CN103296710A - 电池充电器和电池充电方法 - Google Patents

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柳栽丞
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Abstract

本发明公开了一种电池充电器和方法，所述电池充电器包括：传感器，用于监视二次电池的劣化程度；电流驱动器，用于将电流施加到二次电池；以及控制器，用于控制从电流驱动器施加到二次电池的电流，从传感器接收二次电池的劣化程度，并且根据二次电池的劣化程度来确定是否改变或保持施加到二次电池的电流。

Description

电池充电器和电池充电方法
本申请要求于2012年2月28日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0020257号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明实施例的多方面涉及一种用于二次电池的电池充电器及电池充电方法。
背景技术
二次电池已经在许多领域中被用作便携式电子装置的电源，并且对二次电池的需求已经增大。二次电池可以充电和放电若干次，因此，可以是经济的并且是环境友好的。因此，已经增加了对二次电池的使用。
可使用这样的方法对二次电池充电，即，对充电电压设定特定电压，利用特定电流值对二次电池充电，直至充电电压达到设定的电压为止，在二次电池达到设定电压后减小充电电流。随着二次电池的充电/放电的继续，在二次电池内部可能出现电解质和电极板之间的反应。因此，当重复二次电池的充电/放电循环时，二次电池可能逐渐劣化，且二次电池的电压和容量可能降低。
发明内容
本发明的实施例提供了一种致力于通过根据二次电池的劣化程度控制适当的充电电流来增大二次电池的寿命的电池充电器。
本发明的实施例还通过一种致力于以高效率对二次电池充电的电池充电方法。
根据本发明的多方面，提供了一种电池充电器，所述电池充电器包括：传感器，被构造为检测二次电池的劣化程度；电流驱动器，被构造为将电流施加到二次电池；以及控制器，被构造为控制从电流驱动器施加到二次电池的电流，从传感器接收二次电池的劣化程度，并且根据二次电池的劣化程度来确定是否改变或保持施加到二次电池的电流。
控制器可被构造为根据第一模式、第二模式或第三模式来确定施加到二次电池的电流。
控制器可被构造为通过比较根据施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第一模式、第二模式或第三模式，控制器可被构造为在充电容量估计值超过充电容量目标值时选择第二模式或第三模式，控制器可被构造为在充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，选择第一模式。
在一个实施例中，控制器被构造为：当等式1中的健康状态(SOH)为10n％(n为自然数，0＜n＜10)时，通过第二模式或第三模式确定电流；当等式1中的SOH不是10n％(n为自然数，0＜n＜10)时，通过第一模式确定电流；并且通过比较根据施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第二模式或第三模式，当充电容量估计值超过充电容量目标值时，通过第二模式确定电流，当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，通过第三模式来确定电流。在一个实施例中，等式1为：SOH＝(Cap./Cap.int)×100％，其中，Cap.表示二次电池的放电容量，并且Cap.int表示二次电池的设计容量。
控制器可被构造为通过比较根据充电容量估计值的充电时间估计值与二次电池的充电时间目标值来选择第一模式、第二模式或第三模式。当充电时间估计值小于充电时间目标值时，可通过第二模式或第三模式来确定电流，当充电时间估计值为充电时间目标值或大于充电时间目标值时，可通过第一模式来确定电流。
控制器可被构造为在第一模式下将施加到二次电池的电流保持为与先前施加到二次电池的电流基本相似。
控制可被构造为在第二模式和第三模式下使施加到二次电池的电流与先前施加到二次电池的电流相比减小。
控制器可被构造为在第二模式下根据二次电池的劣化程度使施加到二次电池的电流减小至参考电流值。
