特許 7530670 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/392 20190101AFI20240801BHJP

   G01R 31/367 20190101ALI20240801BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240801BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240801BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

G01R31/392

G01R31/367

H01M10/48 P

H02J7/00 Y

H02J7/02 F

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022542573

(86)(22)【出願日】2021-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2021007491

(87)【国際公開番号】W WO2022034704

(87)【国際公開日】2022-02-17

【審査請求日】2023-01-25

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2020/030800

(32)【優先日】2020-08-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】522369728

【氏名又は名称】ＴｅｒａＷａｔｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】新井 寿一

(72)【発明者】

【氏名】緒方 健

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 佳邦

(72)【発明者】

【氏名】井本 浩

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－５４２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６１９９４４３（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１８９８２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２３００６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／００３２１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１８１７２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２６１９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２９７０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信する第１受信部と、
前記充放電データに含まれる放電後開回路電圧（ＯＣＶ）に基づくパラメータを推定モデルの説明変数に含める回帰分析を実行することにより、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標を推定するための回帰式モデルとしての前記推定モデルを生成する推定モデル生成部と、
を備え、
前記推定モデル生成部は、前記回帰分析において、放電後ＯＣＶのみを前記推定モデルの説明変数とし、又は、充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶを前記推定モデルの説明変数に含める、情報処理装置。

【請求項2】

前記二次電池は、負極に活物質を含まない、請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記推定モデル生成部は、前記回帰分析において、充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶのみを前記推定モデルの説明変数とする、請求項１又は２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信する第１受信部と、
前記充放電データに含まれる放電後開回路電圧（ＯＣＶ）に基づく充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶを推定モデルの入力に含める機械学習を実行することにより、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標としてのＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を推定するための機械学習済みモデルとしての前記推定モデルを生成する推定モデル生成部と、
を備える、情報処理装置。

【請求項5】

前記複数の二次電池管理システムのうちの１つの二次電池管理システムから、前記１つの二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信する第２受信部と、
前記推定モデルに前記１つの二次電池管理システムから取得した前記充放電データを入力することにより、前記１つの二次電池管理システムが管理する前記二次電池の劣化指標の推定値を取得する推定部と、
取得された前記推定値に基づく通知情報を生成する通知情報生成部と、
前記通知情報を前記１つの二次電池管理システムに送信する送信部と、
を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記通知情報は、前記推定値を示す情報、及び前記推定値に基づく前記二次電池に関するメッセージの少なくともいずれかを含む、請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項7】

前記通知情報生成部は、前記推定値に基づいて所定の通知条件を判定し、該通知条件を満たすと判定した場合に、前記通知情報を生成する、請求項５又は６に記載の情報処理装置。

【請求項8】

前記複数の二次電池管理システムのそれぞれは、負極に負極活物質を含まない二次電池を管理する、請求項１から７のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項9】

コンピュータが、
複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信することと、
前記充放電データに含まれる放電後開回路電圧（ＯＣＶ）に基づくパラメータを推定モデルの説明変数に含める回帰分析を実行することにより、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標を推定するための回帰式モデルとしての前記推定モデルを生成することと、
を実行する、情報処理方法であって、
前記推定モデルを生成することにおいて、前記回帰分析において、放電後ＯＣＶのみを前記推定モデルの説明変数とし、又は、充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶを前記推定モデルの説明変数に含める、情報処理方法。

【請求項10】

コンピュータを、
複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信する第１受信部と、
前記充放電データに含まれる放電後開回路電圧（ＯＣＶ）に基づくパラメータを推定モデルの説明変数に含める回帰分析を実行することにより、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標を推定するための回帰式モデルとしての前記推定モデルを生成する推定モデル生成部と、
として機能させるための、プログラムであって、
前記推定モデル生成部は、前記回帰分析において、放電後ＯＣＶのみを前記推定モデルの説明変数とし、又は、充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶを前記推定モデルの説明変数に含める、プログラム。

【請求項11】

コンピュータが、
複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信することと、
前記充放電データに含まれる放電後開回路電圧（ＯＣＶ）に基づく充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶを推定モデルの入力に含める機械学習を実行することにより、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標としてのＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を推定するための機械学習済みモデルとしての前記推定モデルを生成することと、
を実行する、情報処理方法。

【請求項12】

コンピュータを、
複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信する第１受信部と、
前記充放電データに含まれる放電後開回路電圧（ＯＣＶ）に基づく充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶを推定モデルの入力に含める機械学習を実行することにより、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標としてのＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を推定するための機械学習済みモデルとしての前記推定モデルを生成する推定モデル生成部と、
として機能させるための、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光又は風力等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する技術が注目されている。これに伴い、安全性が高く、かつ多くの電気エネルギーを蓄えることができる蓄電デバイスとして、様々な二次電池が開発されている。特に、リチウムイオン二次電池等よりも更なる高エネルギー密度化や生産性の向上等を目的として、炭素材料やリチウム金属といった負極活物質を有しない負極を用いる二次電池が開発されている。例えば、特許文献１には、負極集電体上に金属粒子が形成され、充電によって正極から移動され、負極集電体上にリチウム金属を形成する二次電池が開示されている。

【0003】

このような二次電池は、使用に際して繰返し充放電されることに伴って劣化するため、二次電池の劣化状態の様々な推定手法が提案されている。この点につき、本発明者らは、上述した負極活物質を有しない二次電池については、劣化状態が二次電池の各種パラメータと良い線形性を示すことを見出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１９－２５９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、例えば、ある二次電池の劣化状態の推定において、当該二次電池から得られるデータのみに基づいて推定を行おうとしても、精度高く推定を行うことは困難である場合がある。一方で、複数のユーザに対して二次電池の使用に関する各種のサービスを統合的に提供するＢａａＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ）においては、各ユーザが利用する二次電池のデータは十分に活用されていないという側面がある。

【0006】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の二次電池に関するデータを有効に活用し、二次電池の劣化状態の予測を精度高く行うことの可能な情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態に係る情報処理装置は、複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信する第１受信部と、前記充放電データに基づいて、前記二次電池の劣化の状態を示す劣化指標を推定するための推定モデルを生成する推定モデル生成部と、を備える。

【0008】

この態様によれば、複数の二次電池管理システムから、各々の二次電池管理システムが管理する二次電池の充放電データを受信した上で、これら充放電データに基づいて二次電池の劣化指標を推定するための推定モデルを生成することが可能となる。そのため、複数の二次電池に関するデータを有効に活用し、二次電池の劣化状態の予測を精度高く行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数の二次電池に関するデータを有効に活用し、二次電池の劣化状態の予測を精度高く行うことの可能な情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る管理システム１の概略構成の一例を示すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る電源装置１０の概略構成の一例を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係るリチウム二次電池１０１の概略断面図である。

【図4】本実施形態に係るＢＭＳ４００の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図5】本実施形態に係るサーバ装置２０の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図6】本実施形態に係る充放電データのデータ構造の一例を示す図である。

【図7】各種実施例に係るリチウム二次電池１０１の「放電後ＯＣＶ」と「ＳＯＨ」との特性情報を示す図である。

【図8】各種実施例に係るリチウム二次電池１０１の「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」と「充放電容量」との特性情報を示す図である。

