態で、リチウムデンドライトの析出を検出することが可能な技術が開示されている。具体的に、以下の特許文献１に開示された技術では、定電圧充電下におけるリチウムイオン電池の充電時において、リチウムデンドライトの析出の判断を、充電電流が下降から上昇に転じる極小点の有無を検出することにより行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、屋外の低温環境下で使用され得る電力貯蔵用途の大型蓄電池において、デンドライトの発生を未然に防ぐためには、デンドライトの発生条件（例えば、デンドライトが発生する温度と充電電流との関係）を詳細に解析する必要がある。デンドライトの発生条件が既知であれば、例えば低温環境下では充電電流を制限して、デンドライトの発生を防止するといった対策を行うことが可能になるからである。
【０００７】
ここで、デンドライトの発生条件を解析する際に、デンドライトが大きく成長してしまうと内部短絡が生じて電池が致命的なダメージを受けるため、デンドライトが成長する前の段階でデンドライトの発生予兆を検出することが重要になる。しかしながら、このようなデンドライトの発生予兆を検出することは極めて困難である。尚、上述した特許文献１に開示された技術は、運用時において、リチウム電池を解体することなくリチウムデンドライトの析出を検出することが可能であるが、デンドライトの発生条件を詳細に解析する用途には不適であると考えられる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電池を解体することなくデンドライトの発生予兆を検出することができる電池内デンドライトの発生予兆検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様による電池内デンドライトの発生予兆検出方法は、電池（ＢＴ）の充電及び放電を行って前記電池のクーロン効率を求める処理を繰り返す第１ステップ（Ｓ１２）と、前記電池内のデンドライトの発生予兆を、予め規定された閾値を超える前記クーロン効率の低下が生じたことをもって検出する第２ステップ（Ｓ１３、Ｓ１４）と、を有する。
【００１０】
また、本発明の一態様による電池内デンドライトの発生予兆検出方法は、前記電池の充電及び放電を行う周期よりも長い時間間隔で、前記電池の周囲温度を変化させる第３ステップ（Ｓ１１）を更に有する。
【００１１】
また、本発明の一態様による電池内デンドライトの発生予兆検出方法は、前記第２ステップが、前記時間間隔内において、予め設定された基準値に対する前記クーロン効率の低下が、前記閾値を超えたことをもって、前記電池内のデンドライトの発生予兆を検出するステップである。
【００１２】
或いは、本発明の一態様による電池内デンドライトの発生予兆検出方法は、前記第２ステップが、前記時間間隔内の異なる２つの時点で求められた前記クーロン効率の差分が、前記閾値を超えたことをもって、前記電池内のデンドライトの発生予兆を検出するステップである。
【００１３】
また、本発明の一態様による電池内デンドライトの発生予兆検出方法は、前記第２ステップが、前記クーロン効率の低下に加えて、前記電池の劣化率を考慮して、前記電池内のデンドライトの発生予兆を検出するステップである。
【００１４】
また、本発明の一態様による電池内デンドライトの発生予兆検出方法は、前記第１ステップが、前記電池に接続されて前記電池とともに恒温槽（１０）に配置されたシャント抵抗（１２）を用いて前記電池に流れる電流を測定するステップと、測定された電流を用いて前記電池の充電容量及び放電容量を求め、前記充電容量及び前記放電容量を用いて前記クーロン効率を求めるステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池を解体することなくデンドライトの発生予兆を検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による電池内デンドライトの発生予兆検出方法が適用される検出装置の装置構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す検出装置の等価回路を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による電池内デンドライトの発生予兆検出方法を示すフローチャートである。
【図４】リチウムイオン電池の実際の試験結果を示す図である。
【図５】各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率及び劣化率の平均値を示す図である。
【図６】図５に示す各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率及び劣化率の平均値をプロットしたグラフである。
【図７】各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率の変化量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による電池内デンドライトの発生予兆検出方法について詳細に説明する。
【００１８】
〈装置構成〉
図１は、本発明の一実施形態による電池内デンドライトの発生予兆検出方法が適用される検出装置の装置構成を示すブロック図である。図１に示す通り、検出装置１は、恒温槽１０、充放電電源１１、シャント抵抗１２、ヒートシンク１３、電圧計１４、電圧計１５、及びデータ処理装置１６を備えており、試験対象であるリチウムイオン電池ＢＴ（電池）内のデンドライトの発生予兆を検出する。
