(57)【要約】  電池の容量低下を抑制できるリチウムイオン二次電池の充電保持方法を提供する。電池の容量低下を抑制可能な電池システム、この電池システムを搭載した車両及び電池搭載機器を提供することを課題とする。二相共存型の正極活物質ＰＭからなる正極活物質粒子１３５を正電極板１３０に用いたリチウムイオン二次電池１０１を、充電して保持するリチウムイオン二次電池の充電保持方法は、リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）ＳＣを、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電ステップＳ７と、超過充電ステップの後に、リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを目標ＳＯＣにする戻し放電ステップＳ８と、保持ステップＳ１０と、を備える。
2010125649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池を、充電して保持するリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、
上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電ステップと、
上記超過充電ステップの後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電ステップと、
上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持ステップと、を備える
リチウムイオン二次電池の充電保持方法。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、
前記超過充電ステップにおいて、
前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする
リチウムイオン二次電池の充電保持方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、
前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測ステップと、
上記保持予測ステップにおいて、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電ステップ、前記戻し放電ステップ、及び、前記保持ステップの実行を選択する選択ステップと、を備える
リチウムイオン二次電池の充電保持方法。
【請求項４】
二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える
電池システムであって、
上記充放電制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電手段と、
上記超過充電手段の後に、上記リチウムイオン二次電池を充電を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電手段と、
上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を含む
電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の電池システムであって、
前記超過充電手段は、
前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする
電池システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の電池システムであって、
前記充放電制御手段は、
前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測手段と、
上記保持予測手段において、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電手段、前記戻し放電手段、及び、前記保持手段の実行を選択する選択手段と、を含む
電池システム。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電池システムを搭載した外部充電可能型の車両。
【請求項８】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電池システムを搭載した電池搭載機器。
【請求項９】
Ｌｉイオンが挿入された第一相とＬｉイオンが脱離した第二相とが共存しうる、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える
電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を、目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測するＳＯＣ保持予測手段と、
上記ＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを、上記目標ＳＯＣとすると共に、上記正極活物質粒子の最外周を、上記第一相とする第一相化手段と、
上記リチウムイオン二次電池の上記ＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を備える
電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相共存型の正極活物質を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池の充電保持方法、このようなリチウムイオン二次電池を備える電池システム、この電池システムを搭載した車両及び電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車等の車両の普及により、これらの駆動用電源に用いられるリチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）の需要は増大している。
このような電池のうち、ＬｉＦｅＰＯ４など、二相共存型の正極活物質を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池が種々提案されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０１２６１３号公報
【特許文献２】特開２００２−２８００８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
なお、この二相共存型の正極活物質とは、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４など、Ｌｉイオンが挿入されたＬｉを含む化合物であって、これを第一相とし、充電により、この第一相の化合物からＬｉイオンを放出（脱離）させた場合に残る化合物（例えば、ＦｅＰＯ４）を第二相としたとき、これら第一相及び第二相が、１つの正極活物質粒子内で安定して共存可能な性質を有する物質である。【０００５】
この二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子は、電池が完全放電の状態では、全体が第一相となり、逆に満充電の状態では、全体が第二相となる。また、電池を充電すると、正極活物質粒子は、その径方向外側からＬｉイオンを放出して、徐々に第一相から第二相に相転移するため、充電途中では、正極活物質粒子のうち、少なくとも外周部は、第二相となっている。また逆に、電池を放電させると、正極活物質粒子の径方向外側からＬｉイオンが挿入されて、徐々に第二相から第一相に相転移を起こすため、放電途中では、正極活物質粒子のうち少なくとも外周部は、第一相になっている。【０００６】
ところで、本発明者らの研究によれば、二相共存型の正極活物質を正電極板に用いた電池において、充電した後に、その充電状態（ＳＯＣ）を保持したままとすると、電池の容量の低下が生じやすいことが判ってきた。その原因としては、正極活物質が第二相の状態になっていると、化合物中の金属イオン（例えば、ＦｅＰＯ４のＦｅ）が電解液中に溶出してしまう場合があり、この溶出により正極活物質（例えば、ＦｅＰＯ４、及び、これにＬｉを挿入してできるＬｉＦｅＰＯ４）の量が減少する、或いは溶出した金属イオンにより正極又は負極の劣化が引き起こされるためであると考えられた。従って、電池を充電して、この電池の正極活物質粒子の外周部が第二相となった状態で長時間、電解液中に保持しておくと、金属イオンの溶出により、電池の容量低下が進行する虞がある。
一方で、正極活物質が第一相の状態となっている場合には、これに含まれる金属イオンが電解液中に溶出し難いことも判ってきた。【０００７】
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであって、電池の容量低下を抑制できるリチウムイオン二次電池の充電保持方法を提供することを目的とする。さらには、電池の容量低下を抑制可能な電池システム、この電池システムを搭載した車両及び電池搭載機器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】
【０００８】
本発明の一態様は、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池を、充電して保持するリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電ステップと、上記超過充電ステップの後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電ステップと、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持ステップと、を備えるリチウムイオン二次電池の充電保持方法である。【０００９】
上述の電池の充電保持方法では、電池を充電して、一旦、超過ＳＯＣとするので、この状態では、正極活物質粒子の外周には、第二相が形成された状態となっている。しかしながら、さらにその後に、戻し放電ステップで放電して、電池のＳＯＣを目標ＳＯＣにする。この状態では、正極活物質粒子は、その最外周に、電解液中に溶出し難い第一相からなる層が形成された状態となっている。かくして、正極活物質粒子（第二相）からの金属イオンの溶出を防止し、電池の容量低下を抑制した電池の充電保持方法とすることができる。【００１０】
なお、前述したように、この二相共存型の正極活物質とは、ＬｉＦｅＰＯ４など、Ｌｉイオンが挿入されたＬｉを含む化合物であって、これを第一相とし、充電により、この第一相の化合物からＬｉイオンを放出させた場合に残る化合物（例えば、ＦｅＰＯ４）を第二相としたとき、これら第一相及び第二相が、１つの正極活物質粒子内で安定して共存可能な性質を有する物質である。
また、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子は、前述した性質を有している。即ち、電池が完全放電の状態では、全体が第一相となり、逆に、満充電の状態では、全体が第二相となる。また、電池を充電すると、正極活物質粒子は、その径方向外側からＬｉイオンが放出して、徐々に第一相から第二相に相転移を起こすため、充電途中では、正極活物質粒子のうち少なくとも外周部は、第二相となる。また逆に、電池を放電させると、正極活物質粒子の径方向外側からＬｉイオンが挿入されて、徐々に第二相から第一相に相転移を起こすため、放電途中では、正極活物質粒子のうち少なくとも外周部は第一相となる。【００１１】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、前記超過充電ステップにおいて、前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくするリチウムイオン二次電池の充電保持方法とすると良い。【００１２】
発明者らの研究により、戻し放電ステップで、ＳＯＣ差２％分以上の放電を行えば、電池の容量低下を確実に抑制できることが判ってきた。この放電により、各々の正極活物質粒子の最外周に、第一相からなる層を確実に形成できるためであると考えられる。
この知見に基づいて、上述のリチウムイオン二次電池の充電保持方法では、超過充電ステップにおいて、超過ＳＯＣを、目標ＳＯＣよりも２％以上大きくしている。これにより、この電池の容量低下を確実に抑制することができる。【００１３】
さらに、上述のいずれかのリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測ステップと、上記保持予測ステップにおいて、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電ステップ、前記戻し放電ステップ、及び、前記保持ステップの実行を選択する選択ステップと、を備えるリチウムイオン二次電池の充電保持方法とすると良い。【００１４】
上述のリチウムイオン二次電池の充電保持方法では、上述の保持予測ステップと選択ステップとを備える。このため、電池の容量低下が生じやすい、充電後に１時間以上の長時間にわたって電池を保持する場合でも、電池の容量低下を確実に抑制することができる。【００１５】
或いは、本発明の他の態様は、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える電池システムであって、上記充放電制御手段は、上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電手段と、上記超過充電手段の後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電手段と、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を含む電池システムである。【００１６】
