
本公開涉及電池單元、電池模塊、檢測系統以及判定系統。
背景技術:
專利文獻1涉及具備至少一個硫化物系固體電解質電池單元的車輛系統,并公開了所述硫化物系固體電解質電池單元,該電池單元具備至少一個發電部、和收納該發電部的框體,所述發電部至少具備正極、負極和介于該正極與該負極之間的電解質,并且,所述正極、所述負極和所述電解質之中的至少任一方包含硫系材料,并且,構成充放電路徑的集電體和引線、和與附屬于該充放電路徑的附屬電路連接的引線之中的至少任一方包含與硫化氫化學反應從而電阻發生變化的材料。
專利文獻2公開了一種全固體鋰二次電池再生裝置,在外裝體內密封有含氧化物層的發電元件,該含氧化物層的發電元件在至少含有硫化物系固體電解質材料的含電解質層與外部氣體相接觸的部位形成有實質上不含水分的所述硫化物系固體電解質材料氧化而成的氧化物層,所述再生裝置的特征在于,具有能夠使所述外裝體內干燥來除去水分的外裝體內干燥裝置、和配置在所述外裝體內的硫化氫傳感器,通過所述硫化氫傳感器檢測所述外裝體內的硫化氫,所述外裝體內干燥裝置進行工作而使所述外裝體內干燥來除去水分,使實質上不含水分的所述硫化物系固體電解質材料氧化而成的氧化物層再生。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利第5459319號公報
專利文獻2:日本專利第4692556號公報
技術實現要素:
現有技術不能實現高的硫化氫的檢測精度。
本公開的一個方式中的電池單元,具備:第1電阻變化部件,其具有第1端子和第2端子;第1發電要素,其具備第1正極、第1負極、和介于所述第1正極與所述第1負極之間的第1電解質;第1殼體,其內包所述第1發電要素和所述第1電阻變化部件;第1正極端子,其具有與所述第1正極電連接的一端和在所述第1殼體的外側露出的一端;以及,第1負極端子,其具有與所述第1負極電連接的一端和在所述第1殼體的外側露出的一端,所述第1正極、所述第1負極和所述第1電解質之中的至少一方包含第1硫系材料,所述第1電阻變化部件包含通過與硫化氫的化學反應從而電阻發生變化的第1電阻變化材料,所述第1電阻變化部件的第1端子和所述第1電阻變化部件的第2端子在所述第1殼體的外側露出,所述第1電阻變化部件與所述第1正極端子和所述第1負極端子的任一方都不電連接。
根據本公開,能夠實現高的硫化氫的檢測精度。
附圖說明
圖1是表示實施方式1中的電池單元1000的概略構成的圖。
圖2是表示實施方式1中的電池單元1000的變形例的概略構成的截面圖。
圖3是表示實施方式2中的檢測系統2000的概略構成的圖。
圖4是表示實施方式2中的檢測方法的流程圖。
圖5是表示實施方式2中的判定系統3000的概略構成的圖。
圖6是表示實施方式2中的判定方法的流程圖。
圖7是實施方式3中的電池模塊4000的概略構成的圖。
圖8是實施方式3中的電池模塊4000的變形例的概略構成的立體圖。
圖9是實施方式3中的電池模塊4000的變形例的概略構成的立體圖。
圖10是表示實施方式4中的檢測系統5000的概略構成的圖。
圖11是表示實施方式4中的檢測方法的流程圖。
圖12是表示實施方式4中的檢測系統5100的概略構成的圖。
圖13是表示實施方式4中的檢測方法的變形例的流程圖。
圖14是表示實施方式4中的檢測系統5200的概略構成的圖。
圖15是表示實施方式4中的判定系統6000的概略構成的圖。
圖16是表示實施方式4中的判定系統6100的概略構成的圖。
圖17是表示實施方式4中的判定系統6200的概略構成的圖。
圖18是表示實施方式4中的判定方法的流程圖。
圖19是表示實施方式4中的判定方法的變形例的流程圖。
附圖標記說明
110:第1電阻變化部件
111:第1端子
112:第2端子
210:第1發電要素
211:第1正極
212:第1負極
213:第1電解質
310:第1殼體
411:第1正極端子
412:第1負極端子
120:第2電阻變化部件
121:第1端子
122:第2端子
220:第2發電要素
221:第2正極
222:第2負極
223:第2電解質
320:第2殼體
421:第2正極端子
422:第2負極端子
500:檢測部
510:第1檢測部
520:第2檢測部
600:判定部
700:連接狀態設定部
1000:電池單元
1100:第1電池單元
1200:第2電池單元
1300:第3電池單元
1400:第4電池單元
1500:第5電池單元
2000:檢測系統
3000:判定系統
4000:電池模塊
5000、5100、5200:檢測系統
6000、6100、6200:判定系統
具體實施方式
以下,一邊參照附圖,一邊說明本公開的實施方式。
(實施方式1)
圖1是表示實施方式1中的電池單元1000的概略構成的圖。
圖1(a)是表示實施方式1中的電池單元1000的概略構成的x-y圖(俯視透視圖)。
圖1(b)是表示實施方式1中的電池單元1000的概略構成的z-y圖(1b截面圖)。
圖1(c)是表示實施方式1中的電池單元1000的概略構成的x-z圖(1c截面圖)。
實施方式1中的電池單元1000,具備第1電阻變化部件110、第1發電要素210、第1殼體310、第1正極端子411和第1負極端子412。
第1電阻變化部件110具有第1端子111和第2端子112。
第1發電要素210具備第1正極211、第1負極212和第1電解質213。
第1電解質213介于第1正極211與第1負極212之間。
第1殼體310內包第1發電要素210和第1電阻變化部件110。
第1正極端子411具有與第1正極211電連接的一端和在第1殼體310的外側露出的一端。
第1負極端子412具有與第1負極212電連接的一端和在第1殼體310的外側露出的一端。
第1正極211、第1負極212和第1電解質213之中的至少一方包含第1硫系材料。
第1電阻變化部件110包含通過與硫化氫的化學反應從而電阻發生變化的第1電阻變化材料。
第1電阻變化部件110的第1端子111和第1電阻變化部件110的第2端子112在第1殼體310的外側露出。
第1電阻變化部件110與第1正極端子411和第1負極端子412的任一方都不電連接。