控制器可被构造为在第三模式下根据实时地改变的二次电池的劣化程度来实时地减小施加到二次电池的电流。在一个实施例中，控制器被构造为在第三模式下使施加到二次电池的电流减小，从而电流的大小改变的斜率根据二次电池的劣化程度而倾斜。
根据本发明的另一方面，提供一种电池充电方法，该方法包括下述步骤：在电池监视操作期间确定二次电池的劣化程度；在电流确定操作期间根据二次电池的劣化程度来确定是否改变或保持施加到二次电池的电流；以及在电池充电操作期间利用电流确定操作中确定的电流对二次电池进行充电。
在电池监视操作期间，确定二次电池的劣化程度的步骤可包括测量二次电池的电压或电流。
在电流确定操作期间，可通过确定电流的第一模式、第二模式或第三模式来确定施加到二次电池的电流。
电池充电方法还可包括，在电流确定操作期间：比较根据施加到二次电池的电流确定的电流容量估计值与二次电池的充电容量目标值；当充电容量估计值超过充电容量目标值时，通过第二模式或第三模式来确定电流；以及当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，通过第一模式来确定电流。
在电流确定操作期间：当等式1中的健康状态(SOH)为10n％(n为自然数，0＜n＜10)时，可通过第二模式或第三模式之一来确定施加到二次电池的电流，可通过比较根据施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第二模式或第三模式；当等式1中的SOH不是10n％时，通过第一模式确定电流，其中，n为自然数，0＜n＜10；当充电容量估计值超过充电容量目标值时，可通过第二模式确定电流，当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，可通过第三模式来确定电流。在一个实施例中，等式1为：SOH＝(Cap./Cap.int)×100％，其中，Cap.表示二次电池的放电容量，并且Cap.int表示二次电池的设计容量。
电池充电方法还可包括：在电池充电操作过程中，利用通过确定电流的第一模式、第二模式或第三模式来确定的电流对二次电池进行充电；在第一模式期间，将施加到二次电池的电流保持为与先前施加到二次电池的电流基本相似；以及在第二模式和第三模式期间，使施加到二次电池的电流与先前施加到二次电池的电流相比减小。
电池充电方法还可包括：在第二模式期间，根据二次电池的劣化程度使施加到二次电池的电流减小至参考电流值，在第三模式期间，根据实时地改变的二次电池的劣化程度来实时地减小施加到二次电池的电流。
如上所述，根据本发明的实施例，能够通过根据二次电池的劣化程度来控制适当的充电电流，来提供一种致力于延长二次电池的寿命的电池充电装置。
另外，能够提供一种致力于以高效率对二次电池进行充电的电池充电方法。
附图说明
附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例，并且与描述一起用于解释本发明实施例的多方面。
图1是示意性地示出根据本发明实施例的电池充电装置的框图。
图2是示意性地实处图1中示出的控制单元的功能的框图。
图3中的(a)是示出根据二次电池的劣化程度而由第一模式和第二模式确定的施加到二次电池的电流的曲线图，图3中的(b)是示出根据二次电池的劣化程度而由第一模式至第三模式确定的施加到二次电池的电流的曲线图。
图4是示意性地示出根据本发明另一实施例的控制单元的功能的框图。
图5是示出根据图4中的控制单元的功能而由第一模式至第三模式确定的施加到二次电池的电流的曲线图。
图6是示出根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。
图7A是示出充电时间相对于健康状态(SOH)的曲线图。
图7B是示出充电电流相对于SOH的曲线图。
