JP2009022078A - リチウムイオン二次電池の充電方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】リチウムイオン二次電池の温度による保護を確保しながら、充電容量を大きくする。
【解決手段】リチウムイオン二次電池の充電方法は、電池の温度に対応する複数の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。この充電方法は、最低の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して、充電電流が最小電流に減少するまで充電し、その後、電池の温度を検出して、検出した電池の温度に対応する閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高くできる状態にあっては、先の閾値電圧よりも高い閾値電圧に設定してリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。
【選択図】図5
【解決手段】リチウムイオン二次電池の充電方法は、電池の温度に対応する複数の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。この充電方法は、最低の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して、充電電流が最小電流に減少するまで充電し、その後、電池の温度を検出して、検出した電池の温度に対応する閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高くできる状態にあっては、先の閾値電圧よりも高い閾値電圧に設定してリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。
【選択図】図5
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池を充電する方法に関し、とくに、電池の温度で閾値電圧を変更して充電する充電方法に関する。
リチウムイオン二次電池は、電池電圧が充電の閾値電圧であるたとえば4.2Vに上昇するまでは定電流充電される。その後、電池の電圧が閾値電圧の4.2Vに達すると定電圧充電され、充電電流は次第に減少する。充電電流が最小電流まで減少すると満充電として充電を停止する。
リチウムイオン二次電池は、温度の影響で電気特性が変化する。このため、低温の状態で常温と同じ電圧で定電圧充電すると、リチウムイオン二次電池に弊害を与える。この欠点を解消するために、リチウムイオン二次電池の温度によって定電圧充電の閾値電圧を変更する充電方法が開発されている。(特許文献1参照)
特開2001−16795号公報
リチウムイオン二次電池は、電池温度によって定電圧充電の閾値電圧を変更して充電して、低温における弊害を防止できる。この充電方法は、充電するリチウムイオン二次電池の温度を検出し、電池温度で定電圧充電の閾値電圧を変更する。図1は、この方法で温度の低いリチウムイオン二次電池を充電する電圧特性と電流特性を示している。この図に示すように、温度の低いリチウムイオン二次電池は、最初に低い閾値電圧で定電圧・定電流充電される。閾値電圧よりも低い電圧の電池は、最初に定電流充電される。定電流充電は充電電流が大きいので、この充電電流で電池の温度が高くなる。電池の温度が高くなると、定電圧充電の閾値電圧を高く変更する。この状態でリチウムイオン二次電池は、高い閾値電圧で定電圧・定電流充電される。この充電過程において、電池の電圧が閾値電圧まで上昇すると、定電流充電から定電圧充電に切り換わって、充電電流が減少する。充電電流が減少する電池は、充電電流による温度上昇が少なくなって電池温度が低下する。電池温度が低下する電池は、定電圧充電の閾値電圧を低い閾値電圧に切り換えられるが、電池電圧が閾値電圧よりも高くなっているので、このタイミングで充電は停止される。このため、電池の充電が途中で中断されて十分な容量を充電できなくなる。この弊害は、図の点線で示すように、電池の温度が低下しても閾値電圧を低下させない充電方法で解消できるが、この方法は、低温の電池を高い閾値電圧で充電することになって電池性能を低下させる。以上のように、リチウムイオン二次電池は、電池を保護しながら低い温度で閾値電圧を低くすると、十分な容量を充電できなくなる。すなわち、低温の電池の充電容量を大きくすることと、電池の保護とは互いに相反する特性であって、両方を満足するのが難しい。
本発明は、この難しい問題を欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、リチウムイオン二次電池の温度による保護を確保しながら、充電容量を大きくできるリチウムイオン二次電池の充電方法を提供することにある。
本発明の請求項1のリチウムイオン二次電池の充電方法は、電池の温度に対応する複数の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。この充電方法は、最低の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して、充電電流が最小電流に減少するまで充電し、その後、電池の温度を検出して、検出した電池の温度に対応する閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高くできる状態にあっては、先の閾値電圧よりも高い閾値電圧に設定してリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。
本発明の請求項2のリチウムイオン二次電池の充電方法は、電池の温度に対応する複数の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。この充電方法は、電池の温度を検出し、検出した温度に対応する閾値電圧以下の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して、充電電流が最小電流に減少するまで充電した後、さらに電池の温度を検出し、検出した電池の温度によって特定される閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高いと、先の閾値電圧よりも高い閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する。
本発明の請求項3のリチウムイオン二次電池の充電方法は、充電される電池の温度帯域を、低温度域と標準温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)を、標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する。さらに、本発明の請求項4のリチウムイオン二次電池の充電方法は、低温度域と標準温度域の低温境界温度を5℃ないし15℃としている。
本発明の請求項5のリチウムイオン二次電池の充電方法は、充電される電池の温度帯域を、標準温度域と高温度域とに区画し、高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)を、標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する。さらに、本発明の請求項6のリチウムイオン二次電池の充電方法は、標準温度域と高温度域の高温境界温度を40℃ないし50℃としている。
本発明の請求項7のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項1に記載される充電方法であって、充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)を、標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くし、かつ高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)を第2の閾値電圧(V2)より低くし、さらに第1の閾値電圧(V1)を第3の閾値電圧(V3)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する。
さらに、本発明の請求項8のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項7に記載される充電方法であって、第1の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電する。
