本發(fā)明涉及全固體二次電池系統(tǒng)。本發(fā)明特別涉及防止過(guò)充電的全固體二次電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車等的電動(dòng)機(jī)的電源，廣泛使用鎳氫電池以及鋰離子電池等二次電池。

在對(duì)這些二次電池進(jìn)行充電時(shí)，為了抑制二次電池的發(fā)熱以及性能的劣化等，需要避免過(guò)充電。二次電池系統(tǒng)通常具備避免過(guò)充電的功能。

例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了鎳氫電池等使用液體電解質(zhì)的二次電池系統(tǒng)。在專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的二次電池系統(tǒng)中，如果電池殼體內(nèi)的氣體壓力上升，則判斷為電池是過(guò)充電狀態(tài)，停止充電。

在專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了對(duì)于外裝體使用了隔著粘接劑層重疊鋁等的金屬箔和熱熔敷性的樹(shù)脂層而得到的層壓材料的二次電池系統(tǒng)。在該外裝體中，收納層疊有負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層的層疊型電池，構(gòu)成了密封電池。另外，在厚度方向上層疊該密封電池，構(gòu)成了組電池。

在專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的二次電池系統(tǒng)中，在相鄰的密封電池之間、或者、密封電池與在厚度方向上約束密封電池的部件之間的接觸壓上升時(shí)，判斷為電池是過(guò)充電狀態(tài)，停止充電。另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了由于在液體電解質(zhì)被分解時(shí)生成的氣體，密封電池的外裝體膨脹，其結(jié)果，相鄰的密封電池的外裝體之間、或者、密封電池的外裝體與在厚度方向上約束密封電池的部件之間的接觸壓上升。

在專利文獻(xiàn)3中，公開(kāi)了使用了將負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層層疊或者卷繞而得到的層疊型電池或者卷繞型電池的全固體二次電池系統(tǒng)。該層疊型電池被收納于外裝體，構(gòu)成了密封電池。另外，在專利文獻(xiàn)3公開(kāi)的全固體二次電池系統(tǒng)中，在層疊型電池的內(nèi)部設(shè)置了接觸壓傳感器，在通過(guò)該接觸壓傳感器感知的接觸壓上升時(shí)，判斷為電池是過(guò)充電狀態(tài)，停止充電。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2001-345123號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2006-269345號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2002-313431號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的二次電池系統(tǒng)都使用了液體電解質(zhì)。因此，如果電池為過(guò)充電狀態(tài)，則液體電解質(zhì)被分解，生成大量的氣體。在專利文獻(xiàn)1的二次電池系統(tǒng)中，感知由于大量的氣體的生成而電池殼體內(nèi)的氣體壓力上升的情況。另一方面，在專利文獻(xiàn)2的二次電池系統(tǒng)中，感知由于大量的氣體的生成而密封電池的外裝體膨脹且相鄰的密封電池之間的接觸壓上升的情況。

在專利文獻(xiàn)1的二次電池系統(tǒng)中，感知?dú)怏w壓力的上升，另一方面，在專利文獻(xiàn)2的二次電池系統(tǒng)中，感知接觸壓的上升，在這一點(diǎn)上不同。但是，不論在哪一個(gè)二次電池系統(tǒng)中，共同點(diǎn)在于都抓住由于過(guò)充電而液體電解質(zhì)被分解從而生成大量的氣體所引起的現(xiàn)象。

另一方面，專利文獻(xiàn)3公開(kāi)的全固體二次電池系統(tǒng)的電池使用了固體電解質(zhì)，所以由于過(guò)充電而固體電解質(zhì)被分解而生成的氣體的量非常少。因此，即使電池為過(guò)充電狀態(tài)，外裝體的內(nèi)部中的氣體壓力的上升也是略微的。

另外，即使電池為過(guò)充電狀態(tài)，也不會(huì)生成使外裝體大幅膨脹的程度的大量的氣體。因此，如專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的二次電池系統(tǒng)那樣，即使在相鄰的外裝體之間設(shè)置接觸壓傳感器，也難以探測(cè)電池是過(guò)充電狀態(tài)。

因此，在專利文獻(xiàn)3的全固體二次電池系統(tǒng)中，在構(gòu)成層疊型電池的負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層中的相鄰的層之間，設(shè)置了接觸壓傳感器。另外，在通過(guò)該接觸壓傳感器感知到接觸壓的上升時(shí)，判斷為電池是過(guò)充電狀態(tài)。

但是，除了電池處于過(guò)充電狀態(tài)時(shí)以外，在約束層疊型電池的夾具膨脹了時(shí)、或者、負(fù)極活性物質(zhì)層以及正極活性物質(zhì)層由于經(jīng)年劣化而膨脹了時(shí)，接觸壓也上升。因此，在專利文獻(xiàn)3的全固體二次電池系統(tǒng)中，即使電池不是過(guò)充電狀態(tài)時(shí)，也有時(shí)錯(cuò)誤地判斷為電池是過(guò)充電狀態(tài)。

由此，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了由于約束層疊型電池的夾具的膨脹以及負(fù)極活性物質(zhì)層及正極活性物質(zhì)層的經(jīng)年劣化所致的膨脹，僅通過(guò)感知層疊型電池的相鄰的層之間的接觸壓，無(wú)法準(zhǔn)確地判斷層疊型電池是否為過(guò)充電狀態(tài)這樣的課題。

本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確地探測(cè)過(guò)充電狀態(tài)的全固體二次電池系統(tǒng)。

本發(fā)明人為了達(dá)成上述目的，反復(fù)專心研究，完成了本發(fā)明。其要旨如下所述。

<1>一種全固體二次電池系統(tǒng)，具備：

密封電池，在外裝體中收納了層疊有負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層及正極集電體層的層疊型電池；

夾具，在所述層疊的方向上約束所述密封電池；

一個(gè)以上的接觸壓傳感器，設(shè)置于所述層疊型電池的最外層表面與所述外裝體之間以及所述層疊型電池的內(nèi)部中的至少某一處；

一個(gè)以上的氣體壓力傳感器，設(shè)置于所述外裝體的內(nèi)部的空間；以及

控制裝置，僅在所述接觸壓傳感器的至少一個(gè)感知的接觸壓的變化是閾值以上并且所述氣體壓力傳感器的至少一個(gè)感知的氣體壓力的變化是閾值以上的情況下，判斷為過(guò)充電狀態(tài)，使充電停止。

