(57)【要約】本発明は、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能な、電池の充電制御装置を提供することを主目的とする。本発明は、電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、加熱信号に基づいて加熱された電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、該制御部で、劣化度が第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が第１の値以上である電池の充電速度を、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度へと近づけるように、制御部によって加熱信号が制御される、電池の充電制御装置とする。
2014064750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、
前記加熱信号に基づいて加熱された前記電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、
前記電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、
前記制御部で、劣化度が前記第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が前記第１の値以上である前記電池の充電速度を、劣化度が前記第１の値未満であるときにおける前記電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が前記第１の値未満であるときにおける前記電池の充電速度へと近づけるように、前記制御部によって前記加熱信号が制御される、電池の充電制御装置。
【請求項２】
車両に搭載された電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、
前記加熱信号に基づいて加熱された前記電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、
前記電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記車両に搭載されており、
前記制御部で、劣化度が前記第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が前記第１の値以上である前記電池の充電速度を、劣化度が前記第１の値未満であるときにおける前記電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が前記第１の値未満であるときにおける前記電池の充電速度へと近づけるように、前記制御部によって前記加熱信号が制御される、電池の充電制御装置。
【請求項３】
車両に搭載された電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、
前記加熱信号に基づいて加熱された前記電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、
前記電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記車両の外部に設けられた、前記電池へ電力を送る給電装置に搭載されており、
前記制御部で、劣化度が前記第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が前記第１の値以上である前記電池の充電速度を、劣化度が前記第１の値未満であるときにおける前記電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が前記第１の値未満であるときにおける前記電池の充電速度へと近づけるように、前記制御部によって前記加熱信号が制御される、電池の充電制御装置。
【請求項４】
前記電池の温度を上げるように、前記加熱信号が制御される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池の充電制御装置。
【請求項５】
前記制御部で、前記電池の劣化度が、前記第１の値よりも大きい第２の値以上であると判断された場合には、劣化度が前記第１の値以上且つ前記第２の値未満であるときにおける前記電池の充電速度よりも遅くなるように、前記制御部によって前記加熱信号及び／又は前記充電信号が制御される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、従来の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧で作動させることができる。そのため、小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、電気自動車用やハイブリッド自動車用としての需要も高まっている。【０００３】
リチウムイオン二次電池は、正極層及び負極層と、これらの間に配置された電解質層とを有し、電解質層に用いられる電解質としては、例えば非水系の液体状や固体状の物質等が知られている。液体状の電解質（以下において、「電解液」という。）が用いられる場合には、電解液が正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、正極層や負極層に含有されている活物質と電解液との界面が形成されやすく、性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、難燃性である固体状の電解質（以下において、「固体電解質」という。）を用いると、上記システムを簡素化できる。それゆえ、固体電解質を含有する層（以下において、「固体電解質層」という。）が備えられる形態のリチウムイオン二次電池（以下において、「全固体電池」ということがある。）の開発が進められている。【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池に関する技術として、例えば特許文献１には、ポリマー電解質を用いたリチウムイオン二次電池の外面に、６０℃に温度設定した発熱体を貼付して、高速充電を行うことが記載されている。また、特許文献２には、ポリマー電解質を用いた二次電池を５０℃に加熱して充電することが記載されている。また、特許文献３には、電気車駆動用バッテリを３０℃に加熱してから充電することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１０３６６号公報
【特許文献２】特開平４−１３７３６９号公報
【特許文献３】特開平８−１１５７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術を用いることにより、高速充電を行うことが可能になると考えられる。ここで、電池は加熱すると劣化が進み、劣化が進むにつれて、電池に不具合（電池がリチウムイオン二次電池の場合は、Ｌｉ析出等の不具合。以下において同じ。）を生じさせることなく目的の充電状態（State of Charge：ＳＯＣ。以下において同じ。）まで充電することが可能な最大充電速度（最大充電電流値）が低下する。しかしながら、特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術では、電池の劣化度合いを考慮していない。そのため、電池に不具合を生じさせないことを優先させると、充電終了時のＳＯＣが低い値に留まったり、充電電流値が必要以上に小さい値に設定（充電速度が必要以上に遅い速さに設定）されたりする虞があった。また、充電速度の低下防止を優先させると、電池に不具合が発生する虞があった。したがって、特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術では、電池の不具合発生を防止しながら電池を高い充電状態まで高速充電することは困難であった。【０００７】
