本公開涉及電池系統。
背景技術:
1、日本特開2019-145247公開了固體二次電池的高束縛處理。
技術實現思路
1、作為全固態電池的負極活性物質,正在研究硅(si)顆粒。si顆粒具有大的比容量。另一方面,硅顆粒存在充電時的膨脹率非常大的傾向。由于與充放電相伴的體積變化大,所以有可能因充放電的反復而在si顆粒產生破裂(裂紋)。因si顆粒的裂紋,在電極(負極層)內,電接點及離子接點可能局部性地喪失。其結果,可認為電池電阻會增大。以下,“電接點及離子接點”能夠統稱為“接點”。
2、在全固態電池中,電解質是固體。即,電解質不具有流動性。因而,可認為喪失的接點難以自然地恢復。因此,例如提出了通過將全固態電池加壓來使接點恢復(例如參照日本特開2019-145247)。
3、負極層有時具有反應不均。即,在負極層內,有時會在各si顆粒的充電狀態(stateof?charge;soc)產生偏差。如前所述,si顆粒存在充電時的膨脹率非常大的傾向。在2個si顆粒之間,可能因soc的微小差而產生大的體積差。換言之,在任意的充電狀態下,在各si顆粒的尺寸可能產生大的偏差。在顆粒尺寸的偏差大的狀態下,即使負極層被壓縮,也有可能難以發生接點的恢復。
4、本公開的目的在于將負極層內的接點恢復。
5、以下,說明本公開的技術結構及作用效果。不過,本說明書的作用機制包含推定。作用機制不限定本公開的技術范圍。
6、1.在本公開的一方面中,電池系統包含以下的結構。
7、電池系統包含控制裝置。
8、控制裝置構成為進行第一控制及第二控制。
9、第一控制包括使全固態電池成為過放電狀態。
10、第二控制包括將過放電狀態的全固態電池加壓。
11、全固態電池依次包含正極層、固體電解質層及負極層。
12、負極層包含硅顆粒。
13、硅顆粒包含包合物ii型晶相。
14、通常,si顆粒包含金剛石型晶相。相對于此,本公開中的si顆粒包含包合物ii型晶相。包合物ii型晶相呈現與金剛石型晶相不同的膨脹行為。
15、圖1是示出si顆粒的膨脹行為的一例的曲線圖。曲線圖的橫軸表示soc。曲線圖的縱軸表示膨脹率。膨脹率通過下式而求出。
16、α=(v-v0)/v0
17、α:膨脹率(值由百分比表示)
18、v:任意的soc下的si顆粒的體積
19、v0:0%的soc下的si顆粒的體積
20、金剛石型晶相通過soc的增大而能夠急劇地膨脹。在金剛石型晶相中,在soc超過0%的全部區域中,能夠觀測到急劇的膨脹。在si顆粒包含金剛石型晶相的情況下,可認為因反應不均而可能在si顆粒的尺寸上產生大的偏差。
21、相對于此,包合物ii型晶相在0~30%的soc下,體積變化非常緩慢。有時實質上不發生體積變化。在si顆粒包含包合物ii型晶相的情況下,在0~30%的soc下,可期待si顆粒的尺寸的偏差顯著地降低。
22、一般來說,在si顆粒(負極活性物質)具有0~30%的soc時,全固態電池處于過放電狀態。因而,第一控制包括使全固態電池成為過放電狀態。通過全固態電池成為過放電狀態,在負極層內,si顆粒的尺寸的偏差能夠顯著地降低。第二控制包括將過放電狀態的全固態電池加壓。通過在si顆粒的尺寸統一的狀態下壓縮負極層,可期待接點的恢復被促進。
23、2.上述“1”所述的電池系統例如可以包含以下的結構。
24、在過放電狀態下,硅顆粒具有0~30%的充電狀態。
25、3.上述“1”或“2”所述的電池系統例如可以包含以下的結構。
26、第一控制還包括在過放電狀態下進行全固態電池的恒壓放電及恒壓充電的至少一方。
27、通過在過放電狀態下維持恒定的端子間電壓,可期待各si顆粒的soc均質化。即,可期待si顆粒的尺寸的偏差進一步降低。
28、4.上述“1”~“3”中任一項所述的全固態電池例如可以包含以下的結構。
29、負極層包含硫化物固體電解質。
30、硫化物固體電解質存在具有高的成形性的傾向。通過負極層包含硫化物固體電解質,可期待在加壓時接點的恢復被促進。
31、5.在本公開的一方面中,電池系統包含以下的結構。
32、電池系統包含控制裝置。
33、控制裝置構成為進行第一控制及第二控制。
34、第一控制包括使全固態電池成為過放電狀態。
35、第一控制還包括在過放電狀態下進行全固態電池的恒壓放電及恒壓充電的至少一方。
36、第二控制包括將過放電狀態的全固態電池加壓。
37、全固態電池依次包含正極層、固體電解質層及負極層。
38、負極層包含硅顆粒及硫化物固體電解質。
39、硅顆粒包含包合物ii型晶相。
40、在過放電狀態下,硅顆粒具有0~30%的充電狀態。
41、以下,說明本公開的實施方式(以下,能夠簡記為“本實施方式”)。不過,本實施方式不限定本公開的技術范圍。本實施方式在所有方面都是例示。本實施方式是非限制性的。本公開的技術范圍包含與權利要求書的記載等同的含義及范圍內的所有變更。例如,從本實施方式提取任意的結構且將它們任意地組合也是從一開始就計劃的。
1.一種電池系統,
2.根據權利要求1所述的電池系統,
3.根據權利要求1所述的電池系統,
4.根據權利要求1~3中任一項所述的電池系統,
5.一種電池系統,