上述の電池システムでは、充放電制御手段は、上述の超過充電手段、戻し放電手段、保持手段を含む。そのため、電池を充電した後に保持するにあたり、電池のＳＯＣを一旦、超過ＳＯＣとした後に、この電池を放電させて、電池のＳＯＣを目標ＳＯＣにした後に、電池を保持する。電池をこのようにして充電した場合、正極活物質粒子の最外周には、電解液中に金属イオンが溶出し難い第一相からなる層が形成される。かくして、電池を充電して保持するにあたり、正極活物質粒子（第二相）からの金属イオンの溶出を防止し、電池の容量低下を抑制可能とすることができる。【００１７】
さらに、上述の電池システムであって、前記超過充電手段は、前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする電池システムとすると良い。【００１８】
発明者らの研究により、戻し放電ステップで、ＳＯＣ差２％分以上の放電を行えば、電池の容量低下を確実に抑制できることが判ってきた。この放電により、各々の正極活物質粒子の最外周に、第一相からなる層を確実に形成できるためであると考えられる。
この知見に基づいて、上述の電池システムでは、超過充電手段は、超過ＳＯＣを、目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする。これにより、この電池の容量低下を確実に抑制することができる。【００１９】
さらに、上述のいずれかの電池システムであって、前記充放電制御手段は、前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測手段と、上記保持予測手段において、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電手段、前記戻し放電手段、及び、前記保持手段の実行を選択する選択手段と、を含む電池システムとすると良い。【００２０】
上述の電池システムでは、充放電制御手段は、上述の保持予測手段と選択手段とを含む。このため、電池を充電後に、１時間以上の長時間にわたって保持する場合に、電池の容量低下が生じやすい電池の容量低下を確実に抑制することができる。【００２１】
或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの電池システムを搭載した外部充電可能型の車両である。【００２２】
上述の車両では、前述の電池システムを搭載しているので、電池の容量低下を確実に抑制した車両とすることができる。【００２３】
なお、外部充電可能型の車両としては、例えば、自身の外部に設置された家庭用電源のコンセントにプラグを差し込んで二次電池を充電するプラグインハイブリッド電気自動車、及び、プラグイン電気自動車の他に、外部に設置された急速充電器（外部電源装置）を用いて充電する電気自動車等が挙げられる。【００２４】
或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの電池システムを搭載した電池搭載機器である。【００２５】
上述の電池搭載機器では、前述の電池システムを搭載しているので、電池の容量低下を確実に抑制した電池搭載機器とすることができる。【００２６】
なお、電池搭載機器としては、電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも１つとして利用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。【００２７】
或いは、本発明の他の態様は、Ｌｉイオンが挿入された第一相とＬｉイオンが脱離した第二相とが共存しうる、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を、目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測するＳＯＣ保持予測手段と、上記ＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを、上記目標ＳＯＣとすると共に、上記正極活物質粒子の最外周を、上記第一相とする第一相化手段と、上記リチウムイオン二次電池の上記ＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を備える電池システムである。【００２８】
上述の電池システムでは、上述のＳＯＣ保持予測手段と、このＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、電池のＳＯＣを、目標ＳＯＣとし、かつ、正極活物質粒子の最外周を、第一相とする第一相化手段と、電池のＳＯＣを目標ＳＯＣに保持に保持する保持手段とを備える。このため、電池を目標ＳＯＣで保持するにあたり、正極活物質粒子（第二相）から金属イオンが電解液中に溶出するのを防止して、電池の容量低下を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１，３にかかる車両の斜視図である。
【図２】実施形態１，３の次回使用時期設定機の斜視図である。
【図３】実施形態１，２，３の電池の透過斜視図である。
【図４】実施形態１，２，３の正電極板の斜視図である。
【図５】実施形態１，２，３の正電極板の部分拡大端面図（図４のＡ部）である。
【図６】実施形態１，２，３の正極活物質粒子の説明図であり、（ａ）は電池が完全放電の状態、（ｂ）は電池を充電している途中の状態である。
【図７】実施形態１，２，３の正極活物質粒子の説明図であり、（ａ）は電池が満充電の状態、（ｂ）は電池を放電させている途中の状態である。
【図８】実施形態１の電池の充電保持方法のフローチャートである。
【図９】実施形態１，２，３の正極活物質粒子の説明図であり、（ａ）は電池が超過充電状態、（ｂ）は電池が目標充電状態である。
【図１０】実施形態２にかかるノートＰＣの斜視図である。
【図１１】実施形態２の電池の充電保持方法のフローチャートである。
【図１２】実施形態３の電池のフローチャートである。
【図１３】実施形態３の電池のフローチャートである。
【図１４】実施形態３の電池のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１，３０１  車両
２０  ＰＨＶ制御装置（充放電制御手段，超過充電手段，戻し放電手段，保持手段，保持予測手段，選択手段，ＳＯＣ保持予測手段，第一相化手段）
１０１  電池（リチウムイオン二次電池）
１３０  正電極板
１３５  正極活物質粒子
１３５Ｅ  最外周部（（正極活物質粒子の）最外周）
２００  ノートＰＣ（電池搭載機器）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  電池システム
ＰＭ  正極活物質
ＰＭ１  第一相
ＰＭ２  第二相
ＳＣ１  現充電状態（現在のＳＯＣ）
ＳＣ２  超過充電状態（超過ＳＯＣ）
ＳＣ３  目標充電状態（目標ＳＯＣ）
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる車両１について説明する。図１に車両１の斜視図を示す。
この車両１は、組電池１０をなす、複数のリチウムイオン二次電池１０１（以下、電池１０１とも言う）、プラグインハイブリッド自動車制御装置（以下、ＰＨＶ制御装置とも言う）２０、及び、運転手が次回、この車両１の使用を開始する時期を設定可能な次回使用時期設定機３０を有する。また、これらの他に、フロントモータ４１、リアモータ４２、エンジン５０、ケーブル６０、インバータ７１、コンバータ７２、車体９０、及び、プラグ８１Ｐを先端に配置したプラグ付ケーブル８１を有するプラグインハイブリッド電気自動車である。
なお、この車両１は、上述の組電池１０、ＰＨＶ制御装置２０、次回使用時期設定機３０、コンバータ７２及びプラグ付ケーブル８１（プラグ８１Ｐ）で構成する電池システムＭ１を搭載している。
【００３２】
この車両１は、車両の作動中においては、電気自動車と同様にして、フロントモータ４１及びリアモータ４２を用いて走行することができるほか、ハイブリッド電気自動車と同様にして、エンジン５０、フロントモータ４１及びリアモータ４２を併用して走行することができる。一方、車両１の作動を終了した後には、電池システムＭ１を用いて、電気自動車と同様にして、車両１の外部に設置した外部電源ＸＶに、プラグ付ケーブル８１のプラグ８１Ｐを挿入して、組電池１０中の複数の電池１０１，１０１に充電することができる。
【００３３】
車両１のＰＨＶ制御装置２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータを含んでいる。そして、このＰＨＶ制御装置２０は、次回使用時期設定機３０、フロントモータ４１、リアモータ４２、エンジン５０、インバータ７１及びコンバータ７２とそれぞれ通信可能となっており、各部の状況に応じて様々な制御を行う。例えば、プラグ付ケーブル８１（プラグ８１Ｐ）を通じて、外部電源ＸＶから組電池１０（電池１０１）に充電する場合の充電制御や、組電池１０（電池１０１）を放電させる場合の放電制御を行う。
【００３４】
また、矩形箱形の次回使用時期設定機３０は、図２に示すように、その側面の１つをなすパネル部３２に、複数の配列したボタンを含む操作ボタン部３６、現在の時刻を表示する現在時刻表示部３３、及び、次回の使用開始時刻を表示する次回使用時刻表示部３４を有する。また、自身の外部に延び、ＰＨＶ制御装置２０と接続する接続ケーブル３１の他に、次回使用時期設定機３０の動作用電源としての内蔵電池（図示しない）を有する。なお、パネル部３２は車両１の車室内に露出しており、使用者（例えば、運転手等）がこの次回使用時期設定機３０の操作や表示確認を容易に行うことができる。
【００３５】
このうち、現在時刻表示部３３は、次回使用時期設定機３０内に含む、図示しない内蔵時計の現時刻ＣＬ０（年（西暦），月，日，時，分）を表示する。
また、次回使用時刻表示部３４は、運転手が操作ボタン部３６を用いて入力し設定した、車両１を次回に使用する次回使用時刻ＣＬ１（年（西暦），月，日，時，分）を表示する。
【００３６】
また、組電池１０は、その内部に、後述する正電極板１３０を発電要素１２０に用いた捲回形の電池１０１を１００個収容している。この電池１０１は、図３に示すように、発電要素１２０及び電解液１６０を矩形箱状の電池ケース１１０に収容している。
【００３７】
なお、この電池ケース１１０のうち、図３中、上方を向くケース表面１１２ａから、正電極板１３０と接続する正極集電部材１７１の先端の正極端子部１７１Ａが、図３中、上方に突出している。また、負電極板１４０と接続する負極集電部材１７２の先端の負極端子部１７２Ａが、図３中、上方に突出している。このため、電池１０１では、これら正極端子部１７１Ａ及び負極端子部１７２Ａを通じて、発電要素１２０に電気エネルギを出し入れできる。
また、電池ケース１１０と、正極端子部１７１Ａ及び負極端子部１７２Ａとの間には、それぞれ樹脂製の絶縁部材１７５が介在して、両者を絶縁している。また、矩形板状の安全弁１７７がケース表面１１２ａ側に封着されている。
【００３８】
また、電解液１６０は、ＥＣ（エチレンカーボネート）、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）及びＤＭＣ（ジメチルカーボネート）を調整した混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ６を添加した有機電解液である。
【００３９】
また、発電要素１２０は、帯状の正電極板１３０及び負電極板１４０が、多孔質のポリプロピレン／ポリエチレン複合体膜からなる帯状のセパレータ１５０を介して扁平形状に捲回されてなる。なお、この発電要素１２０の正電極板１３０及び負電極板１４０はそれぞれ、クランク状に屈曲した板状の正極集電部材１７１又は負極集電部材１７２と接合されている。
【００４０】
発電要素１２０のうち負電極板１４０は、銅からなる帯状の負極箔（図示しない）と、この負極箔の両主面上に積層された２つの負極活物質層（図示しない）とを有している。このうち、負極活物質層には、それぞれ図示しない天然黒鉛系炭素材料、結着剤及び増粘剤が含まれる。
【００４１】
また、正電極板１３０は、図４に示すように、アルミニウムからなる帯状の正極箔１３１と、この正極箔１３１の両主面上に積層された２つの正極活物質層１３２，１３２とを有している。このうち、正極活物質層１３２は、ＬｉＦｅＰＯ４からなる二相共存型の正極活物質ＰＭからなる正極活物質粒子１３５、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤１３７、及び、アセチレンブラックからなる導電助材１３８を混練し塗工したものである（図５参照）。
【００４２】
このうち、正極活物質粒子１３５について、図６，７を参照しつつ説明する。
この正極活物質粒子１３５は、電池１０１が完全放電の状態では、正極活物質粒子１３５全体が、Ｌｉイオンが挿入されたＬｉを含む化合物（本実施形態１ではＬｉＦｅＰＯ４）からなる第一相ＰＭ１となっている（図６（ａ）参照）。また、このような電池１０１を充電していくと、正極活物質粒子１３５では、その径方向外側からＬｉイオンが脱離して、徐々に第一相ＰＭ１から第二相ＰＭ２に相転移を起こす。なお、第二相ＰＭ２は、Ｌｉイオンを脱離させた場合に残る化合物（本実施形態１ではＦｅＰＯ４）である。
このため、充電途中では、正極活物質粒子１３５のうち少なくとも最外周部１３５Ｅは、第二相ＰＭ２となっている（図６（ｂ）参照）。
【００４３】
逆に、電池１０１が満充電の状態では、正極活物質粒子１３５全体が、第二相ＰＭ２となっている（図７（ａ）参照）。また、このような電池１０１を放電させていくと、正極活物質粒子１３５は、その径方向外側からＬｉイオンが挿入されて、徐々に第二相ＰＭ２から第一相ＰＭ１に相転移を起こす。
