(57)【要約】【課題】空気や水分との接触を抑制しつつ、リチウムイオンのみを外部から補充または引き抜いて、電池の容量を回復させることのできる、リチウムイオン二次電池の容量回復装置、および容量回復方法を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池の内部と外部にそれぞれ、リチウムイオン伝導経路（塩橋）を設けて、必要なときに当該リチウムイオン伝導経路を接続し、必要な量のリチウムイオンのみを、外部から補充または引き抜く。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、および第３電極を備えるリチウムイオン二次電池の容量回復装置であって、
前記リチウムイオン二次電池に対して充電または放電を行う充放電装置と、
前記正極または前記負極と導電可能に接続される、着脱可能な第１接続部と、
前記第３電極と導電可能に接続される、着脱可能な第２接続部と、を備え、
前記第２接続部は、リチウムイオンを吸蔵または放出するリチウムイオン吸蔵放出部を有する、リチウムイオン二次電池の容量回復装置。
【請求項２】
前記リチウムイオン吸蔵放出部は、前記第３電極と接続する面が、リチウムイオン伝導可能な材料で形成されている、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の容量回復装置。
【請求項３】
前記リチウムイオン吸蔵放出部は、リチウム金属、リチウムアルミニウム合金、リチウムインジウム合金、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の金属または非金属、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ２、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＴｉ４Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等の遷移金属リチウム複合酸化物、および、ＭｎＯ２、ＳｉＯ、ＳｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ、ＲｕＯ２、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ等の酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種のリチウムイオン吸蔵放出材を含む、請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池の容量回復装置。
【請求項４】
前記第２接続部は、外界と隔離可能な保護キャップを備える、請求項１から３いずれかに記載のリチウムイオン二次電池の容量回復装置。
【請求項５】
前記保護キャップは、前記リチウムイオン吸蔵放出部で発生するガスを、前記保護キャップ外へ放出するガス放出部を有する、請求項４に記載のリチウムイオン二次電池の容量回復装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の容量回復装置に接続するリチウムイオン二次電池であって、
正極、負極、および第３電極を備え、
前記第３電極は、リチウムイオン伝導可能な固体材料である、リチウムイオン二次電池。
【請求項７】
前記第３電極は、外界と隔離可能な保護キャップを備える、請求項６に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項８】
正極、負極、および第３電極を備えるリチウムイオン二次電池に、容量回復装置を接続して容量回復させる、リチウムイオン二次電池の容量回復方法であって、
前記容量回復装置は、充放電装置と、第１接続部と、第２接続部と、を備え、
前記第２接続部は、リチウムイオンを吸蔵または放出するリチウムイオン吸蔵放出部を有しており、
前記第１接続部を、前記正極または前記負極に接続する第１接続工程と、
前記第２接続部を、前記第３電極に接続する第２接続工程と、
前記充放電装置により、リチウムイオン二次電池に対して充電または放電を行い、前記リチウムイオン吸蔵放出部にリチウムイオンを吸蔵または前記リチウムイオン吸蔵放出部からリチウムイオンを放出させることにより、前記リチウムイオン二次電池の容量を回復する充放電工程と、を含む、リチウムイオン二次電池の容量回復方法。
【請求項９】
前記第１接続工程では、前記第１接続部を前記負極に接続し、
前記充放電工程では、リチウムイオン二次電池に対して充電を行う、請求項８に記載のリチウムイオン二次電池の容量回復方法。
【請求項１０】
前記第１接続工程では、前記第１接続部を前記正極に接続し、
前記充放電工程では、リチウムイオン二次電池に対して放電を行う、請求項８に記載のリチウムイオン二次電池の容量回復方法。
【請求項１１】
前記第２接続工程および充放電工程は、外界と隔離して実施する、請求項８から１０いずれかに記載のリチウムイオン二次電池の容量回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池の容量回復装置および容量回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高エネルギー密度を有する二次電池として、リチウムイオン二次電池が幅広く普及している。リチウムイオン二次電池は、正極と負極との間にセパレータを存在させ、液体の電解質（電解液）を充填した構造を有する。