そこで本発明は、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能な、電池の充電制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討の結果、全固体電池にＬｉ析出を生じさせることなく所定のＳＯＣまで充電する場合、劣化の程度が低い全固体電池は、充電電流値を相対的に高くしても、目的のＳＯＣまでＬｉ析出を生じさせずに充電することが可能であることを知見した。また、本発明者らは、劣化した全固体電池を、充電電流値を高くした状態で高いＳＯＣまでＬｉ析出を生じさせずに充電するためには、電池温度を高くした状態で充電することが有効であることを知見した。さらに、本発明者らは、充電電流値を高くした状態且つ温度を高くした状態で充電すると、目的のＳＯＣへと到達する前にＬｉ析出が生じてしまう程に劣化が進んだ全固体電池については、充電電流値を低くしたり、充電電流値を低く且つ全固体電池の温度を低減したりした状態で充電することにより、Ｌｉ析出を回避しながら目的のＳＯＣまで充電することが可能になることを知見した。本発明は、これらの知見に基づいて完成させた。【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明の第１の態様は、電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、加熱信号に基づいて加熱された電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、該制御部で、劣化度が第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が第１の値以上である電池の充電速度を、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度へと近づけるように、制御部によって加熱信号が制御される、電池の充電制御装置である。【００１０】
本発明の第１の態様において、「電池」の形態は特に限定されず、例えば全固体電池を好ましく用いることができる。また、本発明の第１の態様において、「電池」が搭載されている機器は、第１出力部、第２出力部、及び、制御部からなる群より選択された１以上を有していても良く、これらすべてを有していなくても良い。電池を搭載している機器が、第１出力部、第２出力部、及び、制御部を有していない場合、例えば、第１出力部は、電池を搭載している機器の外に設けられた、電池を加熱する加熱装置に備えられる形態とすることができ、第２出力部や制御部は、電池に電気を送る充電器等の給電装置等に備えられる形態、とすることができる。また、本発明の第１の態様及び以下に示す本発明の他の態様（以下において、これらをまとめて単に「本発明」ということがある。）において、「劣化度」は、例えば、充電曲線（縦軸に電圧をとり、横軸に電池容量をとった、電圧と電池容量との関係を示す曲線。）や、パルス電流応答から把握可能な電池抵抗等から把握することができる。また、本発明において、「第１の値」は特に限定されず、電池の製造業者、充電器の製造業者、電池搭載機器の製造業者等が任意に決定することができる。第１の値は、電池の構成や使用態様、許容可能な劣化の程度に対する考え方等によって具体的な値は異なるが、例えば、性能が初期性能から０．０１％以上５％程度低下したときを第１の値とすることができる。
本発明の第１の態様によれば、第１の値以上に劣化している電池の温度を、加熱信号に基づいて制御することにより、初期性能を発現可能な電池を高速充電するときの充電速度と同じ速度で充電しても、電池の不具合発生を回避することが可能になる。したがって、かかる形態とすることにより、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能な、電池の充電制御装置を提供することができる。【００１１】
本発明の第２の態様は、車両に搭載された電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、加熱信号に基づいて加熱された電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、該制御部は、上記車両に搭載されており、制御部で、劣化度が第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が第１の値以上である電池の充電速度を、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度へと近づけるように、制御部によって加熱信号が制御される、電池の充電制御装置である。
電池を搭載している車両に搭載されている制御部によって、充電される電池の温度を制御する形態であっても、上記本発明の第１の態様と同様の効果を奏することができる。したがって、かかる形態であっても、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能な、電池の充電制御装置を提供することができる。【００１２】
本発明の第３の態様は、車両に搭載された電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、加熱信号に基づいて加熱された電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、電池の劣化度が第１の値以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、該制御部は、車両の外部に設けられた、電池へ電力を送る給電装置に搭載されており、制御部で、劣化度が第１の値以上であると判断された場合には、劣化度が第１の値以上である電池の充電速度を、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度が第１の値未満であるときにおける電池の充電速度へと近づけるように、制御部によって加熱信号が制御される、電池の充電制御装置である。
給電装置に搭載されている制御部によって、充電される電池の温度を制御する形態であっても、上記本発明の第１の態様と同様の効果を奏することができる。したがって、かかる形態であっても、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能な、電池の充電制御装置を提供することができる。【００１３】
また、上記本発明の第１の態様乃至上記本発明の第３の態様において、電池の温度を上げるように、加熱信号が制御されることが好ましい。
かかる形態とすることにより、電池の充電速度を維持しやすくなるので、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電しやすくなる。【００１４】
また、上記本発明の第１の態様乃至上記本発明の第３の態様において、制御部で、電池の劣化度が、第１の値よりも大きい第２の値以上であると判断された場合には、劣化度が第１の値以上且つ第２の値未満であるときにおける電池の充電速度よりも遅くなるように、制御部によって加熱信号及び／又は充電信号が制御されることが好ましい。