さらに、本発明の請求項9のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項7に記載される充電方法であって、第1の閾値電圧で定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電する。さらに、その後、電池の温度を検出して、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電する。
本発明の請求項10のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項2に記載される充電方法であって、充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)を、標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くし、かつ高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)を第2の閾値電圧(V2)より低くし、さらに第1の閾値電圧(V1)を第3の閾値電圧(V3)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する。
さらに、本発明の請求項11のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項10に記載される充電方法であって、電池の温度を検出し、検出した電池温度が低温度域にあると、第1の閾値電圧(V1)でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧(V3)で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電する。さらに、その後、電池の温度を検出して、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧(V2)でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電する。
さらに、本発明の請求項12のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項10に記載される充電方法であって、電池の温度を検出し、検出した電池温度が標準温度域以上の温度帯域にあると、第3の閾値電圧(V3)でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後、電池の温度を検出して、電池の温度が高温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧(V2)でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電する。
さらに、本発明の請求項13のリチウムイオン二次電池の充電方法は、第2の閾値電圧(V2)を4.25Vよりも低い電圧としてリチウムイオン二次電池を充電する。
本発明は、リチウムイオン二次電池の温度による保護を確保しながら、充電容量を大きくできる特徴がある。それは、本発明の充電方法が、低い閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して充電電流が最小電流に減少するまで充電し、その後、電池の温度を検出して、検出した電池の温度で充電できるかどうかを判定して、充電できる状態にあっては高い閾値電圧で定電圧・定電流充電するからである。この充電方法は、従来のように、充電電流が減少して電池の温度が低下して電池電圧が閾値電圧を超えることがなく、この状態で充電が中断されることがない。このため、温度が低いリチウムイオン二次電池であっても、電池を閾値電圧を超えて充電することなく、十分な容量に充電できる。
とくに、本発明の請求項1の充電方法は、最初に最低の閾値電圧で定電圧・定電流充電して充電電流が最小電流に減少するまで充電した後、電池の温度を検出し、検出した電池温度から、さらに充電できる状態にあっては、閾値電圧を高くして定電圧・定電流充電する。この充電方法は、充電している電池の温度が変化して、たとえば充電を開始したときよりも、さらに低下する状態となっても、電池の電気特性に弊害を与えることなく大きな容量を充電できる特徴がある。
また、本発明の請求項2の充電方法は、最初に電池の温度を検出し、検出した温度に対応する閾値電圧以下の閾値電圧で定電圧・定電流充電して充電電流が最小電流に減少するまで充電した後、電池の温度を検出して、検出した電池の温度によって特定される閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高くて、さらに充電できる状態にあっては閾値電圧を高くして定電圧・定電流充電するので、標準温度域にある電池を短時間で満充電しながら、低温度域にある電池の電気特性に弊害を与えることなく大きな容量に充電できる。
さらに、本発明の請求項3の充電方法は、充電される電池の温度帯域を、低温度域と標準温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電するので、低温度域にある電池の電気特性に弊害を与えることなく大きな容量に充電できる。
また、本発明の請求項5の充電方法は、充電される電池の温度帯域を、標準温度域と高温度域とに区画し、高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧より低くしてリチウムイオン二次電池を充電するので、高温度域にある電池の電気特性に弊害を与えることなく、大きな容量に充電できる。
さらにまた、本発明の請求項7と請求項10の充電方法は、充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧よりも低くし、かつ高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧を第2の閾値電圧より低くし、さらに第1の閾値電圧を第3の閾値電圧よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電するので、低温度域と高温度域にある電池の電気特性に弊害を与えることなく、大きな容量に充電できる。
さらに、本発明の請求項8の充電方法は、第1の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電するので、いかなる温度帯域にある電池にも電気特性に弊害を与えることなく大きな容量に充電できる。
とくに、本発明の請求項9の充電方法は、第1の閾値電圧で定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電し、さらにその後、電池の温度を検出して、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電するので、全ての温度帯域にある電池の電気特性に弊害を与えることなく、理想的な状態で大きな容量に充電できる特徴がある。
さらに、本発明の請求項11の充電方法は、電池の温度を検出し、検出した電池温度が低温度域にあると、第1の閾値電圧で定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電し、さらにその後、電池の温度を検出して、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電するので、充電開始時において低温度域にある電池の電気特性に弊害を与えることなく、理想的な状態で大きな容量に充電できる特徴がある。
さらに、本発明の請求項12の充電方法は、電池の温度を検出し、検出した電池温度が標準温度域以上にあると、第3の閾値電圧で定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が高温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電するので、充電開始時において標準温度域以上にある電池の電気特性に弊害を与えることなく、理想的な状態で大きな容量に充電できる特徴がある。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのリチウムイオン二次電池の充電方法を例示するものであって、本発明はリチウムイオン二次電池の充電方法を以下の充電条件には特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