このため、放電途中では、正極活物質粒子１３５のうち少なくとも最外周部１３５Ｅは、第１相ＰＭ１となっている（図７（ｂ）参照）。
【００４４】
ところで、本発明者らの研究によれば、上述の正極活物質粒子１３５を正電極板１３０に用いた電池１０１において、充電した後、この電池１０１の充電状態（ＳＯＣ）を保持したままにすると、電池１０１の容量の低下が生じやすいことが判ってきた。
その原因としては、正極活物質ＰＭが第二相ＰＭ２の状態になっていると、化合物を構成する金属イオン（本実施形態１ではＦｅ）が電解液１６０中に溶出してしまう場合があり、この溶出により正極活物質ＰＭの量が減少してしまう、或いは溶出した金属イオンにより、正電極板１３０又は負電極板１４０の劣化が引き起こされるためであると考えられる。従って、電池１０１を充電して、上述した図６（ｂ）のように、この電池１０１の正極活物質粒子１３５の外周部１３５Ｅが第二相ＰＭ２となった状態で、長時間にわたって電解液１６０中に保持しておくと、第二相ＰＭ２から金属イオンが電解液１６０中に溶出して、電池１０１の容量低下が進行してしまう。
一方で、正極活物質ＰＭが第一相ＰＭ１の状態となっている場合には、これに含まれる金属イオンが電解液１６０中に溶出し難いことも判ってきた。
【００４５】
そこで、正極活物質粒子１３５を用いる電池１０１を目標とする目標充電状態ＳＣ３にする際には、まず目標充電状態ＳＣ３よりも高い超過充電状態ＳＣ２にまで電池１０１を充電して、その後、目標充電状態ＳＣ３になるよう電池１０１を放電させる。これにより、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅに、電解液１６０中に溶出し難い第一相ＰＭ１からなる層が形成された状態となる。
【００４６】
まず、電池１０１（正極活物質粒子１３５）の特性を把握するため、充電パターンと、電池１０１の電池容量の低下率の関係について検証した。
まず、電池１０１を１１個用意する（充電パターンに応じて、実施例１〜９及び比較例１，２とする）。いずれも、製造された後、未使用の電池である。
これら実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、容量試験を実施した。具体的には、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池に、４．１Ｖまで一定の電流値（０．２Ｃ）で充電する定電流充電を行った。そして、この４．１Ｖに到達したら、その電圧を維持しつつ電流値を０．０２Ｃまで徐々に小さくしながら充電する定電圧充電に切り換えて、各電池を充電した。その後、各電池を、０．２Ｃの電流値で３．０Ｖまで放電させた。
上述の充電及び放電を３回繰り返し、３回の放電時の容量の平均を、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池の初期の電池容量とした。
【００４７】
次に、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、４５℃の環境下で３０日間の保存試験を行った。
具体的には、実施例１〜９の各電池について、一旦ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２になるまで充電した後に、放電させてＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３とし、その後、室温が４５℃の恒温槽（図示しない）内に収容して３０日間連続して保持した。つまり、充電後に若干放電させる充電パターンで充電を行ってから各電池を保持した。
【００４８】
さらに具体的には、実施例１〜４の各電池では、超過充電状態ＳＣ２をそれぞれＳＯＣ９１％、ＳＯＣ９３％、ＳＯＣ９５％及びＳＯＣ１００％に設定した。なお、これら各電池の目標充電状態ＳＣ３は、いずれもＳＯＣ９０％に設定した。
【００４９】
同様に、実施例５〜９の各電池では、超過充電状態ＳＣ２をそれぞれＳＯＣ８１％、ＳＯＣ８３％、ＳＯＣ８５％、ＳＯＣ９０％及びＳＯＣ１００％に設定した。なお、これら各電池の目標充電状態ＳＣ３は、ＳＯＣ８０％に設定した。
比較のため、充電してＳＯＣを９０％（比較例１）及び８０％（比較例２）とした電池についても、同様に、充電後恒温槽内で保持した。なお、この場合、超過充電状態ＳＣ２が目標充電状態ＳＣ３と等しいと考えて表１に記載してある。
【００５０】
上述の保存試験の後、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、保存試験前と同様の容量試験を再度実施した。そして、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、保存試験後の電池容量の、初期の電池容量に対する低下率を算出した（表１参照）。
【００５１】
【表１】
2010125649.tif 000003
【００５２】
表１から、各電池のうち、充電後に放電を行わなかった比較例１では、電池容量の低下率が２０％、比較例２では、１８％であったことが判る。これに対し、充電後に放電を行った実施例１〜４及び実施例５〜９では、これらよりも低下率が小さくなっている。このことから、一旦、目標充電状態ＳＣ３よりも高い超過充電状態ＳＣ２にまで充電した後に、目標充電状態ＳＣ３となるまで放電させると、電池容量の低下を抑制できることが判る。
【００５３】
さらに、超過充電状態ＳＣ２を目標充電状態ＳＣ３よりも３％以上大きくした実施例２〜４及び実施例６〜９の各電池では、電池容量の低下率を実施例１或いは実施例５よりも小さくできる。このことから、超過充電状態ＳＣ２を目標充電状態ＳＣ３よりも３％以上大きくすると、電池容量の低下率をさらに小さくできることが判る。
【００５４】
以上の結果に基づいて、本実施形態１の電池システムＭ１を用いた充電保持方法について、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００５５】
まず、車両１の作動を終了（キーオフ）させると（ステップＳ１）、ＰＨＶ制御装置２０のＣＰＵ（図示しない）は、次回使用時期設定機３０を起動させる（ステップＳ２）。この次回使用時期設定機３０の起動により、使用者（例えば、運転手等）が、車両１の次回使用時刻ＣＬ１をその次回使用時期設定機３０に入力できるようになる。
【００５６】
ステップＳ３では、使用者により、次回使用時刻ＣＬ１が次回使用時期設定機３０に入力されたか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ち次回使用時刻ＣＬ１が次回使用時期設定機３０に入力されていない場合、ステップＳ３を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ち次回使用時期設定機３０に入力された場合には、ステップＳ４に進む。
【００５７】
ステップＳ４では、車両１のプラグ８１Ｐが外部電源ＸＶに挿入されたか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ちプラグ８１Ｐが外部電源ＸＶに挿入されていない場合、ステップＳ４を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ちプラグ８１Ｐが外部電源ＸＶに挿入された場合には、ステップＳ５に進む。
【００５８】
次いで、ステップＳ５では、次回使用時刻ＣＬ１まで電池１０１のＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３（本実施形態１では、ＳＯＣ９０％）に保持する保持時間ＴＨを算出する。
具体的には、まず、ＰＨＶ制御装置２０が、現状の現充電状態ＳＣ１（例えば、ＳＯＣ５０％）から充電を行い、目標充電状態ＳＣ３（例えば、ＳＯＣ９３％）にするまでの充電時間を算出する。そして、次回使用時期設定機３０の現時刻ＣＬ０から次回使用時刻ＣＬ１になるまでの時間から、上述の充電時間を引いて保持時間ＴＨを算出する。
なお、電池１０１のＳＯＣは、これまでに電池１０１に対して行われた充電時及び放電時の電流積算値に基づいて随時算出されている。
【００５９】
ステップＳ５で算出した保持時間ＴＨが、１時間以上であるか否かを判別する（ステップＳ６）。
ここで、ＮＯ、即ち第１時間Ｔ１が１時間未満の場合、ステップＳ９に進む。一方、ＹＥＳ、即ち第１時間Ｔ１が１時間以上の場合には、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持される時間が、正極活物質ＰＭをなす金属イオンの溶出が進行してしまう程の長時間になると考えられるので、ステップＳ７進む（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１０の実行を選択する）。
【００６０】
ステップＳ７では、現充電状態ＳＣ１である電池１０１において、ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２（例えば、ＳＯＣ９３％）になるまで電池１０１を充電する。具体的には、超過充電状態ＳＣ２に相当する電流積算値まで一定の電流値で充電する定電流充電を行う。
上述のようにしてＳＯＣが所定の超過充電状態ＳＣ２になったら、外部電源ＸＶによる充電を終了する。
【００６１】
続いてステップＳ８では、ＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３（ＳＯＣ９０％）になるまで電池１０１を放電させる。具体的には、ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２にある電池１０１を、目標充電状態ＳＣ３に相当する電流積算値まで一定の電流値で放電させる。このときの、電池１０１を放電させた電荷は、外部電源ＸＶに戻す。或いは、電装機器のメンテナンスに用いられる。
このようにして放電させた後、ステップＳ１０に進む。
【００６２】
一方、ステップＳ９では、ＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３になるまで電池１０１を充電する。具体的には、目標充電状態ＳＣ３に相当する電流積算値まで一定の電流値で充電する定電流充電を行う。
上述のようにしてＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３になったら、ステップＳ１０に進む。
このステップＳ１０では、次に使用を開始するまでＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持する。
【００６３】
なお、ステップＳ７及びステップＳ８を実行した前後における、正極活物質粒子１３５の状態を、図９を参照して説明する。
電池１０１を、ステップＳ７で超過充電状態ＳＣ２（例えば、ＳＯＣ９３％）まで充電すると、正極活物質粒子１３５は、図９（ａ）に示すように、その外周部分（図９中、中心部分を除くほぼ全体）が第二相ＰＭ２となる。
さらに、ステップＳ８で、電池１０１を目標充電状態ＳＣ３（例えば、ＳＯＣ９０％）まで放電させると、正極活物質粒子１３５は、図９（ｂ）に示すように、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅにある第一相ＰＭ１と、最外周部１３５Ｅの内側にある第二相ＰＭ２とが共存した状態となる。このように、ステップＳ８を終えると、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅが第一相ＰＭ１で構成されるので、この正極活物質粒子１３５を、保持時間ＴＨが１時間以上の長時間にわたって電解液１６０中に保持しても、第一相ＰＭ１に含まれる金属イオンが電解液１６０中に溶出し難い。このため、電池容量の低下を抑制できる。
【００６４】
なお、本実施形態１では、ステップＳ５が保持予測ステップに、ステップＳ６が選択ステップに、ステップＳ７が超過充電ステップに、ステップＳ８が放電ステップに、ステップＳ１０が保持ステップに、それぞれ対応する。
また、ＰＨＶ制御装置２０が充放電制御手段に、各ステップを実行しているＰＨＶ制御装置２０（これに含まれるマイクロコンピュータ）が超過充電手段、戻し放電手段、保持手段、保持予測手段、及び選択手段に、それぞれ該当する。
また、ＰＨＶ制御装置２０（これに含まれるマイクロコンピュータ）がＳＯＣ保持予測手段及び第一相化手段に、それぞれ該当する。
【００６５】
以上より、本実施形態１の電池１０１の充電保持方法では、ステップＳ７において、電池１０１を充電して、一旦、超過充電状態ＳＣ２とした後に、ステップＳ８の戻し放電ステップで放電して、電池１０１のＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３にする。この状態（目標充電状態ＳＣ３）では、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅが、電解液１６０中に金属イオンが溶出し難い第一相ＰＭ１となるので（図９（ｂ）参照）、正極活物質粒子１３５（第二相ＰＭ２）からの金属イオンの溶出を防止できる。かくして、電池１０１の容量低下を抑制した電池１０１の充電保持方法とすることができる。
【００６６】
また、本実施形態１の電池１０１の充電保持方法では、ステップＳ７（超過充電ステップ）において、超過充電状態ＳＣ２を、目標充電状態ＳＣ３よりも２％以上大きくしている（本実施形態１では３％）。これにより、この電池１０１の容量低下を確実に抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態１の電池１０１の充電保持方法では、ステップＳ５（保持予測ステップ）とステップＳ６（選択ステップ）とを備える。このため、電池１０１の容量低下が生じやすい充電後の電池１０１を、１時間以上の長時間にわたって保持する場合に、電池１０１の容量低下を確実に抑制することができる。
【００６８】