【０００３】
ここで、リチウムイオン二次電池の電解液は、通常、可燃性の有機溶媒であるため、特に、熱に対する安全性が問題となる場合があった。そこで、有機系の液体の電解質に代えて、無機系の固体の電解質を用いたリチウムイオン固体電池も提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、リチウムイオン二次電池は、電解液および固体電解質のいずれの場合も、経時劣化およびサイクル劣化が発生し、その容量が低下していく傾向にあった。容量低下の対策として、初期に多数の電池を搭載させることも可能であるが、コストパフォーマンスやエネルギー密度の点で劣る状況にあった。
【０００５】
ここで、電池劣化の主な原因の１つは、正極容量と負極容量との容量使用領域ずれであることが明らかになっている。リチウムイオン二次電池の容量使用領域ずれとは、図１に示す矢印の部分であり、具体的には、正極の電位−容量曲線（正極のＶ−Ａｈカーブ）である正極容量使用領域と、負極の電位−容量曲線（負極のＶ−Ａｈカーブ）である負極容量使用領域との差である。このような容量使用領域ずれは、リチウムイオンが負極から放出されて、正極に戻らずに失活するため起こる。
【０００６】
容量使用領域ずれによる容量減少を回復させる方法として、電池の外層缶に孔を開けて缶を解放し、解放部を電解液に浸すことにより、外部からリチウムイオンを電池内に導入する方法が提案されている（非特許文献１、図５．２参照）。
【０００７】
しかしながら、リチウムイオン二次電池は、空気中の酸素、二酸化炭素、および水分に非常に敏感であり発火の危険性があるため、この手法は、空気や水分が存在しない環境下でしか実施することができず、容易ではなかった。
【０００８】
容量を回復させるまた別の方法として、正極層、セパレータ、および負極層からなる積層体の捲回体の中心に、リチウム金属を挿入し、これによりリチウムイオンを補充する方法も提案されている（非特許文献１、図５．１参照）。
【０００９】
しかしながら、リチウムイオン二次電池の中心部にリチウム金属を常時挿入すると、リチウム金属が電解液と反応してリチウム金属自身が消耗されるのみならず、電解液も消耗し、新たな劣化の要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１０６１５４号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ＹＥ  ＹＯＮＧＨＵＡＮＧ，Ａ  ＴＨＥＳＩＳ  ＳＵＢＭＩＴＴＥＤ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＤＥＧＲＥＥ  ＯＦ  ＤＯＣＴＯＲ  ＯＦ  ＰＨＩＬＯＳＯＰＨＹＤＥＰＡＲＴＭＥＮＴ  ＯＦ（スペース挿入） ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ  ＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ  ＯＦ  ＳＩＮＧＡＰＯＲＥ，２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気や水分との接触を抑制しつつ、リチウムイオンのみを外部から補充または引き抜いて、電池の容量を回復させることのできる、リチウムイオン二次電池の容量回復装置、および容量回復方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、リチウムイオン二次電池の内部と外部にそれぞれ、リチウムイオン伝導経路（塩橋）を設けて、必要なときに当該リチウムイオン伝導経路を接続し、必要な量のリチウムイオンのみを、外部から補充または引き抜けば、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち本発明は、正極、負極、および第３電極を備えるリチウムイオン二次電池の容量回復装置であって、前記リチウムイオン二次電池に対して充電または放電を行う充放電装置と、前記正極または前記負極と導電可能に接続される、着脱可能な第１接続部と、前記第３電極と導電可能に接続される、着脱可能な第２接続部と、を備え、前記第２接続部は、リチウムイオンを吸蔵または放出するリチウムイオン吸蔵放出部を有する、リチウムイオン二次電池の容量回復装置である。
【００１５】
前記リチウムイオン吸蔵放出部は、前記第３電極と接続する面が、リチウムイオン伝導可能な材料で形成されていてもよい。
【００１６】
前記リチウムイオン吸蔵放出部は、リチウム金属、リチウムアルミニウム、およびリチウムインジウム合金からなる群より選ばれる少なくとも１種で形成されていてもよい。
【００１７】
前記第２接続部は、外界と隔離可能な保護キャップを備えていてもよい。
【００１８】
前記保護キャップは、前記リチウムイオン吸蔵放出部で発生するガスを、前記保護キャップ外へ放出するガス放出部を有していてもよい。
【００１９】
また別の本発明は、上記に記載の容量回復装置に接続するリチウムイオン二次電池であって、正極、負極、および第３電極を備え、前記第３電極は、リチウムイオン伝導可能な固体材料である、リチウムイオン二次電池である。
【００２０】
前記第３電極は、外界と隔離可能な保護キャップを備えていてもよい。