図2は、リチウムイオン二次電池を充電する充電回路のブロック図である。この図の充電回路は、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する電源回路2と、この電源回路2がリチウムイオン二次電池1を充電する閾値電圧を制御する制御回路3と、この制御回路3に電池1の温度を検出して出力する温度検出回路4と、電池1の充電電流を検出する電流検出回路5と、電池1の電圧を検出する電圧検出回路6とを備える。
制御回路3は、電池1の温度に対する閾値電圧を記憶している記憶回路7と、この記憶回路7に記憶されるデータに基づいて電池1を定電圧・定電流充電する閾値電圧を演算する演算回路8とを備える。
図3は、記憶回路7が記憶する閾値電圧を示している。図3のデータを記憶している記憶回路7は、充電される電池1の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画して、各々の温度帯域における閾値電圧を記憶している。低温度域と標準温度域の低温境界温度(T1)は10℃である。ただし、この低温度域と標準温度域の低温境界温度(T1)は、5℃〜15℃とすることもできる。また、標準温度域と高温度域の高温境界温度(T2)は45℃としている。ただし、標準温度域と高温度域の高温境界温度(T2)は、40℃〜50℃とすることもできる。
低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)は、標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くしている。また、高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)は、第2の閾値電圧(V2)より低くしている。さらに第1の閾値電圧(V1)は、第3の閾値電圧(V3)よりも低くしている。
第1の閾値電圧(V1)と、第3の閾値電圧(V3)は、第2の閾値電圧(V2)に基づいて特定される。第2の閾値電圧(V2)は、リチウムイオン二次電池の種類に最適な電圧値に設定されることから、コバルト酸リチウム−炭素系のリチウムイオン二次電池にあっては、好ましくは4.25Vよりも低く、たとえば4.25Vよりも30mV低い4.22Vとする。ただし、このタイプのリチウムイオン二次電池において、第2の閾値電圧(V2)は、4.2V〜4.24Vの範囲に設定することができる。
第1の閾値電圧(V1)は、第2の閾値電圧(V2)よりも30mV〜300mV低く、たとえば、4.03Vに設定される。第3の閾値電圧(V3)は、第2の閾値電圧よりも低く、かつ第1の閾値電圧(V1)よりも高く設定される。したがって、第3の閾値電圧(V3)と第2の閾値電圧(V2)との電圧差は、たとえば、第2の閾値電圧(V2)と第1の閾値電圧(V1)の電圧差の30%〜80%に設定され、第3の閾値電圧(V3)は、たとえば、4.13Vに設定される。
図2の充電回路は、図4に示すフローチャートに基づいて、以下のステップでリチウムイオン二次電池を充電する。図5は、このフローチャートで充電される電池の電圧と電流の特性を示している。
[n=1、2のステップ]
電池の温度や電圧を検出することなく、電池を最低の閾値電圧で定電圧・定電流充電する。図2の充電回路は、最低の充電電圧を第1の閾値電圧(V1)としているので、第1の閾値電圧(V1)でリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。したがって、このステップにおいて、制御回路3は電源回路2を制御する。制御回路3に制御される電源回路2は、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する閾値電圧を、制御回路3の記憶回路7に記憶している第1の閾値電圧(V1)として、リチウムイオン二次電池1を充電する。電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になるまで、n=1と2のステップをループする。n=1と2のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図5のAの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=3のステップ]
制御回路3は、電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になると、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第1の閾値電圧(V1)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)又は第3の閾値電圧(V3)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも低いと、電池の温度帯域が低温度域にあって、第1の閾値電圧(V1)までしか充電できないので、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、標準温度域又は高温度域にあるので、次のステップに進んでさらに充電する。n=1と2のステップでは、電池を第1の閾値電圧(V1)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第1の閾値電圧(V1)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域又は高温度域にあると、この電池は、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)に充電できるので、次のステップに進む。
[n=4のステップ]
このステップでは、閾値電圧を第3の閾値電圧(V3)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=5のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=6のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第3の閾値電圧(V3)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下になると、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、n=5のステップに戻って、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続する。電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)では充電できないので、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下するまで、n=4〜6のステップをループする。n=4〜6のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図5のBの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=7のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少すると、温度検出回路4で電池の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が、低温境界温度(T1)よりも高く、かつ高温境界温度(T2)よりも低いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第3の閾値電圧(V3)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にないと、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が標準温度域にあると、次のステップに進む。n=4〜6のステップでは、電池を第3の閾値電圧(V3)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第2の閾値電圧(V2)よりも低い第3の閾値電圧(V3)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域にあると、この電池は、第3の閾値電圧(V3)よりも高い第2の閾値電圧(V2)まで充電できるので、次のステップに進む。