【図9】本実施形態に係る管理システム１による推定モデルの生成処理の動作シーケンスの一例を示す図である。

【図10】本実施形態に係る管理システム１による劣化指標の推定処理の動作シーケンスの一例を示す図である。

【図11】本実施形態に係る通知情報の画面１０００の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
（１）管理システム１
図１は、本実施形態に係る管理システム１の概略構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、管理システム１は、例えば、複数の電源装置１０と、サーバ装置２０とを備える。複数の電源装置１０の各々は、例えば、ユーザが利用する電源装置であって、例えば、電池モジュール１００と、充電器２００と、負荷３００と、バッテリ・マネジメント・システム（ＢＭＳ）４００とを備える。各ＢＭＳ４００とサーバ装置２０とは、例えば、互いに情報を送受信可能にインターネット等の通信ネットワークＮに接続される。管理システム１では、例えば、サーバ装置２０によって、電源装置１０を利用する各ユーザに対して、二次電池の使用に関する各種のサービスを統合的に提供するＢａａＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ）が提供される。

【0012】

（２）電源装置１０
（２－１）全体構成
図２は、本実施形態に係る電源装置１０の概略構成の一例を示すブロック図である。

【0013】

電源装置１０は、例えば、電池モジュール１００と、充電器２００と、負荷３００と、ＢＭＳ４００と、を含む。

【0014】

電池モジュール１００は、単一のセルとしてのリチウム二次電池１０１、又は直列及び／又は並列に接続された複数のリチウム二次電池１０１を含んで構成される。電池モジュール１００が有するリチウム二次電池１０１の数は特に限定されない。複数のリチウム二次電池１０１は、それぞれ同一の特性を有していてもよいし、異なる特性を有していてもよい。リチウム二次電池１０１の構成の詳細については後述する。

【0015】

電池モジュール１００は、更に、複数のリチウム二次電池１０１に直列に接続された電流センサ１０２を有する。電流センサ１０２は、複数のリチウム二次電池１０１に対して直列に接続されており、これらリチウム二次電池１０１に流れる電流を測定し、当該電流値をＢＭＳ４００に供給する。

【0016】

電池モジュール１００は、更に、複数のリチウム二次電池１０１のそれぞれに設けられた電圧センサ１０３及び温度センサ１０４を有する。各電圧センサ１０３は、各リチウム二次電池１０１に対して並列に接続される。各電圧センサ１０３は、各リチウム二次電池１０１の正極端子及び負極端子の間の電圧（端子間電圧）を測定し、当該電圧値をＢＭＳ４００に供給する。また、温度センサ１０４は、複数のリチウム二次電池１０１のそれぞれに対して熱的に結合され、各リチウム二次電池１０１の温度を測定し、当該温度値をＢＭＳ４００に供給する。

【0017】

充電器２００の構成は特に限定されないが、例えば、外部電源に接続された充電プラグが接続可能な充電コネクタが設けられ、外部電源からの供給電力をリチウム二次電池１０１の充電電力に変換するように構成されてよい。リチウム二次電池１０１は、例えば、充電器２００に接続され、ＢＭＳ４００の制御によって充電器２００が供給する充電電流によって充電され得る。

【0018】

負荷３００の構成は特に限定されないが、例えば、電動車両（電気自動車、ハイブリッド自動車）の駆動装置等として構成されてよい。リチウム二次電池１０１は、例えば、負荷３００に接続され、ＢＭＳ４００による制御によって負荷３００に電流を供給し得る。

【0019】

ＢＭＳ４００は、電池モジュール１００に含まれるリチウム二次電池１０１の充電及び放電を制御する。ＢＭＳ４００の構成は後述する。

【0020】

（２－２）リチウム二次電池１０１
図３は、本実施形態に係るリチウム二次電池１０１の概略断面図である。本実施形態のリチウム二次電池１０１は、正極１２と、負極活物質を有しない負極１３とを備える。また、リチウム二次電池１０１において、正極１２の負極１３に対向する面とは反対側に正極集電体１１が配置され、正極１２と負極１３との間に、セパレータ１４が配置されている。以下、リチウム二次電池１０１の各構成について説明する。

【0021】

（負極）
負極１３は、負極活物質を有しないものである。本明細書において、「負極活物質」とは、負極において電極反応、すなわち酸化反応及び還元反応を生じる物質である。具体的には、本実施形態の負極活物質としては、リチウム金属、及びリチウム元素（リチウムイオン又はリチウム金属）のホスト物質が挙げられる。リチウム元素のホスト物質とは、リチウムイオン又はリチウム金属を負極１３に保持するために設けられる物質を意味する。そのような保持の機構としては、特に限定されないが、例えば、インターカレーション、合金化、及び金属クラスターの吸蔵等が挙げられ、典型的には、インターカレーションである。

【0022】

本実施形態のリチウム二次電池１０１は、電池の初期充電前に負極１３が負極活物質を有しないため、負極１３上にリチウム金属が析出し、及び、その析出したリチウム金属が電解溶出することによって充放電が行われる。したがって、本実施形態のリチウム二次電池１０１は、負極活物質を有するリチウム二次電池１０１と比較して、負極活物質が占める体積及び負極活物質の質量が削減され、電池全体の体積及び質量が小さくなるため、エネルギー密度が原理的に高い。

【0023】

本実施形態のリチウム二次電池１０１は、電池の初期充電前に負極１３が負極活物質を有せず、電池の充電により負極上にリチウム金属が析出し、電池の放電によりその析出したリチウム金属が電解溶出する。したがって、本実施形態のリチウム二次電池１０１は、電池の放電終了時にも、負極１３が負極活物質を実質的に有しない。したがって、本実施形態のリチウム二次電池１０１において、負極１３は負極集電体として働く。

【0024】

本実施形態のリチウム二次電池１０１をリチウムイオン電池（ＬＩＢ）及びリチウム金属電池（ＬＭＢ）と比較すると、以下の点で異なるものである。
リチウムイオン電池（ＬＩＢ）において、負極はリチウム元素（リチウムイオン又はリチウム金属）のホスト物質を有し、電池の充電によりかかる物質にリチウム元素が充填され、ホスト物質がリチウム元素を放出することにより電池の放電が行われる。ＬＩＢは、負極がリチウム元素のホスト物質を有する点で、本実施形態のリチウム二次電池１０１とは異なる。
リチウム金属電池（ＬＭＢ）は、その表面にリチウム金属を有する電極か、あるいはリチウム金属単体を負極として用いて製造される。すなわち、ＬＭＢは、電池を組み立てた直後、すなわち電池の初期充電前に、負極が負極活物質であるリチウム金属を有する点で、本実施形態のリチウム二次電池１０１とは異なる。ＬＭＢは、その製造に、可燃性及び反応性が高いリチウム金属を含む電極を用いるが、本実施形態のリチウム二次電池１０１は、リチウム金属を有しない負極１３を用いるため、より安全性及び生産性に優れるものである。