【００１９】
恒温槽１０は、内部の温度を設定された温度に保持する容器である。この恒温槽１０の内部には、リチウムイオン電池ＢＴ、シャント抵抗１２、及びヒートシンク１３が配置される。リチウムイオン電池ＢＴ及びシャント抵抗１２が恒温槽１０の内部に配置されるのは、リチウムイオン電池ＢＴの積算容量（放電容量、充電容量）を高精度（例えば、有効数字５桁）で求めるためである。恒温槽１０は、内部の温度を、例えば−５０〜＋１５０℃程度の温度範囲で変化させることが可能なものが望ましい。
【００２０】
充放電電源１１は、リチウムイオン電池ＢＴを充電するとともに、充電されたリチウムイオン電池ＢＴを放電させるための電源である。つまり、充放電電源１１は、リチウムイオン電池ＢＴのサイクル試験を行うための電源である。充放電電源１１は、例えば１時間率（１Ｃ）でリチウムイオン電池ＢＴの充電を行った後、１時間率（１Ｃ）でリチウムイオン電池ＢＴの放電を行うといった動作を繰り返し行う。
【００２１】
シャント抵抗１２は、充放電電源１１とリチウムイオン電池ＢＴとの間（例えば、充放電電源１１の正極とリチウムイオン電池ＢＴの正極との間）に設けられる抵抗である。このシャント抵抗１２は、リチウムイオン電池ＢＴに流れる電流を測定するために設けられる。尚、シャント抵抗１２の抵抗値は、リチウムイオン電池ＢＴに流れる電流の大きさに応じて設定されるが、例えば５０ｍΩである。ヒートシンク１３は、シャント抵抗１２に取り付けられており、シャント抵抗１２で生ずる熱を放出するために設けられる。
【００２２】
電圧計１４は、リチウムイオン電池ＢＴの正極と負極との間に接続され、リチウムイオン電池ＢＴの電圧を測定する。電圧計１５は、シャント抵抗１２の両端に接続され、シャント抵抗１２の両端電圧（シャント抵抗１２における電圧降下）を測定する。尚、電圧計１５の測定結果は、シャント抵抗１２を介する電流（リチウムイオン電池ＢＴに流れる電流：リチウムイオン電池ＢＴに流入する電流、及びリチウムイオン電池ＢＴから流出する電流）の算出に用いられる。尚、電圧計１４及び電圧計１５としては、例えばディジタルマルチメータ（ＤＭＭ）を用いることができる。
【００２３】
データ処理装置１６は、電圧計１４及び電圧計１５の測定結果を収集してリチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率を求める。具体的に、データ処理装置１６は、電圧計１５の測定結果をシャント抵抗１２の抵抗値で除して、リチウムイオン電池ＢＴに流れる電流を算出する。そして、データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴの充電時の電流を積算してリチウムイオン電池ＢＴの充電容量を求め、リチウムイオン電池ＢＴの放電時の電流を積算してリチウムイオン電池ＢＴの放電容量を求める。そして、データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴの放電容量を充電容量で除することでクーロン効率を求める。データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴが充放電される度に（１サイクル毎に）、クーロン効率を求める。
【００２４】
また、データ処理装置１６は、求めたクーロン効率に基づいて、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出する。具体的に、データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を、予め規定された閾値を超えるクーロン効率の低下が生じたことをもって検出する。本実施形態では、金属リチウムの反応性が極めて高いことを利用して、金属リチウムの僅かな析出があった場合に、クーロン効率が僅かに低下する現象を利用して、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出している。
【００２５】
例えば、データ処理装置１６は、恒温槽１０の内部の温度が一定に維持されている状態（温度が変更されていない状態）で、予め設定された基準値に対するクーロン効率の低下が、予め規定された閾値を超えたことをもって、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出する。或いは、データ処理装置１６は、恒温槽１０の内部の温度が一定に維持されている状態で、異なる２つの時点で求められたクーロン効率の差分が、予め規定された閾値を超えたことをもって、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出する。
【００２６】
ここで、データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴの劣化率（放電容量低下の傾き）を求め、クーロン効率の低下に加えて、リチウムイオン電池ＢＴの劣化率を考慮して、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出するようにしても良い。例えば、データ処理装置１６は、上記の閾値を超えるクーロン効率の低下が生じ、且つ、リチウムイオン電池ＢＴの劣化率が予め規定された値よりも大きくなった場合に、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出するといった具合である。