[n=8のステップ]
このステップでは、閾値電圧を、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=9のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=10のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第2の閾値電圧(V2)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下となり、あるいは高温境界温度(T2)以上になると、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは高温境界温度(T2)以上に上昇しているかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあって、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にあると、n=8のステップに戻って、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続する。電池の温度(T)が標準温度域にないと、第2の閾値電圧(V2)では充電できないので、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは、高温境界温度(T2)以上に上昇するまで、n=8〜10のステップをループする。n=8〜10のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図5のCの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=11のステップ]
充電電流(I)が最小電流(Imin)になると充電を停止する。
電池の温度や電圧を検出することなく、電池を最低の閾値電圧で定電圧・定電流充電する。図2の充電回路は、最低の充電電圧を第1の閾値電圧(V1)としているので、第1の閾値電圧(V1)でリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。したがって、このステップにおいて、制御回路3は電源回路2を制御する。制御回路3に制御される電源回路2は、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する閾値電圧を、制御回路3の記憶回路7に記憶している第1の閾値電圧(V1)として、リチウムイオン二次電池1を充電する。電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になるまで、n=1と2のステップをループする。n=1と2のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図5のAの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=3のステップ]
制御回路3は、電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になると、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第1の閾値電圧(V1)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)又は第3の閾値電圧(V3)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも低いと、電池の温度帯域が低温度域にあって、第1の閾値電圧(V1)までしか充電できないので、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、標準温度域又は高温度域にあるので、次のステップに進んでさらに充電する。n=1と2のステップでは、電池を第1の閾値電圧(V1)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第1の閾値電圧(V1)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域又は高温度域にあると、この電池は、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)に充電できるので、次のステップに進む。
[n=4のステップ]
このステップでは、閾値電圧を第3の閾値電圧(V3)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=5のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=6のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第3の閾値電圧(V3)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下になると、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、n=5のステップに戻って、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続する。電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)では充電できないので、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下するまで、n=4〜6のステップをループする。n=4〜6のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図5のBの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=7のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少すると、温度検出回路4で電池の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が、低温境界温度(T1)よりも高く、かつ高温境界温度(T2)よりも低いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第3の閾値電圧(V3)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にないと、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が標準温度域にあると、次のステップに進む。n=4〜6のステップでは、電池を第3の閾値電圧(V3)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第2の閾値電圧(V2)よりも低い第3の閾値電圧(V3)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域にあると、この電池は、第3の閾値電圧(V3)よりも高い第2の閾値電圧(V2)まで充電できるので、次のステップに進む。
[n=8のステップ]
このステップでは、閾値電圧を、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=9のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=10のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第2の閾値電圧(V2)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下となり、あるいは高温境界温度(T2)以上になると、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは高温境界温度(T2)以上に上昇しているかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあって、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にあると、n=8のステップに戻って、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続する。電池の温度(T)が標準温度域にないと、第2の閾値電圧(V2)では充電できないので、n=11のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは、高温境界温度(T2)以上に上昇するまで、n=8〜10のステップをループする。n=8〜10のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図5のCの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=11のステップ]
