JP3428895B2 - Charging method of alkaline aqueous secondary battery for backup - Google Patents

Charging method of alkaline aqueous secondary battery for backup

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JP3428895B2
JP3428895B2 JP10935998A JP10935998A JP3428895B2 JP 3428895 B2 JP3428895 B2 JP 3428895B2 JP 10935998 A JP10935998 A JP 10935998A JP 10935998 A JP10935998 A JP 10935998A JP 3428895 B2 JP3428895 B2 JP 3428895B2
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charging
battery
voltage
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backup
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敏郎 平井
幸泰 鹿野
薫 朝倉
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日本電信電話株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源の停止時
に動作することを目的に種々の装置に設置されているバ
ックアップ用アルカリ水溶液二次電池(バックアップ用
各種アルカリ電解液系二次電池、および該電池パック)
の充電方法の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backup alkaline aqueous solution secondary battery installed in various devices for the purpose of operating when a commercial power source is stopped (various backup alkaline electrolyte secondary batteries, and The battery pack)
The present invention relates to the improvement of the charging method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化、高性能
化、携帯型化によって、電池の需要が高まっている。そ
れに応じて電池の改良、開発はますます活発化してい
る。また、電池の新しい適用領域も拡大してきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for batteries has increased due to the miniaturization, high performance, and portable use of various electronic devices. Accordingly, the improvement and development of batteries are becoming more active. In addition, new application areas for batteries are expanding.

【0003】電池の普及とともに、各種電子機器に搭載
された電池の信頼性向上の要求も高くなってきている。
特に、従来の鉛電池やニッケルカドミウム電池(以下、
Ni/Cd電池と称す)に比べて大幅な高エネルギー密
度であるニッケル水素電池(以下、Ni/MH電池と称
す)やリチウムイオン電池では、事故による被害の程度
もより深刻となりうるので、信頼性の確保が重要な課題
となっている。
With the spread of batteries, there is an increasing demand for improving the reliability of batteries mounted in various electronic devices.
In particular, conventional lead batteries and nickel-cadmium batteries (hereinafter,
Nickel-metal hydride batteries (hereinafter referred to as Ni / MH batteries) and lithium-ion batteries, which have a significantly higher energy density than Ni / Cd batteries, are more reliable because the degree of damage caused by an accident can be more serious. Securing is an important issue.

【0004】信頼性のひとつとして、電池寿命の伸長が
挙げられる。特に停電時のバックアップ用途に使用され
る二次電池、および電池パック(以下、電池とまとめて
称す)は通常電池を使用している感覚が薄れているた
め、電池寿命が短いと、いったん停電が発生した際に電
池の使用ができなくなって重大事態に陥る危険性があ
る。また、電池寿命が短いと頻繁に取り替えが必要とな
り、人件費や維持費が高騰して好ましくない。
One of the reliability factors is the extension of battery life. Especially for secondary batteries and battery packs (hereinafter collectively referred to as “batteries”) that are used for backup purposes during power outages, the feeling of using normal batteries has diminished. If this happens, there is a danger that the battery cannot be used and a serious situation will occur. In addition, if the battery life is short, frequent replacement is required, and personnel costs and maintenance costs rise, which is not preferable.

【0005】二次電池の寿命は電池構成材料が経時的な
化学劣化を起こしたり、充放電サイクルなどにより電気
化学的に劣化することによって容量が減少することに起
因する。
The life of the secondary battery is due to the fact that the capacity of the secondary battery is decreased due to the chemical deterioration of the constituent materials of the battery over time or the electrochemical deterioration due to charge / discharge cycles.

【0006】化学劣化の原因は、完全に明らかにされて
いるとは言いがたいが、セパレータの材質劣化や、電極
を構成する高分子化合物の結着剤に含まれる出発物質の
モノマーの劣化がその主要因と考えられている。また、
充放電サイクルに伴って生じる副反応によって電池反応
に関わる鉛、硫酸鉛、ニッケル化合物、水素吸蔵合金、
あるいはカドミウムなどの活物質や活物質の吸蔵物質が
消耗したり構造変化したりすることも原因として指摘さ
れている。
The cause of chemical deterioration is not completely clarified, but deterioration of the material of the separator and deterioration of the starting material monomer contained in the binder of the polymer compound forming the electrode. It is considered to be the main factor. Also,
Lead, lead sulfate, nickel compounds, hydrogen storage alloys, which are involved in battery reactions due to side reactions that occur during charge and discharge cycles,
It is also pointed out that the active material such as cadmium and the storage material of the active material are consumed or the structure is changed.