第２の値以上になるまで劣化が進んだ電池を加熱して高速充電を継続すると、目的のＳＯＣへ到達する前に電池に不具合が発生する虞がある。電池の劣化度が第２の値以上である場合に、劣化度が第１の値以上且つ第２の値未満であるときにおける電池の充電速度よりも遅くする本発明によれば、電池に不具合が発生する事態を回避しやすくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能な、電池の充電制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明における充電電流値及び電池温度の制御形態例を説明する図である。
【図２】充電曲線の例を示す図である。
【図３】パルス電流応答結果の例を示す図である。
【図４】充電制御マップの例を示す図である。
【図５】本発明の一つの実施形態にかかる制御例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる制御例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ある特定のＳＯＣになった時点で電池の充電を終了する場合、充電される電池の劣化の程度が軽い場合には、充電電流値を大きくした高速充電を行っても、電池の不具合発生を回避しつつ、目的のＳＯＣまで電池を充電しやすい。これに対し、劣化が進んだ電池（劣化度Ｘが第１の値Ｘ１以上である電池）を、劣化の程度が軽い電池（劣化度Ｘが第１の値Ｘ１未満である電池）と同じ温度且つ同じ充電電流値で高速充電すると、目的のＳＯＣに到達する前に電池に不具合が生じる虞がある。この事態を回避するためには、劣化が進んだ電池のイオン伝導度を高めることが有効であり、電池の温度を高めることによって電池のイオン伝導度を高めることが可能である。したがって、劣化度Ｘが第１の値Ｘ１以上である電池を高速充電するためには、電池の温度を高めた状態で高速充電することが有効である。しかしながら、電池の劣化がさらに進んで劣化度Ｘが第２の値Ｘ２以上になると、電池の温度を高めた状態で充電しても、目的のＳＯＣに到達する前に電池に不具合が生じる虞がある。電池の不具合が例えばＬｉ析出である場合、一旦不具合が生じた電池を不具合が生じる前の状態に戻すことは困難であるため、電池に不具合が生じないようにするためには、充電電流値を低減することによって充電速度を低減することが有効である。このように、劣化度Ｘが第２の値Ｘ２以上である電池は、充電速度を低減することによって電池の不具合発生を抑制することが可能になるが、電池の温度を高めた状態で充電すると、電池の劣化が進みやすい。そのため、低減した充電速度を維持すると電池に不具合が生じる虞があるほどに劣化が進んだ場合（電池の劣化度Ｘが、第２の値Ｘ２よりも大きい第３の値Ｘ３以上である場合。）には、さらに充電電流値を低減して充電速度を低減するとともに、電池の温度を低減した状態で、充電を行うことが好ましい。このように、劣化の程度が軽い間は、必要に応じて電池を加熱することによって充電速度が高い状態を維持し、劣化の程度が進んだ結果高い充電速度を維持することが困難な状態に至ったら充電速度を低減して充電を行うことにより、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能になる。
【００１８】
本発明における充電電流値及び電池温度の制御形態例を図１に示す。図１の紙面上側は充電電流値と時間との関係を説明する図であり、図１の紙面下側は電池温度と時間との関係を説明する図である。図１において、Ｉ１、Ｉ２、及び、Ｉ３は充電電流値を表し、Ｉ３＜Ｉ２＜Ｉ１の関係が成り立つ。また、図１において、Ｔ１、Ｔ２、及び、Ｔ３は電池温度を表し、Ｔ３≦Ｔ１＜Ｔ２の関係が成り立つ。本発明において、Ｘ＜Ｘ１である電池は温度Ｔ１且つ充電電流値Ｉ１で高速充電を行い、Ｘ１≦Ｘ＜Ｘ２である電池は温度Ｔ２且つ充電電流値Ｉ１で高速充電を行う。そして、例えば、Ｘ２≦Ｘ＜Ｘ３である電池は温度Ｔ２且つ充電電流値Ｉ２で充電を行い、Ｘ３≦Ｘである電池は温度Ｔ３且つ充電電流値Ｉ３で充電を行う。このような形態で充電を行うことにより、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能になる。
【００１９】
高速充電は、例えば、車載電池を充電する場合などに必要性が高まると考えられる。したがって、上記形態の充電制御は、具体的には、車載電池を充電する際などに行うことができる。ただし、本発明で高速充電される電池は車載電池に限定されず、車載以外の用途の電池であっても良い。
【００２０】
本発明の上記充電制御を行うためには、（１）電池の劣化度Ｘを把握すること、（２）ヒーター等の加熱装置を用いて電池の温度を高めること、（３）加熱温度（加熱後の電池温度）を特定すること、（４）低減後の充電電流値を特定すること、及び、（５）低減後の電池温度を特定すること、等が必要である。このうち、上記（１）は、例えば充電を行う際毎に劣化度Ｘを測定することによって把握することができる。充電曲線を用いて劣化度Ｘを特定する場合には、初期性能を発現可能な電池（初期電池）の充電曲線を予め特定しておき、その充電曲線を特定した時の電池温度且つ充電電流値で充電対象電池の充電曲線を作成した後、充電終了後の目標電圧に到達するときの充電対象電池の電池容量と、充電終了後の目標電圧に到達するときの初期電池の電池容量との差を算出することによって、劣化度Ｘを特定することができる。初期電池及び充電対象電池の充電曲線の例を、図２に示す。図２の縦軸は電圧［Ｖ］、横軸は電池容量［Ａｈ］である。
一方、電池抵抗から劣化度Ｘを特定する場合には、電池抵抗と容量との関係を予め特定した後、例えば、パルス電流応答によって初期電池及び充電対象電池の電池抵抗を測定し、測定された充電対象電池の電池抵抗を用いて充電対象電池の容量を把握することによって、劣化度Ｘを把握することができる。初期電池及び充電対象電池のパルス電流応答例を、図３に示す。図３の左側の縦軸は電圧［Ｖ］、右側の縦軸は充電電流［Ａ］であり、横軸は時間［ｓ］である。電流変化をΔＩ、初期電池の電圧変化をΔＶ、充電対象電池の電圧変化をΔＶ’とするとき、初期電池の電池抵抗はΔＶ／ΔＩであり、充電対象電池の電池抵抗はΔＶ’／ΔＩである。
【００２１】
また、上記（３）乃至（５）は、例えば、充電電流値と、電池温度と、電池に不具合を生じさせずに充電することが可能な最大ＳＯＣ（以下において、「充電可能ＳＯＣ」ということがある。）との関係が示された充電制御マップを予め作成しておくことにより、この充電制御マップから特定することができる。充電制御マップの例を図４に示す。図４の縦軸は充電可能ＳＯＣ［％］、横軸は温度の逆数［１／Ｋ］である。便宜上、図４では２つの電流値のときのグラフのみを示したが、本発明を実施する際に用いる充電制御マップには、より多くの様々な電流値のグラフを記載しておけば良い。
【００２２】
本発明において、充電制御マップが記憶されるべき箇所は特に限定されない。充電制御マップは、電池を搭載している車に備えられているＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ。以下において同じ。）等のコンピュータに記憶されていても良く、車載電池を充電する際に用いられる、充電器などの給電装置に搭載されているコンピュータに記憶されていても良い。充電制御マップから特定された、温度変更後の電池温度に関する情報は、例えば充電制御マップを記憶しているコンピュータの出力部（第１出力部）から、ヒーター等の公知の加熱装置へと送られ、加熱装置の出力を制御することによって、電池温度を制御することができる。本発明において、上記（２）における加熱装置の形態は特に限定されず、加熱装置は車に搭載されていても良く、充電器などの給電装置に搭載されていても良く、車及び給電装置以外に設けられていても良い。また、本発明において、電池を充電するための充電信号は、例えば、充電器などの給電装置の出力部（第２出力部）から電池へと送られる形態とすることができる。