充電電流(I)が最小電流(Imin)になると充電を停止する。
さらに、図2の充電回路は、図6に示すフローチャートに基づいて、以下のステップでリチウムイオン二次電池を充電する。図7と図8は、このフローチャートで充電される電池の電圧と電流の特性を示している。
[n=1のステップ]
制御回路3は、温度検出回路4で電池1の温度を検出し、検出された電池温度から、記憶回路7に記憶されるデータに基づいて温度帯域における閾値電圧を検出する。このステップにおいて、制御回路3は、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が低温度域にあるか、標準温度域以上にあるかを判定する。検出した電池温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあると判定して、n=2のステップに進む。また、検出した電池温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、電池の温度帯域が標準温度域以上にあると判定して、n=12のステップに進む。
[n=2、3のステップ]
電池温度(T)が低温度域にあると判定されると、制御回路3は電源回路2を制御して、電源回路2が電池を充電する閾値電圧を第1の閾値電圧(V1)としてリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。制御回路3は電源回路2を制御し、制御回路3に制御される電源回路2は、閾値電圧を、制御回路3の記憶回路7に記憶している第1の閾値電圧(V1)として、リチウムイオン二次電池1を充電する。電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になるまで、n=2と3のステップをループする。n=2と3のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図7のAの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=4のステップ]
制御回路3は、電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になると、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第1の閾値電圧(V1)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)又は第3の閾値電圧(V3)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも低いと、電池の温度帯域が低温度域にあって、第1の閾値電圧(V1)までしか充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、標準温度域又は高温度域にあるので、次のステップに進んでさらに充電する。n=2と3のステップでは、電池を第1の閾値電圧(V1)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第1の閾値電圧(V1)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域又は高温度域にあると、この電池は、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)に充電できるので、次のステップに進む。
[n=5のステップ]
このステップでは、閾値電圧を第3の閾値電圧(V3)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=6のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=7のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第3の閾値電圧(V3)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下になると、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、n=5のステップに戻って、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続する。電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)では充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下するまで、n=5〜7のステップをループする。n=5〜7のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図7のBの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=8のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少すると、温度検出回路4で電池の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が、低温境界温度(T1)よりも高く、かつ高温境界温度(T2)よりも低いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第3の閾値電圧(V3)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にないと、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が標準温度域にあると、次のステップに進む。n=5〜7のステップでは、電池を第3の閾値電圧(V3)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第2の閾値電圧(V2)よりも低い第3の閾値電圧(V3)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域にあると、この電池は、第3の閾値電圧(V3)よりも高い第2の閾値電圧(V2)まで充電できるので、次のステップに進む。
[n=9のステップ]
このステップでは、閾値電圧を、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=10のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=11のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第2の閾値電圧(V2)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下となり、あるいは高温境界温度(T2)以上になると、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは高温境界温度(T2)以上に上昇しているかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあって、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にあると、n=9のステップに戻って、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続する。電池の温度(T)が標準温度域にないと、第2の閾値電圧(V2)では充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは、高温境界温度(T2)以上に上昇するまで、n=9〜11のステップをループする。n=9〜11のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図7のCの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=12のステップ]