【００２７】
データ処理装置１６は、各種処理結果を、液晶表示装置等の表示装置に表示する。例えば、データ処理装置１６は、収集した電圧計１４及び電圧計１５の測定結果、求めた放電容量、充電容量、クーロン効率、劣化率、及び検出したデンドライトの発生予兆等を表示する。尚、各種処理結果の表示形式は、数値での表示であっても良く、グラフでの表示であっても良い。
【００２８】
尚、データ処理装置１６は、恒温槽１０及び充放電電源１１の制御が可能なものであってもよい。このようなデータ処理装置１６を用いれば、リチウムイオン電池ＢＴの周囲温度（恒温槽１０の温度）を予め設定した通りに変化させつつ、予め設定した条件でリチウムイオン電池ＢＴの充放電を行わせることができ、リチウムイオン電池ＢＴの試験の自動化を行うことができる。また、例えば、デンドライトの発生予兆が検出された場合に、試験を自動的に停止させるようにすることで、リチウムイオン電池ＢＴが致命的なダメージを受けるのを防止することもできる。
【００２９】
図２は、図１に示す検出装置の等価回路を示す図である。尚、図２においては、図１に示した構成と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、図２においては、データ処理装置１６の図示を省略している。図２に示す通り、検出装置１は、充放電電源１１、シャント抵抗１２、及びリチウムイオン電池ＢＴが直列接続された回路を有する。電圧計１４は、リチウムイオン電池ＢＴに並列接続されており、電圧計１５は、シャント抵抗１２に並列接続されている。尚、シャント抵抗１２及びリチウムイオン電池ＢＴは、恒温槽１０内に配置されている。
【００３０】
〈電池内デンドライトの発生予兆検出方法〉
図３は、本発明の一実施形態による電池内デンドライトの発生予兆検出方法を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、例えば、試験開始から試験終了まで繰り返し行われる。尚、データ処理装置１６が恒温槽１０及び充放電電源１１の制御が可能なものである場合には、図３に示すフローチャートは、例えば、試験を実施する者（以下、実施者という）のデータ処理装置１６に対する開始指示があってから終了指示があるまで繰り返し行われる。
【００３１】
試験が開始されると、まず、恒温槽１０の温度設定が行われる（ステップＳ１１）。つまり、リチウムイオン電池ＢＴの試験を行うための初期温度の設定が行われる。この初期温度は、任意の温度に設定することができる。ここでは、初期温度が４５℃に設定されるとする。次に、サイクル試験を行いつつクーロン効率を算出する処理が行われる（ステップＳ１２：第１ステップ）。
【００３２】
具体的には、充放電電源１１によってリチウムイオン電池ＢＴの充放電が繰り返され、充放電時におけるリチウムイオン電池ＢＴの電圧が電圧計１４で測定され、充放電時におけるリチウムイオン電池ＢＴに流れる電流が電圧計１５の測定結果を用いて算出される。尚、電圧計１４及び電圧計１５による測定は、予め規定されたサンプリング周期（例えば、５０ｍｓｅｃ程度）で行われる。電圧計１４及び電圧計１５の測定結果は、データ処理装置１６に収集される。
【００３３】
データ処理装置１６では、リチウムイオン電池ＢＴが充放電される度に（１サイクル毎に）、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量と放電容量とを求め、リチウムイオン電池ＢＴの放電容量を充電容量で除することでクーロン効率を求める処理が行われる。尚、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量は、リチウムイオン電池ＢＴの充電時の電流を積算することによって求められ、リチウムイオン電池ＢＴの放電容量は、リチウムイオン電池ＢＴの放電時の電流を積算することによって求められる。
【００３４】
次いで、閾値を超えるクーロン効率の低下があったか否かが判断される（ステップＳ１３：第２ステップ）。例えば、恒温槽１０の内部の温度が一定に維持されている状態で、予め設定された基準値に対するクーロン効率の低下が、予め規定された閾値を超えたか否かがデータ処理装置１６で判断される。或いは、恒温槽１０の内部の温度が一定に維持されている状態で、異なる２つの時点で求められたクーロン効率の差分が、予め規定された閾値を超えたか否かがデータ処理装置１６で判断される。
【００３５】
閾値を超えるクーロン効率の低下があったと判断した場合（ステップＳ１３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出する（ステップＳ１４：第２ステップ）。これに対し、閾値を超えるクーロン効率の低下が無いと判断した場合（ステップＳ１３の判断結果が「ＮＯ）には、ステップＳ１４の処理は行われずに、図３に示すフローチャートが終了する。
【００３６】
尚、図３に示すフローチャートでは、便宜的に、ステップＳ１２（サイクル試験を行ってクーロン効率を算出する処理）の後に、ステップＳ１３（閾値を超えるクーロン効率の低下があったか否かの判断処理）を図示している。しかしながら、ステップＳ１３の判断は、デンドライトが成長するのを防止するために、ステップＳ１２においてサイクル試験が１サイクル行われる度に行われる。
【００３７】