【００２３】
以下、車載電池を高速充電する目的で本発明が実施される例を示しつつ、本発明について具体的に説明する。以下の説明において、充電される電池の劣化度をＸ、劣化度の第１の値をＸ１、劣化度の第２の値をＸ２、劣化度の第３の値をＸ３、と表記することがある。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。
【００２４】
１．第１実施形態
図５は、本発明の一つの実施形態にかかる電池の充電制御装置による制御例を説明するフローチャートである。図５に示した形態では、電池を搭載している車両に備えられているコンピュータ（例えば、ＥＣＵ等。）によって、ＸがＸ１以上であるか否か、Ｘ２以上であるか否か、Ｘ３以上であるか否かが判断される。そして、車載コンピュータから発せられた信号を受信した加熱装置から加熱信号が出力され、車載コンピュータから発せられた信号を受信した給電装置から充電信号が出力されることにより、車載電池が充電される。すなわち、第１実施形態では、車両に備えられているコンピュータが制御部として機能する。
【００２５】
図５に示した形態では、車両に搭載された制御部において、電池を充電する充電モードであるか否かが判断される（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１で否定判断がなされた場合には、電池を充電しない非充電モードであるため、以降の一連の処理を実行することなく、ステップＳ１２０へと処理を移行する。
【００２６】
ステップＳ１０１で肯定判断がなされた場合は、電池を充電する充電モードであるため、車両に搭載されている制御部から給電装置に向けて、給電装置の起動を指示する起動指令が送信される（ステップＳ１０２）。給電装置へ向けて起動指令が送信されたら、電池の温度が測定され（ステップＳ１０３）、続いて、電池の劣化度が確認される（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０３の温度測定は、公知の温度センサーによって行うことができる。ステップＳ１０４の劣化度確認は、例えば上述の方法（充電曲線を用いる方法やパルス電流応答を用いる方法）によって行うことができ、ステップＳ１０４において、電池の劣化度Ｘが特定される。このようにして電池の劣化度Ｘを特定したら、続いて、その劣化度ＸがＸ１以上であるか否かが制御部で判断される（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５で肯定判断がなされた場合は、初期性能を発現可能な電池と同じ条件で高速充電を行うと電池の不具合などが生じる恐れがあるので、充電速度を維持するためには充電される電池の温度などの充電条件を変更する必要がある。そのため、ステップＳ１０５で肯定判断がなされると、引き続き、その劣化度ＸがＸ２以上であるか否かが制御部で判断される（ステップＳ１０６）。これに対し、ステップＳ１０５で否定判断がなされた場合には、電池の劣化の程度が軽いので、初期性能を発現可能な電池と同じ条件で高速充電を行っても電池の不具合を生じさせることなく目的のＳＯＣまで高速充電を行うことができる可能性が高い。そこで、ステップＳ１０５で否定判断がなされた場合には、ＥＣＵ等に記憶されている充電制御マップ（以下、第１実施形態の説明において、単に「充電制御マップ」という。）を用いて、例えば、予め決められている所定の温度Ｔ１で目的のＳＯＣまで充電することが可能な最大の電流値Ｉ１を特定することによって、充電条件を決定する（ステップＳ１１５）。このようにして充電条件が決定されたら、ステップＳ１１３へ処理が移行される。
【００２７】
ステップＳ１０６で肯定判断がなされた場合には、温度を高めた状態で電池を高速充電することが困難なほどに電池の劣化が進んでいるとみなすことができる。そのため、ステップＳ１０６で肯定判断がなされた場合には、電池の温度をＴ２にする指令を加熱装置に出力して電池温度を高めた後、電流値を、Ｘ≦Ｘ２である電池を高速充電する際の電流値Ｉ１よりも小さい値（Ｉ２）に設定する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０６で肯定判断がなされた電池の充電電流値Ｉ２は、充電制御マップを用いて特定することができる（ステップＳ１０８）。
一方、ステップＳ１０６で否定判断がなされた場合、電池の劣化度ＸはＸ１≦Ｘ＜Ｘ２である。この状態の電池は、温度を高めた状態で充電を行うことにより、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能である。したがって、ステップＳ１０６で否定判断がなされた場合には、電池温度を上昇させる（ステップＳ１１６）。上昇後の電池温度Ｔ２は、充電制御マップを用いて特定することができる。例えば、充電制御マップに記載された、初期性能を発現可能な電池を高速充電する際の電流値Ｉ１の線を用いて、目的のＳＯＣまで充電するのに必要な最低電池温度を特定し、これを加熱後の電池温度Ｔ２とする（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７で加熱後の電池温度Ｔ２を特定したら、この温度Ｔ２に電池を加熱するため、加熱装置に加熱指令が送信される（ステップＳ１１８）。このようにして充電条件が決定されたら、ステップＳ１１３へ処理が移行される。
【００２８】
ステップＳ１０８で充電電流値を特定したら、引き続き、電池の劣化度ＸがＸ３以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９で肯定判断がなされた場合には、温度を高めた状態で電池を充電することが困難なほどに電池の劣化が進んでいるとみなすことができる。そのため、ステップＳ１０９で肯定判断がなされた場合には、電池温度をＴ２よりも低温に設定する（ステップＳ１１０）。Ｔ２よりも低い温度Ｔ３は、充電制御マップを用いて特定することができ、この充電制御マップを用いて、さらに、充電電流値Ｉ３も特定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１で電池温度Ｔ３及び充電電流値Ｉ３を特定したら、温度Ｔ３に電池温度を制御するために、加熱装置に指令が送信される（ステップＳ１１２）。このようにして充電条件が決定されたら、ステップＳ１１３へ処理が移行される。
一方、ステップＳ１０９で否定判断がなされた場合、電池の劣化度ＸはＸ２≦Ｘ＜Ｘ３である。この状態の電池は、温度を高めた状態で電池を充電することが可能であるとみなすことができる。したがって、ステップＳ１０９で否定判断がなされた場合の充電条件は、電池温度Ｔ２且つ充電電流値Ｉ２とされ、ステップＳ１１３へ処理が移行される。
【００２９】
以上のようにして充電条件が決定されたら、その条件で充電を行うために、車両の制御部から給電装置へ向けて充電電流値に関する指令が送信され（ステップＳ１１３）、その後、充電が行われる（ステップＳ１１４）。
【００３０】
