JP2790036B2 - リチウム二次電池充電器 - Google Patents

リチウム二次電池充電器

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JP2790036B2 JP6096131A JP9613194A JP2790036B2 JP 2790036 B2 JP2790036 B2 JP 2790036B2 JP 6096131 A JP6096131 A JP 6096131A JP 9613194 A JP9613194 A JP 9613194A JP 2790036 B2 JP2790036 B2 JP 2790036B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池充電
器に係わり、特に、特性の異なるリチウム二次電池の充
電を行うことができるリチウム二次電池充電器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】
【0003】リチウム二次電池は、その出力電圧が高い
こともあって、さまざまな電子機器の電源として使用さ
れており、その充電には、通常、以下のような充電器が
用いられている。
【0004】図4および図5を用いて従来のリチウム二
次電池充電器の構成、動作の説明を行う。なお、図4
は、従来のリチウム二次電池充電器の構成の概略を示し
た図であり、図5は、リチウム二次電池充電器の出力電
流の時間変化を示した図である。
【0005】図4に示したように、従来のリチウム二次
電池充電器31は、電源回路32と電圧制限付定電流充
電回路33とタイマ回路34を主な構成要素として備え
る。電源回路32は、図示してない電源線によって入力
される商用電源を整流・平滑して、直流を出力する回路
であり、電圧制限付定電流充電回路33は、その出力を
基に、充電用端子41に接続されるリチウム二次電池の
充電を行う。
【0006】電圧制限付定電流充電回路33には、動作
パラメータとなる初期電流値と、制限電圧値とが予め設
定されており、充電開始時には、負荷であるリチウム二
次電池に初期電流値として設定されている値の電流I0
を供給する定電流電源として動作する。そして、負荷に
加わる電圧が、制限電圧値をこえた場合には、定電圧動
作に移行し、リチウム二次電池に加わる電圧が制限電圧
となるように出力を制御する。
【0007】図5に示した時間・電流特性のうち、電流
が時間に対して変化するようになっている時間t1 が、
定電圧電源として電圧制限付定電流充電回路33が動作
するようになる時間とほぼ対応する。
【0008】リチウム二次電池充電器31の充電動作の
停止は、タイマ回路34によって行われる。タイマ回路
34には、図4に示したように電圧制限付定電流充電回
路33の出力が入力されており、タイマ回路34は、そ
の入力が所定の電流値(初期電流値I0 より少し小さな
電流値が設定されている。)を下回った際に、タイマ動
作を開始し、回路内に設定されている時間tTIMER を経
過したときに、電源回路32に制御信号を出力し、電源
回路32の出力を停止させる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のリチウム二次電池充電器は、予め設定された初期
電流値等のパラメータに従って充電動作を行うものであ
り、各パラメータは、充電対象とするリチウム二次電池
の特性に応じて設定されていた。
【0010】周知のように、現在、市販されているリチ
ウム二次電池には、さまさまな規格のものがあり、たと
えば、出力電圧が同じで容量の異なるリチウム二次電池
が存在している。このように特性が異なる場合、その充
電に最適な充電条件も異なり、たとえば、出力電圧がV
A であるリチウム二次電池Aを、出力電圧がVB である
リチウム二次電池B用に設計された充電器で充電した場
合、充電には、出力電圧に応じた電圧が必要であるの
で、VA がVB より大きな場合には、十分な充電が行え
ないことになり、また、逆にVA がVB より小さい場合
には、リチウム二次電池VA にストレスが加わり、顕著
な特性劣化が生ずる。他のパラメータが適当でない場合
にも同様の問題が生じ得る。
【0011】このように、そのリチウム二次電池に適さ
ない充電器で、充電を行った場合には、充電が不十分な
状態で終了してしまったり、たとえ、充電が十分に行え
ても、リチウム二次電池のサイクル寿命が短くなってし
まうようなことが起こるので、リチウム二次電池の充電
は、それぞれの特性に応じた条件で行うことが必要とさ
れる。しかし、従来のリチウム二次電池充電器では、そ
のパラメータの値が固定されていたため、特定のリチウ
ム二次電池以外の充電を効率良く行うことはできなかっ
た。このため、複数種類のリチウム二次電池の充電を効
率良く行える充電器が望まれている。
【0012】このような充電器は、当然、従来の技術を
基に、各パラメータを変更可能なようにしたリチウム二
次電池充電器を構成することによっても得られる。しか
し、単にパラメータを変更可能なように構成しただけで
は、その設定時に誤った設定をしてしまう可能性が排除
できない。
【0013】そこで本発明の目的は、充電を行うべきリ