【００２１】
また別の本発明は、正極、負極、および第３電極を備えるリチウムイオン二次電池に、容量回復装置を接続して容量回復させる、リチウムイオン二次電池の容量回復方法であって、前記容量回復装置は、充放電装置と、第１接続部と、第２接続部と、を備え、前記第２接続部は、リチウムイオンを吸蔵または放出するリチウムイオン吸蔵放出部を有しており、前記第１接続部を、前記正極または前記負極に接続する第１接続工程と、前記第２接続部を、前記第３電極に接続する第２接続工程と、前記充放電装置により、リチウムイオン二次電池に対して充電または放電を行い、前記リチウムイオン吸蔵放出部にリチウムイオンを吸蔵または前記リチウムイオン吸蔵放出部からリチウムイオンを放出させることにより、前記リチウムイオン二次電池の容量を回復する充放電工程と、を含む、リチウムイオン二次電池の容量回復方法である。
【００２２】
前記第１接続工程では、前記第１接続部を前記負極に接続し、前記充放電工程では、リチウムイオン二次電池に対して充電を行うものであってもよい。
【００２３】
前記第１接続工程では、前記第１接続部を前記正極に接続し、前記充放電工程では、リチウムイオン二次電池に対して放電を行うものであってもよい。
【００２４】
前記第２接続工程および充放電工程は、外界と隔離して実施してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置によれば、電池の外層缶を解放することなくリチウムイオンの補充が可能となる。このため、空気や水分との接触を抑制することができ、発火等の危険を回避することできる。
【００２６】
また、本発明の容量回復装置は、電池の内部に組み込む必要がないため、電池自体の体積増大を抑制することができ、電池のエネルギー密度の低下を回避することができる。
【００２７】
さらに、本発明の容量回復装置によれば、必要な時に装置を接続し、必要な容量を回復することができるため、例えば、リチウムイオン二次電池が車載電池となっている場合には、点検や車検時等、自由に時間を選択し、容量回復することができる。また、自宅にて容量減少を自己判断し、自身で容量回復を実施することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】リチウムイオン二次電池の容量使用領域ずれを示す図である。
【図２】本発明に適用できるリチウムイオン二次電池の一実施態様を示す図である。
【図３】本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置を適用した図である。
【図４】本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法における第２接続工程の一実施態様を示すである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００３０】
＜リチウムイオン二次電池＞
本発明が適用できるリチウムイオン二次電池は、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用して、正極と負極との間のリチウムイオンの移動により、充放電が実現される二次電池である。電解質イオンとしてリチウムイオンを用いるものであれば、電解質の状態は特に限定されるものではなく、電解液であっても、固体電解質であってもよい。
【００３１】
図２に、本発明に適用できるリチウムイオン二次電池の一実施態様を示す。図２は、角型の電池ケースに収納されたリチウムイオン二次電池である。電池セル１０は、負極１と、正極２と、第３電極３とを有する。一実施態様である電池セル１０においては、第３電極３の一部は電池内部に存在し、第３電極の電池内部における領域４を形成しており、これにより、リチウムイオン伝導経路（塩橋）と電池内部との接触面積を大きいものとしている。また、一実施態様に係る図２に示される電池セル１０は、第３電極３が、保護キャップ５ａでカバーされている。
【００３２】
［正極および負極］
本発明が適用できるリチウムイオン二次電池の正極および負極は、特に限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池の正極および負極として機能するものであればよい。
【００３３】
リチウムイオン二次電池が固体電池の場合には、構成する正極および負極は、通常、活物質や固体電解質を含み、任意に、導電助剤や結着剤等を含む。固体電池を構成する正極および負極は、電極を構成することのできる材料から２種類を選択し、２種類の化合物の充放電電位を比較して、貴な電位を示すものを正極に、卑な電位を示すものを負極に用いて、任意の電池を構成する。
【００３４】
［第３電極］
本発明が適用できるリチウムイオン二次電池は、第３電極を有する。第３電極は、正極および負極と、可逆的にイオン伝導可能に設けられている電極部材であって、すなわち、正極および負極と、電気化学的に接続可能な電極である。
【００３５】
第３電極は、リチウムイオン二次電池の内部に設けられた、リチウムイオン伝導経路（塩橋）であり、必要なときに、本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置のリチウムイオン伝導経路である第２接続部が接続され、必要な量のリチウムイオンのみを、リチウムイオン二次電池の内部に補充し、またはリチウムイオン二次電池の内部から引き抜く際に、用いられる。
