JP3369858B2 - 二次電池の充電方法 - Google Patents
二次電池の充電方法Info
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Description
法に関し、特に、非水系二次電池を急速充電する場合に
有効な充電方法に関する。
非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、電池
電圧が高く(例えば4.2V)、高エネルギー密度が得
られ、かつサイクル特性に優れている。このような非水
系二次電池を充電する方法として、特開平2−1926
70号公報に示されたように、定電流(または準定電
流)・定電圧充電方法がある。
電池電圧が充電電源の定電圧値より低い場合、定電流
(または準定電流)により二次電池の充電が行われ、電
池電圧は次第に上昇する。そして、電池電圧が所定電圧
(例えば、4.2V)に達すると、以後この電圧値によ
り制限された定電圧充電が行われる。この定電圧充電が
進むと充電電流は次第に減少し、そして、充電電流が所
定値まで減少すると、充電が終了する。
急速充電を行う場合には、初期における定電流(または
準定電流)充電の電流値を大きくすることが考えられ
る。
を大きくして急速充電を行う場合には、電流値の増加に
伴って充電器側の定格出力を大きくする必要があり、充
電器の大型化及びコストアップを招く。更に、熱的要因
による充電器及び二次電池の信頼性の低下等の悪影響も
生じる。また、大電流の印加により、二次電池の性能劣
化が生じる恐れがある。
化、コストアップ及び信頼性低下と、二次電池の信頼性
低下及び性能劣化を招くことなく、二次電池の急速充電
を行うことを目的とする。
方法は、二次電池の電池電圧と第1の電圧とを比較し、
電池電圧が前記第1の電圧以上になると、前記二次電池
を所定容量だけ充電した後に前記二次電池の充電を休止
し、当該休止中の電池電圧が前記第1の電圧以下になる
と前記所定容量の充電を再開することを繰り返すことに
より、前記二次電池をパルス充電し、前記休止中の電池
電圧が前記第1の電圧以下になるまでに所定時間が経過
すると、直ちに、または、前記第1の電圧による定電圧
充電を行って前記二次電池の充電を終了することを特徴
とする。
池を所定時間充電することにより行い、及びまたは、前
記第1の電圧より高い第2の電圧に規制して行う。
電圧以下になるまでに所定時間が経過すると、前記二次
電池の充電を終了する。
て、リチウムイオン二次電池からなる二次電池Bを充電
するための充電回路を示すブロック回路図である。
源に含まれる雑音を除去する入力フィルタと、入力され
た交流を直流に変換する整流回路と、整流回路の直流を
高周波の交流に変換するスイッチング部と、高周波の交
流を所定の電圧に変換する変換トランスと、変換トラン
スの交流出力を整流して平滑な直流に変換する整流平滑
回路等の周知の直流電源回路からなる。
整して二次電池Bの充電電圧及び充電電流を制御する定
電圧充電回路11と、演算回路12と、電流検出回路1
3と、電圧検出回路14と、電源回路1と二次電池Bと
の間に設けられた充電制御スイッチ15とからなる。
11Aは、−側入力端子を、分圧抵抗を介して二次電池
Bに接続し、+側入力端子を、切替スイッチSWを介し
て第1の電圧V1(本実施例では4.2V)を発生する
第1基準電圧源E1または第2の電圧V2(本実施例で
は4.3V)を発生する第2基準電圧源E2に接続して
いる。
(即ち、二次電池Bの電池電圧)と+側入力端子に印加
される第1または第2基準電圧源E1またはE2が夫々
発生する第1の電圧V1または第2の電圧V2とを比較
する。二次電池Bの電池電圧Vcが第1の電圧V1また
は第2の電圧V2よりも高くなると、差動アンプ11A
の出力は−となり、制御トランジスタTR1のベース電
流を引き込む。よって、制御トランジスタTR1を経て
二次電池Bに供給される出力を低下させる。
第1または第2基準電圧源E1またはE2の各電圧V1
またはV2でもって充電電圧を規制し、二次電池Bを第
1の電圧V1または第2の電圧V2により定電圧充電す
る。
回路12は、A/D変換器からなる電流検出回路13の
出力及び電圧検出回路14の出力を演算して、二次電池
Bの充電状態を検出し、充電制御スイッチ15及び切替
スイッチSWの動作を制御する。
ローチャート及びグラフである。まず、ステップS21
において、充電制御スイッチ15をオン状態に、及び切
替スイッチSWを第1基準電圧源E1側とすることによ
り、充電電圧を第1の電圧V1に規制した状態で1C〜
5Cの電流により二次電池Bを充電する。
池電圧Vcを検出し、ステップS23において、斯る電
池電圧Vcが、第1の電圧V1(=4.2V)に到達し
たか否かを判断する。到達したと判断すると、次のステ
ップS24において、切替スイッチSWを第2基準電圧
源E2側とし、かつステップS25において充電制御ス
イッチ15のオン状態を継続して、二次電池Bの充電を
継続する。この時の充電は、第2の電圧V2(=4.3
V)で規制された状態で行われる。
次電池Bの過充電をできるだけ抑制して行うのが好まし
い。このためには、第2の電圧V2で規制した充電によ
る充電量を、二次電池Bの電池容量の0.05〜5%以
内とするのが好適である。そこで、本実施例において
は、第2の電圧V2で規制した充電時間を所定時間Ta
に制限している。例えば、1000mAhの容量の二次
電池を2Aの電流で充電する場合には、前記所定時間T
aを0.9〜90秒(例えば、10秒)とすればよい。
電池の充電容量を、二次電池Bの電池容量の0.05〜
5%以内とするためには、前述の充電時間の制限のほか
に、充電電流を時間積算して制限することもできる。更
には、二次電池Bの充電が進むにつれて第2の電圧V2
で規制した充電の充電時間あるいは充電量を漸減して、
二次電池Bの過充電劣化を防止するようにしてもよい。
経過すると、ステップS27〜S30において、充電制
御スイッチ15をオフ状態として充電を休止する。この
充電休止時間中、二次電池Bの電池電圧Vcを所定微小
間隔にてサンプリング検出しており(ステップS2
9)、所定時間Tcが経過する前に(ステップS2
8)、電池電圧Vcが第1の電圧V1(=4.2V)を
下回ると(ステップS30)、ステップS25に戻る。
以後、ステップS25〜S30の動作、即ち、第2の電
圧で規制した所定時間Taの充電と、電池電圧Vcが第
1の電圧V1を下回るまでの充電休止とが繰り返され
る。
の電圧V1を下回らない状態で所定時間Tcが経過する
と、ステップS31において、充電制御スイッチ15を