图8是示出根据本发明实施例以及对比示例的寿命的曲线图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，仅简单地以举例说明的方式示出并描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域技术人员将理解的，描述的实施例可以以各种不同的方式修改，而全部没有脱离本发明的精神或范围。因此，附图和说明将被理解为本质上是举例说明性的而不是限制性的。另外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接地在所述另一元件上，或者可以间接地在所述另一元件上，而在该元件和所述另一元件之间具有一个或多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接地连接到所述另一元件，而在该元件和所述另一元件之间具有一个或多个中间元件。在下文中，相同的标号表示相同的元件。
在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例。
图1是示意性示出根据本发明实施例的电池充电装置的框图。
根据本实施例的电池充电装置(例如，电池充电器)包括：感测单元300(例如，传感器)，监视二次电池100的劣化程度；电流施加单元200(例如，电流驱动器)，将电流施加到二次电池100；控制单元400(例如，控制器)，控制从电流施加单元200施加到二次电池100的电流。控制单元400可从感测单元300接收二次电池100的劣化程度，并可根据二次电池100的劣化程度来确定是否改变或保持施加到二次电池100的电流。
可通过将电极组件和电解液设置在电池壳体中来制造二次电池100。电极组件可通过例如卷绕或堆叠正电极极板、负电极极板以及设置在正电极极板和负电极极板之间的分隔板来制造。正电极极板和负电极极板可通过与电解液反应而引起电子的运动(例如，转移)，因此可产生电能。虽然在本实施例中未提到可与二次电池100一起提供的保护电路模块，但是本发明不限于此。即，二次电池100可包括能够执行可逆地充电/放电的各种能量系统。
二次电池100可被充电/放电多次，正电极极板和负电极极板可能在充电/放电过程中与电解液反应。随着充电/放电操作的次数增加，当正电极极板和负电极极板与电解液反应时，出现从属反应(或副反应)。副反应可能导致二次电池100劣化。即，在二次电池100的充电/放电过程中，可能导致二次电池100的劣化。二次电池100的劣化可能降低二次电池100的放电容量等，并且二次电池100的寿命可能缩短。如果利用不考虑二次电池100的劣化程度的充电方法来对劣化了的二次电池100进行充电，可能加速二次电池100的劣化。
本发明实施例的多方面涉及一种致力于防止(或基本防止)二次电池的劣化加速的电池充电装置以及方法，更具体地说，涉及一种致力于通过在二次电池充电时将适当的电流施加到二次电池来减少二次电池的劣化或使二次电池的劣化最小化的电池充电装置和方法。如果出现二次电池的劣化(例如，即使出现一次)，则劣化的速度也可能由于二次电池的特性而快速地增加。在严重的情况下，二次电池的充电/放电可能变得不可能(或不可实施)，因此，二次电池可能不能够再次被使用(或在实际上可能不能够使用)。另一方面，当利用根据本发明实施例的电池充电装置或方法对二次电池进行充电时，可以防止(或基本防止)二次电池的劣化在二次电池被充电/放电的同时被加速，因此，可延长二次电池的寿命。另外，可根据二次电池劣化的程度来减小施加到二次电池的电流，并且可使对二次电池充电所需的时间最优化或得到改善，从而提高二次电池的充电效率。
电流施加单元200用于将电流施加到二次电池100，并可由控制单元400控制。可根据二次电池100的劣化程度来控制从电流施加单元200施加到二次电池100的电流。例如，可根据二次电池100的劣化程度的变化来控制施加的电流。可相对于二次电池100的初始设计容量(例如，由制造商规定的容量)，通过使用放电容量(例如，在当前的二次电池100被充电后获得的放电容量)来确定二次电池100的劣化程度。
在一个实施例中，感测单元300监视二次电池100的电压和/或电流，并将二次电池100的劣化程度传输(或发送)至控制单元400。然后，控制单元400可根据二次电池100的劣化程度确定适当的充电电流。控制单元400还可通过控制电流施加单元200来改变或保持施加到二次电池100的电流(例如，相对于之前施加到二次电池100的电流来改变或保持当前施加到二次电池100的电流)。
图2是示意性地示出图1中示出的控制单元的功能的框图。
参照图2，控制单元400可从感测单元300接收二次电池100的劣化程度，可确定将要施加到二次电池100的电流，并可将确定的结果发送至电流施加单元200。控制单元400可根据第一模式至第三模式(即，第一模式、第二模式或第三模式)来控制施加到二次电池100的电流。