チウム二次電池の種類を識別し、その識別結果を基に、
リチウム二次電池に対する充電を最適な条件で行うこと
ができるリチウム二次電池充電器を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明
は、(イ)充電を行うべきリチウム二次電池に貼られた
識別シールを構成する複数の除去可能領域のうち電池の
種類に対応して予め除去された除去可能領域および除去
されていない除去可能領域を検出する除去可能領域検出
手段と、(ロ)この除去可能領域検出手段によって検出
された識別シールの除去可能領域の存否の組み合わせを
基に前記リチウム二次電池の種類を識別する識別手段
と、(ハ)この識別手段で識別された種類に応じてその
リチウム二次電池の充電に用いる充電条件を設定する充
電条件設定手段と、(ニ)この充電条件設定手段で設定
された充電条件に従って前記リチウム二次電池の充電を
行う充電手段とをリチウム二次電池充電器に具備させ
る。
【0015】すなわち、請求項1記載の発明では、充電
を行うべきリチウム二次電池に識別シールを貼ってお
き、この識別シールを構成する複数の除去可能領域を電
池の種類に対応して予め除去しておいて、これらの除去
の有無を除去可能領域検出手段で検出するようにしてい
る。そして、除去可能領域検出手段によって検出された
識別シールの除去可能領域の存否の組み合わせを基に識
別手段でリチウム二次電池の種類を識別するようにして
いる。充電条件設定手段は、この識別されたリチウム二
次電池の種類に応じて充電条件を設定するので、常に最
適な条件で充電を行うことができる。
【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の
発明における除去可能領域検出手段が識別用部材の電気
的特性を測定することによりそれぞれの除去可能領域の
存否の検出を行うものであることを特徴としている。
【0017】すなわち請求項2記載の発明では、除去可
能領域検出手段が除去可能領域の除去に応じた抵抗等の
電気的特性を測定することで、リチウム二次電池の種類
を識別して、この識別されたリチウム二次電池の種類に
応じて充電条件を設定するので、常に最適な条件で充電
を行うことになる。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。
【0023】図1に、本発明の一実施例によるリチウム
二次電池充電器の構成を模式的に示す。第1の実施例の
リチウム二次電池充電器11は、電源回路12と電圧制
限付定電流充電回路13とタイマ回路14と識別回路1
5と電池識別用端子16を主な構成要素として備える。
電源回路12は、商用電源を整流、平滑して、直流を出
力する回路であり、その出力は、電圧制限付定電流充電
回路13に入力されている。
【0024】電圧制限付定電流充電回路13は、従来技
術として説明した電圧制限付定電流充電回路33と同様
の動作を行う回路であるが、ここで用いた電圧制限付定
電流充電回路13は、予め設定される複数組の初期電流
値と制限電圧値の内の1組の値を用いて充電を行うよう
に構成された回路であり、出力条件とする初期電流値、
制限電圧値は、識別回路15から入力される制御信号に
応じて選択される。
【0025】タイマ回路14にも、タイマ回路14の動
作内容を決める条件となる制限電圧値および時間情報が
複数組記憶されており、使用する条件の選択は、識別回
路15からの制御信号に応じて行われる。
【0026】識別回路15には、図示したように、電池
識別用端子16からの4本の信号線が接続されており、
識別回路15は、各信号線間の導通の有無に応じた制御
信号を、電圧制限付定電流充電回路13とタイマ回路1
4に対して出力する。
【0027】以下、図2を用いて、識別回路15の識別
動作の詳細を説明する。なお、図2は、実施例のリチウ
ム二次電池充電器を用いて充電を行う際に、リチウム二
次電池に対して貼付する識別シートの形状と、電池識別
用端子の形状の関係を模式的に示した図である。
【0028】識別シールは、絶縁性シート22上に導電
性フィルム23が設けられたものであり、導電性フィル
ム22には、電池識別用端子16の電極17の間隔Dと
同間隔で、除去可能な領域24が設けられている。この
識別シールは、リチウム二次電池に貼付されるものであ
り、その貼付は、リチウム二次電池を、リチウム二次電
池充電器11にセットした際に電池識別用端子16の各
電極171 ないし17 4 が、各領域24に当接するよう
な位置に行われる。
【0029】電池識別用端子16に接続されている識別
回路15は、各電極17間の導通を確認することによ
り、識別シール(導電性フィルム23)から除去されて
いる除去可能領域24の組み合わせ(16=24 通りあ
る。)を判定し、その判定結果に応じた制御信号を出力
するように構成されている。
【0030】このように実施例のリチウム二次電池充電
器では、リチウム二次電池に識別シールを貼付しておく
だけで、それぞれに最適な充電条件で充電が行われるこ
ととなり、充電条件等の設定は一切不要となっている。
このため、人為的なエラーによる誤った条件による充電
が行われることもなく、リチウム二次電池を常に良好な
状態で使用できることになる。
【0031】なお、実施例のリチウム二次電池充電器で