また、本実施形態１にかかる電池システムＭ１では、超過充電手段（ステップＳ７を実行するＰＨＶ制御装置２０）と、戻し放電手段（ステップＳ８を実行するＰＨＶ制御装置２０）と、保持手段（ステップＳ１０を実行するＰＨＶ制御装置２０）とを備える。そのため、電池１０１を充電した後に保持するにあたり、電池１０１のＳＯＣを一旦、超過充電状態ＳＣ２とした後に、この電池１０１を放電させて、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３にした後に、電池１０１を保持することができる。かくして、電池１０１の容量低下を抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態１にかかる電池システムＭ１では、保持予測手段（ステップＳ５を実行するＰＨＶ制御装置２０）と、選択手段（ステップＳ６を実行するＰＨＶ制御装置２０）とを備える。このため、電池１０１を充電後に、１時間以上の長時間にわたって保持する場合に、電池１０１の容量低下が生じやすい電池１０１の容量低下を確実に抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態１にかかる電池システムＭ１では、ＳＯＣ保持予測手段（ステップＳ５を実行するＰＨＶ制御装置２０）を備える。また、このＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、電池１０１のＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３とし、かつ、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅを、第一相ＰＭ１とする第一相化手段（ステップＳ８を実行するＰＨＶ制御装置２０）を備える。さらに、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持する保持手段（ステップＳ１０を実行するＰＨＶ制御装置２０）を備える。このため、電池１０１を目標充電状態ＳＣ３で保持するにあたり、正極活物質粒子１３５（第二相ＰＭ２）から金属イオンが電解液１６０中に溶出するのを防止して、電池１０１の容量低下を適切に抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態１にかかる車両１では、前述の電池システムＭ１を搭載しているので、電池１０１の容量低下を確実に抑制した車両１とすることができる。
【００７２】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図３〜７，９〜１１を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態２にかかるノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートＰＣともいう）２００について説明する。図１０にノートＰＣ２００の斜視図を示す。
このノートＰＣ２００は、実施形態１と同様の電池１０１、及び、この電池１０１の充放電を制御する電池制御装置２２０を有する。また、これらの他に、ケーブル２３１の先端にプラグ２３２を、ケーブル２３１の中間にコンバータ２３３をそれぞれ配置したＡＣ電源アダプタ２３０と、電池制御装置２２０や電池１０１を冷却する空冷の冷却ファン２４０とを備える。
なお、このノートＰＣ２００は、上述の電池１０１、電池制御装置２２０、及び、ＡＣ電源アダプタ２３０（ケーブル２３１，プラグ２３２，コンバータ２３３）で構成する電池システムＭ２を搭載している。
【００７３】
このうち、ＡＣ電源アダプタ２３０は、ノートＰＣ２００の外部に設置した外部電源ＸＶに、プラグ２３２を挿入して、電池１０１に充電することができる。また、電池制御装置２２０にも電力を供給することができる。
【００７４】
また、電池制御装置２２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータを含んでいる。そして、ノートＰＣ２００内の各部の状況に応じて様々な電池１０１の制御を行う。例えば、ＡＣ電源アダプタ２３０を通じて、外部電源ＸＶから電池１０１に充電する場合の充電制御や、電池１０１を放電させる場合の放電制御を行う。
また、電池１０１は、前述した実施形態１と同様であるので、詳述を省略する。
【００７５】
次に、本実施形態２の電池システムＭ２を用いた充電保持方法について、図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００７６】
まず、ノートＰＣ２００の作動を終了させる（ステップＳ２１）。そして、ステップＳ２２では、ＡＣ電源アダプタ２３０のプラグ２３２が外部電源ＸＶに挿入されているか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ちプラグ２３２が外部電源ＸＶに挿入されていない場合、ステップＳ２２を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ちプラグ２３２が外部電源ＸＶに挿入された場合には、ステップＳ２３に進む。
【００７７】
次いで、ステップＳ２３では、現充電状態ＳＣ１である電池１０１において、ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２（例えば、ＳＯＣ９３％）になるまで電池１０１を充電する。このようにしてＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２になったら、外部電源ＸＶによる充電を終了する。
【００７８】
続いてステップＳ２４では、ＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３（ＳＯＣ９０％）になるまで電池１０１を放電させて、ステップＳ２５に進む。
【００７９】
次いで、ステップＳ２５では、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持する。
そして、例えば、ノートＰＣ２００の作動が開始した場合には、図１１のフローチャートに示す処理（充電保持）を終了する。
【００８０】
また、本実施形態２にかかるノートＰＣ２００では、前述の電池システムＭ２を搭載しているので、電池１０１の容量低下を確実に抑制したノートＰＣ２００とすることができる。
【００８１】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について、図１〜７，９，１２〜１４を参照しつつ説明する。
本実施形態３の車両３０１では、実施形態１で示した充電保持方法に加えて、車両使用中において、電池の出力特性を良好にすることができる充放電制御方法を有する点が、前述の実施形態１と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態１と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略又は簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００８２】
まず、本実施形態３にかかる車両３０１について説明する。図１に車両３０１の斜視図を示す。
この車両３０１は、実施形態１と同様に、複数の電池１０１，１０１、ＰＨＶ制御装置２０及び次回使用時期設定機３０を有する。また、実施形態１と同様、フロントモータ４１、リアモータ４２、エンジン５０、ケーブル６０、インバータ７１、コンバータ７２、車体９０、及び、プラグ８１Ｐを先端に配置したプラグ付ケーブル８１を有するプラグインハイブリッド電気自動車である。
なお、この車両３０１は、上述の組電池１０（電池１０１）、ＰＨＶ制御装置２０、次回使用時期設定機３０、コンバータ７２、プラグ付ケーブル８１（プラグ８１Ｐ）に加え、エンジン５０、フロントモータ４１、リアモータ４２、ケーブル６０及びインバータ７１で構成する電池システムＭ３を搭載している。
【００８３】
ところで、本発明者らの研究により、前述の正極活物質粒子１３５を正電極板１３０に用いた電池１０１では、放電が行われた後、第１基準値（電池１０１のＳＯＣをＳＯＣ５％分増加させるために必要な電気量の値）以上の充電量で充電を行うことで、充電を行わない場合に比して、次回の放電時における電池１０１の出力特性（放電特性）を向上させることができることが判ってきた。
ただし、上述のような出力特性を向上させる効果があるのは、充電を開始する直前の電池１０１のＳＯＣが、ＳＯＣ５〜９０％の範囲内である必要があることも判ってきた。
また、充電量を第２基準値（電池１０１のＳＯＣをＳＯＣ１５％分増加させるために必要な電気量の値）より大きくしても、電池１０１のエネルギー効率（充電効率）が低下してしまうことも判ってきた。
【００８４】
以上の知見に基づいて、上述の電池システムＭ３を用いた充放電方法及び充電保持方法について、図１２〜１４のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００８５】
まず、ステップＳ３１では、車両３０１が作動中であるか否かを判別する。具体的には、この車両３０１がキーオン状態で起動しているかどうかをＰＨＶ制御装置２０が判断する。
ここで、ＹＥＳ、即ち車両３０１は作動中である場合、ステップＳ４０の充放電制御サブルーチンＳ４０に進む。一方、ＮＯ、即ち車両３０１は作動中でない場合には、ステップＳ５０の充電保持サブルーチンＳ５０に進む。
【００８６】
ステップＳ４０の充放電制御サブルーチンＳ４０では、図１３に示すように、まず、電池１０１の放電を開始させる（ステップＳ４１）。その後、ステップＳ４２に進み、各々の電池１０１，１０１の放電を終了させる。
なお、ステップＳ４２における電池１０１のＳＯＣは、これまでに電池１０１に対して行われた充電時及び放電時の電流積算値に基づいて算出する。
【００８７】
次いで、ステップＳ４３では、電池１０１のＳＯＣが、ＳＯＣ５％以上９０％以内であるか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ち電池１０１のＳＯＣがＳＯＣ５％以上９０％以内でない場合、充電を行うことなく、メインルーチンのステップＳ３１に戻る。一方、ＹＥＳ、即ちＳＯＣがＳＯＣ５％以上９０％以内である場合には、ステップＳ４４に進み、電池１０１への充電を開始させる。具体的には、エンジン５０を始動させて、このエンジン５０の稼働によりフロントモータ４１で発生した電力を電池１０１に供給して、電池１０１を充電する。
【００８８】
次いで、ステップＳ４５に進み、充電電流積算値Ｑの積算を開始する。この充電電流積算値Ｑは、充電を開始した時点から電池１０１に供給された電気量の合計値を表す。その後、ステップＳ４６に進み、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値であるか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ち第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値でない場合、ステップＳ４６に戻り、繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ち第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値である場合には、ステップＳ４７に進み、電池１０１への充電を終了する。
その後、ステップＳ４８では、充電電流積算値Ｑをクリア（充電電流積算値Ｑの値を０に戻す）して、メインルーチンのステップＳ３１に戻る。
【００８９】
ステップＳ５０の充電保持サブルーチンＳ５０は、図１４に示すように、前述の実施形態１のステップＳ２〜ステップＳ１０と同様であるので、説明を省略する。
【００９０】
以上のように、本実施形態３にかかる車両３０１の電池システムＭ３では、その制御フロー（図１２）中に充放電制御サブルーチンＳ４０及び充電保持サブルーチンＳ５０を備える。
このうち、充放電制御サブルーチンＳ４０では、ステップＳ４１で電池１０１を放電させ、その後に、ステップＳ４４，Ｓ４５で、電池１０１に対し、第１基準値以上第２基準値以下の電気量を充電する。従って、電池１０１に優れた出力特性を発揮させうる電池システムＭ３とすることができる。
また、充電保持サブルーチンＳ５０では、ステップＳ７で、電池１０１を充電して、この電池１０１のＳＯＣを、一旦、超過充電状態ＳＣ２とした後に、ステップＳ８の戻し放電ステップで放電し、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３にする。従って、電池１０１の容量低下を抑制した電池システムＭ３とすることができる。
【００９１】
以上において、本発明を実施形態１，２，３に即して説明したが、本発明は上記した実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１等の電池１０１では、正電極板に、ＬｉＦｅＰＯ４からなる正極活物質を有する。しかし、正電極板に、二層共存型の正極活物質を有していれば良く、このような正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅのほか、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｖ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｂ，Ｎｂの少なくとも１種以上を含む）で表されるリチウム複合酸化物が挙げられる。