【0025】

本明細書において、負極が「負極活物質を有しない」とは、負極が負極活物質を有しないか、実質的に有しないことを意味する。負極が負極活物質を実質的に有しないとは、負極における負極活物質の含有量が、負極全体に対して１０質量％以下であることを意味する。負極における負極活物質の含有量は、負極全体に対して、好ましくは２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。負極が負極活物質を有せず、又は、負極における負極活物質の含有量が上記の範囲内にあることにより、リチウム二次電池１０１のエネルギー密度が高いものとなる。

【0026】

本明細書において、「リチウム金属が負極上に析出する」とは、負極の表面、又は負極の表面に形成された後述する固体電解質界面（ＳＥＩ）層の表面の少なくとも１箇所に、リチウム金属が析出することを意味する。例えば、図１において、リチウム金属は、負極１３の表面（負極１３とセパレータ１４との界面）に析出する。

【0027】

本明細書において、電池が「初期充電前である」とは、電池が組み立てられてから第１回目の充電をするまでの状態を意味する。また、電池が「放電終了時である」とは、電池の電圧が１．０Ｖ以上３．８Ｖ以下、好ましくは１．０Ｖ以上３．０Ｖ以下である状態を意味する。

【0028】

本明細書において、「負極活物質を有しない負極を備えるリチウム二次電池１０１」とは、電池の初期充電前又は放電終了時に、負極が負極活物質を有しないことを意味する。したがって、「負極活物質を有しない負極」との句は、「電池の初期充電前又は放電終了時に負極活物質を有しない負極」、「電池の充電状態に依らずリチウム金属以外の負極活物質を有せず、かつ、初期充電前又は放電終了時においてリチウム金属を有しない負極」、又は「初期充電前又は放電終了時においてリチウム金属を有しない負極集電体」等と換言してもよい。また、「負極活物質を有しない負極を備えるリチウム二次電池１０１」は、アノードフリーリチウム電池、ゼロアノードリチウム電池、又はアノードレスリチウム電池と換言してもよい。

【0029】

本実施形態の負極１３は、電池の充電状態によらず、リチウム金属以外の負極活物質の含有量が、負極全体に対して１０質量％以下であり、好ましくは２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。また、本実施形態の負極１３は、初期充電前又は放電終了時において、リチウム金属の含有量が、負極全体に対して１０質量％以下であり、好ましくは２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。負極１３は、初期充電前及び放電終了時において、リチウム金属の含有量が、負極１３全体に対して１０質量％以下であると好ましい（その中でも好ましくは、リチウム金属の含有量が、負極１３全体に対して２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。）

【0030】

本実施形態のリチウム二次電池１０１は、電池の電圧が１．０Ｖ以上３．５Ｖ以下である場合において、リチウム金属の含有量が、負極１３全体に対して１０質量％以下であってもよく（好ましくは２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。）；電池の電圧が１．０Ｖ以上３．０Ｖ以下である場合において、リチウム金属の含有量が、負極１３全体に対して１０質量％以下であってもよく（好ましくは２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。）；又は、電池の電圧が１．０Ｖ以上２．５Ｖ以下である場合において、リチウム金属の含有量が、負極全体に対して１０質量％以下であってもよい（好ましくは２質量％以下であり、１．０質量％以下であってもよく、０．１質量％以下であってもよく、０．０質量％以下であってもよい。）。

【0031】

また、本実施形態のリチウム二次電池１０１において、電池の電圧が４．２Ｖの状態において負極１３上に析出しているリチウム金属の質量Ｍ_4.2に対する、電池の電圧が３．０Ｖの状態において負極１３上に析出しているリチウム金属の質量Ｍ_3.0の比Ｍ_3.0／Ｍ_4.2は、好ましくは２０％以下であり、より好ましくは１５％以下であり、更に好ましくは１０％以下である。比Ｍ_3.0／Ｍ_4.2は、８．０％以下であってもよく、２％以下であってもよく、３．０％以下であってもよく、１．０％以下であってもよい。

【0032】

本実施形態の負極活物質の例としては、リチウム金属及びリチウム金属を含む合金、炭素系物質、金属酸化物、並びにリチウムと合金化する金属及び該金属を含む合金等が挙げられる。上記炭素系物質としては、特に限定されないが、例えば、グラフェン、グラファイト、ハードカーボン、メソポーラスカーボン、カーボンナノチューブ、及びカーボンナノホーン等が挙げられる。上記金属酸化物としては、特に限定されないが、例えば、酸化チタン系化合物、酸化スズ系化合物、及び酸化コバルト系化合物等が挙げられる。上記リチウムと合金化する金属としては、例えば、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、アルミニウム、及びガリウムが挙げられる。

【0033】

本実施形態の負極１３としては、負極活物質を有せず、集電体として用いることができるものであれば特に限定されないが、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、及び、その他Ｌｉと反応しない金属、及び、これらの合金、並びに、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる群より選択される少なくとも１種からなるものが挙げられる。なお、負極１３にＳＵＳを用いる場合、ＳＵＳの種類としては従来公知の種々のものを用いることができる。上記のような負極材料は、１種を単独で又は２種以上を併用して用いられる。なお、本明細書中、「Ｌｉと反応しない金属」とは、リチウム二次電池１０１の動作条件においてリチウムイオン又はリチウム金属と反応して合金化することがない金属を意味する。

【0034】

本実施形態の負極１３は、好ましくはＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、及び、これらの合金、並びに、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる群より選択される少なくとも１種からなるものであり、より好ましくは、Ｃｕ、Ｎｉ、及び、これらの合金、並びに、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる群より選択される少なくとも１種からなるものである。負極１３は、更に好ましくは、Ｃｕ、Ｎｉ、これらの合金、又は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）である。このような負極１３を用いると、電池のエネルギー密度、及び生産性が一層優れたものとなる傾向にある。

【0035】

本実施形態の負極１３の平均厚さは、好ましくは４μｍ以上２０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以上１８μｍ以下であり、更に、好ましくは６μｍ以上１５μｍ以下である。そのような態様によれば、電池における負極１３の占める体積が減少するため、電池のエネルギー密度が一層向上する。

【0036】

（正極）
正極１２としては、正極活物質を有する限り、一般的にリチウム二次電池１０１に用いられるものであれば特に限定されず、リチウム二次電池１０１の用途によって、公知の材料を適宜選択することができる。正極１２は、正極活物質を有するため、安定性及び出力電圧が高い。

【0037】

本明細書において、「正極活物質」とは、正極において電極反応、すなわち酸化反応及び還元反応を生じる物質である。具体的には、本実施形態の正極活物質としてはリチウム元素（典型的には、リチウムイオン）のホスト物質が挙げられる。

【0038】

そのような正極活物質としては、特に限定されないが、例えば、金属酸化物及び金属リン酸塩が挙げられる。上記金属酸化物としては、特に限定されないが、例えば、酸化コバルト系化合物、酸化マンガン系化合物、及び酸化ニッケル系化合物等が挙げられる。上記金属リン酸塩としては、特に限定されないが、例えば、リン酸鉄系化合物、及びリン酸コバルト系化合物が挙げられる。典型的な正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉ_xＣｏ_yＭｎ_zＯ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、ＬｉＮｉ_xＭｎ_yＯ（ｘ＋ｙ＝１）、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＦｅＰＯ、ＬｉＣｏＰＯ、ＬｉＦｅＯＦ、ＬｉＮｉＯＦ、及びＴｉＳ₂が挙げられる。上記のような正極活物質は、１種を単独で又は２種以上を併用して用いられる。