試験終了でない場合には、再び、恒温槽１０の温度設定が行われる（ステップＳ１１：第３ステップ）。つまり、リチウムイオン電池ＢＴの周囲温度が変更される。ここでは、恒温槽１０の内部温度（リチウムイオン電池ＢＴの周囲温度）が、４５℃から２５℃に変更されるとする。尚、図３に示す通り、ステップＳ１１にて恒温槽１０の温度設定がなされると、ステップＳ１２にてサイクル試験が行われることから、リチウムイオン電池ＢＴの周囲温度の変化は、リチウムイオン電池ＢＴの充電及び放電を行う周期よりも長い時間間隔で行われているということができる。
【００３８】
恒温槽１０の内部温度が変更されると、サイクル試験を行いつつクーロン効率を算出する処理が行われる（ステップＳ１２：第１ステップ）。そして、閾値を超えるクーロン効率の低下があったか否かがデータ処理装置１６で判断される（ステップＳ１３：第２ステップ）。閾値を超えるクーロン効率の低下があったと判断した場合（ステップＳ１３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、データ処理装置１６は、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出する（ステップＳ１４：第２ステップ）。以下同様に、図３に示すステップＳ１１〜Ｓ１４が、試験終了まで繰り返される。
【実施例】
【００３９】
本出願の発明者は、図１に示す検出装置１を用いて、図３に示す検出方法により、リチウムイオン電池ＢＴの試験を実際に行った。試験対象であるリチウムイオン電池ＢＴは、容量が３Ａｈ級であり、負極材料としてグラファイトが用いられている市販のものを用いた。恒温槽１０の温度は、４５℃、２５℃、１５℃、５℃、−５℃、０℃、５℃、１０℃、２５℃、４５℃の順で変化させた。尚、温度を維持する時間は、デンドライトが成長するのを防止するために適宜調整した。
【００４０】
リチウムイオン電池ＢＴのサイクル試験は、ここでは１時間率(１Ｃ）で行った。つまり、１時間率（１Ｃ）でリチウムイオン電池ＢＴの充電を行った後、１時間率（１Ｃ）でリチウムイオン電池ＢＴの放電を行うといった動作を繰り返し行った。尚、リチウムイオン電池ＢＴは、容量が３Ａｈ級のものであることから、リチウムイオン電池ＢＴの充放電時に流れる電流は３Ａ程度である。また、シャント抵抗１２は、抵抗値が５０ｍΩのものを用いた。電圧計１４及び電圧計１５のサンプリング周期は、測定誤差を極力小さくするために、５０ｍｓｅｃに設定した。
【００４１】
図４は、リチウムイオン電池の実際の試験結果を示す図である。図４（ａ）はリチウムイオン電池ＢＴの容量（充電容量、放電容量）の変化を示すグラフであり、図４（ｂ）は、リチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率の変化を示すグラフである。尚、図４（ａ），（ｂ）に示すグラフの横軸は、リチウムイオン電池ＢＴの充放電回数（サイクル数）である。
【００４２】
図４（ａ）において、リチウムイオン電池ＢＴの放電容量を白丸印「○」で示しており、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量を黒丸印「●」で示している。図４（ａ）を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量と放電容量とは、温度が変更された直後は大きな差が現れることがあるものの、温度が安定しているときには、ほぼ同じであることが分かる。
【００４３】
また、図４（ａ）を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量及び放電容量は、温度が低くなるにつれて小さくなり、温度が高くなるにつれて大きくなる傾向があることが分かる。但し、温度が０℃付近まで下がった後に、元の温度（例えば、４５℃）に戻ったとしても、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量及び放電容量は元の容量に回復しないことが分かる。
【００４４】
更に、図４（ａ）を参照すると、温度が０℃よりも高い温度で安定している場合には、サイクル数が増えても、リチウムイオン電池ＢＴの充電容量及び放電容量が大きく低下してはいない。しかしながら、温度が０℃以下になると、温度が安定していても、サイクル数が増えるにつれてリチウムイオン電池ＢＴの充電容量及び放電容量が急激に低下することが分かる。
【００４５】
図４（ｂ）を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率は、温度が４５℃から５℃になるまでの間は、温度が変更された直後を除いて、ほぼ一定であることが分かる。しかしながら、リチウムイオン電池ＢＴの周囲温度が−５℃になると、サイクル数が増えるにつれてクーロン効率が急激に低下することが分かる。また、図４（ｂ）を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率は、温度が０℃付近まで下がった後に、元の温度（例えば、４５℃）に戻れば、図４（ａ）に示すリチウムイオン電池ＢＴの充電容量及び放電容量とは異なり、元の値に回復することが分かる。
【００４６】