<2>在<1>項(xiàng)記載的全固體二次電池系統(tǒng)中，所述層疊型電池具備多個(gè)包括負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層的一組單電池。

<3>在<1>或者<2>項(xiàng)記載的全固體二次電池系統(tǒng)中，所述接觸壓傳感器埋設(shè)于所述負(fù)極集電體層、所述負(fù)極活性物質(zhì)層、所述固體電解質(zhì)層、所述正極活性物質(zhì)層以及所述正極集電體層的至少某一層。

<4>在<1>或者<2>項(xiàng)記載的全固體二次電池系統(tǒng)中，所述接觸壓傳感器設(shè)置于所述負(fù)極集電體層、所述負(fù)極活性物質(zhì)層、所述固體電解質(zhì)層、所述正極活性物質(zhì)層以及所述正極集電體層中的鄰接的層之間。

<5>在<2>項(xiàng)記載的全固體二次電池系統(tǒng)中，所述接觸壓傳感器被夾持于所述單電池之間。

<6>在<1>～<5>項(xiàng)中的任意一項(xiàng)記載的全固體二次電池系統(tǒng)中，

具有兩個(gè)以上的所述密封電池，并且，在至少一個(gè)以上的所述密封電池中設(shè)置有所述接觸壓傳感器和所述氣體壓力傳感器這兩方，并且，

所述控制裝置判斷每個(gè)所述密封電池的過(guò)充電狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠準(zhǔn)確地探測(cè)過(guò)充電狀態(tài)的全固體二次電池系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)的實(shí)施方式的一個(gè)例子的示意圖。

圖2A是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備的密封電池的實(shí)施方式的一個(gè)例子的縱剖面圖。

圖2B是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備的密封電池的其他實(shí)施方式的縱剖面圖。

圖3是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備的層疊型電池的一個(gè)例子的縱剖面圖。

圖4A是示出接觸壓傳感器埋設(shè)于負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層的至少某一處的樣式的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

圖4B是示出接觸壓傳感器設(shè)置于負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層中的鄰接的層之間的樣式的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

圖4C是示出接觸壓傳感器設(shè)置于負(fù)極集電體層、負(fù)極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層中的鄰接的層之間的其他樣式的縱剖面示意圖。

圖4D是示出接觸壓傳感器被夾持于單電池之間的樣式的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

圖5是示出由本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)的控制裝置執(zhí)行的充電停止步驟的一個(gè)例子的流程圖。

圖6是示出從充電開(kāi)始起的經(jīng)過(guò)時(shí)間與電壓、接觸壓以及電池溫度的關(guān)系的圖表。

圖7是示出充電率為100％時(shí)的電池溫度與生成氣體量的關(guān)系的圖表。

符號(hào)說(shuō)明

10：密封電池；20：夾具；22：第1押板；24：第2押板；26：支柱；28：緊固件；30：氣體壓力傳感器；32：接觸壓傳感器；40：控制裝置；50：層疊型電池；51a、51b、51c：負(fù)極集電體層；52a、52b、52c、52d：負(fù)極活性物質(zhì)層；53a、53b、53c：固體電解質(zhì)層；54a、54b、54c、54d：正極活性物質(zhì)層；55a、55b、55c：正極集電體層；56a、56b、56c：?jiǎn)坞姵兀?0：外裝體；100：全固體二次電池系統(tǒng)；500：接觸壓變化的閾值判斷；600：氣體壓力變化的閾值判斷；700：充電的停止。

具體實(shí)施方式

以下，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)的實(shí)施方式。此外，以下所示的實(shí)施方式并不限定本發(fā)明。

本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備密封電池、夾具、接觸壓傳感器、氣體壓力傳感器以及控制裝置。

圖1是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)的實(shí)施方式的一個(gè)例子的示意圖。圖2A是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備的密封電池的實(shí)施方式的一個(gè)例子的縱剖面圖。圖2B是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備的密封電池的其他實(shí)施方式的縱剖面圖。圖3是示出本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)具備的層疊型電池的一個(gè)例子的縱剖面圖。

(密封電池)

本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)100如圖1所示，具備密封電池10。密封電池10如圖2A以及圖2B所示，具備外裝體60，在其外裝體60的內(nèi)部收納了層疊型電池50。

關(guān)于層疊型電池50，如圖3所示，層疊了負(fù)極集電體層51a、51b、51c、負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d、固體電解質(zhì)層53a、53b、53c、正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d以及正極集電體層55a、55b、55c。

圖3所示的各層既可以分別獨(dú)立地層疊，也可以以成為圖3所示的層疊狀態(tài)的方式，卷繞1個(gè)負(fù)極集電體層、1個(gè)負(fù)極活性物質(zhì)層、1個(gè)固體電解質(zhì)層、1個(gè)正極活性物質(zhì)層以及1個(gè)正極集電體層。

在獨(dú)立地層疊了各層的情況下，將負(fù)極集電體層51a、51b、51c各自的一端作為負(fù)極端子部(未圖示)捆成1個(gè)。關(guān)于正極集電體層55a、55b、55c也是同樣的。

在卷繞了1個(gè)負(fù)極集電體層、1個(gè)負(fù)極活性物質(zhì)層、1個(gè)固體電解質(zhì)層、1個(gè)正極活性物質(zhì)層以及1個(gè)正極集電體層的情況下，1個(gè)負(fù)極活性物質(zhì)層的一端成為負(fù)極端子部(未圖示)。關(guān)于1個(gè)正極集電體層也是同樣的。

單電池56a按順序包括負(fù)極集電體層51a、負(fù)極活性物質(zhì)層52a、固體電解質(zhì)層53a、正極活性物質(zhì)層54a以及正極集電體層55a。通過(guò)按此順序包括它們，單電池56a能夠成為發(fā)電體的最小單位。同樣地，單電池56b按順序包括負(fù)極集電體層51b、負(fù)極活性物質(zhì)層52b、固體電解質(zhì)層53b、正極活性物質(zhì)層54b以及正極集電體層55b。單電池56b通過(guò)按此順序包括它們，能夠成為發(fā)電體的最小單位。另外，同樣地，單電池56c按順序包括負(fù)極集電體層51c、負(fù)極活性物質(zhì)層52c、固體電解質(zhì)層53c、正極活性物質(zhì)層54c以及正極集電體層55c。通過(guò)按此順序包括它們，單電池56c能夠成為發(fā)電體的最小單位。