【0007】化学劣化の抑制には、電極、電解液の構成
材料から劣化が容易に起こりうる不純物を除去したり、
充放電に伴って起こりうる副反応の化学反応を抑制する
ことによって対処している。
In order to suppress the chemical deterioration, impurities which may easily deteriorate are removed from the constituent materials of the electrode and the electrolytic solution,
This is addressed by suppressing the chemical reaction of side reactions that may occur with charge and discharge.

【0008】一方、電気化学劣化については、サイクル
における充電、放電に伴う電極活物質の構造変化に伴う
密度の変化が電極の膨れと収縮を繰り返し機械的に劣化
したり、放電によって変化した活物質が充電によっても
完全に元の構造や化合物に回復しなかったり、あるい
は、充電の上限、放電の下限電圧の不適切によって過充
電、過放電状態となり、副反応として電解液などの電気
化学分解が生じたりすることが主要因として考えられ
る。
On the other hand, regarding the electrochemical deterioration, the change in the density due to the structural change of the electrode active material due to the charging and discharging in the cycle causes the electrode to swell and contract repeatedly to mechanically deteriorate, or the active material changed by the discharge. Does not completely return to its original structure or compound even after charging, or it becomes overcharged or overdischarged due to improper upper limit of charge or lower limit voltage of discharge, and electrochemical decomposition of electrolyte solution as a side reaction. Occurrence is considered to be the main factor.

【0009】電気化学劣化の抑制には、電極の膨脹、収
縮に耐えられる強固な結着剤の選定、充放電サイクルに
よる密度変化が小さく、反応可逆性の高い活物質材料の
選定、耐過充電、耐過放電特性を向上させる添加剤の採
用、電極材料や電解液材料の組成最適化、正極・負極の
活物質量バランス最適化などを行うことによって対処し
ている。
In order to suppress electrochemical deterioration, selection of a strong binder that can withstand expansion and contraction of the electrode, selection of active material material with high density of change in density due to charge / discharge cycle and high reaction reversibility, overcharge resistance , The adoption of additives that improve the over-discharge resistance, optimization of the composition of electrode materials and electrolyte solutions, and optimization of the active material amount balance of the positive and negative electrodes.

【0010】バックアップ用途の電池においては、待機
時のほとんどを充電状態におくため、主に化学劣化と過
充電による電気化学劣化の程度が電池寿命を左右する。
過充電による電気化学劣化としては、アルカリ水溶液系
電池においては、充電末期における発生酸素の処理反応
による負極性活物質(カドミウム、水素)が挙げられ
る。過充電による電気化学劣化に対しては、電極構成材
料に添加物を混合したり、適当な金属メッキを施したり
して耐過充電特性を改善する方策が一般的に採用されて
いる。
In a battery for backup use, most of the battery is kept in a charged state during standby, and therefore, the degree of chemical deterioration and electrochemical deterioration due to overcharge mainly influence the battery life.
As the electrochemical deterioration due to overcharge, in an alkaline aqueous battery, a negative active material (cadmium, hydrogen) due to a treatment reaction of oxygen generated at the end of charging is included. With respect to the electrochemical deterioration due to overcharge, a method of improving the overcharge resistance by mixing an additive with an electrode constituent material or applying an appropriate metal plating is generally adopted.

【0011】しかしながら、これら対策を施しても、充
電末期の過電圧による劣化は電池反応機構上避けられな
い。そのため、特に過電圧による劣化低減を目的の一つ
として種々の充電方法が提案されてきた。
However, even if these measures are taken, deterioration due to overvoltage at the end of charging is inevitable due to the battery reaction mechanism. Therefore, various charging methods have been proposed, especially for the purpose of reducing deterioration due to overvoltage.

【0012】バックアップ用アルカリ水溶液系二次電池
に対する従来の充電方法としては、一定の電流値で充電
を実施する方法が最も一般的に用いられてきた。最も普
及している方法としては、電池を負荷から切り放し0.
1CmA以下の微小電流で充電し続けるトリクル充電と
いう方法が知られている。この方法は充電に関わる装置
・部品が単純で安価であることがその大きな特徴であ
る。しかしながら、電池の充電電圧は環境温度や劣化の
程度で大きく変わり、過充電による電池の劣化がきわめ
て深刻であった。
As a conventional charging method for a backup alkaline aqueous solution type secondary battery, a method of charging at a constant current value has been most commonly used. The most popular method is to disconnect the battery from the load and
A method called trickle charging in which charging is performed with a minute current of 1 CmA or less is known. The major feature of this method is that the devices and parts involved in charging are simple and inexpensive. However, the charging voltage of the battery largely changes depending on the environmental temperature and the degree of deterioration, and the deterioration of the battery due to overcharging was extremely serious.