根據以上的構成,能夠提高硫化氫的檢測精度。更具體而言,第1電阻變化部件110通過與第1正極端子411和第1負極端子412的任一方都不電連接而獨立地設置,不會受到起因于第1發電要素210的充放電狀態或劣化狀態等的電阻值的變動的影響。換言之,第1電阻變化部件110不會發生起因于電極的誤檢測。因而,僅在第1殼體310內產生硫化氫從而第1電阻變化材料的電阻發生了變化的情況下,能夠使第1電阻變化部件110的電阻較大地變化。其結果,能夠以更高的精度實現起因于第1硫系材料而可能產生的硫化氫的檢測。進而,通過第1電阻變化部件110和第1發電要素210互相獨立,不會由于第1電阻變化部件110的存在(或其電阻值的變化)而使第1發電要素210的充放電特性劣化。即,不會對第1發電要素210的充放電特性給予影響而能夠以高的精度檢測硫化氫。進而,通過第1電阻變化部件110和第1發電要素210互相獨立,即使在第1發電要素210為與大電流下的充放電工作對應的發電要素的情況下,第1電阻變化部件110也不需要與大電流對應的構成。因而,作為第1電阻變化部件110的構成(例如第1電阻變化材料),可選擇最適于硫化氫的檢測的構成(材料)。
與此相對,當為將第1電阻變化部件110和第1發電要素210連接的構成(例如專利文獻1所公開的構成)時,會發生起因于第1發電要素210的劣化等的電阻值的增大。在該情況下,能夠發生硫化氫產生的誤檢測。
另外,根據以上的實施方式1的構成,通過在電池單元中設置第1電阻變化部件110,能夠對每個單個的電池單元進行硫化氫的檢測。即,能夠以1個為單位來單個地發現產生了硫化氫的電池單元。由此,例如能夠以1個為單位來單個地更換產生了硫化氫的電池單元。因而,例如即使是在由多個電池單元構成的電池模塊中檢測出硫化氫的情況,也不需要過大的統一(例如,也包含正常的電池單元在內的多個電池單元、或電池模塊自身的整體)下的更換。因此,能夠使由多個電池單元構成的電池模塊的維護更加高效化和簡便化。
與此相對,當為相對于多個電池單元設置一個硫化氫傳感器的構成(例如專利文獻2所公開的構成)時,不能單個地檢測出哪個電池單元產生了硫化氫。
再者,在實施方式1中的電池單元1000中,第1電阻變化部件110可以具有包含第1電阻變化材料的網狀結構、或包含第1電阻變化材料的多孔質結構。
根據以上的構成,能夠使與硫化氫的反應面積增加。由此,能夠更加提高硫化氫的檢測靈敏度。
例如,該網狀結構以及該多孔質結構可以設置在內包于第1殼體310中的第1電阻變化部件110的一部分上,所述的一部分不是第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,第1電阻變化材料可以是選自銅、鎳、鐵、鉬、金、銀、硅、鍺、釤、鋯、錫、鉭、鉛、鈮、鎳、釹、鉑、鉿、鈀、鎂、錳、鑭之中的至少一種金屬、或兩種以上金屬的合金。
根據以上的構成,能夠更加提高硫化氫的檢測靈敏度。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1電阻變化部件110可以在第1殼體310的內部配置在與露出第1正極端子411或第1負極端子412的側不同的側。
或者,第1電阻變化部件110可以在第1殼體310的內部配置在與露出第1正極端子411或第1負極端子412的側相同的側。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112可以從第1殼體310的側面之中、互相相同的側面露出(例如,引出)。
或者,第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112可以從第1殼體310的側面之中、互相不同的側面露出(例如,引出)。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112也可以從第1殼體310的側面之中、與露出第1正極端子411或第1負極端子412的側面不同的側面露出(例如,引出)。
或者,第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112可以從第1殼體310的側面之中、與露出第1正極端子411或第1負極端子412的側面相同的側面露出(例如,引出)。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1正極端子411的一端和第1負極端子412的一端可以從第1殼體310側面之中、互相相同的側面露出(例如,引出)。
或者,第1正極端子411的一端和第1負極端子412的一端也可以從第1殼體310的側面之中互不相同的側面露出(例如引出)。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,第1電阻變化部件110與第1正極端子411、第1負極端子412和第1發電要素210中的任一方都不電連接。即,第1電阻變化部件110不與由第1正極端子411、第1負極端子412和第1發電要素210構成的充放電路徑電連接。換言之,第1電阻變化部件110與該充放電路徑完全電獨立。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,第1殼體310可以將第1發電要素210、和第1電阻變化部件110的一部分(例如,包含第1電阻變化材料的部分)密閉。此時,可以對第1殼體310與第1電阻變化部件110的第1端子111或第2端子112或第1正極端子411或第1負極端子412的接觸部分賦予密封劑(例如樹脂)等來進行密封和密閉。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1殼體310可以是層疊型的殼體。或者,第1殼體310可以是方形或圓筒形或硬幣型等形狀的殼體。
再者,作為構成第1殼體310的材料,可使用一般公知的電池殼體的材料。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1正極端子411的與第1正極211電連接的一端可以與第1正極211直接接觸。即,第1正極端子411的與第1正極211電連接的一端可以是正極集電體。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1負極端子412的與第1負極212電連接的一端可以與第1負極212直接接觸。即,第1負極端子412的與第1負極212電連接的一端可以是負極集電體。