一方、給電装置においては、車両の制御部から送信された起動指令を受信すると（ステップＳ１５１において肯定判断がなされると）、給電装置の制御部によって、給電装置が起動される（ステップＳ１５２）。その後、車両の制御部から送信された充電電流値に関する指令を受信すると（ステップＳ１５３において肯定判断がなされると）、給電装置の制御部によって制御された充電電流が、車両に搭載された電池へと出力され（ステップＳ１５４）、充電が行われる。なお、ステップＳ１５１で否定判断がなされている間は給電装置が起動されず、ステップＳ１５３で否定判断がなされている間は、車両に搭載された電池へ向けて充電電流が出力されない。
【００３１】
車両と給電装置との間で上記のようなやり取りを行うことにより、図１に示した形態で電池の充電を制御することが可能になる。したがって、第１実施形態にかかる本発明によれば、車載電池の不具合発生を防止しながら車載電池を目的の容量まで高速充電することが可能になる。
【００３２】
２．第２実施形態
図６は、本発明の他の実施形態にかかる電池の充電制御装置による制御例を説明するフローチャートである。図６に示した形態では、給電装置（例えば、充電器等。以下において同じ。）に搭載されている制御部によって、ＸがＸ１以上であるか否か、Ｘ２以上であるか否か、Ｘ３以上であるか否かが判断される。そして、この制御部から発せられた信号を受信した加熱装置から加熱信号が出力され、この制御部を備える給電装置から充電信号が出力されることにより、車載電池が充電される。すなわち、第２実施形態では、給電装置に備えられているコンピュータが制御部として機能する。
【００３３】
図６に示した形態では、給電装置に搭載された制御部において、電池を充電する充電モードであるか否かが判断される（ステップＳ２５１）。ステップＳ２５１で否定判断がなされた場合には、車載電池を充電しない非充電モードであるため、以降の一連の処理を実行することなく、ステップＳ２７０へ処理を移行する。
【００３４】
ステップＳ２５１で肯定判断がなされた場合は、車載電池を充電する充電モードであるため、給電装置の制御部から車載電池に向けて、電池の起動を指示する起動指令が送信される（ステップＳ２５２）。車載電池へ向けて起動指令が送信されたら、電池の温度が測定され（ステップＳ２５３）、続いて、電池の劣化度が確認される（ステップＳ２５４）。ステップＳ２５３の温度測定は、公知の温度センサーによって行うことができる。ステップＳ２５４の劣化度確認は、例えば上述の方法（充電曲線を用いる方法やパルス電流応答を用いる方法）によって行うことができ、ステップＳ２５４において、電池の劣化度Ｘが特定される。このようにして電池の劣化度Ｘを特定したら、続いて、その劣化度ＸがＸ１以上であるか否かが制御部で判断される（ステップＳ２５５）。ステップＳ２５５で肯定判断がなされた場合は、初期性能を発現可能な電池と同じ条件で高速充電を行うと電池の不具合などが生じる恐れがあるので、充電速度を維持するためには充電される電池の温度などの充電条件を変更する必要がある。そのため、ステップＳ２５５で肯定判断がなされると、引き続き、その劣化度ＸがＸ２以上であるか否かが制御部で判断される（ステップＳ２５６）。これに対し、ステップＳ２５５で否定判断がなされた場合には、電池の劣化の程度が軽いので、初期性能を発現可能な電池と同じ条件で高速充電を行っても電池の不具合を生じさせることなく目的のＳＯＣまで高速充電を行うことができる可能性が高い。そこで、ステップＳ２５５で否定判断がなされた場合には、給電装置の制御部などに記憶されている充電制御マップ（以下、第２実施形態の説明において、単に「充電制御マップ」という。）を用いて、例えば、予め決められている所定の温度Ｔ１で目的のＳＯＣまで充電することが可能な最大の電流値Ｉ１を特定することによって、充電条件を決定する（ステップＳ２６４）。このようにして充電条件が決定されたら、ステップＳ２６３へ処理が移行される。
【００３５】
ステップＳ２５６で肯定判断がなされた場合には、温度を高めた状態で電池を高速充電することが困難なほどに電池の劣化が進んでいるとみなすことができる。そのため、ステップＳ２５６で肯定判断がなされた場合には、電池の温度をＴ２にする指令を加熱装置に出力して電池温度を高めた後、電流値を、Ｘ≦Ｘ２である電池を高速充電する際の電流値Ｉ１よりも小さい値（Ｉ２）に設定する（ステップＳ２５７）。ステップＳ２５６で肯定判断がなされた電池の充電電流値Ｉ２は、充電制御マップを用いて特定することができる（ステップＳ２５８）。
一方、ステップＳ２５６で否定判断がなされた場合、電池の劣化度ＸはＸ１≦Ｘ＜Ｘ２である。この状態の電池は、温度を高めた状態で充電を行うことにより、電池の不具合発生を防止しながら電池を目的の容量まで高速充電することが可能である。したがって、ステップＳ２５６で否定判断がなされた場合には、電池温度を上昇させる（ステップＳ２６５）。上昇後の電池温度Ｔ２は、充電制御マップを用いて特定することができる。例えば、充電制御マップに記載された、初期性能を発現可能な電池を高速充電する際の電流値Ｉ１の線を用いて、目的のＳＯＣまで充電するのに必要な最低電池温度を特定し、これを加熱後の電池温度Ｔ２とする（ステップＳ２６６）。ステップＳ２６６で加熱後の電池温度Ｔ２を特定したら、この温度Ｔ２に電池を加熱するため、加熱装置に加熱指令が送信される（ステップＳ２６７）。このようにして充電条件が決定されたら、ステップＳ２６３へ処理が移行される。
【００３６】
ステップＳ２５８で充電電流値を特定したら、引き続き、電池の劣化度ＸがＸ３以上であるか否かが判断される（ステップＳ２５９）。ステップＳ２５９で肯定判断がなされた場合には、温度を高めた状態で電池を充電することが困難なほどに電池の劣化が進んでいるとみなすことができる。そのため、ステップＳ２５９で肯定判断がなされた場合には、電池温度をＴ２よりも低温に設定する（ステップＳ２６０）。Ｔ２よりも低い温度Ｔ３は、充電制御マップを用いて特定することができ、この充電制御マップを用いて、さらに、充電電流値Ｉ３も特定する（ステップＳ２６１）。ステップＳ２６１で電池温度Ｔ３及び充電電流値Ｉ３を特定したら、温度Ｔ３に電池温度を制御するために、加熱装置に指令が送信される（ステップＳ２６２）。このようにして充電条件が決定されたら、ステップＳ２６３へ処理が移行される。
一方、ステップＳ２５９で否定判断がなされた場合、電池の劣化度ＸはＸ２≦Ｘ＜Ｘ３である。この状態の電池は、温度を高めた状態で電池を充電することが可能であるとみなすことができる。したがって、ステップＳ２５９で否定判断がなされた場合の充電条件は、電池温度Ｔ２且つ充電電流値Ｉ２とされ、ステップＳ２６３へ処理が移行される。
【００３７】
以上のようにして充電条件が決定されたら、その条件で充電を行うために、給電装置の制御部から車載電池へ向けて充電電力が出力され（ステップＳ２６３）、充電が行われる。
【００３８】
一方、車両においては、給電装置の制御部から送信された起動指令を受信すると（ステップＳ２０１において肯定判断がなされると）、車両の制御部によって、車載電池が起動される（ステップＳ２０２）。その後、給電装置から出力された充電電力を受け取ることにより、充電が行われる（ステップＳ２０３）。なお、ステップＳ２０１で否定判断がなされている間は電池が起動されない。
【００３９】
車両と給電装置との間で上記のようなやり取りを行うことにより、図１に示した形態で電池の充電を制御することが可能になる。したがって、第２実施形態にかかる本発明によれば、車載電池の不具合発生を防止しながら車載電池を目的の容量まで高速充電することが可能になる。
【００４０】