在圖3所示的實(shí)施方式中，層疊型電池50具備3組單電池56a、56b、56c，但不限于3組，也可以是單數(shù)組(1組)。

如圖3所示，單電池56a的正極集電體層55a和單電池56b的正極集電體層55b可以是共同的。同樣地，單電池56b的負(fù)極集電體層51b和單電池56c的負(fù)極集電體層51c可以是共同的。即，相鄰的單電池的負(fù)極集電體層和/或正極集電體層可以是共同的。

也可以如圖3所示，在單電池56a、56b、56c的層疊方向外側(cè)(在圖3中上下方向外側(cè))，具備負(fù)極活性物質(zhì)層52d以及正極活性物質(zhì)層54d。這是因?yàn)槿缫韵履菢又圃鞂盈B型電池50的情形較多。

首先，準(zhǔn)備在兩面形成了負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極集電體層(以下有時(shí)稱為“負(fù)極層”)、固體電解質(zhì)層、以及在兩面形成了正極活性物質(zhì)層的正極集電體層(以下有時(shí)稱為“正極層”)。然后，隔著固體電解質(zhì)層將正極層和負(fù)極層層疊或者卷繞，制造層疊型電池。

在為了用于層疊型電池的最外層而準(zhǔn)備僅在單面形成了負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極集電體層和僅在單面形成了正極活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層時(shí)，導(dǎo)致工時(shí)增加。因此，容許如圖3所示在單電池56a、56b、56c的層疊方向外側(cè)(在圖3中上下方向外側(cè))具備負(fù)極活性物質(zhì)層52d以及正極活性物質(zhì)層54d。在該情況下，負(fù)極活性物質(zhì)層52d以及正極活性物質(zhì)層54d不發(fā)揮特別的功能。

接下來(lái)，說(shuō)明層疊型電池的各構(gòu)成要素。

(負(fù)極集電體層)

作為構(gòu)成負(fù)極集電體層51a、51b、51c的材料，只要用該材料制作出的負(fù)極集電體層51a、51b、51c作為層疊型電池50的負(fù)極集電體層51a、51b、51c發(fā)揮功能，就不做特別限定。例如，能夠?qū)⒏鞣N金屬Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe、不銹鋼或者Ti等、或者它們的合金用作集電體層的材料。從化學(xué)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來(lái)看，作為負(fù)極集電體層51a、51b、51c，Cu的負(fù)極集電體層51a、51b、51c是優(yōu)選的。另外，從耐蝕性的觀點(diǎn)來(lái)看，不銹鋼的負(fù)極集電體層51a、51b、51c是優(yōu)選的。

(負(fù)極活性物質(zhì)層)

負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c的原材料含有負(fù)極活性物質(zhì)以及任意地含有導(dǎo)電助劑、粘合劑及固體電解質(zhì)。關(guān)于這些原材料，只要用這些原材料制作出的負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c作為層疊型電池50的負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c發(fā)揮功能，則能夠如下那樣選擇。此外，對(duì)于在單電池56a、56b、56c的層疊方向外側(cè)(在圖3中上下方向外側(cè))具備的負(fù)極活性物質(zhì)層52d，進(jìn)行與負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c同樣的處理。

作為負(fù)極活性物質(zhì)，能夠從能夠吸收以及釋放金屬離子例如鋰離子等的物質(zhì)中選擇，從石墨、硬碳等碳材料、或者Si、Si合金等硅材料、或者它們的組合中選擇。另外，能夠從金屬材料例如銦、鋁、或者錫、或者它們的組合中選擇。

作為導(dǎo)電助劑，能夠從碳原材料例如VGCF(氣相生長(zhǎng)法碳纖維、Vapor Grown Carbon Fiber)、乙炔黑、灶黑、或者碳納米管等、或者它們的組合中選擇。

作為粘合劑，能夠從聚合物樹(shù)脂例如聚偏氟乙烯(PVDF)、丁二烯橡膠(BR)、或者苯乙烯－丁二烯橡膠(SBR)等、或者它們的組合中選擇。

關(guān)于作為負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c的原材料的固體電解質(zhì)，能夠使用關(guān)于固體電解質(zhì)層53a、53b、53c舉出的材料。

(固體電解質(zhì)層)

固體電解質(zhì)層53a、53b、53c的原材料含有固體電解質(zhì)。作為固體電解質(zhì)層53a、53b、53c的原材料，只要用該原材料制作出的固體電解質(zhì)層53a、53b、53c作為層疊型電池50的固體電解質(zhì)層53a、53b、53c發(fā)揮功能，則能夠如下那樣選擇。

作為固體電解質(zhì)層53a、53b、53c的原材料，能夠從可用作鋰離子二次電池的固體電解質(zhì)層的材料中選擇。具體而言，作為固體電解質(zhì)層的材料，能夠從硫化物系非晶質(zhì)固體電解質(zhì)例如Li₂S-P₂S₅、Li₂O·Li₂S·P₂S₅、Li₂S、P₂S₅、Li₂S-SiS₂、LiI-Li₂S-SiS₂、LiI-Li₂S-P₂S₅、LiI-Li₂S-P₂O₅、LiI-Li₃PO₄-P₂S₅等；或者、氧化物系非晶質(zhì)固體電解質(zhì)例如Li₂O-B₂O₃-P₂O₅、Li₂O-SiO₂等；或者、氧化物系結(jié)晶質(zhì)固體電解質(zhì)例如LiI、Li₃N、Li₅La₃Ta₂O₁₂、Li₇Zr₂O₁₂、Li₆BaLa₂Ta₂O₁₂、Li₃PO_(4-3/2w)N_w(w<1)等；或者、硫化物系結(jié)晶質(zhì)固體電解質(zhì)例如Li₇P₃S₁₁、Li_3.25P_0.75S₄等玻璃陶瓷、或者Li_3.24P_0.24Ge_0.76S₄等thio-LiSiO系的結(jié)晶等；或者它們的組合中選擇。