圖2是表示實施方式1中的電池單元1000的變形例的概略構成的截面圖。
圖2所示的變形例,除了上述的電池單元1000的構成以外,還具備第1正極集電體214、第1正極引線413、第1負極集電體215、和第1負極引線414。
第1正極集電體214與第1正極211電連接。第1正極集電體214和第1正極端子411通過第1正極引線413互相連接。
第1負極集電體215與第1負極212電連接。第1負極集電體215和第1負極端子412通過第1負極引線414互相連接。
再者,在圖2所示的變形例中,第1電阻變化部件110與第1正極端子411、第1正極集電體214、第1正極引線413、第1負極端子412、第1負極集電體215、第1負極引線414、和第1發電要素210中的任一方都不電連接。
另外,在圖2所示的變形例中,第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112由第1電阻變化材料構成。即,第1電阻變化部件110的內包在第1殼體310中的部分和從第1殼體310露出的端子部分都是相同的材料以及相同的結構(例如板狀)。
再者,實施方式1中的第1發電要素210例如是具有充電以及放電的特性的發電部。
以下,說明實施方式1中的第1發電要素210的具體例。
第1正極211例如可以作為包含第1正極的充放電用材料(例如正極活性物質)的正極層來設置。此時,正極層可以作為包含正極活性物質并且包含導電助劑、粘結劑以及固體電解質等的正極合劑層來設置。
正極活性物質例如可以是能吸藏以及釋放金屬離子的材料。正極活性物質例如可以是能吸藏以及釋放鋰離子的材料。作為正極活性物質,例如可使用含鋰的過渡金屬氧化物、過渡金屬氟化物、聚陰離子以及氟化聚陰離子材料、以及過渡金屬硫化物等。在使用了含鋰離子的過渡金屬氧化物的情況下,能夠使制造成本廉價,且能夠提高平均放電電壓。
正極合劑層的厚度可以是10~500μm。再者,在正極合劑層的厚度比10μm薄的情況下,有可能難以確保充分的電池的能量密度。再者,在正極合劑層的厚度比500μm厚的情況下,有可能難以進行高輸出功率下的工作。
作為正極集電體,例如可使用由鋁、不銹鋼、鈦、以及它們的合金等的金屬材料制成的多孔或無孔的片或薄膜等。鋁及其合金,價格低且容易薄膜化。作為片或薄膜,可以是金屬箔或網等。
正極集電體的厚度可以是1~30μm。再者,在正極集電體的厚度比1μm薄的情況下,機械強度不充分,容易發生集電體的開裂或破損。再者,在正極集電體的厚度比30μm厚的情況下,有可能電池的能量密度下降。
第1負極212例如可以作為包含第1負極212的充放電用材料(例如負極活性物質)的負極層來設置。此時,負極層可以作為包含負極活性物質并且包含導電助劑、粘結劑以及固體電解質等的負極合劑層來設置。
負極活性物質例如可以是能吸藏以及釋放金屬離子的材料。負極活性物質例如可以是能吸藏以及釋放鋰離子的材料。作為負極活性物質,例如可使用鋰金屬、能與鋰進行合金化反應的金屬或者合金、碳、過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物等。作為碳,例如可使用石墨、或者硬碳或焦炭這樣的非石墨系碳。作為過渡金屬氧化物,例如可使用cuo、nio等。作為過渡金屬硫化物,例如可使用用cus表示的硫化銅等。作為能與鋰進行合金化反應的金屬或者合金,例如可使用硅化合物、錫化合物、鋁化合物與鋰的合金等。在使用了碳的情況下,能夠使制造成本廉價,且能夠提高平均放電電壓。
負極合劑層的厚度可以是10~500μm。再者,在負極合劑層的厚度比10μm薄的情況下,有可能難以確保充分的電池的能量密度。再者,在負極合劑層的厚度比500μm厚的情況下,有可能難以進行高輸出功率下的工作。
作為負極集電體,例如可使用由不銹鋼、鎳、銅、以及它們的合金等的金屬材料制成的多孔或無孔的片或薄膜等。銅及其合金,價格低且容易薄膜化。作為片或薄膜,可以是金屬箔或網等。
負極集電體的厚度可以是1~30μm。再者,在負極集電體的厚度比1μm薄的情況下,機械強度不充分,容易發生集電體的開裂或破損。再者,在負極集電體的厚度比30μm厚的情況下,有可能電池的能量密度下降。
第1電解質213例如可以是硫化物系固體電解質。在該情況下,電池單元1000作為全固體電池單元而構成。
第1電解質213例如可以作為包含第1電解質213的材料(例如硫化物系固體電解質)的電解質層來設置。此時,電解質層可以包含第1電解質213的材料并且包含導電助劑以及粘結劑等。
作為硫化物固體電解質,例如可使用li2s-p2s5、li2s-sis2、li2s-b2s3、li2s-ges2、li3.25ge0.25p0.75s4、li10gep2s12等。另外,可以在這些物質中添加lix(x可為f、cl、br、i)、moy、lixmoy(m為p、si、ge、b、al、ga、in中的任意的元素)(x、y為自然數)等。li2s-p2s5的離子導電率高,且在低電位下難以被還原,粒子硬度小。因而,通過使用li2s-p2s5,容易電池化,另外,能夠得到高的能量密度的電池。
作為導電助劑,例如可使用天然石墨或人造石墨的石墨類、乙炔黑、科琴黑等的炭黑類、碳纖維或金屬纖維等的導電性纖維類、氟化碳、鋁等的金屬粉末類、氧化鋅或鈦酸鉀等的導電性晶須類、氧化鈦等的導電性金屬氧化物、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等的導電性高分子化合物等。在使用了碳導電助劑的情況下,能夠謀求低成本化。通過包含導電助劑,能夠降低電極電阻。
作為粘結劑,例如可使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、六氟聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠、羧甲基纖維素等。通過包含粘結劑,能夠提高材料彼此的接觸性或柔軟性。
第1正極211、第1負極212和第1電解質213之中的至少一方包含第1硫系材料。
第1硫系材料例如可以是上述的硫化物系固體電解質。