n=1のステップで電池温度(T)が標準温度域以上にあると判定されると、制御回路3は電源回路2を制御して、電源回路2が電池を充電する閾値電圧を第3の閾値電圧(V1)としてリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=13のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=14のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第3の閾値電圧(V3)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下になると、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、n=12のステップに戻って、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続する。電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)では充電できないので、n=2のステップにジャンプして、閾値電圧を第1の閾値電圧(V1)としてリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下するまで、n=12〜14のステップをループする。n=12〜14のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図8のDの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=15のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少すると、温度検出回路4で電池の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が、低温境界温度(T1)よりも高く、かつ高温境界温度(T2)よりも低いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第3の閾値電圧(V3)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にないと、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が標準温度域にあると、次のステップに進む。n=12〜14のステップでは、電池を第3の閾値電圧(V3)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第2の閾値電圧(V2)よりも低い第3の閾値電圧(V3)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域にあると、この電池は、第3の閾値電圧(V3)よりも高い第2の閾値電圧(V2)まで充電できるので、次のステップに進む。
[n=16のステップ]
このステップでは、閾値電圧を、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=17のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=18のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第2の閾値電圧(V2)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下となり、あるいは高温境界温度(T2)以上になると、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは高温境界温度(T2)以上に上昇しているかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあって、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にあると、n=16のステップに戻って、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続する。電池の温度(T)が標準温度域にないと、第2の閾値電圧(V2)では充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは、高温境界温度(T2)以上に上昇するまで、n=16〜18のステップをループする。n=16〜18のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図8のEの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=19のステップ]
充電電流(I)が最小電流(Imin)になると充電を停止する。
制御回路3は、温度検出回路4で電池1の温度を検出し、検出された電池温度から、記憶回路7に記憶されるデータに基づいて温度帯域における閾値電圧を検出する。このステップにおいて、制御回路3は、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が低温度域にあるか、標準温度域以上にあるかを判定する。検出した電池温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあると判定して、n=2のステップに進む。また、検出した電池温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、電池の温度帯域が標準温度域以上にあると判定して、n=12のステップに進む。
[n=2、3のステップ]
電池温度(T)が低温度域にあると判定されると、制御回路3は電源回路2を制御して、電源回路2が電池を充電する閾値電圧を第1の閾値電圧(V1)としてリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。制御回路3は電源回路2を制御し、制御回路3に制御される電源回路2は、閾値電圧を、制御回路3の記憶回路7に記憶している第1の閾値電圧(V1)として、リチウムイオン二次電池1を充電する。電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になるまで、n=2と3のステップをループする。n=2と3のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図7のAの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=4のステップ]
制御回路3は、電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)になると、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第1の閾値電圧(V1)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)又は第3の閾値電圧(V3)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも低いと、電池の温度帯域が低温度域にあって、第1の閾値電圧(V1)までしか充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、標準温度域又は高温度域にあるので、次のステップに進んでさらに充電する。n=2と3のステップでは、電池を第1の閾値電圧(V1)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第1の閾値電圧(V1)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域又は高温度域にあると、この電池は、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)に充電できるので、次のステップに進む。
[n=5のステップ]