(正極活性物質(zhì)層)

正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c的原材料含有正極活性物質(zhì)以及任意地含有導(dǎo)電助劑、粘合劑及固體電解質(zhì)。關(guān)于這些原材料，只要用這些原材料制作出的正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c作為層疊型電池50的正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c發(fā)揮功能，則能夠如下那樣選擇。此外，對(duì)于在單電池56a、56b、56c的層疊方向外側(cè)(在圖3中上下方向外側(cè))具備的正極活性物質(zhì)層54d，進(jìn)行與正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c同樣的處置。

作為正極活性物質(zhì)，能夠從包含從錳、鈷、鎳及鈦中選擇的至少一種過(guò)渡金屬以及鋰的金屬氧化物例如鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、或者鎳鈷錳酸鋰等、異種元素置換Li-Mn尖晶石、鈦酸鋰、磷酸金屬鋰、或者它們的組合中選擇。

正極活性物質(zhì)也可以被具有鋰離子電導(dǎo)性能并且能夠維持即使與活性物質(zhì)或者固體電解質(zhì)接觸也不流動(dòng)的包覆層的形態(tài)的物質(zhì)所包覆。具體而言，正極活性物質(zhì)也可以被例如LiNbO₃、Li₄Ti₅O₁₂、Li₃PO₄等所包覆。

作為正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c的導(dǎo)電助劑以及粘合劑，能夠使用關(guān)于負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c舉出的材料。另外，關(guān)于作為正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c的原材料的固體電解質(zhì)，能夠使用關(guān)于固體電解質(zhì)層53a、53b、53c舉出的材料。

(正極集電體層)

作為構(gòu)成正極集電體層55a、55b、55c的材料，只要用該材料制作出的正極集電體層55a、55b、55c作為層疊型電池50的正極集電體層55a、55b、55c發(fā)揮功能，就不做特別限定，能夠使用各種金屬例如Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe、不銹鋼、或者Ti等、或者它們的合金的集電體層。從化學(xué)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來(lái)看，作為正極集電體層55a、55b、55c，Al的集電體層是優(yōu)選的。

接下來(lái)，說(shuō)明收納包括這些構(gòu)成要素的層疊型電池50的外裝體60。

(外裝體)

作為外裝體60，只要能夠收納并且密封層疊型電池50，則不做特別限制。例如，可以舉出使用了將鋁等的金屬層和熱熔敷性的樹(shù)脂層隔著粘接材層重疊而成的薄的層壓材料的外裝體。這樣的層壓材料針對(duì)酸以及堿具有耐性，并且具有輕量且柔軟的性質(zhì)。通過(guò)層疊2片層壓材料并對(duì)它們的周緣部進(jìn)行壓接來(lái)形成外裝體60。壓接方法可以是常用方法。

接下來(lái)，說(shuō)明層疊型電池50約束被收納在外裝體60中的密封電池10的夾具。

(夾具)

如圖1所示，夾具20在層疊型電池50的各層的層疊方向(在圖1中上下方向)上約束密封電池10。以后，關(guān)于利用夾具20進(jìn)行的對(duì)密封電池10的約束，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則將其約束方向設(shè)為層疊型電池50的各層的層疊方向。

在圖1所示的實(shí)施方式中，層疊12個(gè)密封電池10，并且，它們被夾具20約束。密封電池10的層疊數(shù)不限于12個(gè)，也可以是1個(gè)。

另外，在圖1所示的實(shí)施方式中，在與層疊型電池50的層疊方向正交的方向(在圖1中左右方向)上未設(shè)置密封電池10，但不限于此。

例如，也可以準(zhǔn)備2組層疊了12個(gè)密封電池10的組電池，將這2組在與層疊型電池50的各層的層疊方向正交的方向(在圖1中左右方向)上排列，用夾具20約束這些24個(gè)密封電池10。即，只要多個(gè)密封電池10分別被夾具20約束，則對(duì)多個(gè)密封電池10的排列方法不做特別限定。

通過(guò)用夾具20約束密封電池10，改善層疊型電池50的各層之間的接觸，除了內(nèi)部電阻變小等的效果以外，還得到以下效果。

在密封電池10是1個(gè)的情況下，在密封電池10中收納的層疊型電池50被固定為在外裝體60的內(nèi)部不活動(dòng)。在密封電池10是兩個(gè)以上的情況下，除了在密封電池10中收納的層疊型電池50被固定為在外裝體60的內(nèi)部不活動(dòng)以外，密封電池10分別被相互固定以避免密封電池10的層疊破壞。另外，除了這些效果以外，通過(guò)用夾具20約束密封電池10，得到使在圖2A以及圖2B中示出的接觸壓傳感器32發(fā)揮功能的效果。即，由于密封電池10被夾具20約束，所以能夠通過(guò)接觸壓傳感器32感知層疊型電池50的膨脹。關(guān)于這點(diǎn)，后述。

關(guān)于夾具20的構(gòu)造，只要通過(guò)約束密封電池10能得到上述效果，則不做特別限定。例如，如圖1所示的實(shí)施方式那樣，夾具20能夠具備第1押板22、第2押板24、支柱26以及緊固件28。

第1押板22、第2押板24以及支柱26具有貫通孔，對(duì)該貫通孔插通緊固件28，結(jié)合第1押板22、第2押板24以及支柱26。通過(guò)該結(jié)合，密封電池10被第1押板22和第2押板24夾持并約束。

關(guān)于第1押板22及第2押板24，只要能夠讓密封電池10的主面的整個(gè)面均勻地承受載荷，并且，第1押板22及第2押板24不會(huì)由于該載荷的承受而彎曲，則不做特別限定。作為第1押板22及第2押板24，可以舉出金屬板等。此外，密封電池10的主面是指，與將密封電池10內(nèi)的層疊型電池50的各層進(jìn)行層疊的方向垂直的面。

關(guān)于支柱26的個(gè)數(shù)，適當(dāng)?shù)剡x擇在約束了密封電池10時(shí)第1押板22及第2押板22不彎曲那樣的個(gè)數(shù)即可。

