JP2005093253A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】 リチウムイオン二次電池パックが長期保存、放置されても性能の劣化を防止できるようにする。
【解決手段】 リチウムイオン二次電池１と共に過放電保護機能を有する保護回路３が搭載された電池パックにおいて、電源としてセットもしくは充電器に接続したときにオフとなり、セットもしくは充電器から外したときオンとなるスイッチＳＷを放電用抵抗ＲＤと直列にして出力端子間（＋、−）に接続し、電池パックがセットもしくは充電器から外されると、出力端子間をスイッチと放電用抵抗により短絡させ、保護回路３の過放電保護機能が動作するまで放電させ、長期間放置、保存される場合には、０％充電状態まで放電された状態にして、リチウムイオン二次電池１の劣化を緩和する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池と共に過放電保護機能を有する保護回路が搭載された電池パックに関する。

昨今、携帯電話などの携帯機器や電子機器の小型化、軽量化にはますます拍車がかかっている。これらの携帯機器や電子機器の電源は、小型化、軽量化において、また、安定な動作を保証し連続使用時間を保証する上において、無視できない重要な構成要素であり、その電源としてリチウムイオン二次電池が使われている。

一般にリチウムイオン二次電池パックには、充放電の制御用として、例えばＦＥＴスイッチング素子が内臓され、また、電池セルの電圧や充放電電流、温度などを検出するための検出回路、保護回路が内臓され、スイッチング素子をオン／オフ制御して過充電、過放電、過熱から電池セルを保護するように構成されている。リチウムイオン二次電池は、放置状態において自己放電により徐々に容量を失い、自己放電は、満電圧状態に近いほど、温度が高いほど大きい。

このようなリチウムイオン二次電池パックにおいて、保護回路が電気エネルギーを消費することに起因した電池電圧の低下による不具合を防止し、長期間保存や高温保存された場合にも性能劣化を防止するため、二次電池と保護回路との間にスイッチ手段を設ける非水電解質二次電池パックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このスイッチ手段は、保存下で回路をオフ状態にしておくことにより、保護回路の制御ＩＣによる消費電流をゼロにし、使用に際して、回路をオンにして通常の保護機能を有する電池パックとして使用する。
特開２００１−２８３９３０号公報

リチウムイオン二次電池パックにおいて、上記従来のようにスイッチ手段をオフ状態にして消費電流をゼロにすることにより長期間保存や高温保存による性能劣化をある程度防止することはできるが、それでも満充電状態において放置、長期保存されると性能が著しく劣化するという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するものであって、リチウムイオン二次電池パックが長期保存、放置されても性能の劣化を防止できるようにするものである。

そのために本発明は、リチウムイオン二次電池と共に過放電保護機能を有する保護回路が搭載された電池パックにおいて、電源としてのセット状態もしくは充電器から外されたことを条件に出力端子間を放電用抵抗により短絡して前記保護回路の過放電保護機能が動作するまでリチウムイオン二次電池を強制放電させるように構成したことを特徴とし、さらに、電源としてのセット状態もしくは充電器に接続したときにオフとなり、前記セット状態もしくは充電器から外したときオンとなるスイッチを放電用抵抗と直列にして出力端子間に接続したことを特徴とする。

本発明によれば、リチウムイオン二次電池と共に過放電保護機能を有する保護回路が搭載された電池パックにおいて、電源としてのセット状態もしくは充電器から外されたことを条件に出力端子間を放電用抵抗により短絡して前記保護回路の過放電保護機能が動作するまでリチウムイオン二次電池を強制放電させるように構成したので、電池パックがセット状態もしくは充電器から外され長期間放置、保存される場合には、０％充電状態まで放電された状態となり、リチウムイオン二次電池の劣化を緩和することができる。さらに、電源としてのセット状態もしくは充電器に接続したときにオフとなり、前記セット状態もしくは充電器から外したときオンとなるスイッチを放電用抵抗と直列にして出力端子間に接続することにより、電池パックがセット状態もしくは充電器の接続状態から外されると、出力端子間がスイッチと放電用抵抗により短絡され、保護回路の過放電保護機能が動作するまで放電される。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パックの実施の形態を示す図である。１はリチウムイオン二次電池、２はＰＴＣ、３は保護ＩＣ、Ｑ１は放電制御スイッチ素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子、ＳＷは放電用スイッチ、Ｓは検知端子、Ｒ１、Ｒ２は抵抗、ＲＤは放電用抵抗を示す。