【００３６】
第３電極の材料は、リチウムイオン伝導可能な固体材料であれば、特に限定されるものではない。例えば、リチウムイオン二次電池の固体電解質として用いられている物質を、第３電極として用いることができる。リチウムイオン二次電池の固体電解質としては、例えば、酸化物系や硫化物系の化合物を挙げることができる。
【００３７】
（保護キャップ）
第３電極は、空気や水分等が存在する外界と隔離可能な保護キャップを備えていることが好ましい。そして、第３電極に本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置を接続しないときは、第３電極は保護キャップでカバーして空気や水分等の外界と遮断し、容量回復装置を接続時のみ、保護キャップを解放することが好ましい。保護キャップによって、第３電極への汚れ等の付着を防ぐことができ、また、空気や水分等が存在する外界と隔離することにより、第３電極の劣化を抑制することができる。
【００３８】
［電解質］
本発明が適用できるリチウムイオン二次電池の電解質は、特に限定されるものではなく、正極と負極との間でリチウムイオン伝導が可能なものであればよい。電解質の状態も特に限定されるものではなく、電解液であっても、固体電解質であってもよい。
【００３９】
＜リチウムイオン二次電池の容量回復装置＞
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置は、充放電装置と、第１接続部と、第２接続部と、を備え、第２接続部は、リチウムイオンを吸蔵または放出するリチウムイオン吸蔵放出部を有する。
【００４０】
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置は、リチウムイオン伝導経路（塩橋）である第２接続部を有しており、必要なときに、当該第２接続部とリチウムイオン二次電池の第３電極とを接続して、必要な量のリチウムイオンのみを、リチウムイオン二次電池内に補充またはリチウムイオン二次電池内から引き抜く。
【００４１】
図３に、本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置を、リチウムイオン二次電池に適用した図を示す。本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置は、充放電装置７と、第１接続部（図３においては、負極１に導電可能に接続されている）と、第２接続部６（図３においては、第３電極３に導電可能に接続されている）、を備える。
【００４２】
［充放電装置］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置において、充放電装置は、リチウムイオン二次電池に対して充電または放電を行う装置である。充放電装置は特に限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池に対して充電または放電できるものであればよい。
【００４３】
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置は、充電により、リチウムイオン二次電池の負極にリチウムイオンを補充し、または正極からリチウムイオンを引き抜き、放電により、リチウムイオン二次電池の負極からリチウムイオンを引き抜き、または正極にリチウムイオンを補充する。なお、充電および放電のいずれの場合においても、充放電装置によって、リチウムイオンの量を制御することができ、すなわち、充放電装置によって必要な量のリチウムイオンを、補充または引き抜きすることができる。
【００４４】
［第１接続部］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置において、第１接続部は、リチウムイオン二次電池の正極または負極と導電可能に接続される、着脱可能な部分である。その形状は、特に限定されるものではなく、正極または負極に電気的に接続でき、着脱可能であればよい。
【００４５】
［第２接続部］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置において、第２接続部は、第３電極と導電可能に接続される、着脱可能な部分である。その形状は、特に限定されるものではなく、第３電極に電気的に接続でき、着脱可能であればよい。
【００４６】
第２接続部は、本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置に設けられた、リチウムイオン伝導経路（塩橋）であり、必要なときに、リチウムイオン二次電池のリチウムイオン伝導経路である第３電極に接続され、必要な量のリチウムイオンのみを、リチウムイオン二次電池の内部に補充し、またはリチウムイオン二次電池の内部から引き抜く際に、用いられる。
【００４７】
（リチウムイオン吸蔵放出部）
第２接続部は、リチウムイオンを吸蔵または放出するリチウムイオン吸蔵放出部を有する。リチウムイオン吸蔵放出部は、リチウムイオン二次電池の容量を回復する際に、リチウムイオンを、吸蔵または放出する部分である。具体的には、第２接続部は、充電の際には、リチウムイオン二次電池の負極にリチウムイオンを補充し，または正極からリチウムイオンを引き抜き、放電の際には、リチウムイオン二次電池の負極からリチウムイオンを引き抜き，または正極にリチウムイオンを補充する。
【００４８】