【0039】

正極１２は、上記の正極活物質以外の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては、特に限定されないが、例えば、公知の導電助剤、バインダー、ポリマー電解質、及び無機固体電解質が挙げられる。

【0040】

正極１２における導電助剤としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、マルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＦ）、及びアセチレンブラック等が挙げられる。また、バインダーとしては、特に限定されないが、例えば、ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。

【0041】

正極１２における、正極活物質の含有量は、正極１２全体に対して、例えば、２質量％以上１００質量％以下であってもよい。導電助剤の含有量は、正極１２全体に対して、例えば、０．５質量％３０質量％以下あってもよい。バインダーの含有量は、正極１２全体に対して、例えば、０．５質量％３０質量％以下であってもよい。固体ポリマー電解質、及び無機固体電解質の含有量の合計は、正極１２全体に対して、例えば、０．５質量％３０質量％以下であってもよい。

【0042】

（正極集電体）
正極１２の片側には、正極集電体１１が配置されている。正極集電体１１は、電池においてリチウムイオンと反応しない導電体であれば特に限定されない。そのような正極集電体１１としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。

【0043】

正極集電体１１の平均厚さは、好ましくは４μｍ以上２０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以上１８μｍ以下であり、更に、好ましくは６μｍ以上１５μｍ以下である。そのような態様によれば、リチウム二次電池１０１における正極集電体１１の占める体積が減少するため、リチウム二次電池１０１のエネルギー密度が一層向上する。

【0044】

（セパレータ）
セパレータ１４は、正極１２と負極１３とを隔離することにより電池が短絡することを防ぎつつ、正極１２と負極１３との間の電荷キャリアとなるリチウムイオンのイオン伝導性を確保するための部材であり、電子導電性を有せず、リチウムイオンと反応しない材料により構成される。また、セパレータ１４は電解液を保持する役割も担う。セパレータ１４を構成する材料自体にイオン伝導性はないが、セパレータ１４が電解液を保持することにより、電解液を通じてリチウムイオンが伝導する。セパレータ１４は、上記役割を担う限りにおいて限定はないが、例えば、多孔質のポリエチレン（ＰＥ）膜、ポリプロピレン（ＰＰ）膜、又はこれらの積層構造により構成される。

【0045】

セパレータ１４は、セパレータ被覆層により被覆されていてもよい。セパレータ被覆層は、セパレータ１４の両面を被覆していてもよく、片面のみを被覆していてもよい。セパレータ被覆層は、リチウムイオンと反応しない部材であれば特に限定されないが、セパレータ１４と、セパレータ１４に隣接する層とを強固に接着させることができるものであると好ましい。そのようなセパレータ被覆層としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴムとカルボキシメチルセルロースの合材（ＳＢＲ－ＣＭＣ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリアクリル酸リチウム（Ｌｉ－ＰＡＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、及びアラミドのようなバインダーを含むものが挙げられる。セパレータ被覆層は、上記バインダーにシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硝酸リチウム等の無機粒子を添加させてもよい。なお、セパレータ１４は、セパレータ被覆層を有しなくてもよいし、セパレータ被覆層を有してもよい。

【0046】

セパレータ１４の平均厚さは、好ましくは３０μｍ以下であり、より好ましくは２５μｍ以下であり、更に好ましくは２０μｍ以下である。そのような態様によれば、リチウム二次電池１０１におけるセパレータ１４の占める体積が減少するため、リチウム二次電池１０１のエネルギー密度が一層向上する。また、セパレータ１４の平均厚さは、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは７μｍ以上であり、更に好ましくは１０μｍ以上である。そのような態様によれば、正極１２と負極１３とを一層確実に隔離することができ、電池が短絡することを一層抑止することができる。

【0047】

（電解液）
リチウム二次電池１０１は、電解液を有していることが好ましい。リチウム二次電池１０１において、電解液は、セパレータ１４に浸潤させてもよく、正極集電体１１と、正極１２と、セパレータ１４と、負極１３との積層体と共に密閉容器に封入してもよい。電解液は、電解質及び溶媒を含有し、イオン伝導性を有する溶液であり、リチウムイオンの導電経路として作用する。このため、電解液を含む態様によれば、電池の内部抵抗が一層低下し、エネルギー密度、容量、及びサイクル特性が一層向上する。

【0048】

電解液は、下記式（Ａ）で表される１価の基及び下記式（Ｂ）で表される１価の基のうち少なくとも一方を有するフッ化アルキル化合物を溶媒として含有すると好ましい。

【0049】

【化1】

【0050】

【化2】

【0051】

ただし、式中、波線は、１価の基における結合部位を表す。

【0052】

一般的に、電解液を有するアノードフリー型のリチウム二次電池１０１において、電解液中の溶媒等が分解されることにより、負極等の表面に固体電解質界面層（ＳＥＩ層）が形成される。ＳＥＩ層は、リチウム二次電池１０１において、電解液中の成分が更に分解されること、並びにそれに起因する非可逆的なリチウムイオンの還元、及び気体の発生等を抑制する。また、ＳＥＩ層はイオン伝導性を有するため、ＳＥＩ層が形成された負極表面において、リチウム金属析出反応の反応性が負極表面の面方向について均一なものとなる。リチウム二次電池１０１において、上記のフッ化アルキル化合物を溶媒として用いると、負極表面にＳＥＩ層が形成されやすく、負極上にデンドライト状のリチウム金属が成長することが一層抑制され、その結果、サイクル特性が一層向上する傾向にある。

【0053】

なお、本明細書において、化合物が「溶媒として含まれる」とは、リチウム二次電池１０１の使用環境において、当該化合物単体又は他の化合物との混合物が液体であればよく、さらには、電解質を溶解させて溶液相にある電解液を作製できるものであればよい。

【0054】

そのようなフッ化アルキル化合物としては、エーテル結合を有する化合物（以下、「エーテル化合物」という。）、エステル結合を有する化合物、及びカーボネート結合を有する化合物等が挙げられる。電解液における電解質の溶解度を一層向上させる観点、及びＳＥＩ層が一層形成されやすくなる観点から、フッ化アルキル化合物は、エーテル化合物であると好ましい。

【0055】

フッ化アルキル化合物であるエーテル化合物としては、式（Ａ）で表される１価の基及び式（Ｂ）で表される１価の基の双方を有するエーテル化合物（以下、「第一フッ素溶媒」ともいう。）、式（Ａ）で表される１価の基を有し、かつ、式（Ｂ）で表される１価の基を有しないエーテル化合物（以下、「第二フッ素溶媒」ともいう。）、及び式（Ａ）で表される１価の基を有せず、かつ、式（Ｂ）で表される１価の基を有するエーテル化合物（以下、「第三フッ素溶媒」ともいう。）等が挙げられる。

【0056】

第一フッ素溶媒としては、例えば、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテル、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルジエトキシメタン、及び１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルジエトキシプロパン等が挙げられる。上記のフッ化アルキル化合物の効果を有効かつ確実に奏する観点から、第一フッ素溶媒としては、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテルが好ましい。

