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公開番号2025085554
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023199517
出願日2023-11-26
発明の名称組電池の製造方法
出願人株式会社電知
代理人
主分類H01M 10/48 20060101AFI20250529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】使用状況によって劣化状態の異なる種々の電池のうち、特に容量等の電気的特性が一定の基準を満たさなくなった電池を廃棄することなく、定置用蓄電池等の他の用途において有効利用する。
【解決手段】容量等の状態が異なる種々の電池群のインピーダンス値を予め測定し、これらの各電池を任意の組み合わせで並列化した場合の並列化インピーダンス値を算出することで、低容量の電池も含む組み合わせで所定のインピーダンス値となる並列化ユニットの作成を可能とし、さらにこの並列化ユニットを直列化した組電池とすることによって、従来、廃棄に回されていたような電池を、高性能な制御デバイス等を用いることなく、低コストで有効に利用するができる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
複数の単電池あるいは電池モジュールからなる電池群について個々の電池のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定ステップと、
前記ステップによりインピーダンス値の測定された電池群の中から各々インピーダンス値の異なる任意の複数の電池の組み合わせを選び出し、当該複数の電池の組み合わせを並列化した際の並列化インピーダンス値を算出する並列化インピーダンス算出ステップと、
前記並列化インピーダンス値が予め設定されたインピーダンス値の許容範囲内となる電池の組み合わせの二以上を決定する並列化組み合わせ決定ステップと、
前記ステップにより決定された電池の組み合わせの二以上を並列化する並列化ユニット作成ステップと、
前記ステップにより作成された二以上の並列化ユニットを直列化する直列化ステップと
を備えることを特徴とする組電池の製造方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記インピーダンス測定ステップにおいて、個々の電池について少なくとも二以上の周波数におけるインピーダンス値を測定し、
前記並列化インピーダンス算出ステップにおいて、複数の電池の組み合わせを並列化した際の少なくとも二以上の周波数における並列化インピーダンス値を算出し、
前記並列化組み合わせ決定ステップにおいて、少なくとも二以上の周波数における並列化インピーダンス値が予め設定されたインピーダンス値の許容範囲内となる電池の組み合わせの二以上を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の組電池の製造方法。
【請求項３】
前記インピーダンス測定ステップにおいて、少なくとも一の中古電池を含む電池群について個々の電池のインピーダンス値を測定する
ことを特徴とする請求項１記載の組電池の製造方法。
【請求項４】
複数の単電池あるいは電池モジュールを並列化した並列化ユニットと、前記並列化ユニットを直列化した直列化ユニットを備えた組電池であって、
前記並列化ユニットが各々インピーダンス値の異なる複数の電池の組み合わせからなり、
前記直列化ユニットが前記並列化ユニットの二以上を直列化したものからなり、
前記直列化ユニットに含まれる個々の並列化ユニットの並列化インピーダンス値の公差が全並列化ユニットの平均値の３％以内である
ことを特徴とする組電池。
【請求項５】
前記直列化ユニットに含まれる個々の並列化ユニットの少なくとも二以上の周波数における並列化インピーダンス値の公差が全並列化ユニットの平均値の３％以内であることを特徴とする請求項４記載の組電池。
【請求項６】
前記並列化ユニットが少なくとも一の中古電池を含むことを特徴とする請求項４記載の組電池。
【請求項７】
複数の単電池あるいは電池モジュールを並列化した並列化ユニットと、前記並列化ユニットを直列化した直列化ユニットを備えた組電池を製造するための支援システムであって、
複数の単電池あるいは電池モジュールからなる電池群について取得された個々の電池のインピーダンス値を電池の個体情報と紐づけて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された電池群の中から各々インピーダンス値の異なる任意の複数の電池の組み合わせを選び出し、当該複数の電池の組み合わせを並列化した際の並列化インピーダンス値を算出する並列化インピーダンス算出手段と、
前記並列化インピーダンス値が予め設定されたインピーダンス値の許容範囲内となる電池の組み合わせの二以上を決定する並列化組み合わせ決定手段と、
前記並列化組み合わせ決定手段により決定された電池の組み合わせを出力する並列化組み合わせ出力手段と
を備えることを特徴とする組電池の製造支援システム。
【請求項８】
前記記憶手段において、個々の電池について少なくとも二以上の周波数におけるインピーダンス値を記憶し、
前記並列化インピーダンス算出手段において、複数の電池の組み合わせを並列化した際の少なくとも二以上の周波数における並列化インピーダンス値を算出し、
前記並列化組み合わせ決定手段において、少なくとも二以上の周波数における並列化インピーダンス値が予め設定されたインピーダンス値の許容範囲内となる電池の組み合わせの二以上を決定する