このステップでは、閾値電圧を第3の閾値電圧(V3)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=6のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=7のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第3の閾値電圧(V3)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下になると、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、n=5のステップに戻って、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続する。電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)では充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下するまで、n=5〜7のステップをループする。n=5〜7のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図7のBの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=8のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少すると、温度検出回路4で電池の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が、低温境界温度(T1)よりも高く、かつ高温境界温度(T2)よりも低いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第3の閾値電圧(V3)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にないと、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が標準温度域にあると、次のステップに進む。n=5〜7のステップでは、電池を第3の閾値電圧(V3)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第2の閾値電圧(V2)よりも低い第3の閾値電圧(V3)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域にあると、この電池は、第3の閾値電圧(V3)よりも高い第2の閾値電圧(V2)まで充電できるので、次のステップに進む。
[n=9のステップ]
このステップでは、閾値電圧を、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=10のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=11のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第2の閾値電圧(V2)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下となり、あるいは高温境界温度(T2)以上になると、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは高温境界温度(T2)以上に上昇しているかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあって、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にあると、n=9のステップに戻って、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続する。電池の温度(T)が標準温度域にないと、第2の閾値電圧(V2)では充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは、高温境界温度(T2)以上に上昇するまで、n=9〜11のステップをループする。n=9〜11のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図7のCの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=12のステップ]
n=1のステップで電池温度(T)が標準温度域以上にあると判定されると、制御回路3は電源回路2を制御して、電源回路2が電池を充電する閾値電圧を第3の閾値電圧(V1)としてリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=13のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=14のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第3の閾値電圧(V3)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下になると、第1の閾値電圧(V1)よりも高い第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下であるかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域又は高温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が低温境界温度(T1)よりも高いと、n=12のステップに戻って、第3の閾値電圧(V3)での充電を継続する。電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下であると、電池の温度帯域が低温度域にあって、第3の閾値電圧(V3)では充電できないので、n=2のステップにジャンプして、閾値電圧を第1の閾値電圧(V1)としてリチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下するまで、n=12〜14のステップをループする。n=12〜14のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図8のDの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=15のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少すると、温度検出回路4で電池の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が、低温境界温度(T1)よりも高く、かつ高温境界温度(T2)よりも低いかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあるかどうか、すなわち、電池を充電できる閾値電圧が第3の閾値電圧(V3)よりも高い、第2の閾値電圧(V2)にあるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にないと、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
電池の温度(T)が標準温度域にあると、次のステップに進む。n=12〜14のステップでは、電池を第3の閾値電圧(V3)で定電圧・定電流充電しているので、電池の電圧は第2の閾値電圧(V2)よりも低い第3の閾値電圧(V3)となっている。この電圧に充電された電池の温度(T)が、標準温度域にあると、この電池は、第3の閾値電圧(V3)よりも高い第2の閾値電圧(V2)まで充電できるので、次のステップに進む。
[n=16のステップ]
このステップでは、閾値電圧を、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)として、リチウムイオン二次電池1を定電圧・定電流充電する。
[n=17のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少したかどうかを判定する。
[n=18のステップ]