【0057】

第二フッ素溶媒としては、例えば、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，２－トリフルオロエチルエーテル、メチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、エチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、プロピル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－パーフルオロペンチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、及び１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－オクタフルオロペンチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル等が挙げられる。上記のフッ化アルキル化合物の効果を有効かつ確実に奏する観点から、第二フッ素溶媒としては、１，１，２，２－テトラフルオロエチル－２，２，２－トリフルオロエチルエーテル、メチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、エチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、及び１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－オクタフルオロペンチル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテルが好ましい。

【0058】

第三フッ素溶媒としては、例えば、ジフルオロメチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテル、トリフルオロメチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテル、フルオロメチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテル、及びメチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテル等が挙げられる。上記のフッ化アルキル化合物の効果を有効かつ確実に奏する観点から、第三フッ素溶媒としては、ジフルオロメチル－２，２，３，３－テトラフルオロプロピルエーテルが好ましい。

【0059】

電解液は、式（Ａ）で表される１価の基及び式（Ｂ）で表される１価の基の双方を有しない溶媒を含んでいてもよい。そのような溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アセトニトリル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、リン酸トリメチル、及びリン酸トリエチル等のフッ素を含有しない溶媒、並びに、メチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、１，１，１，２，２，３，４，５，５，５－デカフルオロ－３－メトキシ－４－トリフルオロメチルペンタン、メチル－２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルエーテル、１，１，２，３，３，３－ヘキサフルオロプロピルメチルエーテル、エチル－１，１，２，３，３，３－ヘキサフルオロプロピルエーテル、及びテトラフロロエチルテトラフロロプロピルエーテル等のフッ素を含有する溶媒が挙げられる。

【0060】

上記フッ化アルキル化合物を含め、上述した溶媒は、１種を単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

【0061】

電解液におけるフッ化アルキル化合物の含有量は、特に限定されないが、電解液の溶媒成分の総量に対して、好ましくは４０体積％以上であり、より好ましくは２体積％以上であり、更に好ましくは６０体積％以上であり、更により好ましくは７０体積％以上である。フッ化アルキル化合物の含有量が上記の範囲内にあると、ＳＥＩ層が一層形成されやすくなるため、電池のサイクル特性が一層向上する傾向にある。フッ化アルキル化合物の含有量の上限は特に限定されず、フッ化アルキル化合物の含有量は、電解液の溶媒成分の総量に対して、１００体積％以下であってもよく、９５体積％以下であってもよく、９０体積％以下であってもよく、８０体積％以下であってもよい。

【0062】

電解液に含まれる電解質としては、塩であれば特に限定されないが、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、及びＭｇの塩等が挙げられる。電解質としては、好ましくはリチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、特に限定されないが、ＬｉＩ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＦ、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳＯ₃ＣＦ₃、ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｆ）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃ＣＦ₃）₂、ＬｉＢＦ₂（Ｃ₂Ｏ₄）、ＬｉＢ（Ｏ₂Ｃ₂Ｈ₄）₂、ＬｉＢ（Ｏ₂Ｃ₂Ｈ₄）Ｆ₂、ＬｉＢ（ＯＣＯＣＦ₃）₄、ＬｉＮＯ₃、及びＬｉ₂ＳＯ₄等が挙げられる。上記のリチウム塩は、１種を単独で又は２種以上を併用して用いられる。

【0063】

電解液における電解質の濃度は特に限定されないが、好ましくは０．５Ｍ以上であり、より好ましくは０．７Ｍ以上であり、更に好ましくは０．９Ｍ以上であり、更により好ましくは１．０Ｍ以上である。電解質の濃度が上記の範囲内にあることにより、ＳＥＩ層が一層形成されやすくなり、また、内部抵抗が一層低くなる傾向にある。電解質の濃度の上限は特に限定されず、電解質の濃度は１０．０Ｍ以下であってもよく、２Ｍ以下であってもよく、２．０Ｍ以下であってもよい。

【0064】

（２－３）ＢＭＳ４００
図４は、本実施形態に係るＢＭＳ４００の機能構成の一例を示すブロック図である。ＢＭＳ４００は、例えば、１つ又は複数のコンピュータにより構成され、通信部４０１と、操作部４０２と、出力部４０３と、記憶部４０４と、処理部４０５とを有する。ＢＭＳ４００は、例えば、ＰＣ、スマートフォン、タブレット端末等のデバイスであってよく、リチウム二次電池１０１を管理すると共に、サーバ装置２０からＢａａＳの提供を受けることが可能である。

【0065】

通信部４０１は、通信インターフェース回路を備え、ＢＭＳ４００を通信ネットワークＮに接続する。通信部４０１は、処理部４０５から供給されたデータを、通信ネットワークＮを介してサーバ装置２０等に送信する。また、通信部４０１は、サーバ装置２０等から通信ネットワークＮを介して受信したデータを処理部４０５に供給する。

【0066】

操作部４０２は、ＢＭＳ４００の操作が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネルやキーボタン等である。ユーザは、操作部４０２を用いて、文字や数字、記号等を入力することができる。操作部４０２は、ユーザにより操作されると、その操作に対応する信号を発生する。そして、発生した信号は、ユーザの指示として、処理部４０５に供給される。

【0067】

出力部４０３は、例えば、表示部や音声出力部を備える。表示部は、映像や画像等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro－Luminescence）ディスプレイ等である。表示部は、処理部４０５から供給された映像データに応じた映像や、画像データに応じた画像等を表示する。また、音声出力部は、例えば、スピーカとして構成され、処理部４０５から供給された音声データに基づいて音声を出力する。

【0068】

記憶部４０４は、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部４０４は、処理部４０５での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部４０４は、ドライバプログラムとして、操作部４０２を制御する入力デバイスドライバプログラム、出力部４０３を制御する出力デバイスドライバプログラム等を記憶する。また、記憶部４０４は、アプリケーションプログラムとして、ＢＭＳ４００を管理するためのプログラムや、サーバ装置２０が提供するＢａａＳを利用するためのプログラム等を記憶する。各種プログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部４０４にインストールされてもよい。また、記憶部４０４は、ＢＭＳ４００が管理するリチウム二次電池１０１の充放電に関するデータである充放電データを記憶してよい。充放電データのデータ構造については後述する。

【0069】

処理部４０５は、１つ又は複数のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部４０５は、ＢＭＳ４００の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵである。処理部４０５は、ＢＭＳ４００の各種処理が記憶部４０４に記憶されているプログラムや操作部４０２の操作等に基づいて適切な手順で実行されるように、通信部４０１や出力部４０３等の動作を制御する。処理部４０５は、記憶部４０４に記憶されているプログラム（オペレーティングシステムプログラムやドライバプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。また、処理部４０６は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行することができる。

【0070】

処理部４０５は、例えば、充放電制御部４０６と、充放電データ生成部４０７と、送受信部４０８と、出力制御部４０９とを備える。これらの各部は、処理部４０５が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、又はファームウェアとしてＢＭＳ４００に実装されてもよい。