また実施形態３では、電池１０１への充電の際、エンジン５０の稼働によって、電池１０１の充電電流積算値Ｑが、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値になるまで行った。しかし、例えば、エンジン５０以外の回生ブレーキや、補機バッテリ等によって、電池１０１の充電電流積算値Ｑが、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値になるまで行っても良い。また、例えば、回生ブレーキや、補機バッテリ等によって、そのときの電池１０１の充電電流積算値Ｑが、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値を満たさない場合には、例えば、エンジン５０の稼動によって、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値になるまで、さらに電池１０１を充電しても良い。
【図１】
2010125649.tif 000004
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相共存型の正極活物質を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池の充電保持方法、このようなリチウムイオン二次電池を備える電池システム、この電池システムを搭載した車両及び電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車等の車両の普及により、これらの駆動用電源に用いられるリチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）の需要は増大している。
このような電池のうち、ＬｉＦｅＰＯ4など、二相共存型の正極活物質を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池が種々提案されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０１２６１３号公報
【特許文献２】特開２００２−２８００８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
なお、この二相共存型の正極活物質とは、例えば、ＬｉＦｅＰＯ4など、Ｌｉイオンが挿入されたＬｉを含む化合物であって、これを第一相とし、充電により、この第一相の化合物からＬｉイオンを放出（脱離）させた場合に残る化合物（例えば、ＦｅＰＯ4）を第二相としたとき、これら第一相及び第二相が、１つの正極活物質粒子内で安定して共存可能な性質を有する物質である。
【０００５】
この二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子は、電池が完全放電の状態では、全体が第一相となり、逆に満充電の状態では、全体が第二相となる。また、電池を充電すると、正極活物質粒子は、その径方向外側からＬｉイオンを放出して、徐々に第一相から第二相に相転移するため、充電途中では、正極活物質粒子のうち、少なくとも外周部は、第二相となっている。また逆に、電池を放電させると、正極活物質粒子の径方向外側からＬｉイオンが挿入されて、徐々に第二相から第一相に相転移を起こすため、放電途中では、正極活物質粒子のうち少なくとも外周部は、第一相になっている。
【０００６】
ところで、本発明者らの研究によれば、二相共存型の正極活物質を正電極板に用いた電池において、充電した後に、その充電状態（ＳＯＣ）を保持したままとすると、電池の容量の低下が生じやすいことが判ってきた。その原因としては、正極活物質が第二相の状態になっていると、化合物中の金属イオン（例えば、ＦｅＰＯ4のＦｅ）が電解液中に溶出してしまう場合があり、この溶出により正極活物質（例えば、ＦｅＰＯ4、及び、これにＬｉを挿入してできるＬｉＦｅＰＯ4）の量が減少する、或いは溶出した金属イオンにより正極又は負極の劣化が引き起こされるためであると考えられた。従って、電池を充電して、この電池の正極活物質粒子の外周部が第二相となった状態で長時間、電解液中に保持しておくと、金属イオンの溶出により、電池の容量低下が進行する虞がある。
一方で、正極活物質が第一相の状態となっている場合には、これに含まれる金属イオンが電解液中に溶出し難いことも判ってきた。
【０００７】
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであって、電池の容量低下を抑制できるリチウムイオン二次電池の充電保持方法を提供することを目的とする。さらには、電池の容量低下を抑制可能な電池システム、この電池システムを搭載した車両及び電池搭載機器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】
【０００８】
本発明の一態様は、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池を、充電して保持するリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電ステップと、上記超過充電ステップの後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電ステップと、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持ステップと、を備えるリチウムイオン二次電池の充電保持方法である。
【０００９】
上述の電池の充電保持方法では、電池を充電して、一旦、超過ＳＯＣとするので、この状態では、正極活物質粒子の外周には、第二相が形成された状態となっている。しかしながら、さらにその後に、戻し放電ステップで放電して、電池のＳＯＣを目標ＳＯＣにする。この状態では、正極活物質粒子は、その最外周に、電解液中に溶出し難い第一相からなる層が形成された状態となっている。かくして、正極活物質粒子（第二相）からの金属イオンの溶出を防止し、電池の容量低下を抑制した電池の充電保持方法とすることができる。
【００１０】
なお、前述したように、この二相共存型の正極活物質とは、ＬｉＦｅＰＯ4など、Ｌｉイオンが挿入されたＬｉを含む化合物であって、これを第一相とし、充電により、この第一相の化合物からＬｉイオンを放出させた場合に残る化合物（例えば、ＦｅＰＯ4）を第二相としたとき、これら第一相及び第二相が、１つの正極活物質粒子内で安定して共存可能な性質を有する物質である。
また、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子は、前述した性質を有している。即ち、電池が完全放電の状態では、全体が第一相となり、逆に、満充電の状態では、全体が第二相となる。また、電池を充電すると、正極活物質粒子は、その径方向外側からＬｉイオンが放出して、徐々に第一相から第二相に相転移を起こすため、充電途中では、正極活物質粒子のうち少なくとも外周部は、第二相となる。また逆に、電池を放電させると、正極活物質粒子の径方向外側からＬｉイオンが挿入されて、徐々に第二相から第一相に相転移を起こすため、放電途中では、正極活物質粒子のうち少なくとも外周部は第一相となる。
【００１１】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、前記超過充電ステップにおいて、前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくするリチウムイオン二次電池の充電保持方法とすると良い。
【００１２】
発明者らの研究により、戻し放電ステップで、ＳＯＣ差２％分以上の放電を行えば、電池の容量低下を確実に抑制できることが判ってきた。この放電により、各々の正極活物質粒子の最外周に、第一相からなる層を確実に形成できるためであると考えられる。
この知見に基づいて、上述のリチウムイオン二次電池の充電保持方法では、超過充電ステップにおいて、超過ＳＯＣを、目標ＳＯＣよりも２％以上大きくしている。これにより、この電池の容量低下を確実に抑制することができる。
【００１３】
さらに、上述のいずれかのリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測ステップと、上記保持予測ステップにおいて、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電ステップ、前記戻し放電ステップ、及び、前記保持ステップの実行を選択する選択ステップと、を備えるリチウムイオン二次電池の充電保持方法とすると良い。
【００１４】
上述のリチウムイオン二次電池の充電保持方法では、上述の保持予測ステップと選択ステップとを備える。このため、電池の容量低下が生じやすい、充電後に１時間以上の長時間にわたって電池を保持する場合でも、電池の容量低下を確実に抑制することができる。
【００１５】
或いは、本発明の他の態様は、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える電池システムであって、上記充放電制御手段は、上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電手段と、上記超過充電手段の後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電手段と、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を含む電池システムである。
【００１６】
上述の電池システムでは、充放電制御手段は、上述の超過充電手段、戻し放電手段、保持手段を含む。そのため、電池を充電した後に保持するにあたり、電池のＳＯＣを一旦、超過ＳＯＣとした後に、この電池を放電させて、電池のＳＯＣを目標ＳＯＣにした後に、電池を保持する。電池をこのようにして充電した場合、正極活物質粒子の最外周には、電解液中に金属イオンが溶出し難い第一相からなる層が形成される。かくして、電池を充電して保持するにあたり、正極活物質粒子（第二相）からの金属イオンの溶出を防止し、電池の容量低下を抑制可能とすることができる。
【００１７】
さらに、上述の電池システムであって、前記超過充電手段は、前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする電池システムとすると良い。
【００１８】
発明者らの研究により、戻し放電ステップで、ＳＯＣ差２％分以上の放電を行えば、電池の容量低下を確実に抑制できることが判ってきた。この放電により、各々の正極活物質粒子の最外周に、第一相からなる層を確実に形成できるためであると考えられる。
この知見に基づいて、上述の電池システムでは、超過充電手段は、超過ＳＯＣを、目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする。これにより、この電池の容量低下を確実に抑制することができる。
【００１９】
さらに、上述のいずれかの電池システムであって、前記充放電制御手段は、前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測手段と、上記保持予測手段において、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電手段、前記戻し放電手段、及び、前記保持手段の実行を選択する選択手段と、を含む電池システムとすると良い。
【００２０】
上述の電池システムでは、充放電制御手段は、上述の保持予測手段と選択手段とを含む。このため、電池を充電後に、１時間以上の長時間にわたって保持する場合に、電池の容量低下が生じやすい電池の容量低下を確実に抑制することができる。
【００２１】
或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの電池システムを搭載した外部充電可能型の車両である。
【００２２】
上述の車両では、前述の電池システムを搭載しているので、電池の容量低下を確実に抑制した車両とすることができる。
【００２３】
なお、外部充電可能型の車両としては、例えば、自身の外部に設置された家庭用電源のコンセントにプラグを差し込んで二次電池を充電するプラグインハイブリッド電気自動車、及び、プラグイン電気自動車の他に、外部に設置された急速充電器（外部電源装置）を用いて充電する電気自動車等が挙げられる。
【００２４】
或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの電池システムを搭載した電池搭載機器である。
【００２５】
上述の電池搭載機器では、前述の電池システムを搭載しているので、電池の容量低下を確実に抑制した電池搭載機器とすることができる。
【００２６】
なお、電池搭載機器としては、電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも１つとして利用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。
【００２７】
或いは、本発明の他の態様は、Ｌｉイオンが挿入された第一相とＬｉイオンが脱離した第二相とが共存しうる、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える電池システムであって、上記リチウムイオン二次電池を、目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測するＳＯＣ保持予測手段と、上記ＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを、上記目標ＳＯＣとすると共に、上記正極活物質粒子の最外周を、上記第一相とする第一相化手段と、上記リチウムイオン二次電池の上記ＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を備える電池システムである。
【００２８】