リチウムイオン吸蔵放出部を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、リチウム金属、リチウムアルミニウム合金、リチウムインジウム合金、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の金属または非金属、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ２、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＴｉ４Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等の遷移金属リチウム複合酸化物、および、ＭｎＯ２、ＳｉＯ、ＳｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ、ＲｕＯ２、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ等の酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種のリチウムイオン吸蔵放出材を含むことが好ましい。これらのリチウムイオン吸蔵放出材は、必要に応じて導電性添加剤や結着剤等を添加して、必要に応じて事前にリチウムを吸蔵させることにより、リチウムイオン伝導経路を通してリチウムイオンを吸蔵放出することができる。
【００４９】
また、第２接続部は、第３電極と接続する面が、リチウムイオン伝導可能な材料で形成されていることが好ましい。すなわち、リチウムイオン吸蔵放出部よりも外側の面に、リチウムイオン伝導可能な材料が配置されていることが好ましい。これにより、リチウムイオン吸蔵放出部が外界と直接接触することを防ぎ、その結果、水分等により劣化を抑制することができる。
【００５０】
（保護キャップ）
第２接続部は、空気や水分等が存在する外界と隔離可能な保護キャップを備えていることが好ましい。そして、第２接続部を第３電極と接続しないときは、第２接続部は保護キャップでカバーして空気や水分等の外界と遮断し、第３電極との接続時のみ、保護キャップを解放することが好ましい。保護キャップによって、第２接続部への汚れ等の付着を防ぐことができ、また、空気や水分等が存在する外界と隔離することにより、劣化を抑制することができる。
【００５１】
第２接続部が保護キャップを有する場合には、リチウムイオン吸蔵放出部で発生するガスを保護キャップ外へ放出し、保護キャップ内を不活性ガスで充填するためのガス出入口を有する構造とすることが好ましい。これにより、接続操作のために意図せずに侵入した外気を除去することができ、空気や水分との接触を避けることができる。
【００５２】
＜リチウムイオン二次電池の容量回復方法＞
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法は、正極、負極、および第３電極を備えるリチウムイオン二次電池に、上記した容量回復装置を接続して容量回復させる方法であって、第１接続工程と、第２接続工程と、充放電工程と、を有する。
【００５３】
［第１接続工程］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法における第１接続工程は、上記した本発明の容量回復装置における第１接続部を、容量回復させるリチウムイオン二次電池の正極または負極に接続する工程である。本発明においては、正極および負極のいずれの極であってもよく、容量回復が必要な状況に応じて適宜選択すればよい。
【００５４】
［第２接続工程］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法における第２接続工程は、上記した本発明の容量回復装置における第２接続部を、容量回復させるリチウムイオン二次電池の第３電極に接続する工程である。
【００５５】
本発明において、第２接続工程は、外界と隔離して実施することが好ましい。空気や水分等が存在する外界と隔離することにより、第２接続部および第３電極の両者につき、劣化を抑制することができる。
【００５６】
図４に、第２接続工程の一実施態様を示す。図４において、本発明の容量回復装置の第２接続部６は、ガス出入口１１を備える保護キャップ１２ｂと、保護キャップ１２ｂにより保護された、固体電解質８とリチウムイオン吸蔵放出部９との積層体で構成される。また、第３電極３は、保護キャップ１２ａと、保護キャップ１２ａにより保護された固体電解質８で構成される。
【００５７】
図４における実施態様において、第３電極３と第２接続部６とは、接続前は、保護キャップ１２ａと保護キャップ１２ｂとで、それぞれ、空気や水分等が存在する外界とは隔離されている。第２接続工程でこれらを接続するに際し、保護キャップ１２ａと保護キャップ１２ｂにおいて、第３電極３と第２接続部６との接続面となる面を解放する。
【００５８】
図４における実施態様においては、保護キャップ１２ａと保護キャップ１２ｂにおいて接続面となる面を解放した後に、第２接続部６と第３電極３とを、両矢印で示す部分にて近づけて接続する。すなわち、第２接続部６を上方から第３電極３に近づけて、第２接続部６の固体電解質８と、第３電極３の固体電解質８とを接触させて接続する。
【００５９】