【0071】

充放電制御部４０６は、電池モジュール１００に含まれる各リチウム二次電池１０１の充電及び放電を制御する。充放電制御部４０６は、例えば、記憶部４０４に予め記憶された設定や操作部４０２を介した操作により入力される設定に基づいて、充電及び放電を制御してもよい。当該設定は、例えば、充放電の時間、充放電開始時の残存容量、充放電終了時の残存容量、充放電開始時の正極及び／又は負極の端子電圧、充放電終了時の正極及び／又は負極の端子電圧等によって任意に設定してもよい。

【0072】

充放電データ生成部４０７は、ＢＭＳ４００が管理するリチウム二次電池１０１の充放電に関するデータである充放電データを生成する。充放電データ生成部４０７は、生成した充放電データを記憶部４０４に記憶させてもよい。充放電データのデータ構造については後述する。

【0073】

送受信部４０８は、送信部及び受信部としての機能を有し、各種の情報やデータを、通信部４０１を介してサーバ装置２０等の他の情報処理装置に送信し、また、各種の情報やデータを、通信部４０１を介してサーバ装置２０等の他の情報処理装置から受信する。送受信部４０８は、例えば、充放電データをサーバ装置２０に送信する。また、送受信部４０８は、例えば、各種の通知情報をサーバ装置２０から受信する。

【0074】

出力制御部４０９は、出力部４０３に各種の情報を出力させる。例えば、出力部４０３が表示部として構成される場合、出力制御部４０９は、映像データや画像データを生成し、当該映像データに基づく映像や画像データに基づく画像等を当該表示部に表示させる。また、出力部４０９が音声出力部として構成される場合、出力制御部４０９は音声データを生成して、当該音声出力部に音声出力させる。

【0075】

（３）サーバ装置２０
図５は、本実施形態に係るサーバ装置２０の機能構成の一例を示すブロック図である。サーバ装置２０は、例えば、１つ又は複数のコンピュータにより構成される情報処理装置の一例であって、通信部２１と、記憶部２２と、処理部２３とを備える。サーバ装置２０は、各ＢＭＳ４００に対して、ＢａａＳを提供する。

【0076】

通信部２１は、通信インターフェース回路を備え、サーバ装置２０を通信ネットワークＮに接続する。通信部２１は、処理部２３から供給されたデータを、通信ネットワークＮを介して各ＢＭＳ４００等に送信する。また、通信部２１は、各ＢＭＳ４００等から通信ネットワークＮを介して受信したデータを処理部２３に供給する。

【0077】

記憶部２２は、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部２２は、処理部２３での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。各種プログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部２２にインストールされてもよい。記憶部２２は、例えば、推定モデル生成部２５が生成した推定モデルを記憶してもよい。また、記憶部２２は、ＢＭＳ４００から送信された充放電データを記憶してもよい。また、記憶部２２は、各ＢＭＳ４００が管理する電池モジュール１００の仕様（負極、正極、負極集電体、正極集電体、セパレータ、電解液等のリチウム二次電池１０１の仕様に関する情報や、各リチウム二次電池１０１の接続に関する情報）や、充電器２００及び負荷３００の仕様に関する情報等を記憶してもよい。

【0078】

処理部２３は、１つ又は複数のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部２３は、サーバ装置２０の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵである。処理部２３は、サーバ装置２０の各種処理が記憶部２２に記憶されているプログラム等に基づいて適切な手順で実行されるように、通信部２１等の動作を制御する。処理部２３は、記憶部２２に記憶されているプログラム（オペレーティングシステムプログラムやドライバプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。また、処理部２３は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行することができる。

【0079】

処理部２３は、例えば、送受信部２４と、推定モデル生成部２５と、推定部２６と、通知情報生成部２７と、を備える。これらの各部は、処理部２３が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、又はファームウェアとしてサーバ装置２０に実装されてもよい。

【0080】

送受信部２４は、送信部及び受信部としての機能を有し、各種の情報やデータを、通信部２１を介して各ＢＭＳ４００等の他の情報処理装置に送信し、また、各種の情報やデータを、通信部２１を介して各ＢＭＳ４００等の他の情報処理装置から受信する。送受信部２４は、例えば、充放電データを各ＢＭＳ４００から受信する。また、送受信部２４は、例えば、各種の通知情報を各ＢＭＳ４００に送信する。

【0081】

推定モデル生成部２５は、各ＢＭＳ４００から受信した充放電データに基づいて、リチウム二次電池１０１の劣化指標を推定するための推定モデルを生成する。特に、推定モデル生成部２５は、複数のＢＭＳ４００から受信した充放電データを統合して、単一の推定モデルを生成してもよい。推定モデル生成部２５は、例えば、充放電データに基づく回帰分析を実行することにより、回帰式モデルとしての推定モデルを生成してもよい。或いは、推定モデル生成部２５は、例えば、充放電データに基づく機械学習を実行することにより、機械学習済みモデルとしての推定モデルを生成してもよい。

【0082】

ここで、図６を参照して、充放電データのデータ構造を説明する。図６は、本実施形態に係る充放電データのデータ構造の一例を示す図である。図６に示すリストの各レコードは、ＢＭＳ４００が備えるリチウム二次電池１０１の充電又は放電の１サイクルに対応している。なお、充放電データは、更に、電圧センサ１０３が測定した電圧値、電流センサ１０２が測定した電流値、及び温度センサ１０４が測定した温度値の少なくともいずれかの、各サイクルにおける経時的変化のデータを含んでもよい。

【0083】

図６に示すように、充放電データは、例えば、「日時」、「状態」、「モード」、「サイクル数」、「総サイクル数」、「積算容量」、「経過時間」、「積算電力」、「平均電圧」、「ピーク電圧」、「ＯＣＶ」、「終了条件」、及び充放電データを解析して得られた「解析データ」を含む。「日時」は、当該サイクルを実行した日時を示す情報である。「状態」は、当該サイクルについての充電又は放電の別を示す情報であり、例えば、１は充電を示し、２は放電を示す。「モード」は、充放電の繰り返しに関するモードの設定であり、例えば、「１」は単一の充放電サイクルを実行するモードを示し、「２」は複数の充放電サイクルを実行するモードを示す。「サイクル数」は、当該サイクルが、「モード」に示されるモードにおいて何回目のサイクルであるかを示す情報である。「総サイクル数」は、当該電源装置１０において実行された通算の充放電サイクル数を示す情報である。「積算容量」は、当該レコードにおける充電により記録された充電容量、又は当該レコードにおける放電により記録された放電容量を示す情報である。「経過時間」は、当該サイクルにおける充電又は放電に要した時間である。「総経過時間」は、当該電源装置１０の充電又は放電が開始されてから当該サイクルの充電又は放電が実行されるまでの通算の経過時間である。「積算電力」は、当該サイクルにおける充電により充電された電力、又は当該サイクルにおける放電により放電された電力を示す情報である。「平均電圧」は、当該サイクルにおける充電又は放電における電池モジュール１００の平均電圧である。「ピーク電圧」は、当該サイクルにおける充電又は放電における電池モジュール１００のピーク電圧（電圧の最大値）である。「ＯＣＶ」は、当該サイクルにおける放電が終了してから所定時間が経過した後のＯＣＶである放電後ＯＣＶ、又は当該サイクルにおける充電が終了してから所定時間が経過した後のＯＣＶである充電後ＯＣＶを示す情報である。ここで、ＯＣＶは、開回路電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）とも称され、電池の電極間に外部電源を接続し、電流を０Ａにして自己放電しない時間範囲内で長時間緩和させたときの平衡電圧であってよい。なお、所定時間は、例えば、ＯＣＶが安定するために要する時間であってよい。「終了条件」は、当該サイクルの充放電の終了条件を示す情報である。終了条件は、例えば、リチウム二次電池１０１の電圧値が所定の値になったことを含んでもよいし、充放電が開始されてから所定時間が経過したことを含んでもよい。「解析データ」は前記の充放電データの解析により得られるデータで、例えば「直流抵抗」「ｄＱ／ｄＶ」、「ｄＱ／ｄＶ」の各ピーク位置、「ｄＱ／ｄＶ」の各ピーク高さ、「ｄＱ／ｄＶ」の各ピーク幅などを含む。「直流抵抗」は、ある時点における電圧とＯＣＶの差を電流で除した数値である。「ｄＱ／ｄＶ」は、電流値を時間当たりの電圧変化で除した数値である。そのピーク位置、ピーク幅、ピーク高さは、「ｄＱ／ｄＶ」を電流、電圧またはそのほかのパラメータに対してプロットしたグラフにおけるピークの位置、幅、高さの情報である。

