本公開涉及電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、日本特開2019-145247公開了固體二次電池的高束縛處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、作為全固態(tài)電池的負(fù)極活性物質(zhì)，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(shí)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(fù)而在si顆粒產(chǎn)生破裂(裂紋)。因si顆粒的裂紋，在電極(負(fù)極層)內(nèi)，電接點(diǎn)及離子接點(diǎn)可能局部性地喪失。其結(jié)果，可認(rèn)為電池電阻會(huì)增大。以下，“電接點(diǎn)及離子接點(diǎn)”能夠統(tǒng)稱為“接點(diǎn)”。

2、在全固態(tài)電池中，電解質(zhì)是固體。即，電解質(zhì)不具有流動(dòng)性。因而，可認(rèn)為喪失的接點(diǎn)難以自然地恢復(fù)。因此，例如提出了通過(guò)將全固態(tài)電池加壓來(lái)使接點(diǎn)恢復(fù)(例如參照日本特開2019-145247)。

3、負(fù)極層有時(shí)具有反應(yīng)不均。即，在負(fù)極層內(nèi)，有時(shí)會(huì)在各si顆粒的充電狀態(tài)(stateof?charge；soc)產(chǎn)生偏差。如前所述，si顆粒存在充電時(shí)的膨脹率非常大的傾向。在2個(gè)si顆粒之間，可能因soc的微小差而產(chǎn)生大的體積差。換言之，在任意的充電狀態(tài)下，在各si顆粒的尺寸可能產(chǎn)生大的偏差。在顆粒尺寸的偏差大的狀態(tài)下，即使負(fù)極層被壓縮，也有可能難以發(fā)生接點(diǎn)的恢復(fù)。

4、本公開的目的在于將負(fù)極層內(nèi)的接點(diǎn)恢復(fù)。

5、以下，說(shuō)明本公開的技術(shù)結(jié)構(gòu)及作用效果。不過(guò)，本說(shuō)明書的作用機(jī)制包含推定。作用機(jī)制不限定本公開的技術(shù)范圍。

6、1.在本公開的一方面中，電池系統(tǒng)包含以下的結(jié)構(gòu)。

7、電池系統(tǒng)包含控制裝置。

8、控制裝置構(gòu)成為進(jìn)行第一控制及第二控制。

9、第一控制包括使全固態(tài)電池成為過(guò)放電狀態(tài)。

10、第二控制包括將過(guò)放電狀態(tài)的全固態(tài)電池加壓。

11、全固態(tài)電池依次包含正極層、固體電解質(zhì)層及負(fù)極層。

12、負(fù)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(duì)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(xiàn)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(guò)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(guò)soc的增大而能夠急劇地膨脹。在金剛石型晶相中，在soc超過(guò)0％的全部區(qū)域中，能夠觀測(cè)到急劇的膨脹。在si顆粒包含金剛石型晶相的情況下，可認(rèn)為因反應(yīng)不均而可能在si顆粒的尺寸上產(chǎn)生大的偏差。

21、相對(duì)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(shí)實(shí)質(zhì)上不發(fā)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(lái)說(shuō)，在si顆粒(負(fù)極活性物質(zhì))具有0～30％的soc時(shí)，全固態(tài)電池處于過(guò)放電狀態(tài)。因而，第一控制包括使全固態(tài)電池成為過(guò)放電狀態(tài)。通過(guò)全固態(tài)電池成為過(guò)放電狀態(tài)，在負(fù)極層內(nèi)，si顆粒的尺寸的偏差能夠顯著地降低。第二控制包括將過(guò)放電狀態(tài)的全固態(tài)電池加壓。通過(guò)在si顆粒的尺寸統(tǒng)一的狀態(tài)下壓縮負(fù)極層，可期待接點(diǎn)的恢復(fù)被促進(jìn)。

23、2.上述“1”所述的電池系統(tǒng)例如可以包含以下的結(jié)構(gòu)。

24、在過(guò)放電狀態(tài)下，硅顆粒具有0～30％的充電狀態(tài)。

25、3.上述“1”或“2”所述的電池系統(tǒng)例如可以包含以下的結(jié)構(gòu)。

26、第一控制還包括在過(guò)放電狀態(tài)下進(jìn)行全固態(tài)電池的恒壓放電及恒壓充電的至少一方。

27、通過(guò)在過(guò)放電狀態(tài)下維持恒定的端子間電壓，可期待各si顆粒的soc均質(zhì)化。即，可期待si顆粒的尺寸的偏差進(jìn)一步降低。

28、4.上述“1”～“3”中任一項(xiàng)所述的全固態(tài)電池例如可以包含以下的結(jié)構(gòu)。

29、負(fù)極層包含硫化物固體電解質(zhì)。

30、硫化物固體電解質(zhì)存在具有高的成形性的傾向。通過(guò)負(fù)極層包含硫化物固體電解質(zhì)，可期待在加壓時(shí)接點(diǎn)的恢復(fù)被促進(jìn)。

31、5.在本公開的一方面中，電池系統(tǒng)包含以下的結(jié)構(gòu)。

32、電池系統(tǒng)包含控制裝置。

33、控制裝置構(gòu)成為進(jìn)行第一控制及第二控制。

34、第一控制包括使全固態(tài)電池成為過(guò)放電狀態(tài)。

35、第一控制還包括在過(guò)放電狀態(tài)下進(jìn)行全固態(tài)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(guò)放電狀態(tài)的全固態(tài)電池加壓。

37、全固態(tài)電池依次包含正極層、固體電解質(zhì)層及負(fù)極層。

38、負(fù)極層包含硅顆粒及硫化物固體電解質(zhì)。

39、硅顆粒包含包合物ii型晶相。

40、在過(guò)放電狀態(tài)下，硅顆粒具有0～30％的充電狀態(tài)。

41、以下，說(shuō)明本公開的實(shí)施方式(以下，能夠簡(jiǎn)記為“本實(shí)施方式”)。不過(guò)，本實(shí)施方式不限定本公開的技術(shù)范圍。本實(shí)施方式在所有方面都是例示。本實(shí)施方式是非限制性的。本公開的技術(shù)范圍包含與權(quán)利要求書的記載等同的含義及范圍內(nèi)的所有變更。例如，從本實(shí)施方式提取任意的結(jié)構(gòu)且將它們?nèi)我獾亟M合也是從一開始就計(jì)劃的。

技術(shù)特征：

1.一種電池系統(tǒng)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的電池系統(tǒng)，

5.一種電池系統(tǒng)，

技術(shù)總結(jié)
電池系統(tǒng)包含控制裝置?？刂蒲b置構(gòu)成為進(jìn)行第一控制及第二控制。第一控制包括使全固態(tài)電池成為過(guò)放電狀態(tài)。第二控制包括將過(guò)放電狀態(tài)的全固態(tài)電池加壓。全固態(tài)電池依次包含正極層、固體電解質(zhì)層及負(fù)極層。負(fù)極層包含硅顆粒。硅顆粒包含包合物II型晶相。

技術(shù)研發(fā)人員：大瀧光俊,中西真二,早稻田哲也,吉田淳,右田翼,內(nèi)田義宏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21