通过比较二次电池100的充电容量目标值与根据施加到二次电池100的电流来确定的充电容量估计值，可以选择在控制单元400中确定施加到二次电池100的电流的第一模式至第三模式。当充电容量估计值超过充电容量目标值时，可通过第二模式或第三模式来确定电流。当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，可通过第一模式来确定电流。
控制单元400可基于由感测单元300传输的信息来确定二次电池100的充电容量估计值。例如，可通过施加到二次电池100的电流或二次电池100的电压等来确定充电容量估计值。即，控制单元400可基于当前施加到二次电池100的电流来确定充电容量估计值，并通过比较充电容量估计值与充电容量目标值来确定第一模式至第三模式。在一个实施例中，充电容量目标值表示二次电池100将被充电的容量。
当比较充电容量估计值与充电容量目标值时，控制单元400可在充电容量估计值超过充电容量目标值时选择使用第二模式或第三模式，并且控制单元400可在充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时选择使用第一模式。第一模式可包括例如将施加到二次电池100的电流保持为与之前施加到二次电池100的电流相同，第二模式或第三模式可包括例如与之前施加到二次电池100的电流相比减小施加到二次电池100的电流。
二次电池100可能在二次电池100的充电过程中劣化，然而二次电池100的劣化可能不会实时地持续。当施加到二次电池100的电流减小时，二次电池100的充电时间可以与施加到二次电池100的电流的减小成比例(或一样程度地)地增加。因此，可调节或优化施加到二次电池100的电流，从而可以不非必须或低效地增加二次电池100的总充电时间，同时使二次电池100的劣化减少或最少化。根据本发明的实施例，根据二次电池100的劣化程度，可在第一模式中保持施加到二次电池100的电流，或者可在第二模式或第三模式中减小施加到二次电池100的电流，从而可改善二次电池100的寿命并使二次电池100具有改善了的充电效率。
当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，控制单元400可选择第一模式。当施加到二次电池100的电流减小时，可能没有满足二次电池100的充电容量目标值。因此，在第一模式中施加到二次电池100的电流不减小，而是相反，保持在第一模式中施加到二次电池100的电流，以满足或(接近于满足)充电容量目标值。即，当施加到二次电池100的电流减小(例如，因第二模式或第三模式而被减小)时，二次电池100未达到充电容量目标值，因此持续地将电流施加(例如，保持之前的电流)到二次电池100，以防止(或基本防止)二次电池100的劣化加速。
当充电容量估计值超过充电容量目标值时，控制单元400可选择第二模式或第三模式，从而减小施加到二次电池100的电流。由于施加到二次电池100的电流可充分地达到充电容量目标值，所以能够通过减小施加到二次电池100的电流来防止(或基本防止)二次电池100的劣化。
这样，在一个实施例中，控制单元400通过比较充电容量估计值与充电容量目标值来选择第一模式或选择第二模式或第三模式，从而可以改善或优化施加到二次电池100的电流(例如，选择施加到二次电池100的电流的有效值)。可通过第二模式或第三模式来减小施加到二次电池100的电流。第二模式可包括根据二次电池100的劣化程度将施加到二次电池100的电流的值减小至参考值(例如，参考电流值或由控制器400或感测单元300计算和/或存储在控制单元400或感测单元300中的值)。第三模式可包括根据实时地改变(和/或测量/监视)的二次电池100的劣化程度来实时地减小施加到二次电池100的电流。在一个实施例中，参考电流值表示由控制单元初始设定的电流值，根据二次电池100的劣化程度，通过利用模拟等的数学计算而将参考值确定为适当的电流值。
虽然第二模式和第三模式均包括减小施加到二次电池100的电流值，但是第二模式中减小电流的方法与第三模式中减小电流的方法不同。在一个实施例中，第二模式包括将施加到二次电池100的电流值减小至参考电流值。第二模式可包括将施加到二次电池100的电流值改变至参考电流值。即，在第二模式中，根据二次电池100的劣化程度，施加到二次电池100的电流值可减小(例如，阶梯地减小)至适于在该时间点的二次电池100的劣化程度的参考电流值。