第1發電要素210例如可以是由正極層、固體電解質層和負極層構成的卷繞型結構的電極群結構、層疊型結構的電極群結構和曲折山路狀結構中的任一種、或者組合有這些結構的結構。
另外,在實施方式1中的電池單元1000中,如圖1所示,第1發電要素210可以具備一個層疊體,所述層疊體是正極層、負極層和電解質層層疊而成的。
或者,第1發電要素210可以具備兩個以上的層疊體,所述層疊體是正極層、負極層和電解質層層疊而成的。
另外,實施方式1中的電池單元,例如可以是全固體鋰二次電池(蓄電池)。
(實施方式2)
以下,說明實施方式2。適當地省略與上述的實施方式1重復的說明。
圖3是表示實施方式2中的檢測系統2000的概略構成的圖。
實施方式2中的檢測系統2000具備上述的實施方式1中的電池單元1000(=第1電池單元)和檢測部500。
檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電流。此時,檢測部500檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電壓作為第1檢測值。
或者,檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電壓。此時,檢測部500檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電流作為第1檢測值。
根據以上的構成,能夠以高的精度檢測硫化氫的產生。更具體而言,通過基于與第1發電要素210獨立的第1電阻變化部件110來進行檢測,不會受到起因于第1發電要素210的充放電狀態或劣化狀態等的電阻值的變動的影響。換言之,能夠以不包含起因于電極的誤檢測的狀態進行檢測。因而,能夠以更高的精度檢測出在第1殼體310內產生硫化氫從而第1電阻變化材料的電阻發生了變化的情況。進而,通過基于與第1發電要素210獨立的第1電阻變化部件110來進行檢測,不會發生起因于檢測部500的動作的、第1發電要素210的充放電特性的劣化或充放電工作的阻礙。即,不會對第1發電要素210的充放電特性以及充放電工作造成影響而能夠以高的精度來檢測硫化氫的產生。
圖4是表示實施方式2中的檢測方法的流程圖。
實施方式2中的檢測方法是使用了實施方式2中的檢測系統2000的檢測方法。例如,實施方式2中的檢測方法是在實施方式2中的檢測系統2000中所執行的檢測方法。
實施方式2中的檢測方法包含工序(a11)和工序(a12)之中的至少一方工序。
工序(a11)是由檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電流來檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電壓作為第1檢測值的工序。
工序(a12)是由檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電壓來檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電流作為第1檢測值的工序。
再者,在實施方式2中的檢測系統2000中,檢測部500例如可以具備電流施加部(例如電流源)和電壓測量部(例如電壓計)。或者,檢測部500例如可以具備電壓施加部(例如電壓源)和電流測量部(例如電流計)。作為電流施加部、電壓施加部、電壓測量部、和電流測量部的構成,可使用一般公知的構成。
另外,在實施方式2中的檢測系統2000中,檢測部500與第1正極端子411、第1負極端子412和第1發電要素210中的任一方都不電連接。即,檢測部500不與由第1正極端子411、第1負極端子412和第1發電要素210構成的充放電路徑電連接。換言之,檢測部500與該充放電路徑完全電獨立。再者,該充放電路徑可連接于外部電路(負載)或外部電源。
另外,在實施方式2中的檢測系統2000中,檢測部500可以遍及規定的時間來檢測第1檢測值。即,檢測部500可以檢測遍及規定的時間的第1檢測值的變動(例如電壓響應或電流響應)。
根據以上的構成,能夠更高精度地檢測隨著硫化氫的產生的第1檢測值。由此,能夠更加提高硫化氫的檢測靈敏度。
圖5是表示實施方式2中的判定系統3000的概略構成的圖。
實施方式2中的判定系統3000具備上述的實施方式2中的檢測系統2000、和判定部600。
判定部600基于第1檢測值來判定電池單元1000中有無硫化氫產生。根據以上的構成,能夠以高的精度判定有無硫化氫產生。更具體而言,通過基于與第1發電要素210獨立的第1電阻變化部件110來進行檢測和判定,不會受到起因于第1發電要素210的充放電狀態或劣化狀態等的電阻值的變動的影響。換言之,能夠以不包含起因于電極的誤檢測的狀態進行檢測和判定。因而,能夠以更高的精度來檢測和判定在第1殼體310內產生硫化氫從而第1電阻變化材料的電阻發生了變化的情況。進而,通過基于與第1發電要素210獨立的第1電阻變化部件110來進行檢測和判定,不會發生起因于檢測部500的工作的、第1發電要素210的充放電特性的劣化或充放電工作的阻礙。即,不會對第1發電要素210的充放電特性以及充放電工作造成影響而能夠以高的精度來判定有無硫化氫產生。
圖6是表示實施方式2中的判定方法的流程圖。
實施方式2中的判定方法是使用了實施方式2中的判定系統3000的判定方法。例如,實施方式2中的判定方法是在實施方式2中的判定系統3000中所執行的判定方法。
實施方式2中的判定方法包括上述的實施方式2中的檢測方法和工序(b1)。
工序(b1)是由判定部600基于第1檢測值來判定電池單元1000中有無硫化氫產生的工序。
再者,在實施方式2中的判定系統3000中,判定部600例如可以采用模擬電路或數字電路來構成。判定部600例如可以采用處理器和存儲器來構成。該處理器例如可以是cpu(centralprocessingunit:中央處理器)或mpu(micro-processingunit:微處理器)等。此時,該處理器可以通過讀取存儲于存儲器中的程序并執行來實施本公開所公開的控制方法(判定方法)。