図１において、リチウムイオン二次電池１は、放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素子Ｑ２、ＰＴＣ２を通して出力端子（＋、−）の間に接続される。出力端子（＋、−）は、本電池パックを電源とする機器にセットされもしくは充電器に接続される。さらに、この出力端子（＋、−）の間には、抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して保護ＩＣ３が接続され、スイッチＳＷが放電用抵抗ＲＤと直列に接続される。

ＰＴＣ２は、ヒューズと同様に温度保護機能を有する素子として、充放電回路に挿入することにより、高温になると高インピーダンスになり電流を流さないようにする正温度特性サーミスタである。

保護ＩＣ３は、過放電保護機能を有し、過充電や過放電の保護を行うための電圧を検出する電圧検出部、電圧検出部により検出した電圧に基づき外部のスイッチ素子である放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素子Ｑ２をオン／オフ制御するスイッチ制御回路などを含むものである。

放電用スイッチＳＷは、本電池パックを電源とする機器にセット状態もしくは充電器に接続状態にされると、オフとなり、セット状態もしくは充電器から外されたときオンとなるものである。検知端子Ｓは、本電池パックを電源とする機器にセット状態もしくは充電器に接続状態にされたか、セット状態もしくは充電器の接続状態から外されたかを検知して放電用スイッチＳＷをオン／オフ操作するものである。

本発明に係る電池パックは、上記のような構成により、電源としてのセット状態もしくは充電器から外されたことを条件に出力端子（＋、−）の間を放電用抵抗ＲＤにより短絡して保護回路３の過放電保護機能が動作するまでリチウムイオン二次電池１を強制放電させるようにしたものであり、これを検知端子Ｓと放電用スイッチＳＷのオン／オフにより行う具体的な動作を説明する。

本電池パックが機器にセット状態もしくは充電器に接続状態にされ、検知端子Ｓにより放電用スイッチＳＷがオフにされると、リチウムイオン二次電池１に対し、放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素子Ｑ２、ＰＴＣ２を通して出力端子（＋、−）から所望の充電、放電が行われる。この本電池パックがセット状態もしくは充電器の接続状態から外され、検知端子Ｓにより放電用スイッチＳＷがオンにされると、リチウムイオン二次電池１は、放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素子Ｑ２、ＰＴＣ２を通して保護ＩＣ３の過放電保護機能が動作するまで放電用抵抗ＲＤを通して強制放電される。これにより０％充電状態での電池パック保存が可能となる。

このように本発明によれば、電池パックを単体にて保管する場合、リチウムイオン二次電池に蓄積されたエネルギは放電用抵抗を通して保護ＩＣの過放電保護機能が動作する０％の充電状態まで強制放電するので、リチウムイオン二次電池の劣化を緩和することができ、リチウムイオン二次電池パックの保存性能を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、リチウムイオン電池に直列にＰＴＣを接続しているが、これを省いてもよいし、保護ＩＣは少なくとも過放電保護機能を有し、スイッチＳＷがオンになると放電用抵抗ＲＤを通してリチウムイオン電池を０％充電状態まで放電できるように制御するものであればよい。

本発明に係る電池パックの実施の形態を示す図である。

符号の説明

１…リチウムイオン二次電池、２…ＰＴＣ、３…保護ＩＣ、Ｑ１…放電制御スイッチ素子、Ｑ２…充電制御スイッチ素子、ＳＷ…放電用スイッチ、Ｒ１、Ｒ２…抵抗、ＲＤ…放電用抵抗

Claims (2)

1. リチウムイオン二次電池と共に過放電保護機能を有する保護回路が搭載された電池パックにおいて、電源としてのセット状態もしくは充電器から外されたことを条件に出力端子間を放電用抵抗により短絡して前記保護回路の過放電保護機能が動作するまでリチウムイオン二次電池を強制放電させるように構成したことを特徴とする電池パック。
2. 電源としてのセット状態もしくは充電器に接続したときにオフとなり、前記セット状態もしくは充電器から外したときオンとなるスイッチを放電用抵抗と直列にして出力端子間に接続したことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

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