另一方面，第三模式可包括连续地(或持续地)减小施加到二次电池100的电流。即，通过实时地而不是以时间点(例如周期性地)测量二次电池100的劣化程度，控制单元400可实时地减小施加到二次电池100的电流。
图3中的(a)是示出根据二次电池的劣化程度通过第一模式和第二模式施加到二次电池的电流的曲线图，图3中的(b)是示出根据二次电池的劣化程度通过第一模式至第三模式施加到二次电池的电流的曲线图。
图3中的(a)示出了由第一模式或第二模式确定根据二次电池100的劣化程度而施加到二次电池100的电流的曲线。在图3中的(a)的曲线中，随着二次电池100的劣化程度增大(例如，当健康状态(SOH)降低时)，当前施加到二次电池100的电流减小。在图3中的(a)中示出的实施例中，以阶梯形式示出充电电流减小的趋势。即，可以在时间点处根据二次电池100的劣化程度来保持(例如，第一模式)或减小(例如，第二模式)充电电流。在一个实施例中，控制单元400选择根据二次电池100的劣化程度计算的参考(例如，预设)电流值中的一个，因此，施加到二次电池100的电流减小，从而减小充电电流。施加到二次电池100的电流可保持为减小的电流达一段时间(例如，设定的一段时间)，直至再次测量(例如，周期性地测量)二次电池100的劣化程度为止。
图3中的(b)示出了由第一模式至第三模式确定根据二次电池的劣化程度而施加到二次电池的电流的曲线图。在图3中的(b)的曲线中，随着二次电池100劣化(例如，当健康状态(SOH)降低时)，施加到二次电池100的充电电流减小。充电电流的减小趋势与图3中的(a)中的充电电流的减小趋势不同。例如，第三模式(在图3中的(a)中示出的实施例中未使用第三模式)可包括实时地测量二次电池100的劣化程度，并根据测量的二次电池100的劣化程度来实时地减小充电电流。例如，第三模式可包括减小施加到二次电池100的电流，从而根据二次电池100的劣化的程度，在曲线中描绘的电流的幅值的斜率是倾斜的(例如，向下倾斜或下倾)。
在下文中，将描述根据本发明的另一实施例。该实施例的一些方面与前面结合图1至图3描述的实施例相似(或基本相似)，因此，通过参考本发明的上面描述的实施例的方式来给出对这些方面的详细描述。
图4是示意性地示出根据本发明另一实施例的控制单元的功能的框图。
参照图4，根据实施例的控制单元400a(例如，控制器)可从感测单元300(例如，传感器)接收二次电池100的劣化程度，并根据二次电池100的劣化程度来控制从电流施加单元200(例如，电流驱动器)施加到二次电池100的电流。控制单元400a可使施加到二次电池100的电流通过第一模式至第三模式(即，第一模式、第二模式或第三模式)来确定。
控制单元400a可考虑根据等式1的健康状态(SOH)来选择第一模式至第三模式。在一个实施例中，当SOH为10n％(n是自然数，0＜n＜10)时，通过第二模式或第三模式来确定施加到二次电池100的电流，当SOH不是10n％(n是自然数，0＜n＜10)时，通过第一模式来确定施加到二次电池100的电流。可通过比较充电容量目标值与根据施加到二次电池100的电流而确定(例如，计算)的充电容量估计值来选择第二模式或第三模式。当充电容量估计值超过充电容量目标值时，可通过第二模式来确定施加到二次电池100的电流。当充电容量估计值为充充电量目标值或小于充电容量目标值时，可通过第三模式来确定施加到二次电池100的电流。
等式1：SOH＝(Cap./Cap.int)×100％
在一个实施例中，Cap.表示二次电池100的放电容量，Cap.int表示二次电池100的设计容量。
当初始制造二次电池100时，设计容量Cap.int可以是二次电池100的目标容量，并且可通过适当地控制例如正电极极板和负电极极板等(例如，改变其各方面)来实现。放电容量Cap.是通过对二次电池100充电而获得的容量，放电容量Cap.可由于持续地使用二次电池100和/或二次电池100的放电而劣化。即，SOH可表示为二次电池100的放电容量Cap.相对于二次电池100的设计容量Cap.int的百分比。因此，随着二次电池100劣化，与二次电池100的设计容量Cap.int相比，二次电池100的放电容量Cap.可能降低。