另外,在實施方式2中的判定系統3000中,判定部600可以基于遍及規定的時間所檢測出的第1檢測值的變動(例如電壓響應或電流響應)來判定有無硫化氫產生。例如,判定部600可以通過判斷第1檢測值的變動是否正常來判定有無硫化氫產生。例如,判定部600可以通過比較所檢測出的第1檢測值的變動和存儲于上述的存儲器中的信息來判定有無硫化氫產生。
根據以上的構成,能夠更高精度地檢知表示硫化氫的產生的第1檢測值的變動。由此,能夠更加提高有無硫化氫產生的判定精度。
(實施方式3)
以下,說明實施方式3。適當地省略與上述的實施方式1或實施方式2重復的說明。
圖7是表示實施方式3中的電池模塊4000的概略構成的圖。
實施方式3中的電池模塊4000具備第1電池單元1100和第2電池單元1200。
第1電池單元1100是上述的實施方式1中的電池單元。
第2電池單元1200具備第2電阻變化部件120、第2發電要素220、第2殼體320、第2正極端子421、和第2負極端子422。
第2電阻變化部件120具有第1端子121和第2端子122。
第2發電要素220具備第2正極221、第2負極222和第2電解質223。
第2電解質223介于第2正極221與第2負極222之間。
第2殼體320內包第2發電要素220和第2電阻變化部件120。
第2正極端子421具有與第2正極221電連接的一端和在第2殼體320的外側露出的一端。
第2負極端子422具有與第2負極222電連接的一端和在第2殼體320的外側露出的一端。
第2正極221、第2負極222和第2電解質223之中的至少一方包含第2硫系材料。
第2電阻變化部件120包含通過與硫化氫的化學反應從而電阻發生變化的第2電阻變化材料。
第2電阻變化部件120的第1端子121和第2電阻變化部件120的第2端子122在第2殼體320的外側露出。
第2電阻變化部件120與第2正極端子421和第2負極端子422中的任一方都不電連接。
此時,第1正極端子411和第1負極端子412之中的任一方與第2正極端子421和第2負極端子422之中的任一方電連接。
根據以上的構成,通過在第1電池單元1100和第2電池單元1200中分別設置第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120,能夠對每個單個的電池單元進行硫化氫的檢測。即,能夠以1個為單位來單個地發現產生了硫化氫的電池單元。由此,例如能夠以1個為單位來單個地更換產生了硫化氫的電池單元。因而,例如能夠實現不需要過大的統一(例如也包含正常的電池單元在內的多個電池單元、或電池模塊自身的整體)下的更換的電池模塊。因此,能夠使由多個電池單元構成的電池模塊的維護更加高效化和簡便化。
再者,在實施方式3中,關于第1電池單元1100以及第2電池單元1200的構成要素的每一個,可適當地使用在上述的實施方式1中作為電池單元1000的構成要素示出的構成。
另外,在實施方式3中,第2電池單元1200可以是與第1電池單元1100相同的構成。
或者,第2電池單元1200的構成要素的一部分可以是與第1電池單元1100不同的構成。
另外,實施方式3中的電池模塊4000,如圖7所示,可以進一步具備模塊正極端子831、模塊正極引線431、模塊負極端子832、模塊負極引線432、第1電極間連接引線441、第1檢測端子811、第2檢測端子812、第3檢測端子821、第4檢測端子822、和外裝體900。
模塊正極端子831和第1正極端子411通過模塊正極引線431互相連接。
模塊負極端子832和第2負極端子422通過模塊負極引線432互相連接。
第1負極端子412和第2正極端子421通過第1電極間連接引線441互相連接。即,第1負極端子412與第2正極端子421電連接。
根據以上的構成,第1發電要素210和第2發電要素220互相串聯連接。由此,能夠構成高電壓的模塊。
再者,在實施方式3中的電池模塊4000中,模塊正極端子831和第2正極端子421可以通過模塊正極引線431互相連接。此時,模塊負極端子832和第1負極端子412可以通過模塊負極引線432互相連接。此時,第1正極端子411和第2負極端子422可以通過第1電極間連接引線441互相連接。
即,第1正極端子411可以與第2負極端子422電連接。
第1檢測端子811與第1電阻變化部件110的第1端子111電連接。
第2檢測端子812與第1電阻變化部件110的第2端子112電連接。
第3檢測端子821與第2電阻變化部件120的第1端子121電連接。
第4檢測端子822與第2電阻變化部件120的第2端子122電連接。
外裝體900內包第1電池單元1100、第2電池單元1200、模塊正極引線431、模塊負極引線432、和第1電極間連接引線441。
外裝體900可使用一般公知的電池模塊的外裝體的材料以及構成。外裝體900例如可以是箱體或框體等。此時,該箱體或該框體例如可以由金屬或樹脂等構成。
再者,模塊正極端子831、模塊負極端子832、第1檢測端子811、第2檢測端子812、第3檢測端子821、和第4檢測端子822的各自的一端可以向外裝體900的內側露出、并且各自的另一端可以在外裝體900的外側露出。
在實施方式3中的電池模塊4000中,第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120與模塊正極端子831、模塊正極引線431、模塊負極端子832、模塊負極引線432、和第1電極間連接引線441中的任一方都不電連接。即,第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120,不與由模塊正極端子831、模塊正極引線431、模塊負極端子832、模塊負極引線432、第1電極間連接引線441構成的充放電路徑電連接。換言之,第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120與該充放電路徑完全電獨立。
再者,在實施方式3中的電池模塊4000中,如圖7所示,第1檢測端子811、第2檢測端子812、第3檢測端子821、第4檢測端子822可以從外裝體900的側面之中互相相同的側面露出(例如,引出)。
或者,第1檢測端子811、第2檢測端子812、第3檢測端子821、第4檢測端子822可以從外裝體900的側面之中互相不同的側面露出(例如,引出)。