第１実施形態にかかる本発明、及び、第２実施形態にかかる本発明に関する上記説明では、電池温度を目標温度まで高めてから充電が開始される形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。電池を目標の温度まで高めるための所要時間が長い場合には、目標温度よりも低い所定の温度に到達した時点で、その温度で充電可能ＳＯＣまで充電することが可能な充電電流値で充電を開始することができる。そして、充電開始後に再度電池温度を測定して目標の温度に達していなければ、さらにその温度で充電可能ＳＯＣまで充電することが可能な充電電流値で充電を行う、というステップを繰り返して、電池温度が目標温度に到達する前においても、測定された温度に応じた充電電流値で充電を行う形態とすることも可能である。電池温度を目標温度まで高めてから充電を開始するか、又は、電池温度が目標温度に到達する前に充電を開始するかは、それぞれの場合における充電終了までの所要時間を算出し、この所要時間が短くなる形態を選択すれば良い。なお、本発明において、目標温度へと到達した電池は、ヒーター等の公知の加熱装置を用いて、その温度が一定に保たれる。
【００４１】
また、本発明に関する上記説明では、電池の温度や充電電流値を決定する際に、充電電流値と、電池温度と、充電可能ＳＯＣとの関係が示された充電制御マップが用いられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明は、例えば、電池温度と固体電解質のイオン伝導度との関係を示したグラフ、及び、固体電解質のイオン伝導度と充電可能ＳＯＣとの関係を示したグラフを用いて、電池の温度や充電電流値を決定する形態であっても良い。また、本発明は、例えば、電池温度と負極層のイオン伝導度との関係を示したグラフ、及び、負極層のイオン伝導度と充電可能ＳＯＣとの関係を示したグラフを用いて、電池の温度や充電電流値を決定する形態であっても良い。
【００４２】
本発明により充電を制御される電池の形態は特に限定されないが、例えば、全固体電池を好ましく用いることができる。本発明において、電池の正極層に含有させる正極活物質としては、全固体電池で使用可能な正極活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等の層状活物質のほか、Ｌｉ１＋ｘＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２（−０．０５≦ｘ≦０．１）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘ−ｙＭｙＯ４（ＭがＡｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎから選ばれる１種以上であり、０≦ｘ≦０．０６、０．０３≦ｙ≦０．１５）で表される組成の異種元素置換Ｌｉ−Ｍｎスピネル、チタン酸リチウム（ＬｉｘＴｉＯｙ、０．３６≦ｘ≦２、１．８≦ｙ≦３）、リン酸金属リチウム（ＬｉＭＰＯ４、ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉから選ばれる１種以上）等を例示することができる。正極活物質の形状は、例えば粒子状や薄膜状等にすることができる。正極活物質の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば１ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００４３】
また、本発明では、電池の正極層や負極層に、必要に応じて、全固体電池に使用可能な公知の固体電解質が含有されていても良い。そのような固体電解質としては、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２等の酸化物系非晶質固体電解質、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｏ５、ＬｉＩ−Ｌｉ３ＰＯ４−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５等の硫化物系非晶質固体電解質のほか、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎ、Ｌｉ５Ｌａ３Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ３ＰＯ（４−３／２ｗ）Ｎｗ（ｗはｗ＜１）、Ｌｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４等の結晶質酸化物・酸窒化物等を例示することができる。ただし、性能を高めやすい電池にする等の観点から、固体電解質は硫化物固体電解質を用いることが好ましい。
【００４４】
固体電解質として硫化物固体電解質を用いる場合、正極活物質と固体電解質との界面に高抵抗層が形成され難くすることにより、電池抵抗の増加を防止しやすい形態にする観点から、正極活物質は、イオン伝導性酸化物で被覆されていることが好ましい。正極活物質を被覆するリチウムイオン伝導性酸化物は、リチウムイオン伝導性を有し、且つ、活物質や固体電解質と接触しても流動しない被覆層の形態を維持し得る物質を含有していれば良い。そのようなリチウムイオン伝導性酸化物としては、例えば、一般式ＬｉｘＡＯｙ（Ａは、Ｂ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ又はＷであり、ｘ及びｙは正の数である。）で表される酸化物を挙げることができる。具体的には、Ｌｉ３ＢＯ３、ＬｉＢＯ２、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＡｌＯ２、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ２ＳｉＯ３、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、Ｌｉ２Ｔｉ２Ｏ５、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＬｉＮｂＯ３、Ｌｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２ＷＯ４等を例示することができる。また、正極活物質の表面をイオン伝導性酸化物で被覆する場合、イオン伝導性酸化物は、正極活物質の少なくとも一部を被覆してれば良く、正極活物質の全面を被覆していても良い。また、正極活物質を被覆するイオン伝導性酸化物の厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、イオン伝導性酸化物の厚さは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等を用いて測定することができる。
【００４５】
また、正極層は、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知のバインダーを用いて作製することができる。そのようなバインダーとしては、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができる。
【００４６】
さらに、正極層には、導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。正極層に含有させることが可能な導電材としては、気相成長炭素繊維、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）等の炭素材料のほか、全固体電池の使用時の環境に耐えることが可能な金属材料を例示することができる。上記正極活物質、固体電解質、及び、バインダー等を液体に分散して調整したスラリー状の正極組成物を用いて正極層を作製する場合、使用可能な液体としてはヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。また、正極層の厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、全固体電池の性能を高めやすくするために、正極層はプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、正極層をプレスする際の圧力は１００ＭＰａ程度とすることができる。