图5是示出根据图4中的控制单元的功能而由第一模式至第三模式确定的施加到二次电池的电流的曲线图。
参照图5，当根据等式1的SOH不是10n％(n是自然数，0＜n＜10)时，控制单元400a可选择第一模式。当根据等式1的SOH是10n％(n是自然数，0＜n＜10)时，控制单元400a可选择第二模式或第三模式。例如，当SOH为90％、80％、70％、......、或10％时，控制单元400a可选择第二模式或第三模式。
在一个实施例中，当SOH不是90％、80％、70％、......、或10％时，通过第一模式来保持当前施加到二次电池100的充电电流。在一个实施例中，当SOH为90％、80％、70％、......、或10％时，通过第二模式或第三模式来减小充电电流。例如，在图5中，将充电电流示出为在SOH为10％时通过第二模式来减小，并且充电电流在SOH为20％、30％、......、或90％时通过第三模式来减小。
根据本发明的又一实施例，可根据二次电池100的充电容量估计值与充电容量目标值来选择第二模式或第三模式(即，可选择第二模式或第三模式中的任一个)。例如，可通过确定充电容量估计值并然后将确定的充电容量估计值与充电容量目标值比较，来选择第二模式或第三模式。当充电容量估计值超过充电容量目标值时，可通过第二模式来确定施加到到二次电池100的电流。当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，可通过第三模式来确定施加到二次电池100的电流。
可根据充电容量估计值和电流来确定为二次电池100充电所需的时间，这可称作充电时间估计值。如上所述，当二次电池100充电长达比作为目标充电时间的充电时间目标值长的时间段时，二次电池100的劣化可能加速，并且二次电池100的充电效率可能降低。
因此，可根据充电时间估计值和充电时间目标值来选择第一模式至第三模式。例如，可通过比较通过充电容量目标值确定的充电时间估计值与二次电池100的充电时间目标值来选择第一模式至第三模式。当充电时间估计值小于充电时间目标值时，可通过第二模式或第三模式来确定施加到二次电池100的电流。当充电时间估计值为充电时间目标值或大于充电时间目标值时，可通过第一模式来确定施加到二次电池100的电流。
图6是示出根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。
根据该实施例的电池充电方法可包括：电池监视操作(S1)，包括监视二次电池的劣化程度；电流确定操作(S2)，包括根据在电池监视操作(S1)中监视的二次电池的劣化程度来保持或改变施加到二次电池的电流；以及电池充电操作(S3)，包括利用在电流确定操作(S2)中确定的电流对二次电池充电。
在电池监视操作(S1)中，可通过测量二次电池的电压或电流来确定二次电池的劣化程度。例如，可将感测单元结合到二次电池(例如，通过电线连接到二次电池)，感测单元可测量二次电池的电压或电流，并可根据测量的二次电池的电压或电流来确定(例如，计算)二次电池的劣化程度。
电流确定操作(S2)可包括将施加到二次电池的电流控制为由第一模式至第三模式(即，第一模式、第二模式或第三模式)来确定。在电流确定操作(S2)中，可根据例如通过感测单元提供的二次电池的劣化程度来选择第一模式至第三模式。因此，可根据选择的模式来对二次电池充电。
选择第一模式至第三模式的方法可包括第一方法和/或第二方法。
在第一方法中，可通过充电容量估计值与充电容量目标值来选择第一模式至第三模式。例如，可通过比较根据施加到二次电池而确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第一模式至第三模式。当充电容量估计值超过充电容量目标值时，可通过第二模式或第三模式来确定施加到二次电池的电流。当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，可通过第一模式来确定施加到二次电池的电流。
与第一方法不同，在第二方法中，可首先根据健康状态(SOH)来选择第一模式与第二模式或第三模式，然后可通过比较充电容量估计值与充电容量目标值来选择第二模式或第三模式。例如，可通过等式1计算二次电池的劣化程度(表示为例如健康状态)。当等式1中的SOH为10n％(n为自然数，0＜n＜10)时，可通过比较由施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第二模式或第三模式。当充电容量估计值超过充电容量目标值时，可通过第二模式来确定施加到二次电池的电流。当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，可通过第三模式来确定施加到二次电池的电流。