關(guān)于支柱26，只要在約束了密封電池10時(shí)不彎曲，則不做特別限制。例如，可以舉出具備貫通孔的金屬棒等。

作為緊固件28，可以舉出在第1押板22、第2押板24以及支柱26的貫通孔中插通的螺栓和與該螺栓扣緊的螺母的組合。

作為夾具20的其他實(shí)施方式(未圖示)，有作為夾具20的緊固件28而使用C型夾鉗的方法。通過(guò)第1押板22及第2押板24夾住密封電池10，之后，通過(guò)C型夾鉗夾緊第1押板22及第2押板24。此時(shí)，以能夠約束密封電池10并且不使密封電池10破損的方式，用C型夾鉗夾緊。另外，如果將即使在將C型夾鉗全都夾緊時(shí)也能夠約束密封電池10并且不使密封電池10破損那樣的長(zhǎng)度的支柱26插入于第1押板22及第2押板24之間，則C型夾鉗的夾緊力的控制變得容易。

(接觸壓傳感器)

在層疊型電池50的最外層表面與外裝體60之間以及層疊型電池50的內(nèi)部中的至少某一處，設(shè)置接觸壓傳感器32。

圖2A是示出在層疊型電池50的最外層表面與外裝體60之間設(shè)置了接觸壓傳感器32的狀態(tài)的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。圖2B是示出在層疊型電池50的內(nèi)部設(shè)置了接觸壓傳感器32的狀態(tài)的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

密封電池10被夾具20約束，所以不論在圖2A以及圖2B中的哪一個(gè)情況下，接觸壓傳感器32都能夠感知接觸壓。另外，如果層疊型電池50膨脹以及收縮，則接觸壓傳感器32感知接觸壓的變化。

在通常的充放電中，負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d、固體電解質(zhì)層53a、53b、53c以及正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d也膨脹以及收縮。因此，在通常的充放電中，接觸壓傳感器32也感知接觸壓的變化。

另一方面，(i)在電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)時(shí)、(ii)在負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d和/或正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d經(jīng)年劣化了時(shí)、(iii)在夾具20膨脹了時(shí)，接觸壓傳感器32感知接觸壓的顯著的上升。此外，“夾具20膨脹了時(shí)”意味著，第1押板22及第2押板24在收納于密封電池10的內(nèi)部的層疊型電池50的各層的層疊方向上膨脹了時(shí)。

作為接觸壓傳感器32，只要是傳感器被夾持在兩個(gè)物體之間時(shí)能夠測(cè)定這些兩個(gè)物體之間的接觸壓的傳感器，則不做特別限定。例如，可以舉出應(yīng)變片式傳感器以及使用了壓電元件的傳感器等。

接下來(lái)，說(shuō)明“在層疊型電池50的內(nèi)部設(shè)置了接觸壓傳感器32的狀態(tài)”的樣式。此處，說(shuō)明4個(gè)樣式，但不限于這些。即，可以理解為只要是與這些4個(gè)樣式在技術(shù)上同樣的要旨的樣式，則該同樣的要旨的樣式也包含于這些4個(gè)樣式的至少一個(gè)。

圖4A是示出接觸壓傳感器32埋設(shè)于負(fù)極集電體層51a、51b、51c、負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d、固體電解質(zhì)層53a、53b、53c、正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d以及正極集電體層55a、55b、55c中的至少某一個(gè)的樣式的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

圖4B是示出接觸壓傳感器32設(shè)置于負(fù)極集電體層51a、51b、51c、負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d、固體電解質(zhì)層53a、53b、53c、正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d以及正極集電體層55a、55b、55c中的鄰接的層之間的樣式的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

圖4C是示出接觸壓傳感器32設(shè)置于負(fù)極集電體層51a、51b、51c、負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d、固體電解質(zhì)層53a、53b、53c、正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d以及正極集電體層55a、55b、55c中的鄰接的層之間的其他樣式的縱剖面示意圖。

圖4D是示出接觸壓傳感器32被夾持于單電池56a、56c之間的樣式的一個(gè)例子的縱剖面示意圖。

首先，說(shuō)明圖4A所示的樣式。如圖4A所示，接觸壓傳感器32埋設(shè)于負(fù)極活性物質(zhì)層52b。在圖4A所示的樣式中，接觸壓傳感器32的一面與固體電解質(zhì)層53b相接，但不限于此。即，也可以是接觸壓傳感器32的整個(gè)面埋設(shè)于負(fù)極活性物質(zhì)層52b。

在圖4A所示的樣式中，負(fù)極活性物質(zhì)層52b的一部分未與固體電解質(zhì)層53b接觸，但在負(fù)極活性物質(zhì)層52b與固體電解質(zhì)層53b相接的部分中，鋰離子能夠通過(guò)這些層之間。

從減小鋰離子的通過(guò)阻力的觀點(diǎn)來(lái)看，接觸壓傳感器32的主面(與層疊型電池50的層疊方向垂直的面)的面積小為好。另一方面，從接觸壓的感知精度的觀點(diǎn)來(lái)看，接觸壓傳感器32的主面的面積大為好。關(guān)于接觸壓傳感器32的主面的面積，考慮這些觀點(diǎn)，適當(dāng)?shù)貨Q定取得了均衡的面積即可。

為了防止短路，接觸壓傳感器32的表面優(yōu)選被絕緣性的材料包覆。

接觸壓傳感器32也可以埋設(shè)于負(fù)極活性物質(zhì)層52b以外的層。例如，也可以埋設(shè)于正極集電體層55a。

接觸壓傳感器32也可以埋設(shè)于多個(gè)層。例如，也可以在固體電解質(zhì)層53a、正極活性物質(zhì)層54b以及負(fù)極活性物質(zhì)層52c各個(gè)中，埋設(shè)接觸壓傳感器32。此時(shí)，所有接觸面?zhèn)鞲衅?2也可以在與層疊型電池50的層疊方向垂直的方向的投影面中設(shè)置于不同的位置。通過(guò)這樣設(shè)置接觸面?zhèn)鞲衅?2，能夠減小鋰離子的通過(guò)阻力。除此以外，即使接觸壓在上述投影面有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。

也可以在同一層內(nèi)埋設(shè)多個(gè)接觸壓傳感器32。例如，也可以在負(fù)極活性物質(zhì)層52b中埋設(shè)多個(gè)接觸壓傳感器32。通過(guò)這樣埋設(shè)接觸壓傳感器32，即使接觸壓在同一層內(nèi)有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。