図５は、各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率及び劣化率の平均値を示す図である。図６は、図５に示す各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率及び劣化率の平均値をプロットしたグラフである。尚、図６（ａ）が、図５に示す各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率の平均値をプロットしたグラフであり、図６（ｂ）が、図５に示す各温度におけるリチウムイオン電池の劣化率の平均値をプロットしたグラフである。
【００４７】
図５及び図６（ａ）を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率は、温度が５℃以上であれば概ね一定（０．９９７以上）であるが、温度が０℃以下になると大幅に低下することが分かる。また、図５及び図６（ｂ）を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴの劣化率は、温度が５℃以上であれば概ね一定（０．００４以下）であるが、温度が０℃以下になると大幅に上昇する（悪化する）ことが分かる。このようなクーロン効率の大幅な低下、及び劣化率の大幅な上昇は、金属リチウムの僅かな析出に起因して生ずるものと考えられる。よって、クーロン効率の大幅な低下が生じたことを捉えることで、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出することができる。
【００４８】
クーロン効率の大幅な低下は、例えば、クーロン効率に対する基準値（例えば、０．９９９）を予め設定することで捉えることができる。具体的には、基準値に対するクーロン効率の低下が閾値を超えたこと（例えば、クーロン効率が０．９９６よりも小さくなったこと）をもって捉えることができる。尚、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆の検出は、クーロン効率の低下に加えて劣化率の閾値（例えば、０．００３）を考慮して行っても良い。
【００４９】
図７は、各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率の変化量を示す図である。具体的には、各温度における異なる２つの時点で求められたクーロン効率の差分を示す図である。例えば、ある温度におけるサイクル試験が開始されてから３サイクル目に得られたクーロン効率と、その温度におけるサイクル試験が終了する３サイクル前に得られたクーロン効率との差分を示す図である。尚、図７は、各温度におけるリチウムイオン電池のクーロン効率の変化量を示す図ということもできる。
【００５０】
図７を参照すると、リチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率の変化量は、温度が０℃以上であれば極めて小さい（絶対値が０．００２よりも小）であるが、温度が０℃よりも低くなると大幅に増大することが分かる。このようなクーロン効率の変化量の大幅な増大も、金属リチウムの僅かな析出に起因して生ずるものと考えられる。よって、クーロン効率の変化量の大幅な増大が生じたことを捉えることで、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出することができる。クーロン効率の変化量の大幅な増大は、例えば閾値（例えば、０．００５）を予め設定し、クーロン効率の変化量が閾値を超えたこと（例えば、０．００５よりも大になったこと）をもって捉えることができる。
【００５１】
以上の通り、本実施形態では、金属リチウムの反応性が極めて高いことを利用して、金属リチウムの僅かな析出があった場合に、クーロン効率が僅かに低下する現象を利用して、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を検出している。具体的には、リチウムイオン電池ＢＴの充電及び放電を行ってリチウムイオン電池ＢＴのクーロン効率を求める処理を繰り返し、リチウムイオン電池ＢＴ内のデンドライトの発生予兆を、予め規定された閾値を超えるクーロン効率の低下が生じたことをもって検出している。これにより、リチウムイオン電池ＢＴを解体することなくデンドライトの発生予兆を検出することができる。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態による電池内デンドライトの発生予兆検出方法について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、リチウムイオン電池ＢＴ内デンドライトの発生予兆を検出していたが、本発明は、デンドライトが発生し得るリチウムイオン電池ＢＴ以外の電池（例えば、ナトリウムイオン電池）にも適用することができる。また、上記実施例では、リチウムイオン電池ＢＴのサイクル試験を１時間率(１Ｃ）で行ったが、１時間率(１Ｃ）はあくまでも一例である点に留意されたい。
【符号の説明】
【００５３】
１      検出装置
１０    恒温槽
１１    充放電電源
１２    シャント抵抗
１３    ヒートシンク
１４    電圧計
１５    電圧計
１６    データ処理装置
ＢＴ    リチウムイオン電池
【図１】
2020129529.tif 000003
【図２】
2020129529.tif 000004
【図３】
2020129529.tif 000005
【図４】
2020129529.tif 000006
【図５】
2020129529.tif 000007
【図６】
2020129529.tif 000008
【図７】
2020129529.tif 000009