等式1：SOH＝(Cap./Cap.int)×100％
在一个实施例中，Cap.表示二次电池的放电容量，Cap.int表示二次电池的设计容量。
电池充电操作(S3)可包括利用通过第一模式至第三模式确定的电流对二次电池充电。第一模式可包括将施加到二次电池的电流保持为与之前施加到二次电池的电流相同(或基本相同)。第二模式和第三模式可包括与之前施加到二次电池的电流相比使施加到二次电池的电流减小。例如，第二模式可包括根据二次电池的劣化程度来将施加到二次电池的电流减小至参考电流(例如，预设电流)，第三模式可包括根据实时改变的二次电池的劣化程度来实时地减小施加到二次电池的电流。
在下文中，描述了本发明的实施例和对比示例。然而，下面的实施例仅仅是本发明实施例的示例实施例，本发明的范围不限于下面的实施例。
图7A是示出充电时间相对于SOH的曲线图。图7B是示出充电电流相对于SOH的曲线图。
在下面的实施例中，利用根据本发明实施例的电池充电装置和方法对二次电池进行充电。在对比示例中，利用电池充电装置通过恒流/恒压(CC-CV)充电法对二次电池进行充电。在图7A和图7B示出的恒流/恒压充电法中，二次电池的最终目标值被设定为4.2V的电压，以作为恒流的1C对二次电池进行充电，直至二次电池的电压达到4.2V的电压为止。在二次电池的电压达到电压4.2V之后，通过减小充电电流来对二次电池进行充电，以使二次电池保持4.2V的电压。1C表示充放电率(即，测量的使电池相对于其最大容量放电的速率)为1，并表示充电或放电的电流值。例如，当二次电池的设计容量为1000mAh时，1C表示以1000mA的电流对二次电池进行充电(或放电)。
实施例和对比示例所使用的二次电池具有相同的设计容量，并通过将实施例和对比示例的目标电压设定为彼此相同来对二次电池进行充电。下面的表1以及图7A和图7B是示出相对于实施例和对比示例中的每个的SOH的充电时间(秒)和充电电流(充放电率)的表和曲线图。
表1
图8是示出根据本发明实施例以及对比示例的二次电池的寿命的曲线图。
如上所述，根据表1以及图7A和图7B来对二次电池进行充电，通过将充放电率设定为1C来使二次电池的放电容量相同。可见，随着时间流逝，由于二次电池的劣化，实施例以及对比示例中的二次电池的放电容量均降低。另一方面，可以看出，与实施例中的二次电池的放电容量相比，对比示例中的二次电池的放电容量降低。即，可以看出，与对比示例中的二次电池的劣化程度相比，实施例的二次电池的劣化程度减小。此外，可以看出，与对比示例中的二次电池的寿命相比，实施例中的二次电池的寿命延长。
虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (17)

1.一种电池充电器，所述电池充电器包括：
传感器，被构造为监视二次电池的劣化程度；
电流驱动器，被构造为将电流施加到二次电池；以及
控制器，被构造为控制从电流驱动器施加到二次电池的电流，从传感器接收二次电池的劣化程度，并且根据二次电池的劣化程度来确定是否改变或保持施加到二次电池的电流。
2.如权利要求1所述的电池充电器，其中，控制器被构造为根据第一模式、第二模式或第三模式来确定施加到二次电池的电流。
3.如权利要求2所述的电池充电器，
其中，控制器被构造为通过比较根据施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第一模式、第二模式或第三模式，
其中，控制器被构造为在充电容量估计值超过充电容量目标值时，选择第二模式或第三模式，
其中，控制器被构造为在充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时选择第一模式。
4.如权利要求2所述的电池充电器，
其中，控制器被构造为：
当等式1中的健康状态SOH为10n％时，通过第二模式或第三模式确定电流，其中，n为自然数，0＜n＜10；
当等式1中的SOH不是10n％时，通过第一模式确定电流，其中，n为自然数，0＜n＜10；并且