上述の電池システムでは、上述のＳＯＣ保持予測手段と、このＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、電池のＳＯＣを、目標ＳＯＣとし、かつ、正極活物質粒子の最外周を、第一相とする第一相化手段と、電池のＳＯＣを目標ＳＯＣに保持に保持する保持手段とを備える。このため、電池を目標ＳＯＣで保持するにあたり、正極活物質粒子（第二相）から金属イオンが電解液中に溶出するのを防止して、電池の容量低下を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１，３にかかる車両の斜視図である。
【図２】実施形態１，３の次回使用時期設定機の斜視図である。
【図３】実施形態１，２，３の電池の透過斜視図である。
【図４】実施形態１，２，３の正電極板の斜視図である。
【図５】実施形態１，２，３の正電極板の部分拡大端面図（図４のＡ部）である。
【図６】実施形態１，２，３の正極活物質粒子の説明図であり、（ａ）は電池が完全放電の状態、（ｂ）は電池を充電している途中の状態である。
【図７】実施形態１，２，３の正極活物質粒子の説明図であり、（ａ）は電池が満充電の状態、（ｂ）は電池を放電させている途中の状態である。
【図８】実施形態１の電池の充電保持方法のフローチャートである。
【図９】実施形態１，２，３の正極活物質粒子の説明図であり、（ａ）は電池が超過充電状態、（ｂ）は電池が目標充電状態である。
【図１０】実施形態２にかかるノートＰＣの斜視図である。
【図１１】実施形態２の電池の充電保持方法のフローチャートである。
【図１２】実施形態３の電池のフローチャートである。
【図１３】実施形態３の電池のフローチャートである。
【図１４】実施形態３の電池のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる車両１について説明する。図１に車両１の斜視図を示す。
この車両１は、組電池１０をなす、複数のリチウムイオン二次電池１０１（以下、電池１０１とも言う）、プラグインハイブリッド自動車制御装置（以下、ＰＨＶ制御装置とも言う）２０、及び、運転手が次回、この車両１の使用を開始する時期を設定可能な次回使用時期設定機３０を有する。また、これらの他に、フロントモータ４１、リアモータ４２、エンジン５０、ケーブル６０、インバータ７１、コンバータ７２、車体９０、及び、プラグ８１Ｐを先端に配置したプラグ付ケーブル８１を有するプラグインハイブリッド電気自動車である。
なお、この車両１は、上述の組電池１０、ＰＨＶ制御装置２０、次回使用時期設定機３０、コンバータ７２及びプラグ付ケーブル８１（プラグ８１Ｐ）で構成する電池システムＭ１を搭載している。
【００３１】
この車両１は、車両の作動中においては、電気自動車と同様にして、フロントモータ４１及びリアモータ４２を用いて走行することができるほか、ハイブリッド電気自動車と同様にして、エンジン５０、フロントモータ４１及びリアモータ４２を併用して走行することができる。一方、車両１の作動を終了した後には、電池システムＭ１を用いて、電気自動車と同様にして、車両１の外部に設置した外部電源ＸＶに、プラグ付ケーブル８１のプラグ８１Ｐを挿入して、組電池１０中の複数の電池１０１，１０１に充電することができる。
【００３２】
車両１のＰＨＶ制御装置２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータを含んでいる。そして、このＰＨＶ制御装置２０は、次回使用時期設定機３０、フロントモータ４１、リアモータ４２、エンジン５０、インバータ７１及びコンバータ７２とそれぞれ通信可能となっており、各部の状況に応じて様々な制御を行う。例えば、プラグ付ケーブル８１（プラグ８１Ｐ）を通じて、外部電源ＸＶから組電池１０（電池１０１）に充電する場合の充電制御や、組電池１０（電池１０１）を放電させる場合の放電制御を行う。
【００３３】
また、矩形箱形の次回使用時期設定機３０は、図２に示すように、その側面の１つをなすパネル部３２に、複数の配列したボタンを含む操作ボタン部３６、現在の時刻を表示する現在時刻表示部３３、及び、次回の使用開始時刻を表示する次回使用時刻表示部３４を有する。また、自身の外部に延び、ＰＨＶ制御装置２０と接続する接続ケーブル３１の他に、次回使用時期設定機３０の動作用電源としての内蔵電池（図示しない）を有する。なお、パネル部３２は車両１の車室内に露出しており、使用者（例えば、運転手等）がこの次回使用時期設定機３０の操作や表示確認を容易に行うことができる。
【００３４】
このうち、現在時刻表示部３３は、次回使用時期設定機３０内に含む、図示しない内蔵時計の現時刻ＣＬ０（年（西暦），月，日，時，分）を表示する。
また、次回使用時刻表示部３４は、運転手が操作ボタン部３６を用いて入力し設定した、車両１を次回に使用する次回使用時刻ＣＬ１（年（西暦），月，日，時，分）を表示する。
【００３５】
また、組電池１０は、その内部に、後述する正電極板１３０を発電要素１２０に用いた捲回形の電池１０１を１００個収容している。この電池１０１は、図３に示すように、発電要素１２０及び電解液１６０を矩形箱状の電池ケース１１０に収容している。
【００３６】
なお、この電池ケース１１０のうち、図３中、上方を向くケース表面１１２ａから、正電極板１３０と接続する正極集電部材１７１の先端の正極端子部１７１Ａが、図３中、上方に突出している。また、負電極板１４０と接続する負極集電部材１７２の先端の負極端子部１７２Ａが、図３中、上方に突出している。このため、電池１０１では、これら正極端子部１７１Ａ及び負極端子部１７２Ａを通じて、発電要素１２０に電気エネルギを出し入れできる。
また、電池ケース１１０と、正極端子部１７１Ａ及び負極端子部１７２Ａとの間には、それぞれ樹脂製の絶縁部材１７５が介在して、両者を絶縁している。また、矩形板状の安全弁１７７がケース表面１１２ａ側に封着されている。
【００３７】
また、電解液１６０は、ＥＣ（エチレンカーボネート）、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）及びＤＭＣ（ジメチルカーボネート）を調整した混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ6を添加した有機電解液である。
【００３８】
また、発電要素１２０は、帯状の正電極板１３０及び負電極板１４０が、多孔質のポリプロピレン／ポリエチレン複合体膜からなる帯状のセパレータ１５０を介して扁平形状に捲回されてなる。なお、この発電要素１２０の正電極板１３０及び負電極板１４０はそれぞれ、クランク状に屈曲した板状の正極集電部材１７１又は負極集電部材１７２と接合されている。
【００３９】
発電要素１２０のうち負電極板１４０は、銅からなる帯状の負極箔（図示しない）と、この負極箔の両主面上に積層された２つの負極活物質層（図示しない）とを有している。このうち、負極活物質層には、それぞれ図示しない天然黒鉛系炭素材料、結着剤及び増粘剤が含まれる。
【００４０】
また、正電極板１３０は、図４に示すように、アルミニウムからなる帯状の正極箔１３１と、この正極箔１３１の両主面上に積層された２つの正極活物質層１３２，１３２とを有している。このうち、正極活物質層１３２は、ＬｉＦｅＰＯ4からなる二相共存型の正極活物質ＰＭからなる正極活物質粒子１３５、ポリフッ化ビニリデンからなる結着剤１３７、及び、アセチレンブラックからなる導電助材１３８を混練し塗工したものである（図５参照）。
【００４１】
このうち、正極活物質粒子１３５について、図６，７を参照しつつ説明する。
この正極活物質粒子１３５は、電池１０１が完全放電の状態では、正極活物質粒子１３５全体が、Ｌｉイオンが挿入されたＬｉを含む化合物（本実施形態１ではＬｉＦｅＰＯ4）からなる第一相ＰＭ１となっている（図６（ａ）参照）。また、このような電池１０１を充電していくと、正極活物質粒子１３５では、その径方向外側からＬｉイオンが脱離して、徐々に第一相ＰＭ１から第二相ＰＭ２に相転移を起こす。なお、第二相ＰＭ２は、Ｌｉイオンを脱離させた場合に残る化合物（本実施形態１ではＦｅＰＯ4）である。
このため、充電途中では、正極活物質粒子１３５のうち少なくとも最外周部１３５Ｅは、第二相ＰＭ２となっている（図６（ｂ）参照）。
【００４２】
逆に、電池１０１が満充電の状態では、正極活物質粒子１３５全体が、第二相ＰＭ２となっている（図７（ａ）参照）。また、このような電池１０１を放電させていくと、正極活物質粒子１３５は、その径方向外側からＬｉイオンが挿入されて、徐々に第二相ＰＭ２から第一相ＰＭ１に相転移を起こす。
このため、放電途中では、正極活物質粒子１３５のうち少なくとも最外周部１３５Ｅは、第１相ＰＭ１となっている（図７（ｂ）参照）。
【００４３】
ところで、本発明者らの研究によれば、上述の正極活物質粒子１３５を正電極板１３０に用いた電池１０１において、充電した後、この電池１０１の充電状態（ＳＯＣ）を保持したままにすると、電池１０１の容量の低下が生じやすいことが判ってきた。
その原因としては、正極活物質ＰＭが第二相ＰＭ２の状態になっていると、化合物を構成する金属イオン（本実施形態１ではＦｅ）が電解液１６０中に溶出してしまう場合があり、この溶出により正極活物質ＰＭの量が減少してしまう、或いは溶出した金属イオンにより、正電極板１３０又は負電極板１４０の劣化が引き起こされるためであると考えられる。従って、電池１０１を充電して、上述した図６（ｂ）のように、この電池１０１の正極活物質粒子１３５の外周部１３５Ｅが第二相ＰＭ２となった状態で、長時間にわたって電解液１６０中に保持しておくと、第二相ＰＭ２から金属イオンが電解液１６０中に溶出して、電池１０１の容量低下が進行してしまう。
一方で、正極活物質ＰＭが第一相ＰＭ１の状態となっている場合には、これに含まれる金属イオンが電解液１６０中に溶出し難いことも判ってきた。
【００４４】
そこで、正極活物質粒子１３５を用いる電池１０１を目標とする目標充電状態ＳＣ３にする際には、まず目標充電状態ＳＣ３よりも高い超過充電状態ＳＣ２にまで電池１０１を充電して、その後、目標充電状態ＳＣ３になるよう電池１０１を放電させる。これにより、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅに、電解液１６０中に溶出し難い第一相ＰＭ１からなる層が形成された状態となる。
【００４５】
まず、電池１０１（正極活物質粒子１３５）の特性を把握するため、充電パターンと、電池１０１の電池容量の低下率の関係について検証した。
まず、電池１０１を１１個用意する（充電パターンに応じて、実施例１〜９及び比較例１，２とする）。いずれも、製造された後、未使用の電池である。
これら実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、容量試験を実施した。具体的には、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池に、４．１Ｖまで一定の電流値（０．２Ｃ）で充電する定電流充電を行った。そして、この４．１Ｖに到達したら、その電圧を維持しつつ電流値を０．０２Ｃまで徐々に小さくしながら充電する定電圧充電に切り換えて、各電池を充電した。その後、各電池を、０．２Ｃの電流値で３．０Ｖまで放電させた。
上述の充電及び放電を３回繰り返し、３回の放電時の容量の平均を、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池の初期の電池容量とした。
【００４６】
次に、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、４５℃の環境下で３０日間の保存試験を行った。
具体的には、実施例１〜９の各電池について、一旦ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２になるまで充電した後に、放電させてＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３とし、その後、室温が４５℃の恒温槽（図示しない）内に収容して３０日間連続して保持した。つまり、充電後に若干放電させる充電パターンで充電を行ってから各電池を保持した。
【００４７】
さらに具体的には、実施例１〜４の各電池では、超過充電状態ＳＣ２をそれぞれＳＯＣ９１％、ＳＯＣ９３％、ＳＯＣ９５％及びＳＯＣ１００％に設定した。なお、これら各電池の目標充電状態ＳＣ３は、いずれもＳＯＣ９０％に設定した。
【００４８】
同様に、実施例５〜９の各電池では、超過充電状態ＳＣ２をそれぞれＳＯＣ８１％、ＳＯＣ８３％、ＳＯＣ８５％、ＳＯＣ９０％及びＳＯＣ１００％に設定した。なお、これら各電池の目標充電状態ＳＣ３は、ＳＯＣ８０％に設定した。
比較のため、充電してＳＯＣを９０％（比較例１）及び８０％（比較例２）とした電池についても、同様に、充電後恒温槽内で保持した。なお、この場合、超過充電状態ＳＣ２が目標充電状態ＳＣ３と等しいと考えて表１に記載してある。
【００４９】
上述の保存試験の後、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、保存試験前と同様の容量試験を再度実施した。そして、実施例１〜９及び比較例１，２の各電池について、保存試験後の電池容量の、初期の電池容量に対する低下率を算出した（表１参照）。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１から、各電池のうち、充電後に放電を行わなかった比較例１では、電池容量の低下率が２０％、比較例２では、１８％であったことが判る。これに対し、充電後に放電を行った実施例１〜４及び実施例５〜９では、これらよりも低下率が小さくなっている。このことから、一旦、目標充電状態ＳＣ３よりも高い超過充電状態ＳＣ２にまで充電した後に、目標充電状態ＳＣ３となるまで放電させると、電池容量の低下を抑制できることが判る。
【００５２】
さらに、超過充電状態ＳＣ２を目標充電状態ＳＣ３よりも３％以上大きくした実施例２〜４及び実施例６〜９の各電池では、電池容量の低下率を実施例１或いは実施例５よりも小さくできる。このことから、超過充電状態ＳＣ２を目標充電状態ＳＣ３よりも３％以上大きくすると、電池容量の低下率をさらに小さくできることが判る。