接下來(lái)，說(shuō)明圖4B所示的樣式。如圖4B所示，接觸壓傳感器32設(shè)置于固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間。固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b相互鄰接。在圖4B所示的樣式中，跨越固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b而設(shè)置了接觸壓傳感器32，但不限于此。例如，在固體電解質(zhì)層53b薄的情況下，也可以跨越正極活性物質(zhì)層54b、固體電解質(zhì)層53b以及負(fù)極活性物質(zhì)層52b而埋設(shè)接觸壓傳感器32。

在圖4B所示的樣式中，關(guān)于鋰離子的通過(guò)阻力、接觸壓傳感器32的主面的面積以及用絕緣性的材料的包覆，與圖4A所示的樣式相同。

接觸壓傳感器32也可以設(shè)置于固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間以外的鄰接的層之間。例如，也可以設(shè)置于正極活性物質(zhì)層54a與正極集電體層55a之間。

設(shè)置接觸壓傳感器32的鄰接的層之間也可以是多個(gè)。例如，也可以在固體電解質(zhì)層53a與正極活性物質(zhì)層54a之間、正極活性物質(zhì)層54b與固體電解質(zhì)層53b之間、以及負(fù)極活性物質(zhì)層52c與固體電解質(zhì)層53c之間，分別埋設(shè)接觸壓傳感器32。此時(shí)，也可以在與層疊型電池50的層疊方向垂直的方向的投影面中，在不同的位置設(shè)置所有接觸面?zhèn)鞲衅?2。通過(guò)這樣設(shè)置接觸面?zhèn)鞲衅?2，能夠減小鋰離子的通過(guò)阻力。除此以外，即使接觸壓在上述投影面有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。

在鄰接的層之間設(shè)置的接觸壓傳感器32也可以是多個(gè)。例如，也可以在固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間，設(shè)置多個(gè)接觸壓傳感器32。通過(guò)這樣埋設(shè)接觸壓傳感器32，即使接觸壓在與層疊型電池50的層疊方向垂直的方向的投影面有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。

接下來(lái)，說(shuō)明圖4C所示的樣式。如圖4C所示，接觸壓傳感器32設(shè)置于固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間。與圖4B所示的樣式的差異在于，在圖4B所示的樣式中，跨越固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b而設(shè)置了接觸壓傳感器32。相對(duì)于此，在圖4C所示的樣式中，接觸壓傳感器32未跨越固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b。

在接觸壓傳感器32厚的情況下，即使固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b變形，固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b也不會(huì)相互接觸。這樣的話，鋰離子無(wú)法在固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間通過(guò)。因此，在層疊型電池50中，只有單電池56a和單電池56c作為發(fā)電體發(fā)揮功能。

另一方面，在接觸壓傳感器32薄的情況下，固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b變形，在與接觸壓傳感器32相隔的位置處，固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b接觸。這樣的話，鋰離子能夠在固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間通過(guò)。因此，在層疊型電池50中，單電池56a、單電池56b以及單電池56c作為發(fā)電體發(fā)揮功能。

即，在接觸壓傳感器32薄的情況下，實(shí)質(zhì)上，與圖4B的樣式相同。因此，接觸壓傳感器32盡可能薄是優(yōu)選的。

在圖4C所示的樣式中，關(guān)于接觸壓傳感器32的主面的面積以及用絕緣性的材料的包覆，與圖4A所示的樣式相同。

接觸壓傳感器32也可以設(shè)置于固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間以外的鄰接的層之間。例如，也可以設(shè)置于正極活性物質(zhì)層54a與正極集電體層55a之間。

設(shè)置接觸壓傳感器32的鄰接的層之間也可以是多個(gè)。例如，也可以在固體電解質(zhì)層53a與正極活性物質(zhì)層54a之間以及正極活性物質(zhì)層54b與固體電解質(zhì)層53b之間，分別設(shè)置接觸壓傳感器32。此時(shí)，也可以在與層疊型電池50的層疊方向垂直的方向的投影面中，在不同的位置設(shè)置所有接觸面?zhèn)鞲衅?2。通過(guò)這樣設(shè)置接觸面?zhèn)鞲衅?2，能夠減小鋰離子的通過(guò)阻力。除此以外，即使接觸壓在上述投影面有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。

在鄰接的層之間設(shè)置的接觸壓傳感器32也可以是多個(gè)。例如，也可以在固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間，設(shè)置多個(gè)接觸壓傳感器32。通過(guò)這樣埋設(shè)接觸壓傳感器32，即使接觸壓在與層疊型電池50的層疊方向垂直的方向的投影面有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。

接下來(lái)，說(shuō)明圖4D所示的樣式。圖4D所示的樣式是在圖4C所示的樣式中，省略不作為發(fā)電體發(fā)揮功能的、正極活性物質(zhì)層54b、固體電解質(zhì)層53b以及負(fù)極活性物質(zhì)層52b，將層疊型電池50在層疊方向上進(jìn)行了小型化的樣式。

如圖4D所示，單電池56a和單電池56c作為發(fā)電體發(fā)揮功能。即，在圖4D所示的樣式中，接觸壓傳感器32被夾持于單電池56a與單電池56c之間。另外，通過(guò)接觸壓傳感器32，正極集電體55a和負(fù)極集電體51c不短路。

如上所述，在制造層疊型電池50的情況下，預(yù)先準(zhǔn)備在兩面形成了正極活性物質(zhì)層的正極集電體層(以下有時(shí)稱為“正極層”)和在兩面形成了負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極集電體層(以下有時(shí)稱為“負(fù)極層”)的情形較多。因此，在圖4D中，也可以做成在正極集電體層55a的與正極活性物質(zhì)層54a相反的一側(cè)也形成了正極活性物質(zhì)層的正極層。同樣地，也可以做成在負(fù)極集電體層51c的與負(fù)極活性物質(zhì)層52c相反的一側(cè)也形成了負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極層。