このとき、保護キャップ１２ａと保護キャップ１２ｂとを、一方の外径に対して他方の内径を大きくすることにより、小さい外径を有する保護キャップを、大きい内径を有する保護キャップの中に挿入することができ、保護キャップ同士を噛み合わせて接続することが可能となる。保護キャップ同士を噛み合わせて接続することにより、外界と遮断させることが可能となる。
【００６０】
また、本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法における第２接続工程は、容量回復装置における第２接続部と、容量回復させるリチウムイオン二次電池の第３電極とが接続すれば問題なく、これらを直接的に接続する以外に、間接的に接続してもよい。例えば、第２接続部と第３電極との間に、リチウムイオンの伝導が可能な液体等を充填し、当該液体を介して接続させることもできる。
【００６１】
図４における実施態様においては、第２接続部の保護キャップ１２ｂが有するガス出入口１１により、リチウムイオン吸蔵放出部９で発生するガスを保護キャップ１２ｂの外へ放出し、保護キャップ１２ｂに不活性ガスを充填する。充填する不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスが挙げられる。
【００６２】
［充放電工程］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法における充放電工程は、第１接続工程および第２接続工程によって容量回復装置と接続されたリチウムイオン二次電池に対して、充放電装置によって充電または放電を行い、リチウムイオン吸蔵放出部にリチウムイオンを吸蔵またはリチウムイオン吸蔵放出部からリチウムイオンを放出させることにより、リチウムイオン二次電池の容量を回復する。
【００６３】
本発明において、充放電工程は、外界と隔離して実施することが好ましい。空気や水分等が存在する外界と隔離することにより、第２接続部および第３電極の両者につき、劣化を抑制することができる。
【００６４】
充放電工程においては、本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復装置における充放電装置によって、リチウムイオン二次電池に対して、充電または放電を行う。充電する場合には、リチウムイオン二次電池の負極にリチウムイオンを補充し、または正極からリチウムイオンを引き抜き、放電する場合には、リチウムイオン二次電池の負極からリチウムイオンを引き抜き、または正極にリチウムイオンを補充することにより、リチウムイオン二次電池の容量を回復させる。
【００６５】
なお、充電および放電のいずれの場合においても、充放電装置によって、リチウムイオンの量を制御することができるため、充放電工程における充放電時間は、必要な量のリチウムイオンの補充または引き抜きに必要な時間とすればよい。
【００６６】
［第１接続工程と充放電工程との組み合わせ］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法においては、上記した通り、第１接続工程において、第１接続部を、容量回復させるリチウムイオン二次電池の正極または負極のいずれかの極に接続し、次いで、充放電工程において、充電または放電を実施する。
【００６７】
第１接続部を接続させる極と、充放電との組み合わせは、適宜選択することができるが、第１接続工程では、第１接続部を負極に接続し、充放電工程では、リチウムイオン二次電池に対して充電を行う態様とすることが好ましい。本態様とすることにより、負極に容易に、必要量のリチウムイオンを補充することができる。
【００６８】
また、第１接続工程では、第１接続部を正極に接続し、充放電工程では、リチウムイオン二次電池に対して放電を行う態様とすることが好ましい。本態様とすることにより、正極に容易に、必要量のリチウムイオンを補充することができる。
【００６９】
［その他の工程］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法を実施する前に、リチウムイオン二次電池について、正極容量および負極容量や、容量使用領域ずれを把握するための検査を行う検査工程を実施することが好ましい。検査工程により、回復が必要な容量が明らかとなるため、本発明の容量回復方法による回復度合いを、適切なものとすることができる。
【００７０】
［実施場所］
本発明のリチウムイオン二次電池の容量回復方法は、回復が必要な時に容量回復装置を接続して、必要な容量を回復することができるため、場所や時間が限定されることなく実施することができる。例えば、リチウムイオン二次電池が車に搭載されている場合には、点検や車検時に合わせて容量回復することができる。また、自宅に容量回復装置を備えて、自身で容量回復を実施することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１    負極
２    正極
３    第３電極
４    第３電極の電池内部における領域
５ａ、５ｂ    保護キャップ
６    第２接続部
７    充放電装置
８    固体電解質
９    リチウムイオン吸蔵放出部
１０    電池セル
１１    ガス出入口
１２ａ、１２ｂ    保護キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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