【００４７】
また、電池の負極層に含有させる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な公知の負極活物質を適宜用いることができる。そのような負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質、及び、金属活物質等を挙げることができる。カーボン活物質は、炭素を含有していれば特に限定されず、例えばメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えばＮｂ２Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＳｉＯ等を挙げることができる。金属活物質としては、例えばＳｉ、及び、Ｓｉ合金等を挙げることができる。負極活物質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。負極活物質の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば１ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００４８】
さらに、負極層には、負極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。負極層に含有させることが可能なバインダーや導電材としては、正極層に含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、液体に上記負極活物質等を分散して調整したスラリー状の負極組成物を用いて負極層を作製する場合、負極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。また、負極層の厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、全固体電池の性能を高めやすくするために、負極層はプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、負極層をプレスする際の圧力は２００ＭＰａ以上とすることが好ましく、４００ＭＰａ程度とすることより好ましい。
【００４９】
また、本発明により充電を制御される電池が全固体電池である場合、固体電解質層に含有させる固体電解質としては、全固体電池に使用可能な公知の固体電解質を適宜用いることができる。そのような固体電解質としては、正極層や負極層に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、固体電解質層には、可塑性を発現させる等の観点から、固体電解質同士を結着させるバインダーを含有させることができる。そのようなバインダーとしては、正極層に含有させることが可能な上記バインダー等を例示することができる。ただし、高出力化を図りやすくするために、固体電解質の過度の凝集を防止し且つ均一に分散された固体電解質を有する固体電解質層を形成可能にする等の観点から、固体電解質層に含有させるバインダーは５質量％以下とすることが好ましい。また、液体に上記固体電解質等を分散して調整したスラリー状の固体電解質組成物を正極層や負極層等に塗布する過程を経て固体電解質層を作製する場合、固体電解質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。固体電解質層における固体電解質材料の含有量は、質量％で、例えば６０％以上、中でも７０％以上、特に８０％以上であることが好ましい。固体電解質層の厚さは、電池の構成によって大きく異なるが、例えば、０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００５０】
また、正極層に接続される集電体は、電池の正極集電体として使用可能な公知の金属を用いることができる。そのような金属としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｎからなる群から選択される一又は二以上の元素を含む金属材料を例示することができる。
【００５１】
また、負極層に接続される集電体は、電池の負極集電体として使用可能な公知の金属を用いることができる。そのような金属としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｎからなる群から選択される一又は二以上の元素を含む金属材料を例示することができる。
【００５２】
また、上記物質で構成される電池は、ラミネートフィルム等の外装体に密封された状態で使用することができる。そのようなラミネートフィルムとしては、樹脂製のラミネートフィルムや、樹脂製のラミネートフィルムに金属を蒸着させたフィルム等を例示することができる。
【００５３】
上述のように、本発明では、電池温度及び充電電流値を決定する際に、充電電流値と、電池温度と、充電可能ＳＯＣとの関係が示された充電制御マップを用いることができる。この充電制御マップは、例えば、上記材料及び方法で作製した各層を備える全固体電池を作製した後、電池温度及び充電電流値の設定値を変えた複数の条件で、例えば３Ｖから４．５５Ｖまで定電流−定電圧充電を行うことにより、異常充電が発生する直前までの容量を、各電池温度及び各充電電流値の場合における充電可能ＳＯＣとして特定することができる。
【００５４】
また、本発明では、電池温度及び充電電流値を決定する際に、電池温度と固体電解質のイオン伝導度との関係を示したグラフ、及び、固体電解質のイオン伝導度と充電可能ＳＯＣとの関係を示したグラフを用いることができる。ここで、固体電解質のイオン伝導度の測定方法は特に限定されない。例えば、プレスする過程を経て固体電解質層を作製し、これを一対のカーボンコートＡｌ箔で挟んでプレスした積層体を作製した後、交流インピーダンス法にて測定した１００ｋＨｚ付近の実数軸との交点を抵抗とし、この抵抗値を固体電解質層の厚さで割って逆数をとった値を、固体電解質のイオン伝導度とすることができる。
【００５５】
また、本発明では、電池温度及び充電電流値を決定する際に、電池温度と負極層のイオン伝導度との関係を示したグラフ、及び、負極層のイオン伝導度と充電可能ＳＯＣとの関係を示したグラフを用いることができる。ここで、負極層のイオン伝導度の測定方法は特に限定されず、例えば以下の方法により負極層のイオン伝導度を測定することができる。
まず、一対の固体電解質層で挟まれた負極層を作製し、この両端にＩｎ箔及びＬｉ箔をそれぞれ挿入してプレスすることにより、負極層を含む積層体を作製した後、この負極層を含む積層体を所定の温度で所定の時間に亘って放置する。その後、直流電流０．５ｍＡを３０秒間に亘って流した後、電流印加前後の電圧差ΔＶを求め、このΔＶと電流０．５ｍＡとの関係から、負極層を含む積層体の抵抗Ｒ１を求める。
次に、負極層を含まないほかは上記積層体と同様に構成される、負極層を含まない積層体を作製し、負極層を含む積層体と同様の方法で、負極層を含まない積層体の抵抗Ｒ０を求める。負極層のイオン伝導抵抗は、Ｒ１−Ｒ０と考えられるので、これを負極層の厚さで割り、逆数をとった値を、負極層のイオン伝導度とすることができる。