【００５３】
以上の結果に基づいて、本実施形態１の電池システムＭ１を用いた充電保持方法について、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００５４】
まず、車両１の作動を終了（キーオフ）させると（ステップＳ１）、ＰＨＶ制御装置２０のＣＰＵ（図示しない）は、次回使用時期設定機３０を起動させる（ステップＳ２）。この次回使用時期設定機３０の起動により、使用者（例えば、運転手等）が、車両１の次回使用時刻ＣＬ１をその次回使用時期設定機３０に入力できるようになる。
【００５５】
ステップＳ３では、使用者により、次回使用時刻ＣＬ１が次回使用時期設定機３０に入力されたか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ち次回使用時刻ＣＬ１が次回使用時期設定機３０に入力されていない場合、ステップＳ３を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ち次回使用時期設定機３０に入力された場合には、ステップＳ４に進む。
【００５６】
ステップＳ４では、車両１のプラグ８１Ｐが外部電源ＸＶに挿入されたか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ちプラグ８１Ｐが外部電源ＸＶに挿入されていない場合、ステップＳ４を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ちプラグ８１Ｐが外部電源ＸＶに挿入された場合には、ステップＳ５に進む。
【００５７】
次いで、ステップＳ５では、次回使用時刻ＣＬ１まで電池１０１のＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３（本実施形態１では、ＳＯＣ９０％）に保持する保持時間ＴＨを算出する。
具体的には、まず、ＰＨＶ制御装置２０が、現状の現充電状態ＳＣ１（例えば、ＳＯＣ５０％）から充電を行い、目標充電状態ＳＣ３（例えば、ＳＯＣ９３％）にするまでの充電時間を算出する。そして、次回使用時期設定機３０の現時刻ＣＬ０から次回使用時刻ＣＬ１になるまでの時間から、上述の充電時間を引いて保持時間ＴＨを算出する。
なお、電池１０１のＳＯＣは、これまでに電池１０１に対して行われた充電時及び放電時の電流積算値に基づいて随時算出されている。
【００５８】
ステップＳ５で算出した保持時間ＴＨが、１時間以上であるか否かを判別する（ステップＳ６）。
ここで、ＮＯ、即ち第１時間Ｔ１が１時間未満の場合、ステップＳ９に進む。一方、ＹＥＳ、即ち第１時間Ｔ１が１時間以上の場合には、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持される時間が、正極活物質ＰＭをなす金属イオンの溶出が進行してしまう程の長時間になると考えられるので、ステップＳ７に進む（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１０の実行を選択する）。
【００５９】
ステップＳ７では、現充電状態ＳＣ１である電池１０１において、ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２（例えば、ＳＯＣ９３％）になるまで電池１０１を充電する。具体的には、超過充電状態ＳＣ２に相当する電流積算値まで一定の電流値で充電する定電流充電を行う。
上述のようにしてＳＯＣが所定の超過充電状態ＳＣ２になったら、外部電源ＸＶによる充電を終了する。
【００６０】
続いてステップＳ８では、ＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３（ＳＯＣ９０％）になるまで電池１０１を放電させる。具体的には、ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２にある電池１０１を、目標充電状態ＳＣ３に相当する電流積算値まで一定の電流値で放電させる。このときの、電池１０１を放電させた電荷は、外部電源ＸＶに戻す。或いは、電装機器のメンテナンスに用いられる。
このようにして放電させた後、ステップＳ１０に進む。
【００６１】
一方、ステップＳ９では、ＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３になるまで電池１０１を充電する。具体的には、目標充電状態ＳＣ３に相当する電流積算値まで一定の電流値で充電する定電流充電を行う。
上述のようにしてＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３になったら、ステップＳ１０に進む。
このステップＳ１０では、次に使用を開始するまでＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持する。
【００６２】
なお、ステップＳ７及びステップＳ８を実行した前後における、正極活物質粒子１３５の状態を、図９を参照して説明する。
電池１０１を、ステップＳ７で超過充電状態ＳＣ２（例えば、ＳＯＣ９３％）まで充電すると、正極活物質粒子１３５は、図９（ａ）に示すように、その外周部分（図９中、中心部分を除くほぼ全体）が第二相ＰＭ２となる。
さらに、ステップＳ８で、電池１０１を目標充電状態ＳＣ３（例えば、ＳＯＣ９０％）まで放電させると、正極活物質粒子１３５は、図９（ｂ）に示すように、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅにある第一相ＰＭ１と、最外周部１３５Ｅの内側にある第二相ＰＭ２とが共存した状態となる。このように、ステップＳ８を終えると、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅが第一相ＰＭ１で構成されるので、この正極活物質粒子１３５を、保持時間ＴＨが１時間以上の長時間にわたって電解液１６０中に保持しても、第一相ＰＭ１に含まれる金属イオンが電解液１６０中に溶出し難い。このため、電池容量の低下を抑制できる。
【００６３】
なお、本実施形態１では、ステップＳ５が保持予測ステップに、ステップＳ６が選択ステップに、ステップＳ７が超過充電ステップに、ステップＳ８が放電ステップに、ステップＳ１０が保持ステップに、それぞれ対応する。
また、ＰＨＶ制御装置２０が充放電制御手段に、各ステップを実行しているＰＨＶ制御装置２０（これに含まれるマイクロコンピュータ）が超過充電手段、戻し放電手段、保持手段、保持予測手段、及び選択手段に、それぞれ該当する。
また、ＰＨＶ制御装置２０（これに含まれるマイクロコンピュータ）がＳＯＣ保持予測手段及び第一相化手段に、それぞれ該当する。
【００６４】
以上より、本実施形態１の電池１０１の充電保持方法では、ステップＳ７において、電池１０１を充電して、一旦、超過充電状態ＳＣ２とした後に、ステップＳ８の戻し放電ステップで放電して、電池１０１のＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３にする。この状態（目標充電状態ＳＣ３）では、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅが、電解液１６０中に金属イオンが溶出し難い第一相ＰＭ１となるので（図９（ｂ）参照）、正極活物質粒子１３５（第二相ＰＭ２）からの金属イオンの溶出を防止できる。かくして、電池１０１の容量低下を抑制した電池１０１の充電保持方法とすることができる。
【００６５】
また、本実施形態１の電池１０１の充電保持方法では、ステップＳ７（超過充電ステップ）において、超過充電状態ＳＣ２を、目標充電状態ＳＣ３よりも２％以上大きくしている（本実施形態１では３％）。これにより、この電池１０１の容量低下を確実に抑制することができる。
【００６６】
また、本実施形態１の電池１０１の充電保持方法では、ステップＳ５（保持予測ステップ）とステップＳ６（選択ステップ）とを備える。このため、電池１０１の容量低下が生じやすい充電後の電池１０１を、１時間以上の長時間にわたって保持する場合に、電池１０１の容量低下を確実に抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態１にかかる電池システムＭ１では、超過充電手段（ステップＳ７を実行するＰＨＶ制御装置２０）と、戻し放電手段（ステップＳ８を実行するＰＨＶ制御装置２０）と、保持手段（ステップＳ１０を実行するＰＨＶ制御装置２０）とを備える。そのため、電池１０１を充電した後に保持するにあたり、電池１０１のＳＯＣを一旦、超過充電状態ＳＣ２とした後に、この電池１０１を放電させて、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３にした後に、電池１０１を保持することができる。かくして、電池１０１の容量低下を抑制することができる。
【００６８】
また、本実施形態１にかかる電池システムＭ１では、保持予測手段（ステップＳ５を実行するＰＨＶ制御装置２０）と、選択手段（ステップＳ６を実行するＰＨＶ制御装置２０）とを備える。このため、電池１０１を充電後に、１時間以上の長時間にわたって保持する場合に、電池１０１の容量低下が生じやすい電池１０１の容量低下を確実に抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態１にかかる電池システムＭ１では、ＳＯＣ保持予測手段（ステップＳ５を実行するＰＨＶ制御装置２０）を備える。また、このＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、電池１０１のＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３とし、かつ、正極活物質粒子１３５の最外周部１３５Ｅを、第一相ＰＭ１とする第一相化手段（ステップＳ８を実行するＰＨＶ制御装置２０）を備える。さらに、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持する保持手段（ステップＳ１０を実行するＰＨＶ制御装置２０）を備える。このため、電池１０１を目標充電状態ＳＣ３で保持するにあたり、正極活物質粒子１３５（第二相ＰＭ２）から金属イオンが電解液１６０中に溶出するのを防止して、電池１０１の容量低下を適切に抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態１にかかる車両１では、前述の電池システムＭ１を搭載しているので、電池１０１の容量低下を確実に抑制した車両１とすることができる。
【００７１】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図３〜７，９〜１１を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態２にかかるノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートＰＣともいう）２００について説明する。図１０にノートＰＣ２００の斜視図を示す。
このノートＰＣ２００は、実施形態１と同様の電池１０１、及び、この電池１０１の充放電を制御する電池制御装置２２０を有する。また、これらの他に、ケーブル２３１の先端にプラグ２３２を、ケーブル２３１の中間にコンバータ２３３をそれぞれ配置したＡＣ電源アダプタ２３０と、電池制御装置２２０や電池１０１を冷却する空冷の冷却ファン２４０とを備える。
なお、このノートＰＣ２００は、上述の電池１０１、電池制御装置２２０、及び、ＡＣ電源アダプタ２３０（ケーブル２３１，プラグ２３２，コンバータ２３３）で構成する電池システムＭ２を搭載している。
【００７２】
このうち、ＡＣ電源アダプタ２３０は、ノートＰＣ２００の外部に設置した外部電源ＸＶに、プラグ２３２を挿入して、電池１０１に充電することができる。また、電池制御装置２２０にも電力を供給することができる。
【００７３】
また、電池制御装置２２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータを含んでいる。そして、ノートＰＣ２００内の各部の状況に応じて様々な電池１０１の制御を行う。例えば、ＡＣ電源アダプタ２３０を通じて、外部電源ＸＶから電池１０１に充電する場合の充電制御や、電池１０１を放電させる場合の放電制御を行う。
また、電池１０１は、前述した実施形態１と同様であるので、詳述を省略する。
【００７４】
次に、本実施形態２の電池システムＭ２を用いた充電保持方法について、図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００７５】
まず、ノートＰＣ２００の作動を終了させる（ステップＳ２１）。そして、ステップＳ２２では、ＡＣ電源アダプタ２３０のプラグ２３２が外部電源ＸＶに挿入されているか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ちプラグ２３２が外部電源ＸＶに挿入されていない場合、ステップＳ２２を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ちプラグ２３２が外部電源ＸＶに挿入された場合には、ステップＳ２３に進む。
【００７６】
次いで、ステップＳ２３では、現充電状態ＳＣ１である電池１０１において、ＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２（例えば、ＳＯＣ９３％）になるまで電池１０１を充電する。このようにしてＳＯＣが超過充電状態ＳＣ２になったら、外部電源ＸＶによる充電を終了する。
【００７７】
続いてステップＳ２４では、ＳＯＣが目標充電状態ＳＣ３（ＳＯＣ９０％）になるまで電池１０１を放電させて、ステップＳ２５に進む。
【００７８】