通过比较根据施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第二模式或第三模式，其中，当充电容量估计值超过充电容量目标值时，通过第二模式确定电流，其中，当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，通过第三模式来确定电流，
其中，等式1为：SOH＝(Cap./Cap.int)×100％，并且
其中，Cap.表示二次电池的放电容量，并且Cap.int表示二次电池的设计容量。
5.如权利要求2所述的电池充电器，其中，控制器被构造为通过比较根据充电容量估计值的充电时间估计值与二次电池的充电时间目标值来选择第一模式、第二模式或第三模式，其中，当充电时间估计值小于充电时间目标值时，通过第二模式或第三模式来确定电流，当充电时间估计值为充电时间目标值或大于充电时间目标值时，通过第一模式来确定电流。
6.如权利要求2所述的电池充电器，其中，控制器被构造为在第一模式中将施加到二次电池的电流保持为与之前施加到二次电池的电流相同。
7.如权利要求2所述的电池充电器，其中，控制被构造为在第二模式和第三模式中与之前施加到二次电池的电流相比减小施加到二次电池的电流。
8.如权利要求7所述的电池充电器，其中，控制器被构造为在第二模式中根据二次电池的劣化程度使施加到二次电池的电流减小至存储的电流值。
9.如权利要求7所述的电池充电器，其中，控制器被构造为在第三模式中根据实时地改变的二次电池的劣化程度来实时地减小施加到二次电池的电流。
10.如权利要求9所述的电池充电器，其中，控制器被构造为在第三模式中根据二次电池的劣化程度来使施加到二次电池的电流减小，从而电流的幅值改变的斜率是倾斜的。
11.一种电池充电方法，该方法包括下述步骤：
在电池监视操作期间确定二次电池的劣化程度；
在电流确定操作期间根据二次电池的劣化程度来确定是否改变或保持施加到二次电池的电流；以及
在电池充电操作期间利用电流确定操作中确定的电流对二次电池进行充电。
12.如权利要求11所述的电池充电方法，其中，在电池监视操作期间，确定二次电池的劣化程度的步骤包括测量二次电池的电压或电流。
13.如权利要求11所述的电池充电方法，其中，在电流确定操作期间，通过确定电流的第一模式、第二模式或第三模式来确定施加到二次电池的电流。
14.如权利要求13所述的电池充电方法，该方法还包括，在电流确定操作期间：
比较根据施加到二次电池的电流确定的电流容量估计值与二次电池的充电容量目标值；
当充电容量估计值超过充电容量目标值时，通过第二模式或第三模式来确定电流；以及
当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，通过第一模式来确定电流。
15.如权利要求13所述的电池充电方法，
其中，在电流确定操作期间：
当等式1中的健康状态SOH为10n％时，通过第二模式或第三模式来确定施加到二次电池的电流，通过比较根据施加到二次电池的电流确定的充电容量估计值与二次电池的充电容量目标值来选择第二模式或第三模式，其中，n为自然数，0＜n＜10；
当等式1中的SOH不是10n％时，通过第一模式确定电流，其中，n为自然数，0＜n＜10；
当充电容量估计值超过充电容量目标值时，通过第二模式确定电流，
当充电容量估计值为充电容量目标值或小于充电容量目标值时，通过第三模式来确定电流，
其中，等式1为：SOH＝(Cap./Cap.int)×100％，并且
其中，Cap.表示二次电池的放电容量，并且Cap.int表示二次电池的设计容量。
16.如权利要求11所述的电池充电方法，所述方法还包括：
在电池充电操作期间，利用通过确定电流的第一模式、第二模式或第三模式来确定的电流对二次电池进行充电；
在第一模式期间，将施加到二次电池的电流保持为与之前施加到二次电池的电流相同；以及
在第二模式和第三模式期间，与之前施加到二次电池的电流相比减小施加到二次电池的电流。
17.如权利要求16所述的电池充电方法，所述方法还包括：
在第二模式期间，根据二次电池的劣化程度使施加到二次电池的电流减小至参考电流值，
在第三模式期间，根据实时地改变的二次电池的劣化程度来实时地减小施加到二次电池的电流。
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