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公開番号2025178071
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024203778
出願日2024-11-22
発明の名称バッテリーの負極安定度推定方法及びそれを用いたバッテリーシステム
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類H01M 10/44 20060101AFI20251128BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極の劣化と分離して負極の劣化のみを判断する、及び、充放電電圧データを用いて、負極の抵抗増加の影響を含む負極の劣化状態を把握することができる、バッテリーの負極安定度推定方法及びそれを用いたバッテリーシステムを提供する。
【解決手段】負極安定度推定方法は、電圧センサから少なくとも一つのセルに対する第1の充電データを受信するステップと、電圧センサから少なくとも一つのセルに対する第2の充電データを受信するステップと、第1の充電データ及び第2の充電データに基づいて、少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップとを含み、第1の充電データ及び第2の充電データは、充電速度(C-rate)が互いに異なることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも一つのプロセッサにより遂行される、負極安定度推定方法において、
電圧センサから少なくとも一つのセルに対する第１の充電データを受信するステップと、
前記電圧センサから前記少なくとも一つのセルに対する第２の充電データを受信するステップと、
前記第１の充電データ及び前記第２の充電データに基づいて、前記少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップと、を含み、
前記第１の充電データ及び前記第２の充電データは、充電速度（Ｃ－ｒａｔｅ）が互いに異なる、負極安定度推定方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１の充電データは、第１の充電速度で前記少なくとも一つのセルを充電することにより得られた充電容量に従う第１の充電電圧データを含み、
前記第２の充電データは、第２の充電速度で前記少なくとも一つのセルを充電することにより得られた充電容量に従う第２の充電電圧データを含む、請求項１に記載の負極安定度推定方法。
【請求項３】
前記第１の充電データ及び前記第２の充電データは、前記少なくとも一つのセルの充電状態（ＳｏＣ:State of Charge）がＳｏＣの閾値未満である状態において、前記少なくとも一つのセルを充電して生成される、請求項１に記載の負極安定度推定方法。
【請求項４】
前記第１の充電速度は前記第２の充電速度よりも遅くて、前記第２の充電速度は既定の閾値以下である、請求項２に記載の負極安定度推定方法。
【請求項５】
前記第１の充電電圧データに対する第１の微分電圧データを算出するステップと、
前記第２の充電電圧データに対する第２の微分電圧データを算出するステップと、をさらに含む、請求項２に記載の負極安定度推定方法。
【請求項６】
前記第１の微分電圧データは、第１＿１のピーク充電容量及び第１＿２のピーク充電容量を含み、
前記第２の微分電圧データは、第２のピーク充電容量を含み、
前記第１＿１のピーク充電容量は、第１の充電領域に含まれ、
前記第１＿２のピーク充電容量及び前記第２のピーク充電容量は、第２の充電領域に含まれる、請求項５に記載の負極安定度推定方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップは、前記第１＿１のピーク充電容量、前記第１＿２のピーク充電容量及び前記第２のピーク充電容量に基づいて、前記負極安定度を推定するステップを含む、請求項６に記載の負極安定度推定方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップは、
前記第１＿２のピーク充電容量及び前記第２のピーク充電容量に基づいて、ピーク変化量を算出するステップと、
前記ピーク変化量、前記第１＿１のピーク充電容量及び前記第１＿２のピーク充電容量に基づいて、前記負極安定度を推定するステップと、を含む、請求項６に記載の負極安定度推定方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つのセルは、リチウム二次電池であり、
前記ピーク変化量は、前記少なくとも一つのセルに含まれた負極におけるリチウムの析出の程度と関連する、請求項８に記載の負極安定度推定方法。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのセルのバッテリー寿命の初期段階（ＢｏＬ:Beginning of Life）と関連した第３の充電データを受信するステップをさらに含み、
前記少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップは、前記第１の充電データ乃至前記第３の充電データに基づいて、前記少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップを含む、請求項１に記載の負極安定度推定方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、バッテリーの負極安定度推定方法及びそれを用いたバッテリーシステムに関し、具体的には、バッテリーの充電データに基づいて、バッテリーの負極安定度を推定する方法及びそれを用いたバッテリーシステムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池である。低容量の二次電池は、スマートフォン、フィーチャーフォン、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ及びキャムコーダのように携帯可能な小型電子機器に使用され、大容量の二次電池は、ハイブリッド自動車や電気自動車などのモータ駆動用電源及び電力貯蔵用電池などとして広く使用されている。こうした二次電池は、正極及び負極からなる電極組立体、これを収容するケース、及び電極組立体に連結される電極端子などを含む。
【０００３】
二次電池を含むバッテリーの高エネルギー化や高速充電の要求に伴い、安全性の問題が重要になっている。特に、バッテリーの負極におけるリチウム金属の析出による劣化は、発火の最大原因であり、負極極板の劣化状態と関連している。また、バッテリー内の負極の劣化状態を把握するのは、バッテリーの最適の性能のために、且つバッテリーの再使用のために重要である。
【０００４】
バッテリーの負極の劣化状態を把握するために、非破壊でバッテリーの内部状態を診断するのは非常に重要である。バッテリーの内部状態を診断するために充放電電圧データを活用できるが、バッテリーの充放電電圧データにおいて、正極の劣化と分離して負極の劣化のみを判断するのは困難な実情にある。また、充放電電圧データを用いて、負極の容量減少だけでなく、負極の抵抗増加の影響を含む負極の劣化状態を把握するのは困難である。
【０００５】
このような発明の背景技術に開示される前述の情報は、本発明の背景に対する理解度を向上させるためのものだけであり、よって、従来技術を構成しない情報を含むこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
韓国公開特許公報第１０－２０２２－００２１７３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、前記問題を解決するためのバッテリーの負極安定度推定方法及びそれを用いたバッテリーシステムを提供する。
【０００８】
ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した課題に制限されず、言及されない、または他の課題等は、以下に記載された発明の説明から当業者に明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を解決するための本開示の一実施例によれば、負極安定度推定方法は、電圧センサから少なくとも一つのセルに対する第１の充電データを受信するステップと、電圧センサから少なくとも一つのセルに対する第２の充電データを受信するステップと、第１の充電データ及び第２の充電データに基づいて、少なくとも一つのセルに対する負極安定度を推定するステップとを含み、第１の充電データ及び第２の充電データは、充電速度（Ｃ－ｒａｔｅ）が互いに異なることができる。
【００１０】
本開示の一実施例によれば、第１の充電データは、第１の充電速度で少なくとも一つのセルを充電することにより得られた充電容量に従う第１の充電電圧データを含み、第２の充電データは、第２の充電速度で少なくとも一つのセルを充電することにより得られた充電容量に従う第２の充電電圧データを含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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