被夾持于單電池56a與單電池56c之間的接觸壓傳感器32也可以是多個(gè)。通過(guò)這樣夾持多個(gè)接觸壓傳感器32，即使接觸壓在與層疊型電池50的層疊方向垂直的方向的投影面有分布的情況下，也能夠易于感知接觸壓。另外，通過(guò)多個(gè)接觸壓傳感器32，正極集電體層55a和負(fù)極集電體層51c隔開(kāi)，所以正極集電體層55a和負(fù)極集電體層51c的短路防止變得可靠。

也可以組合此前說(shuō)明的圖4A～圖4D的樣式。例如，也可以關(guān)于正極活性物質(zhì)層54b，應(yīng)用圖4A的樣式，關(guān)于固體電解質(zhì)層53b與負(fù)極活性物質(zhì)層52b之間，應(yīng)用圖4B的樣式。即，也可以是1個(gè)接觸壓傳感器32埋設(shè)于正極活性物質(zhì)層54a，另1個(gè)接觸壓傳感器32跨越固體電解質(zhì)層53b和負(fù)極活性物質(zhì)層52b而設(shè)置。

(氣體壓力傳感器)

如圖2A以及圖2B所示，在外裝體60的內(nèi)部的空間設(shè)置氣體壓力傳感器30。設(shè)置氣體壓力傳感器30的空間是外裝體60的內(nèi)部并且是層疊型電池50的外側(cè)。

全固體二次電池不使用液體電解質(zhì)，而使用固體電解質(zhì)。在使用了固體電解質(zhì)的電池中，即使電池為過(guò)充電狀態(tài)，也不生成大量的氣體，但生成少量的水蒸氣。由于電池被過(guò)充電而固體電解質(zhì)被少量地分解，從而生成該水蒸氣。氣體壓力傳感器30感知由于該少量的水蒸氣的生成而產(chǎn)生的氣體壓力的略微的變化。

另外，全固體二次電池即使在電池不是過(guò)充電狀態(tài)的情況下，也由于電池被加熱而產(chǎn)生少量的水蒸氣。由于電池被加熱而固體電解質(zhì)被少量地分解，從而生成該水蒸氣。此外，此處所稱的“電池被加熱”意味著，電池被加熱到70～150℃。氣體壓力傳感器30感知由于該少量的水蒸氣的生成而產(chǎn)生的氣體壓力的略微的變化。

即，(i)在電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)時(shí)、(iv)在電池被加熱了時(shí)，氣體壓力傳感器30感知?dú)怏w壓力的略微的變化。此處，(i)以及(iv)的編號(hào)是從上述接觸壓傳感器32感知接觸壓的變化時(shí)的(i)～(iii)連續(xù)下來(lái)的編號(hào)。

作為氣體壓力傳感器30，只要是能夠測(cè)定氣體壓力的略微的變化的傳感器，則不做特別限制。例如，可以舉出應(yīng)變片式、半導(dǎo)體壓電電阻式以及靜電電容式等的氣體壓力傳感器。從感知?dú)怏w壓力的略微的變化的觀點(diǎn)來(lái)看，靜電電容式的氣體壓力傳感器是優(yōu)選的。

關(guān)于1個(gè)密封電池，也可以設(shè)置多個(gè)氣體壓力傳感器30。通過(guò)這樣設(shè)置氣體壓力傳感器30，即使水蒸氣的發(fā)生在外裝體60的內(nèi)部有分布的情況下，也易于感知其發(fā)生。

(具有兩個(gè)以上的密封電池的情況下的接觸壓傳感器以及氣體壓力傳感器)

在具有兩個(gè)以上的密封電池10的情況下，在至少一個(gè)密封電池10中，設(shè)置了接觸壓傳感器32以及氣體壓力傳感器30這兩方。

在全固體二次電池系統(tǒng)100具有兩個(gè)以上的密封電池10時(shí)，存在從充電開(kāi)始至變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)為止的時(shí)間針對(duì)每個(gè)密封電池10不同的情況。為了在這樣的情況下也可靠地探測(cè)電池是過(guò)充電狀態(tài)，優(yōu)選在所有密封電池10中設(shè)置接觸壓傳感器32以及氣體壓力傳感器30這兩方。

(控制裝置)

接觸壓傳感器32和氣體壓力傳感器30與控制裝置40連接。在有多個(gè)接觸壓傳感器32的情況下，它們?nèi)颗c控制裝置40連接。關(guān)于氣體壓力傳感器30也是同樣的。

僅在接觸壓傳感器32的至少一個(gè)感知的接觸壓的變化是閾值以上、并且氣體壓力傳感器30的至少一個(gè)感知的氣體壓力的變化是閾值以上的情況下，控制裝置40判斷為電池是過(guò)充電狀態(tài)，使電池的充電停止。使用附圖說(shuō)明該情況。圖5是示出由本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)100的控制裝置40執(zhí)行的直至充電停止為止的步驟的一個(gè)例子的流程圖。

另外，在表1中，關(guān)于接觸壓傳感器32以及氣體壓力傳感器30分別集中了能否感知接觸壓以及氣體壓力的變化。

【表1】

首先，說(shuō)明基于由接觸壓傳感器32感知到的接觸壓的變化的判斷?？刂蒲b置40判斷接觸壓傳感器32的至少一個(gè)感知的接觸壓的變化是否為閾值以上。

密封電池10被夾具20約束，所以接觸壓傳感器32感知接觸壓。由于電池被充放電，層疊型電池50膨脹以及收縮，所以接觸壓傳感器32感知接觸壓的變化。在通常的充放電中，接觸壓的變化在一定的范圍內(nèi)。

但是，在電池為表1所示的(i)～(iii)的狀態(tài)時(shí)，接觸壓大幅超過(guò)通常的充放電時(shí)的接觸壓的變化的范圍。這是因?yàn)椋?i)在電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)時(shí)、或者、(ii)在負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d和/或正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d經(jīng)年劣化了時(shí)，負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d和/或正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d相比于通常的充放電時(shí)大幅地膨脹。另外，是因?yàn)椋?iii)在夾具膨脹了時(shí)，第1押板22及第2押板24在收納于密封電池10的內(nèi)部的層疊型電池50的各層的層疊方向上大幅膨脹。