【0084】

推定モデルが回帰分析によって生成される場合、推定モデル生成部２５は、例えば、充放電データに基づいて回帰分析における説明変数を設定し、また、充放電データに基づいて目的変数を設定してもよい。特に、推定モデル生成部２５は、回帰分析において、充放電データに含まれる放電後ＯＣＶに基づくパラメータを推定モデルの説明変数に含めてもよい。パラメータは、例えば、後述するように劣化指標とよい線形性を示す「放電後ＯＣＶ」であってもよく、特に、「放電後ＯＣＶ」のみが推定モデルの説明変数であってもよい。この場合、推定モデルは、実質的には「放電後ＯＣＶ」と劣化指標との間の関係性を示すグラフやテーブルとなる。或いは、パラメータは、例えば、後述するように劣化指標とよい線形性を示す「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」であってもよく、特に、「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」のみが推定モデルの説明変数であってもよい。この場合、推定モデルは、実質的には「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」と劣化指標との間の関係性を示すグラフやテーブルとなる。また、特に、推定モデル生成部２５は、回帰分析において、充放電データに含まれる劣化指標を推定モデルの目的変数に含めてもよい。劣化指標は、例えば、リチウム二次電池１０１の「充放電容量」であってもよいし、「充放電容量」を「初期の充放電容量」で除した割合である「ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）」であってもよい。なお、ＢＭＳ４００の充放電データ生成部４０７は、サーバ装置２０の推定モデル生成部２５が回帰分析において扱う上述した説明変数及び目的変数を含む限り、充放電データを任意に構成してもよい。

【0085】

推定モデルが機械学習によって生成される場合、推定モデル生成部２５は、例えば、充放電データに基づいて機械学習における入力を設定し、また、充放電データに基づいて機械学習における出力を設定してもよい。推定モデル生成部２５は、機械学習において、充放電データに含まれる放電後ＯＣＶに基づくパラメータを推定モデルの入力に含めてもよい。パラメータは、例えば、「放電後ＯＣＶ」であってもよいし、「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」であってもよい。

【0086】

なお、推定モデル生成部２５は、上述した充放電データに加えて、各ＢＭＳ４００が管理する電池モジュール１００、充電器２００、及び負荷３００等の仕様に関する情報に基づいて、推定モデルを生成してもよい。例えば、推定モデルが回帰分析によって生成される場合、推定モデル生成部２５は、例えば、これら仕様に関する情報の少なくとも一部を回帰分析における説明変数に加えてもよい。また、推定モデルが機械学習によって生成される場合、推定モデル生成部２５は、例えば、これら仕様に関する情報の少なくとも一部を機械学習における入力に含めてもよい。

【0087】

ここで、図７及び８を参照して、リチウム二次電池１０１の劣化指標の線形性について説明する。本発明者らは、本実施形態に係るリチウム二次電池１０１のように、負極１３に負極活物質を含まない場合、放電後ＯＣＶに基づくパラメータが、リチウム二次電池１０１の劣化指標とよい線形性を示すことを見出した。

【0088】

図７は、各種実施例に係るリチウム二次電池１０１の「放電後ＯＣＶ」と「ＳＯＨ」との特性情報を示す図である。各実施例の条件は、次の表１の通りである各実施例は、電池条件及び動作条件等によって規定されてよい。電池条件は、正極重量（ｍｇ／ｃｍ^２）及びセパレータの構成を含んでもよい。また、動作条件は、充電レート（Ｃ）及び放電レート（Ｃ）を含んでもよい。なお、上限電圧（充電を停止する電圧）は全て４．２Ｖであるものとし、下限電圧（放電を停止する電圧）は全て３Ｖであるものとした。表１において、セパレータ「Ａ」は、ＰＶＤＦをコートしたポリエチレン系セパレータを表す。

【0089】

【表1】

【0090】

図７に示すとおり、実施例１～５に係る放電後ＯＣＶ－ＳＯＨ特性情報では、いずれも、「放電後ＯＣＶ」と「ＳＯＨ」との間に、各実施例の条件に応じて線形性が見られる。そのため、推定モデルが回帰分析によって生成される場合には推定モデルの説明変数として、或いは推定モデルが機械学習によって生成される場合には機械学習の入力として、「放電後ＯＣＶ」を含めることにより、推定モデルによる劣化指標の推定値（例えば、ＳＯＨ）の精度は向上するといえる。

【0091】

図８は、各種実施例に係るリチウム二次電池１０１の「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」と「充放電容量」との特性情報を示す図である。各実施例の条件は、次の表２の通りである。各実施例は、電池条件及び動作条件等によって規定されてよい。電池条件は、正極重量（ｍｇ／ｃｍ^２）及びセパレータの構成を含んでもよい。また、動作条件は、充電レート（Ｃ）及び放電レート（Ｃ）を含んでもよい。なお、上限電圧（充電を停止する電圧）は全て４．２Ｖであるものとし、下限電圧（放電を停止する電圧）は全て３Ｖであるものとした。表１において、セパレータ「Ｂ」は、アラミドをコートしたポリエチレン系セパレータを表し、セパレータ「Ｃ」は、セパレータ「Ａ」とは異なる厚みでＰＶＤＦをコートしたポリエチレン系セパレータを表す。

【0092】

【表2】

【0093】

図８に示すとおり、実施例６～１０に係る「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」と「充放電容量」では、いずれも、「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」と「充放電容量」との間に線形性が見られる。そのため、推定モデルが回帰分析によって生成される場合には推定モデルの説明変数として、或いは推定モデルが機械学習によって生成される場合には機械学習の入力として、「充電後ＯＣＶ－放電後ＯＣＶ」を含めることにより、推定モデルによる劣化指標の推定値（例えば、ＳＯＨ）の精度は向上するといえる。