【００５６】
本発明に関する上記説明では、本発明によって充電を制御される電池がリチウムイオン二次電池である形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明によって充電を制御される電池は、正極層と負極層との間を、リチウムイオン以外のイオンが移動する形態であっても良い。そのようなイオンとしては、ナトリウムイオンやカリウムイオン等を例示することができる。リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とする場合、正極活物質、電解質、及び、負極活物質は、移動するイオンに応じて適宜選択すれば良い。
【図１】
2014064750.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年2月16日(2015.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、
前記加熱信号に基づいて加熱された前記電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、
前記電池の劣化度Ｘが第１の値Ｘ１以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、
前記制御部で、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上である前記電池の充電速度を、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１未満であるときにおける前記電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１未満であるときにおける前記電池の充電速度へと近づけるように、前記制御部によって前記加熱信号が前記電池の温度を上げるように制御され、
前記制御部で、前記電池の劣化度Ｘが、前記第１の値Ｘ１よりも大きい第２の値Ｘ２以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上且つ前記第２の値Ｘ２未満であるときにおける前記電池の充電速度よりも遅くなるように、前記制御部によって前記加熱信号及び／又は前記充電信号が制御され、
前記制御部で、前記電池の劣化度Ｘが、前記第２の値Ｘ２よりも大きい第３の値Ｘ３以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第２の値Ｘ２以上且つ前記第３の値Ｘ３未満であるときよりもさらに前記電池の充電速度を低減するとともに、前記電池の温度を低減した状態で充電を行うように、前記制御部によって前記加熱信号及び前記充電信号が制御される、
電池の充電制御装置。
【請求項２】
車両に搭載された電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、
前記加熱信号に基づいて加熱された前記電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、
前記電池の劣化度Ｘが第１の値Ｘ１以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記車両に搭載されており、
前記制御部で、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上である前記電池の充電速度を、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１未満であるときにおける前記電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１未満であるときにおける前記電池の充電速度へと近づけるように、前記制御部によって前記加熱信号が前記電池の温度を上げるように制御され、
前記制御部で、前記電池の劣化度Ｘが、前記第１の値Ｘ１よりも大きい第２の値Ｘ２以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上且つ前記第２の値Ｘ２未満であるときにおける前記電池の充電速度よりも遅くなるように、前記制御部によって前記加熱信号及び／又は前記充電信号が制御され、
前記制御部で、前記電池の劣化度Ｘが、前記第２の値Ｘ２よりも大きい第３の値Ｘ３以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第２の値Ｘ２以上且つ前記第３の値Ｘ３未満であるときよりもさらに前記電池の充電速度を低減するとともに、前記電池の温度を低減した状態で充電を行うように、前記制御部によって前記加熱信号及び前記充電信号が制御される、
電池の充電制御装置。
【請求項３】
車両に搭載された電池を加熱するための加熱信号を出力する第１出力部と、
前記加熱信号に基づいて加熱された前記電池を充電するための充電信号を出力する第２出力部と、
前記電池の劣化度Ｘが第１の値Ｘ１以上であるか否かを判断する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記車両の外部に設けられた、前記電池へ電力を送る給電装置に搭載されており、
前記制御部で、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上である前記電池の充電速度を、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１未満であるときにおける前記電池の充電速度と同じにするように、又は、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１未満であるときにおける前記電池の充電速度へと近づけるように、前記制御部によって前記加熱信号が前記電池の温度を上げるように制御され、
前記制御部で、前記電池の劣化度Ｘが、前記第１の値Ｘ１よりも大きい第２の値Ｘ２以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第１の値Ｘ１以上且つ前記第２の値Ｘ２未満であるときにおける前記電池の充電速度よりも遅くなるように、前記制御部によって前記加熱信号及び／又は前記充電信号が制御され、
前記制御部で、前記電池の劣化度Ｘが、前記第２の値Ｘ２よりも大きい第３の値Ｘ３以上であると判断された場合には、劣化度Ｘが前記第２の値Ｘ２以上且つ前記第３の値Ｘ３未満であるときよりもさらに前記電池の充電速度を低減するとともに、前記電池の温度を低減した状態で充電を行うように、前記制御部によって前記加熱信号及び前記充電信号が制御される、
電池の充電制御装置。
【請求項４】
Ｘ＜Ｘ１である電池は電池温度Ｔ１且つ充電電流値Ｉ１で充電を行い、Ｘ１≦Ｘ＜Ｘ２である電池は電池温度Ｔ２で充電を行い、Ｘ２≦Ｘ＜Ｘ３である電池は電池温度Ｔ２且つ充電電流値Ｉ２で充電を行い、Ｘ３≦Ｘである電池は電池温度Ｔ３且つ充電電流値Ｉ３で充電を行うように、前記制御部によって前記加熱信号及び前記充電信号が制御され、
前記充電電流値Ｉ１、Ｉ２、及びＩ３はＩ３＜Ｉ２＜Ｉ１の関係を満たし、
前記電池温度Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３はＴ３≦Ｔ１＜Ｔ２の関係を満たす、
請求項１〜３のいずれかに記載の電池の充電制御装置。
【国際調査報告】
2014064750.tif 000009
2014064750.tif 000010