另外,在實施方式3中的電池模塊4000中,如圖7所示,第1檢測端子811、第2檢測端子812、第3檢測端子821和第4檢測端子822可以從外裝體900的側面之中、與露出模塊正極端子831或模塊負極端子832的側面不同的側面露出(例如,引出)。
或者,第1檢測端子811、第2檢測端子812、第3檢測端子821和第4檢測端子822可以從外裝體900的側面之中、與露出模塊正極端子831或模塊負極端子832的側面相同的側面露出(例如,引出)。
再者,在實施方式3中的電池模塊4000中,如圖7所示,第1電池單元1100和第2電池單元1200可以互相不重疊而配置。
或者,第1電池單元1100和第2電池單元1200可以互相重疊而配置。
另外,實施方式3中的電池模塊4000,可以除了第1電池單元1100和第2電池單元1200以外,還具備別的電池單元。即,實施方式3中的電池模塊4000可以具備3個以上的電池單元。
圖8是實施方式3中的電池模塊4000的變形例的概略構成的立體圖。
圖8所示的變形例,具備第1電池單元1100、第2電池單元1200、第3電池單元1300、第4電池單元1400、第5電池單元1500、第1電極間連接引線441、第2電極間連接引線442、第3電極間連接引線443、和第4電極間連接引線444。
第1電池單元1100、第2電池單元1200、第3電池單元1300、第4電池單元1400、第5電池單元1500互相重疊(層疊)而配置(例如內包在外裝體900中)。由此,電池模塊更加小型化。
第1電極間連接引線441將第1電池單元1100的正極端子和第2電池單元1200的負極端子連接。
第2電極間連接引線442將第2電池單元1200的正極端子和第3電池單元1300的負極端子連接。
第3電極間連接引線443將第3電池單元1300的正極端子和第4電池單元1400的負極端子連接。
第4電極間連接引線444將第4電池單元1400的正極端子和第5電池單元1500的負極端連接子。
根據以上的構成,第1電池單元1100、第2電池單元1200、第3電池單元1300、第4電池單元1400、第5電池單元1500互相串聯連接。由此,能夠構成高電壓的模塊。
另外,各個電池單元的電阻變化部件,不與各個電池單元的正極端子以及負極端子電連接。其結果,能夠以更高的精度實現硫化氫的檢測。
圖9是實施方式3中的電池模塊4000的變形例的概略構成的立體圖。
圖9所示的變形例,具備第1電池單元1100、第2電池單元1200、第3電池單元1300、第4電池單元1400、第5電池單元1500、正極間并聯連接引線451、和負極間并聯連接引線452。
第1電池單元1100、第2電池單元1200、第3電池單元1300、第4電池單元1400、第5電池單元1500互相重疊(層疊)而配置(例如內包在外裝體900中)。由此,電池模塊更加小型化。
正極間并聯連接引線451將各個電池單元的正極端子互相連接。
負極間并聯連接引線452將各個電池單元的負極端子互相連接。
根據以上的構成,第1電池單元1100、第2電池單元1200、第3電池單元1300、第4電池單元1400和第5電池單元1500互相并聯連接。由此,能夠構成大容量的模塊。
另外,各個電池單元的電阻變化部件,不與各個電池單元的正極端子以及負極端子電連接。其結果,能夠以更高的精度實現硫化氫的檢測。
再者,在實施方式3中,模塊正極引線431、模塊負極引線432、第1電極間連接引線441、第2電極間連接引線442、第3電極間連接引線443、第4電極間連接引線444、正極間并聯連接引線451、負極間并聯連接引線452之中的至少一方例如可以是由導電性材料(例如金屬材料)構成的導線或母線(匯流條:busbar)等。
(實施方式4)
以下,說明實施方式4。適當地省略與上述的實施方式1或實施方式2或實施方式3重復的說明。
圖10是表示實施方式4中的檢測系統5000的概略構成的圖。
實施方式4中的檢測系統5000,具備上述的實施方式3中的電池模塊4000、和檢測部500。
檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電流。此時,檢測部500檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電壓作為第1檢測值。
或者,檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電壓。此時,檢測部500檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電流作為第1檢測值。
檢測部500對第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間施加電流。此時,檢測部500檢測第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間的電壓作為第2檢測值。
或者,檢測部500對第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間施加電壓。此時,檢測部500檢測第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間的電流作為第2檢測值。
根據以上的構成,能夠以更高的精度檢測硫化氫的產生。更具體而言,通過基于與第1發電要素210和第2發電要素220獨立的第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120進行檢測,不會受到起因于第1發電要素210或第2發電要素220的充放電狀態或劣化狀態等的電阻值的變動的影響。換言之,能夠以不包含起因于電極的誤檢測的狀態進行檢測。因而,能夠以更高的精度檢測出在第1殼體310內或第2殼體320內產生硫化氫從而第1電阻變化部件110或第2電阻變化部件120的電阻發生了變化的情況。進而,通過基于與第1發電要素210和第2發電要素220獨立的第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120進行檢測,不會發生起因于檢測部500的工作的、第1發電要素210以及第2發電要素220的充放電特性的劣化或充放電工作的阻礙。即,不會對第1發電要素210以及第2發電要素220的充放電特性以及充放電工作造成影響而能夠以高的精度來檢測硫化氫的產生。由此,能夠以更高的精度檢測每個單個的電池單元的硫化氫的產生。