【0094】

推定部２６は、推定モデルを用いて、リチウム二次電池１０１の劣化指標の推定値を取得する。推定部２６は、例えば、管理システム１を構成する任意のＢＭＳ４００から、充放電データを取得し、当該充放電データを推定モデルに入力することにより、当該ＢＭＳ４００が管理するリチウム二次電池１０１の劣化指標の推定値を取得する。推定部２６は、 所定の推定条件を満たす場合に、ＢＭＳ４００が管理するリチウム二次電池１０１の推定値を出力してもよい。

【0095】

通知情報生成部２７は、推定値に基づいて所定の通知情報を生成する。ここで、通知情報の内容は劣化指標の推定値に基づけば特に限定されないが、例えば、当該推定値を示す情報、当該推定値の所定閾値との比較を示す情報、リチウム二次電池１０１の交換時期を示す情報、リチウム二次電池１０１の交換を促すメッセージ、リチウム二次電池１０１の運用に関するアドバイス等を含んでもよい。また、通知情報生成部２７は、前記推定値に基づいて所定の通知条件を判定してもよく、所定の通知条件が満たされると判定した場合に、上記通知情報を生成してもよい。

【0096】

（４）動作処理
（４－１）推定モデルの生成処理
図９は、本実施形態に係る管理システム１による推定モデルの生成処理の動作シーケンスの一例を示す図である。

【0097】

（Ｓ１０１）まず、ＢＭＳ４００の充放電制御部４０６は、電池モジュール１００の充放電を実行する。充放電制御部４０６は、例えば、記憶部４０４に記憶された充放電に関する設定に基づいて、充電器２００及び負荷３００を制御して、電池モジュール１００の充電及び放電を制御する。充放電に関する設定は、例えば、充放電の時間、充放電開始時の残存容量、充放電終了時の残存容量、充放電開始時の正極及び／又は負極の端子電圧、充放電終了時の正極及び／又は負極の端子電圧等を含んでもよい。充放電制御において、充放電制御部４０６は、電流センサ１０２から供給される電流値、電圧センサ１０３から供給される電圧値、及び温度センサ１０４から供給される温度値の少なくともいずれかを監視してよい。

【0098】

（Ｓ１０２）次に、ＢＭＳ４００の充放電データ生成部４０７は、ステップＳ１０１における充放電制御に基づいて充放電データを生成する。充放電データは、例えば、図６に示すデータ構造を有してもよい。

【0099】

（Ｓ１０３）次に、ＢＭＳ４００の送受信部４０８は、ステップＳ１０２で生成された充放電データをサーバ装置２０に送信する。サーバ装置２０の送受信部２４は、ＢＭＳ４００から当該充放電データを受信し、記憶部２２に格納する。送受信部４０８が、充放電データを送信するタイミングや、送信する充放電データの単位は、任意に設定可能であってよい。充放電データを送信するタイミングは、特に限定されないが、例えば、サイクル数が所定閾値を上回ったとき、周期的又は非周期的な特定の日時、充放電容量が所定の閾値を下回ったとき、ユーザが操作部４０２を介して所定の操作を行ったとき、サーバ装置２０からの要求をＢＭＳ４００が受信したとき等であってよい。

【0100】

（Ｓ１０４）次に、サーバ装置２０の推定モデル生成部２５は、所定のタイミングで、各ＢＭＳ４００から供給された充放電データに基づいて、推定モデルを生成する。推定モデル生成部２５は、例えば、各ＢＭＳ４００から供給された充放電データに基づく回帰分析を実行することにより、回帰式モデルとしての推定モデルを生成してもよい。或いは、推定モデル生成部２５は、例えば、各ＢＭＳ４００から供給された充放電データに基づく機械学習を実行することにより、機械学習済みモデルとしての推定モデルを生成してもよい。推定モデルを生成するタイミングは、特に限定されないが、周期的又は非周期的な特定の日時等であってよい。

【0101】

（４－２）劣化指標の推定処理
図１０は、本実施形態に係る管理システム１による劣化指標の推定処理の動作シーケンスの一例を示す図である。

【0102】

（Ｓ２０１）まず、サーバ装置２０の推定部２６は、所定のＢＭＳ４００について劣化指標の推定についての所定条件が満たされる場合、推定モデルを用いて、当該所定のＢＭＳ４００が管理するリチウム二次電池１０１の劣化指標の推定値を出力する。ここで、劣化指標の推定についての所定条件は、特に限定されないが、例えば、当該所定のＢＭＳ４００から充放電データを受信したこと、周期的又は非周期的な特定の日時が到来したこと、当該特定のＢＭＳ４００からの要求をサーバ装置２０が受信したこと等を含んでもよい。

【0103】

（Ｓ２０２）次に、サーバ装置２０の通知情報生成部２７は、ステップＳ２０１で生成された劣化指標の推定値に基づいて通知情報を生成する。ここで、通知情報の内容は劣化指標の推定値に基づけば特に限定されないが、例えば、当該推定値を示す情報、当該推定値の所定閾値との比較を示す情報、リチウム二次電池１０１の交換時期を示す情報、リチウム二次電池１０１の交換を促すメッセージ、リチウム二次電池１０１の運用に関するアドバイス等を含んでもよい。

【0104】

（Ｓ２０３）次に、サーバ装置２０の送受信部２４は、生成された通知情報を、上述した所定のＢＭＳ４００に送信する。所定のＢＭＳ４００の送受信部４０８は、通知情報をサーバ装置２０から受信する。

【0105】

（Ｓ２０４）次に、ＢＭＳ４００の出力制御部４０９は、出力部４０３に各種の情報を出力させる。例えば、出力部４０３が表示部として構成される場合、出力制御部４０９は、上記通知情報に基づいて映像データや画像データを生成し、当該映像データに基づく映像や画像データに基づく画像等を当該表示部に表示させる。また、出力部４０９が音声出力部として構成される場合、出力制御部４０９は上記通知情報に基づいて音声データを生成して、当該音声出力部に音声出力させる。これにより、出力部４０３からは、通知情報の内容として、当該推定値を示す情報、当該推定値の所定閾値との比較を示す情報、リチウム二次電池１０１の交換時期を示す情報、リチウム二次電池１０１の交換を促すメッセージ等が出力される。

【0106】

図１１は、出力部４０３が表示部として構成される場合に、当該表示部に表示される通知情報の画面１０００の一例を示す図である。図１１に示すように、画面１０００には、充放電容量やＳＯＨという劣化指標の推定値が含まれてよい。また、図１１に示すように、画面１０００には、劣化指標の推定値に基づいた情報として、使用可能サイクル数や交換目安といった情報が含まれてよい。

【0107】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0108】

１…管理システム、１０…電源装置、１１…正極集電体、１２…正極、１３…負極、１４…セパレータ、２０…サーバ装置、２１…通信部、２２…記憶部、２３…処理部、２４…送受信部、２５…推定モデル生成部、２６…推定部、２７…通知情報生成部、１００…電池モジュール、１０１…二次電池セル、１０２…電流センサ、１０３…電圧センサ、２００…充電器、３００…負荷、４００…バッテリ・マネジメント・システム（ＢＭＳ）、４０１…通信部、４０２…操作部、４０３…出力部、４０４…記憶部、４０５…処理部、４０６…充放電制御部、４０７…充放電データ生成部、４０８…送受信部、４０９…出力制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】