ことを特徴とする請求項７記載の組電池の製造支援システム。
【請求項９】
前記記憶手段において、少なくとも一の中古電池を含む電池群について取得された個々の電池のインピーダンス値を電池の個体情報と紐づけて記憶する
ことを特徴とする請求項７記載の組電池の製造支援システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池の製造方法、特に状態の異なる電池を低コストで他の用途へと有効利用する技術に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料資源の枯渇問題のほか、温室効果ガスの排出等の環境負荷の問題も相まって、ガソリン車から電気自動車への転換が世界的に推進されており、その普及が急速に進行している。電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池は使用により劣化が進行し、通常、一定の容量基準を満たさなくなった際には電池を交換する必要が生じる。しかし、電気自動車から回収された中古電池は、電気自動車としての使用基準を満たさなくとも、他の用途においては十分に利用できる可能性がある。
【０００３】
このため、電池資源を効率的に活用する目的で、電気自動車から回収された中古電池を定置用蓄電池等の他の用途へと再利用する試みが活発に行われている（例えば、特許文献１～６参照）。中古電池は、使用状況によって劣化状態が異なっているため、通常、単電池あるいは電池モジュールの単位まで分解し、それぞれの電池単位の性能を測った上でグループ分けし、再利用目的に見合った中古電池を選別した上で再度組み直され、製品化される。近年、太陽光等の再生可能エネルギーの活用にも注目が集まり、定置用蓄電池の需要も高まっているところ、このようなリユース電池による定置用蓄電池は、資源の有効利用だけでなく、低コストでの導入が可能というメリットがある。また、従来リサイクルに回されていた中古電池のライフサイクルを長くするとともに、再生可能エネルギーの利用を拡大することで脱炭素社会の実現にも貢献する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２１６３２８号公報
特開２０１６－１５２１１０号公報
特開２０１９－２０４６７９号公報
特開２０１３－１１００６９号公報
特開２０１７－７９１３１号公報
特開２０２１－４８００７号公報
【非特許文献】
【０００５】
株式会社豊田中央研究所，ニュースリリース，２０２２年１０月２７日，https://www.tytlabs.co.jp/assets/pdf/news/2429/news-release.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような中古電池の再利用スキームにおいて、劣化状態によりグループ分けされた単電池あるいは電池モジュールは、再利用の目的に応じて状態の揃ったものを選別する必要があるものの、電池の使用状況に応じて劣化状態は様々に異なっているため、状態の揃った複数の電池を揃えることは難しい。また、容量等の電気的特性が一定の基準を満たさない電池については、まだ利用できる可能性があるにもかかわらず、廃棄して原料のリサイクルへと回さざるを得ないのが現状である。
【０００７】
このような問題に対して、最近、種類や状態の異なる複数の中古電池をそのまま直列化し、個々の電池の特性に応じて使用時に通電－非通電を制御することによって、性能の異なる様々な中古電池を有効利用する技術が開発されている（非特許文献１参照）。しかし、この技術では、中古電池の一つ一つをデバイスで制御する必要があるため、導入コストやメンテナンスコストが高くなってしまい、低コストの中古電池を利用するメリットを十分に生かしきれていない。
【０００８】
他方、新品の電池においてはメーカーによる厳しい製品検査を満たさない電池は出荷することができない。このため、新品の電池製品においては、容量や出力電圧等が一定範囲内の電池のみが出荷を許可され、これらの特性がわずかに製品条件を満たさない電池は、用途によっては十分に利用できる可能性があったとしても不良品として廃棄せざるを得ない。このような不良品とされる電池であっても、少なくとも安全性の基準を満たす限りは、適切な用途に利用した後でリサイクルへと回すことが、電池のライフサイクルの観点からは望ましいと考えられる。
【０００９】
本発明の目的は、状態の異なる種々の電池のうち、特に容量等の電気的特性が一定の基準を満たさなくなった電池を廃棄することなく、低コストで定置用蓄電池等の他の用途に有効利用する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来技術の課題に鑑みて本発明者が鋭意検討を行った結果、容量等の状態が異なる種々の電池群のインピーダンス値を予め測定し、これらの各電池を任意の組み合わせで並列化した場合の並列化インピーダンス値を算出することで、低容量の電池も含む組み合わせで所定のインピーダンス値となる並列化ユニットの作成を可能とし、さらにこの並列化ユニットを直列化した組電池とすることによって、従来、廃棄に回されていたような電池を、高性能な制御デバイス等を用いることなく、低コストで有効に利用するができることを見出し、本発明を完成するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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