圖11是表示實施方式4中的檢測方法的流程圖。
實施方式4中的檢測方法是使用了實施方式4中的檢測系統5000的檢測方法。例如,實施方式4中的檢測方法是在實施方式4中的檢測系統5000中所執行的檢測方法。
實施方式2中的檢測方法,包括:工序(a11)和工序(a12)之中的至少一方工序、以及工程(a21)和工程(a22)之中的至少一方工序。
工序(a11)是由檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電流來檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電壓作為第1檢測值的工序。
工序(a12)是由檢測部500對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電壓來檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電流作為第1檢測值的工序。
工序(a21)是由檢測部500對第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間施加電流來檢測第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間的電壓作為第2檢測值的工序。
工序(a22)是由檢測部500對第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間施加電壓來檢測第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間的電流作為第2檢測值的工序。
圖12是表示實施方式4中的檢測系統5100的概略構成的圖。
實施方式4中的檢測系統5100,除了具備上述的檢測系統5000的構成以外,還具備下述的構成。
即,實施方式4中的檢測系統5100還具備連接狀態設定部700。
連接狀態設定部700設定檢測部500與第1電池單元1100之間以及檢測部500與第2電池單元之間的連接狀態。
連接狀態設定部700能夠將該連接狀態設定成第1連接狀態,所述第1連接狀態是檢測部500和第1電池單元1100被連接、且檢測部500和第2電池單元1200未被連接的狀態。
在第1連接狀態下,檢測部500檢測第1檢測值。
連接狀態設定部700能夠將該連接狀態設定成第2連接狀態,所述第2連接狀態是檢測部500和第1電池單元1100未被連接、且檢測部500和第2電池單元1200被連接的狀態。
在第2連接狀態下,檢測部500檢測第2檢測值。
根據以上的構成,即使檢測部500為一個,也能夠進行第1電池單元1100和第2電池單元1200這兩方中的硫化氫的產生的檢測。由此,能夠使檢測系統的結構簡單化和小型化。
圖13是表示實施方式4中的檢測方法的變形例的流程圖。
圖13所示的變形例的檢測方法,是使用了實施方式4中的檢測系統5100的檢測方法。例如,圖13所示的變形例的檢測方法是在實施方式4中的檢測系統5100中所執行的檢測方法。
圖13所示的變形例的檢測方法,包括:工序(s1);工序(a11)和工序(a12)之中的至少一方工序;工序(s2);以及工序(a21)和工序(a22)之中的至少一方工序。
工序(s1)是由連接狀態設定部700將連接狀態設定成第1連接狀態的工序,所述第1連接狀態是檢測部500和第1電池單元1100被連接、且檢測部500和第2電池單元1200未被連接的狀態。
工序(s2)是由連接狀態設定部700將連接狀態設定成第2連接狀態的工序,所述第2連接狀態是檢測部500和第1電池單元1100未被連接、且檢測部500和第2電池單元1200被連接的狀態。
工序(a11)和工序(a12)在工序(s1)之后執行。
工序(a21)和工序(a22)在工序(s2)之后執行。
再者,在實施方式4中的檢測系統5100中,連接狀態設定部700例如可以是由開關元件構成的開關電路。可以通過利用開關元件的開關動作切換連接布線的導通狀態,從而設定連接狀態。此時,開關元件的開關動作可以由判定部600控制。或者,實施方式4中的檢測系統5100可以另行具備用于控制開關元件的開關動作的控制部。
圖14是表示實施方式4中的檢測系統5200的概略構成的圖。
實施方式4中的檢測系統5200,除了具備上述的檢測系統5000的構成以外,還具備下述的構成。
即,在實施方式4中的檢測系統5200中,檢測部500具有第1檢測510和第2檢測部520。
第1檢測部510對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電流。此時,第1檢測部510檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電壓作為第1檢測值。
或者,第1檢測部510對第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間施加電壓。此時,第1檢測部510檢測第1電阻變化部件110的第1端子111與第1電阻變化部件110的第2端子112之間的電流作為第1檢測值。
第2檢測部520對第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間施加電流。此時,第2檢測部520檢測第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間的電壓作為第2檢測值。
或者,第2檢測部520對第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間施加電壓。此時,第2檢測部520檢測第2電阻變化部件120的第1端子121與第2電阻變化部件120的第2端子122之間的電流作為第2檢測值。