は、4つの電極によりリチウム二次電池の種類を識別す
るように構成されているが、電極の数自体は、充電対象
とするリチウム二次電池の数に応じて設定すべきもので
あり、4つに限られるものではない。
【0032】変形例
【0033】変形例のリチウム二次電池充電器では、リ
チウム二次電池上に貼付される識別シールの抵抗値を測
定することにより、その種類の識別を行う。変形例のリ
チウム二次電池充電器の構成は、図1に示した構成と同
様であり、識別回路の動作内容が異なるだけであるの
で、構成の説明は省略する。
【0034】図3に、変形例のリチウム二次電池充電器
で用いた識別シールの概要を示す。識別シールは、実施
例のリチウム二次電池充電器が用いる識別シール(図
2)と同様に絶縁性シート22上に導電性フィルム23
から構成されている。導電性フィルム22は、点線で示
した領域241 、242 が除去可能なように加工されて
おり、各除去可能領域24の除去の有無により、パッド
26間の抵抗が、3種の値をとりうるようになってい
る。
【0035】このリチウム二次電池充電器の電池識別用
端子も4つの電極を有しているが、それらは、いわゆる
4端子測定系を構成しており、識別シールのそれぞれの
パッド26に、2つずつ当接するようになっている。識
別回路は、それらの電極を用いて識別シールの抵抗を測
定し、その抵抗値に応じた制御信号を出力する。
【0036】このように、識別シールの抵抗を測定する
ことによってリチウム二次電池の種類を識別するように
しても、リチウム二次電池の種類に応じて自動的に充電
条件を変更させることができる。
【0037】なお、変形例のリチウム二次電池充電器で
は、4端子法により識別シートの抵抗を測定している
が、抵抗測定を2端子法により行うように構成すること
も可能である。しかし、この場合には、接触抵抗の影響
により誤った識別がなされることが考えられるので、識
別シールと電池識別用端子間に良い電気的接触が得られ
るようにすることが必要である。ちなみに、変形例のリ
チウム二次電池充電器のように4端子により抵抗の測定
を行うように構成した場合には、接触抵抗の影響が少な
くなるため、更に多くの種類を識別させることも容易で
ある。
【0038】また、識別シールに異なる抵抗値を持たせ
る方法も、図3に示したものに限られるものではなく、
たとえば、抵抗率の異なる材料を用いて構成した識別シ
ールを予め作製しておき、それをリチウム二次電池に貼
付するようにしてもよい。
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充電すべきリチウム二次電池に適した条件が自動的に選
択され、その条件に従って充電が行われるので、誤った
条件による充電が行われてリチウム二次電池のサイクル
寿命が短くなるといったことが起こることがなくなる。
【0044】また、電気的特性の評価により、充電すべ
きリチウム二次電池の種類を識別させると、リチウム二
次電池充電器の構成を簡単なものとすることができ、安
価なリチウム二次電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるリチウム二次電池充電
器の構成を示すブロック図である。
【図2】実施例のリチウム二次電池充電器において用い
られる識別シートと識別用端子の関係を示した説明図で
ある。
【図3】変形例のリチウム二次電池充電器において用い
られる識別シートの概要を示す平面図である。
【図4】従来のリチウム二次電池充電器の構成を示すブ
ロック図である。
【図5】従来のリチウム二次電池充電器の充電動作を説
明するための、時間・電流特性図である。
【符号の説明】
11、31 リチウム二次電池充電器 12、32 電源回路 13、33 電圧制限付定電流充電回路 14、34 タイマ回路 15 識別回路 16 電池識別用端子 17 電極 22 絶縁シート 23 導電性フィルム 24 除去可能領域 26 パッド 41 充電用端子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電を行うべきリチウム二次電池に貼ら
    れた識別シールを構成する複数の除去可能領域のうち電
    池の種類に対応して予め除去された除去可能領域および
    除去されていない除去可能領域を検出する除去可能領域
    検出手段と、 この除去可能領域検出手段によって検出された識別シー
    ルの除去可能領域の存否の組み合わせを基に前記リチウ
    ム二次電池の種類を識別する識別手段と、 この識別手段で識別された種類に応じてそのリチウム二
    次電池の充電に用いる充電条件を設定する充電条件設定
    手段と、 この充電条件設定手段で設定された充電条件に従って前
    記リチウム二次電池の充電を行う充電手段とを具備する
    ことを特徴とするリチウム二次電池充電器。
  2. 【請求項2】 前記除去可能領域検出手段が前記識別用
    部材の電気的特性を測定することによりそれぞれの除去
    可能領域の存否の検出を行うものであることを特徴とす
    る請求項1記載のリチウム二次電池充電器。
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