電池の充電電流(I)が最小電流(Imin)まで減少していないと、電池は、第2の閾値電圧(V2)で継続して充電できる状態にある。ただ、充電される電池の環境温度が変化して、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下となり、あるいは高温境界温度(T2)以上になると、最も高い閾値電圧である第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できなくなる。したがって、このステップでは、温度検出回路4で電池1の温度(T)を検出し、検出した温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは高温境界温度(T2)以上に上昇しているかどうかを判定する。すなわち、電池の温度帯域が標準温度域にあって、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続できるかどうかを判定する。検出された電池の温度(T)が標準温度域にあると、n=16のステップに戻って、第2の閾値電圧(V2)での充電を継続する。電池の温度(T)が標準温度域にないと、第2の閾値電圧(V2)では充電できないので、n=19のステップにジャンプして充電を停止する。
その後、充電電流(I)が最小電流(Imin)まで小さくなるか、あるいは、電池の温度(T)が低温境界温度(T1)以下に低下し、あるいは、高温境界温度(T2)以上に上昇するまで、n=16〜18のステップをループする。n=16〜18のステップにおいて、リチウムイオン二次電池1は、図8のEの範囲で示す電圧と電流の特性で充電される。
[n=19のステップ]
充電電流(I)が最小電流(Imin)になると充電を停止する。
1…電池
2…電源回路
3…制御回路
4…温度検出回路
5…電流検出回路
6…電圧検出回路
7…記憶回路
8…演算回路
2…電源回路
3…制御回路
4…温度検出回路
5…電流検出回路
6…電圧検出回路
7…記憶回路
8…演算回路
Claims (13)
- 電池の温度に対応する複数の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する方法であって、
最低の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して充電電流が最小電流に減少するまで充電し、その後、電池の温度を検出して、検出した電池の温度に対応する閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高くできる状態にあっては、先の閾値電圧よりも高い閾値電圧に設定してリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電するリチウムイオン二次電池の充電方法。 - 電池の温度に対応する複数の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電する方法であって、
電池の温度を検出し、検出した温度に対応する閾値電圧以下の閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電して充電電流が最小電流に減少するまで充電した後、さらに電池の温度を検出し、検出した電池の温度によって特定される閾値電圧が、先に充電した閾値電圧よりも高いと、先の閾値電圧よりも高い閾値電圧でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電するリチウムイオン二次電池の充電方法。 - 充電される電池の温度帯域を、低温度域と標準温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する請求項1又は2に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 低温度域と標準温度域の低温境界温度(T1)を5℃ないし15℃とする請求項3に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 充電される電池の温度帯域を、標準温度域と高温度域とに区画し、高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)より低くしてリチウムイオン二次電池を充電する請求項1又は2に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 標準温度域と高温度域の高温境界温度(T2)を40℃ないし50℃とする請求項5に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くし、かつ高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)を第2の閾値電圧(V2)より低くし、さらに第1の閾値電圧(V1)を第3の閾値電圧(V3)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する請求項1に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 第1の閾値電圧(V1)でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧(V3)で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電する請求項7に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 第1の閾値電圧(V1)で定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧(V3)で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電し、さらにその後、電池の温度を検出して、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧(V2)でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電する請求項7に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画し、低温度域において電池を充電する第1の閾値電圧(V1)を標準温度域において電池を充電する第2の閾値電圧(V2)よりも低くし、かつ高温度域において電池を充電する第3の閾値電圧(V3)を第2の閾値電圧(V2)より低くし、さらに第1の閾値電圧(V1)を第3の閾値電圧(V3)よりも低くしてリチウムイオン二次電池を充電する請求項2に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 電池の温度を検出し、検出した電池温度が低温度域にあると、第1の閾値電圧(V1)でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後に電池の温度を検出し、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域以上の温度帯域にあると第3の閾値電圧(V3)で充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電し、さらにその後、電池の温度を検出して、電池の温度が低温度域にあると充電を停止するが、温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧(V2)でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電する請求項10に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 電池の温度を検出し、検出した電池温度が標準温度域以上の温度帯域にあると、第3の閾値電圧(V3)でリチウムイオン二次電池を定電圧・定電流充電し、充電電流が最小電流まで減少すると、その後、電池の温度を検出して、電池の温度が高温度域にあると充電を停止するが、電池の温度が標準温度域にあると、第2の閾値電圧(V2)でもって、充電電流が最小電流に減少するまで定電圧・定電流充電して電池を満充電する請求項10に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
- 第2の閾値電圧(V2)を4.25Vよりも低い電圧としてリチウムイオン二次電池を充電する請求項3ないし12のいずれかに記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法。
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