根據以上的構成,作為檢測部500,可以采用更適于第1電池單元1100和第2電池單元1200的各自的構成(尺寸、使用材料等)的第1檢測部510和第2檢測部520。由此,能夠以更高的精度判定每個單個的電池單元有無硫化氫產生。另外,通過具有多個檢測部,能夠例如同時地進行第1電池單元1100和第2電池單元1200這兩方中有無硫化氫產生的判定。
再者,在使用了實施方式4中的檢測系統5200的檢測方法中,工序(a11)和工序(a12)由第1檢測部執行。另外,工序(a21)和工序(a22)由第2檢測部執行。
再者,在實施方式4中,檢測部500(或者第1檢測部510)可以與第1檢測端子811和第2檢測端子812電連接。或者,檢測部500(或者第1檢測部510)可以與第1電阻變化部件110的第1端子111和第2端子112直接連接。
另外,在實施方式4中,檢測部500(或者第2檢測部520)可以與第3檢測端子821和第4檢測端子822電連接。或者,檢測部500(或者第2檢測部520)可以與第2電阻變化部件120的第1端子121和第2端子122直接連接。
另外,在實施方式4中,檢測部500、第1檢測部510和第2檢測部520例如可以分別具備電流施加部(例如電流源)和電壓測量部(例如電壓計)。或者,檢測部500、第1檢測部510和第2檢測部520例如可以分別具備電壓施加部(例如電壓源)和電流測量部(例如電流計)。作為電流施加部、電壓施加部、電壓測量部和電流測量部的構成,可使用一般公知的構成。
另外,在實施方式4中,檢測部500與模塊正極端子831、模塊正極引線431、模塊負極端子832、模塊負極引線432、第1電極間連接引線441中的任一方都不電連接。即,檢測部500沒有與由模塊正極端子831、模塊正極引線431、模塊負極端子832、模塊負極引線432、第1電極間連接引線441構成的充放電路徑電連接。換言之,檢測部500與該充放電路徑完全電獨立。再者,該充放電路徑可連接于外部電路(負載)或外部電源。
另外,在實施方式4中,檢測部500(或者第1檢測部510)可以遍及規定的時間來檢測第1檢測值。即,檢測部500(或者第1檢測510)可以檢測遍及規定的時間的第1檢測值的變動(例如電壓響應或電流響應)。進而,檢測部500(或者第2檢測部520)可以遍及規定的時間來檢測第2檢測值。即,檢測部500(或者第2檢測520)可以檢測遍及規定的時間的第2檢測值的變動(例如電壓響應或電流響應)。
根據以上的構成,能夠更高精度地檢測隨著硫化氫的產生的第1檢測值和第2檢測值。由此,能夠更加提高硫化氫的檢測靈敏度。
圖15是表示實施方式4中的判定系統6000的概略構成的圖。
實施方式4中的判定系統6000,具備上述的實施方式4中的檢測系統5000、和判定部600。
圖16是表示實施方式4中的判定系統6100的概略構成的圖。
實施方式4中的判定系統6100具備上述的實施方式4中的檢測系統5100、和判定部600。
圖17是表示實施方式4中的判定系統6200的概略構成的圖。
實施方式4中的判定系統6200具備上述的實施方式4中的檢測系統5200、和判定部600。
在實施方式4中的判定系統6000、判定系統6100和判定系統6200中,判定部600基于第1檢測值來判定第1電池單元1100中有無硫化氫產生。
另外,判定部600基于第2檢測值來判定第2電池單元1200中有無硫化氫產生。
根據以上的構成,能夠以更高的精度判定有無硫化氫產生。更具體而言,通過基于與第1發電要素210和第2發電要素220獨立的第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120來進行檢測和判定,不會受到起因于第1發電要素210或第2發電要素220的充放電狀態或劣化狀態等的電阻值的變動的影響。換言之,能夠以不包含起因于電極的誤檢測的狀態進行檢測和判定。因而,能夠以更高的精度檢測和判定在第1殼體內或第2殼體內產生硫化氫從而第1電阻變化部件110或第2電阻變化部件120的電阻發生了變化的情況。進而,通過基于與第1發電要素210和第2發電要素220獨立的第1電阻變化部件110和第2電阻變化部件120來進行檢測和判定,不會發生起因于檢測部的工作的、第1發電要素210以及第2發電要素220的充放電特性的劣化或充放電工作的阻礙。即,不會對第1發電要素210以及第2發電要素220的充放電特性以及充放電工作造成影響而能夠以高的精度判定有無硫化氫產生。由此,能夠以更高的精度判定每個單個的電池單元有無硫化氫產生。
圖18是表示實施方式4中的判定方法的流程圖。
實施方式4中的判定方法是使用了實施方式4中的判定系統6000或判定系統6100或判定系統6200的判定方法。例如,實施方式4中的判定方法是在實施方式4中的判定系統6000或判定系統6100或判定系統6200中所執行的判定方法。
實施方式4中的判定方法包含上述的實施方式4中的檢測方法、工序(b1)和工序(b2)。
工序(b1)是由判定部600基于第1檢測值來判定第1電池單元1100中有無硫化氫產生的工序。
工序(b2)是由判定部600基于第2檢測值來判定第2電池單元1200中有無硫化氫產生的工序。
圖19是表示實施方式4中的判定方法的變形例的流程圖。
圖19所示的變形例的判定方法是使用了實施方式4中的判定系統6100的判定方法。
再者,在實施方式4中,判定部600例如可以采用模擬電路或數字電路來構成。判定部600例如可以采用處理器和存儲器來構成。該處理器例如可以是cpu(centralprocessingunit:中央處理器)或mpu(micro-processingunit:微處理器)等。此時,該處理器可以通過讀取存儲于存儲器中的程序并執行來執行本公開所公開的控制方法(判定方法)。
另外,在實施方式4中,判定部600可以基于遍及規定的時間所檢測出的第1檢測值或第2檢測值的變動(例如電壓響應或電流響應)來判定有無硫化氫產生。例如,判定部600可以通過判斷第1檢測值或第2檢測值的變動是否正常來判定有無硫化氫產生。例如,判定部600可以通過比較所檢測出的第1檢測值或第2檢測值的變動、和存儲于上述的存儲器中的信息來判定有無硫化氫產生。
根據以上的構成,能夠更高精度地檢知表示硫化氫的產生的第1檢測值或第2檢測值的變動。由此,能夠更加提高有無硫化氫產生的判定精度。
產業上的可利用性
本公開的電池例如可以被利用作為全固體鋰二次電池等。