另一方面，(iv)在電池被加熱了時(shí)，接觸壓盡管超過(guò)通常的充放電時(shí)的接觸壓的變化的范圍，但不會(huì)像電池為(i)～(iii)的狀態(tài)時(shí)那樣大幅變化。這是因?yàn)?，即使電池被加熱，?fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d和/或正極活性物質(zhì)54a、54b、54c、54d、以及、第1押板22及第2押板24也不會(huì)如(i)～(iii)時(shí)那樣大幅膨脹。

由此，可以說(shuō)如下。即，如果決定好能夠區(qū)分電池為(i)～(iii)的狀態(tài)時(shí)的接觸壓的變化和電池為(iv)的狀態(tài)時(shí)的接觸壓的變化的閾值，則控制裝置40能夠根據(jù)由接觸壓傳感器32感知到的接觸壓的變化，區(qū)分(i)～(iii)的狀態(tài)和(iv)的狀態(tài)。

接下來(lái)，說(shuō)明基于由氣體壓力傳感器30感知到的氣體壓力的變化的判斷?？刂蒲b置40判斷氣體壓力傳感器30的至少一個(gè)感知的氣體壓力的變化是否為閾值以上。

在電池為表1所示的(i)以及(iv)的狀態(tài)時(shí)，氣體壓力大幅超過(guò)通常的充放電時(shí)的氣體壓力的變化的范圍。這是因?yàn)椋?i)在電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)時(shí)以及(iv)在電池被加熱了時(shí)中的任意情況下，雖然是少量，但都從負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d和/或正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d產(chǎn)生水蒸氣。

另一方面，在電池為表1所示的(ii)以及(iii)的狀態(tài)時(shí)，氣體壓力不會(huì)大幅超過(guò)通常的充放電時(shí)的氣體壓力的變化。這是因?yàn)?，即?ii)負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d和/或正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d經(jīng)年劣化、或者、即使(iii)夾具20膨脹，也不會(huì)生成水蒸氣等氣體。

由此，可以說(shuō)如下。即，如果決定好能夠區(qū)分電池為(i)以及(iv)的狀態(tài)時(shí)的氣體壓力的變化和電池為(ii)以及(iii)的狀態(tài)時(shí)的氣體壓力的變化的閾值，則控制裝置40能夠根據(jù)由氣體壓力傳感器30感知到的氣體壓力的變化，區(qū)分(i)以及(iv)的狀態(tài)和(ii)以及(iii)的狀態(tài)。

如到此為止使用表1來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)100那樣，在由接觸壓傳感器32和氣體壓力傳感器30這兩方感知到了壓力的增加時(shí)，意味著(i)電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)時(shí)。

進(jìn)而，使用圖5來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的全固體二次電池系統(tǒng)。

首先，通過(guò)判斷接觸壓傳感器32的至少一個(gè)感知的接觸壓的變化是否為閾值以上(500)，將(i)～(iv)的狀態(tài)分成(i)～(iii)的狀態(tài)和(iv)的狀態(tài)。

然后，通過(guò)判斷氣體壓力傳感器30的至少一個(gè)感知的氣體壓力的變化是否為閾值以上(600)，將(i)～(iii)的狀態(tài)分成(i)的狀態(tài)和(ii)以及(iii)的狀態(tài)。

這樣，檢測(cè)(i)的狀態(tài)、即電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)，停止充電(700)。

圖5的步驟也可以是相反的。

即，在該方式下，首先，通過(guò)判斷氣體壓力傳感器30的至少一個(gè)感知的氣體壓力的變化是否為閾值以上(600)，將(i)～(iv)的狀態(tài)分成(i)以及(iv)的狀態(tài)和(ii)以及(iii)的狀態(tài)。

然后，通過(guò)判斷接觸壓傳感器32的至少一個(gè)感知的接觸壓的變化是否為閾值以上(500)，將(i)以及(iv)的狀態(tài)分成(i)的狀態(tài)和(iv)的狀態(tài)。

這樣，檢測(cè)(i)的狀態(tài)、即電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)，停止充電(700)。

(具有兩個(gè)以上的密封電池的情況下的過(guò)充電狀態(tài)的判斷)

在具有兩個(gè)以上的密封電池10的情況下，針對(duì)每個(gè)密封電池10，判斷電池是否為過(guò)充電狀態(tài)。這是因?yàn)椋捎诮佑|壓傳感器32以及氣體壓力傳感器30這兩方被設(shè)置于同一密封電池10，表1所示的電池系統(tǒng)的狀態(tài)的判斷成立。

【實(shí)施例】

以下，通過(guò)實(shí)施例，更具體地說(shuō)明本發(fā)明。此外，本發(fā)明不限于這些。

制作圖1所示的全固體二次電池系統(tǒng)100，驗(yàn)證了密封電池10的內(nèi)部的狀態(tài)。負(fù)極集電體層51a、51b、51c、負(fù)極活性物質(zhì)層52a、52b、52c、52d、固體電解質(zhì)層53a、53b、53c、正極活性物質(zhì)層54a、54b、54c、54d以及正極集電體層55a、55b、55c分別如下所述。

負(fù)極集電體層：銅

負(fù)極活性物質(zhì)層：碳材料

固體電解質(zhì)層：硫化物系固體電解質(zhì)

正極活性物質(zhì)層：鎳鈷錳酸鋰

正極集電體層：鋁

另外，所使用的接觸壓傳感器32以及氣體壓力傳感器30如下所述。

接觸壓傳感器：靜電電容式

氣體壓力傳感器：應(yīng)變片式

圖6是示出從充電開(kāi)始起的經(jīng)過(guò)時(shí)間與電壓、接觸壓以及電池溫度的關(guān)系的圖表。圖7是示出充電率為100％時(shí)的電池溫度與生成氣體量的關(guān)系的圖表。

如從圖6可知，確認(rèn)了如果電池變?yōu)檫^(guò)充電狀態(tài)，則接觸壓的變化變大，并且電池溫度上升到70℃以上。另外，如從圖7可知，確認(rèn)了如果電池溫度超過(guò)70℃，則大量地生成被推測(cè)為水蒸氣的氣體。由此，確認(rèn)了如果接觸壓的變化和氣體壓力的變化是閾值以上，則能夠準(zhǔn)確地探測(cè)電池是過(guò)充電狀態(tài)。

根據(jù)以上的結(jié)果，能夠確認(rèn)本發(fā)明的效果。