次いで、ステップＳ２５では、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３に保持する。
そして、例えば、ノートＰＣ２００の作動が開始した場合には、図１１のフローチャートに示す処理（充電保持）を終了する。
【００７９】
また、本実施形態２にかかるノートＰＣ２００では、前述の電池システムＭ２を搭載しているので、電池１０１の容量低下を確実に抑制したノートＰＣ２００とすることができる。
【００８０】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について、図１〜７，９，１２〜１４を参照しつつ説明する。
本実施形態３の車両３０１では、実施形態１で示した充電保持方法に加えて、車両使用中において、電池の出力特性を良好にすることができる充放電制御方法を有する点が、前述の実施形態１と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態１と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略又は簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００８１】
まず、本実施形態３にかかる車両３０１について説明する。図１に車両３０１の斜視図を示す。
この車両３０１は、実施形態１と同様に、複数の電池１０１，１０１、ＰＨＶ制御装置２０及び次回使用時期設定機３０を有する。また、実施形態１と同様、フロントモータ４１、リアモータ４２、エンジン５０、ケーブル６０、インバータ７１、コンバータ７２、車体９０、及び、プラグ８１Ｐを先端に配置したプラグ付ケーブル８１を有するプラグインハイブリッド電気自動車である。
なお、この車両３０１は、上述の組電池１０（電池１０１）、ＰＨＶ制御装置２０、次回使用時期設定機３０、コンバータ７２、プラグ付ケーブル８１（プラグ８１Ｐ）に加え、エンジン５０、フロントモータ４１、リアモータ４２、ケーブル６０及びインバータ７１で構成する電池システムＭ３を搭載している。
【００８２】
ところで、本発明者らの研究により、前述の正極活物質粒子１３５を正電極板１３０に用いた電池１０１では、放電が行われた後、第１基準値（電池１０１のＳＯＣをＳＯＣ５％分増加させるために必要な電気量の値）以上の充電量で充電を行うことで、充電を行わない場合に比して、次回の放電時における電池１０１の出力特性（放電特性）を向上させることができることが判ってきた。
ただし、上述のような出力特性を向上させる効果があるのは、充電を開始する直前の電池１０１のＳＯＣが、ＳＯＣ５〜９０％の範囲内である必要があることも判ってきた。
また、充電量を第２基準値（電池１０１のＳＯＣをＳＯＣ１５％分増加させるために必要な電気量の値）より大きくしても、電池１０１のエネルギー効率（充電効率）が低下してしまうことも判ってきた。
【００８３】
以上の知見に基づいて、上述の電池システムＭ３を用いた充放電方法及び充電保持方法について、図１２〜１４のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００８４】
まず、ステップＳ３１では、車両３０１が作動中であるか否かを判別する。具体的には、この車両３０１がキーオン状態で起動しているかどうかをＰＨＶ制御装置２０が判断する。
ここで、ＹＥＳ、即ち車両３０１は作動中である場合、ステップＳ４０の充放電制御サブルーチンＳ４０に進む。一方、ＮＯ、即ち車両３０１は作動中でない場合には、ステップＳ５０の充電保持サブルーチンＳ５０に進む。
【００８５】
ステップＳ４０の充放電制御サブルーチンＳ４０では、図１３に示すように、まず、電池１０１の放電を開始させる（ステップＳ４１）。その後、ステップＳ４２に進み、各々の電池１０１，１０１の放電を終了させる。
なお、ステップＳ４２における電池１０１のＳＯＣは、これまでに電池１０１に対して行われた充電時及び放電時の電流積算値に基づいて算出する。
【００８６】
次いで、ステップＳ４３では、電池１０１のＳＯＣが、ＳＯＣ５％以上９０％以内であるか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ち電池１０１のＳＯＣがＳＯＣ５％以上９０％以内でない場合、充電を行うことなく、メインルーチンのステップＳ３１に戻る。一方、ＹＥＳ、即ちＳＯＣがＳＯＣ５％以上９０％以内である場合には、ステップＳ４４に進み、電池１０１への充電を開始させる。具体的には、エンジン５０を始動させて、このエンジン５０の稼働によりフロントモータ４１で発生した電力を電池１０１に供給して、電池１０１を充電する。
【００８７】
次いで、ステップＳ４５に進み、充電電流積算値Ｑの積算を開始する。この充電電流積算値Ｑは、充電を開始した時点から電池１０１に供給された電気量の合計値を表す。その後、ステップＳ４６に進み、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値であるか否かを判別する。
ここで、ＮＯ、即ち第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値でない場合、ステップＳ４６に戻り、繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ち第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値である場合には、ステップＳ４７に進み、電池１０１への充電を終了する。
その後、ステップＳ４８では、充電電流積算値Ｑをクリア（充電電流積算値Ｑの値を０に戻す）して、メインルーチンのステップＳ３１に戻る。
【００８８】
ステップＳ５０の充電保持サブルーチンＳ５０は、図１４に示すように、前述の実施形態１のステップＳ２〜ステップＳ１０と同様であるので、説明を省略する。
【００８９】
以上のように、本実施形態３にかかる車両３０１の電池システムＭ３では、その制御フロー（図１２）中に充放電制御サブルーチンＳ４０及び充電保持サブルーチンＳ５０を備える。
このうち、充放電制御サブルーチンＳ４０では、ステップＳ４１で電池１０１を放電させ、その後に、ステップＳ４４，Ｓ４５で、電池１０１に対し、第１基準値以上第２基準値以下の電気量を充電する。従って、電池１０１に優れた出力特性を発揮させうる電池システムＭ３とすることができる。
また、充電保持サブルーチンＳ５０では、ステップＳ７で、電池１０１を充電して、この電池１０１のＳＯＣを、一旦、超過充電状態ＳＣ２とした後に、ステップＳ８の戻し放電ステップで放電し、ＳＯＣを目標充電状態ＳＣ３にする。従って、電池１０１の容量低下を抑制した電池システムＭ３とすることができる。
【００９０】
以上において、本発明を実施形態１，２，３に即して説明したが、本発明は上記した実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１等の電池１０１では、正電極板に、ＬｉＦｅＰＯ4からなる正極活物質を有する。しかし、正電極板に、二層共存型の正極活物質を有していれば良く、このような正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ4（Ｍは、Ｆｅのほか、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｖ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｂ，Ｎｂの少なくとも１種以上を含む）で表されるリチウム複合酸化物が挙げられる。
また実施形態３では、電池１０１への充電の際、エンジン５０の稼働によって、電池１０１の充電電流積算値Ｑが、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値になるまで行った。しかし、例えば、エンジン５０以外の回生ブレーキや、補機バッテリ等によって、電池１０１の充電電流積算値Ｑが、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値になるまで行っても良い。また、例えば、回生ブレーキや、補機バッテリ等によって、そのときの電池１０１の充電電流積算値Ｑが、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値を満たさない場合には、例えば、エンジン５０の稼動によって、第１基準値≦充電電流積算値Ｑ≦第２基準値になるまで、さらに電池１０１を充電しても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１，３０１  車両
２０  ＰＨＶ制御装置（充放電制御手段，超過充電手段，戻し放電手段，保持手段，保持予測手段，選択手段，ＳＯＣ保持予測手段，第一相化手段）
１０１  電池（リチウムイオン二次電池）
１３０  正電極板
１３５  正極活物質粒子
１３５Ｅ  最外周部（（正極活物質粒子の）最外周）
２００  ノートＰＣ（電池搭載機器）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  電池システム
ＰＭ  正極活物質
ＰＭ１  第一相
ＰＭ２  第二相
ＳＣ１  現充電状態（現在のＳＯＣ）
ＳＣ２  超過充電状態（超過ＳＯＣ）
ＳＣ３  目標充電状態（目標ＳＯＣ）
【手続補正２】
【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】
二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池を、充電して保持するリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、
上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電ステップと、
上記超過充電ステップの後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電ステップと、
上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持ステップと、を備える
リチウムイオン二次電池の充電保持方法。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、
前記超過充電ステップにおいて、
前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする
リチウムイオン二次電池の充電保持方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン二次電池の充電保持方法であって、
前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測ステップと、
上記保持予測ステップにおいて、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電ステップ、前記戻し放電ステップ、及び、前記保持ステップの実行を選択する選択ステップと、を備える
リチウムイオン二次電池の充電保持方法。
【請求項４】
二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える
電池システムであって、
上記充放電制御手段は、
上記リチウムイオン二次電池を充電して、そのＳＯＣ（充電状態）を、１００％以下で目標ＳＯＣよりも高い超過ＳＯＣにする超過充電手段と、
上記超過充電手段の後に、上記リチウムイオン二次電池を放電させて、そのＳＯＣを上記目標ＳＯＣにする戻し放電手段と、
上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を含む
電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の電池システムであって、
前記超過充電手段は、
前記超過ＳＯＣを、前記目標ＳＯＣよりも２％以上大きくする
電池システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の電池システムであって、
前記充放電制御手段は、
前記リチウムイオン二次電池を、現在のＳＯＣよりも高い前記目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測する保持予測手段と、
上記保持予測手段において、上記目標ＳＯＣで１時間以上保持することが見込まれた場合に、前記超過充電手段、前記戻し放電手段、及び、前記保持手段の実行を選択する選択手段と、を含む
電池システム。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電池システムを搭載した外部充電可能型の車両。
【請求項８】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電池システムを搭載した電池搭載機器。
【請求項９】
Ｌｉイオンが挿入された第一相とＬｉイオンが脱離した第二相とが共存しうる、二相共存型の正極活物質からなる正極活物質粒子を正電極板に用いたリチウムイオン二次電池と、
上記リチウムイオン二次電池の充放電を制御する充放電制御手段と、を備える
電池システムであって、
上記リチウムイオン二次電池を、目標ＳＯＣで、１時間以上保持することが見込まれるか否かを予測するＳＯＣ保持予測手段と、
上記ＳＯＣ保持予測手段で、１時間以上保持することが見込まれる場合に、上記リチウムイオン二次電池のＳＯＣを、上記目標ＳＯＣとすると共に、上記正極活物質粒子の最外周を、上記第一相とする第一相化手段と、
上記リチウムイオン二次電池の上記ＳＯＣを上記目標ＳＯＣに保持する保持手段と、を備える
電池システム。
【国際調査報告】
2010125649.tif 000019
2010125649.tif 000020