オン状態に、及び切替スイッチSWを基準電圧源E1側
として、第1の電圧V1による定電圧充電を行う。そし
て、ステップS32において、第1の電圧V1による定
電圧充電が所定時間Td継続して行われると、ステップ
S33において充電制御スイッチ15をオフ状態として
充電を終了する。
に応じて、低温時には長く、高温時には短く設定すれ
ば、二次電池Bの劣化を防止して、最適な充電を行うこ
とができる。また、ステップS31及びS32、即ち、
第1の電圧V1による所定時間Tdの定電圧充電は省略
してもよい。
第2の電圧V2を夫々4.2V及び4.3Vに固定して
いるが、これに限らず、二次電池Bの劣化を低減し、最
適に充電するために、適宜に変更することができる。例
えば、二次電池Bの充電時の周囲温度に基づいて、周囲
温度が低い場合には第2の電圧V2(または第1の電圧
V1及び第2の電圧V2の両方)を高く、逆に周囲温度
が高い場合には第2の電圧V2(または第1の電圧V1
及び第2の電圧V2の両方)を低く設定するようにして
もよい。この場合、高温状態では副反応を防止し、低温
状態では充電速度を向上することができる。または、二
次電池Bの充電が進み、充電電流が小さくなるに従っ
て、第2の電圧V2を小さく設定するようにしてもよ
い。これらは、本実施例の第1及び第2基準電圧源E1
及びE2に代えて、例えば、演算回路12により制御さ
れる可変基準電圧源を用いることにより、実施できる。
を充電する場合について述べているが、直列接続された
複数個の二次電池を充電する場合にあっては、個々の二
次電池の電池電圧にばらつきが生じた場合、もっとも電
池電圧の高い二次電池は、前記充電方法により大きく過
充電されてしまう恐れがある。従って、個々の二次電池
の電池電圧の検出が可能であれば、最も高い電池電圧に
基づいて本実施例の充電方法を行うようにするのが好ま
しい。
第1の電圧とを比較し、電池電圧が前記第1の電圧以上
になると、前記二次電池を所定容量だけ充電した後に前
記二次電池の充電を休止し、当該休止中の電池電圧が前
記第1の電圧以下になると前記所定容量の充電を再開す
ることを繰り返すことにより、前記二次電池をパルス充
電するので、二次電池の信頼性の低下及び性能劣化を招
くことなく、二次電池の急速充電を行うことができる。
る。
である。
の特性を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 二次電池の電池電圧と第1の電圧とを比
較し、電池電圧が前記第1の電圧以上になると、前記二
次電池を所定容量だけ充電した後に前記二次電池の充電
を休止し、当該休止中の電池電圧が前記第1の電圧以下
になると前記所定容量の充電を再開することを繰り返す
ことにより、前記二次電池をパルス充電し、前記休止中
の電池電圧が前記第1の電圧以下になるまでに所定時間
が経過すると、前記二次電池の充電を終了することを特
徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項2】 二次電池の電池電圧と第1の電圧とを比
較し、電池電圧が前記第1の電圧以上になると、前記二
次電池を所定容量だけ充電した後に前記二次電池の充電
を休止し、当該休止中の電池電圧が前記第1の電圧以下
になると前記所定容量の充電を再開することを繰り返す
ことにより、前記二次電池をパルス充電し、前記休止中
の電池電圧が前記第1の電圧以下になるまでに所定時間
が経過すると、前記第1の電圧による定電圧充電を行っ
て前記二次電池の充電を終了することを特徴とする二次
電池の充電方法。 - 【請求項3】 前記所定容量の充電は、前記二次電池を
所定時間充電することにより行うことを特徴とする請求
項1または2の二次電池の充電方法。 - 【請求項4】 前記所定容量の充電は、前記第1の電圧
より高い第2の電圧に規制して行うことを特徴とする請
求項1、2または3の二次電池の充電方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23214196A JP3369858B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP23214196A JP3369858B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 二次電池の充電方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16908993A Division JP2793104B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-07-08 | 二次電池の充電方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09140069A JPH09140069A (ja) | 1997-05-27 |
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ID=16934642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23214196A Expired - Fee Related JP3369858B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3369858B2 (ja) |
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JP5322395B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2013-10-23 | 三洋電機株式会社 | 組電池の充電方法 |
JP2008259260A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源の充電方法 |
EP2741395B1 (en) * | 2011-10-04 | 2018-09-26 | LG Chem, Ltd. | Apparatus and method for charging a battery |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP23214196A patent/JP3369858B2/ja not_active Expired - Fee Related
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