【0013】これに対して、一定期間充電を実施した
後、放置し、一定の電圧に降下すると再び充電を行う間
欠充電方式が提案された。この充電方法によると、一度
満充電した後、あらかじめ設定した電圧まで放置し、自
己放電などによって電圧が降下してこの設定値に達する
と再び一定の電流で一定時間充電し、以後、この放置と
再充電を繰り返して容量を維持するものである。あるい
は、再充電を時間ではなく、充電終了の電圧を設定し
て、この2つの設定電圧値の間で放置と再充電を繰り返
す方法も提案されている。また、電圧を設定する代わり
に、単純に放置と再充電の時間を設定してこれを経時的
に繰り返す方法もある。
On the other hand, there has been proposed an intermittent charging system in which charging is performed for a certain period of time, then left for a certain period of time and then charged again when the voltage drops to a certain voltage. According to this charging method, after fully charging once, it is left to a preset voltage, and when the voltage drops due to self-discharge etc. and reaches this set value, it is charged again with a constant current for a certain period of time. The capacity is maintained by repeating recharging. Alternatively, a method has also been proposed in which recharging is set not with time but with a voltage at the end of charging, and leaving and recharging are repeated between these two set voltage values. Also, instead of setting the voltage, there is also a method of simply setting the time of leaving and recharging and repeating this with time.

【0014】しかしながら、この方法では上記の単純に
充電を続ける方法に比較して過充電に晒される機会は若
干改善されるものの、この方法においても環境温度や電
池の劣化状態によって充電電圧が変化していく問題は解
決されず、根本的な電気化学劣化の抑制はできなかっ
た。
However, in this method, although the chance of being exposed to overcharging is slightly improved as compared with the above-mentioned method of simply continuing charging, the charging voltage also changes in this method depending on the environmental temperature and the deterioration state of the battery. The problem of aging was not solved and the fundamental electrochemical deterioration could not be suppressed.

【0015】上記とは別に、充電を一定電流で行うので
はなく、充電電流をある時間的幅を有するパルスとして
供給して行う方法も提案されている。この方法では、一
定の電流値に比べ、電流パルス間は休止となるため、一
定電流での充電に比べて過充電に晒される機会は減少す
るものの、この方法においても同様に、環境温度や電池
の劣化状態によって充電電圧が変化していく問題は解決
されず、根本的な電気化学劣化の抑制はできなかった。
Apart from the above, a method has also been proposed in which the charging is not performed with a constant current, but is performed by supplying the charging current as a pulse having a certain time width. In this method, compared to the constant current value, since there is a pause between current pulses, the chance of being exposed to overcharge is reduced compared to charging with a constant current, but in this method as well, environmental temperature and battery The problem that the charging voltage changes depending on the deterioration state of was not solved, and the fundamental electrochemical deterioration could not be suppressed.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、環境温度の変化や電池の劣化状
態に影響されないバックアップ用アルカリ水溶液二次電
池の充電方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of charging an alkaline aqueous secondary battery for backup which is not affected by changes in environmental temperature and deterioration of the battery. To aim.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、バックアップ用アルカリ水溶液二次電池を
満充電した後、あらかじめ設定された電圧値V1に電池
電圧が降下し到達するまで放置し、該電圧値V1に到達
すると再び充電を行うバックアップ用アルカリ水溶液二
次電池の充電方法であって、パルスの所定数nごとに休
止時間R1を設けてこのパルス充電と休止の繰り返しに
よる充電を、前記休止時間R1の終了時点での電圧があ
らかじめ設定した電圧値V2以上になるまで継続して行
うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is to fully charge a backup alkaline aqueous solution secondary battery, and then leave it for a preset voltage value V1 until the battery voltage drops and reaches. A method of charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery, in which the battery is charged again when the voltage value V1 is reached, in which a pause time R1 is provided every predetermined number n of pulses, and charging is performed by repeating this pulse charge and pause. The operation is continuously performed until the voltage at the end of the rest time R1 becomes equal to or higher than a preset voltage value V2.

【0018】前記パルス充電のピーク電流値が、0.1
CmA以上0.2CmA以下であることを特徴とする。
前記休止時間R1が、前回の休止時間との間に行ったパ
ルス充電時間(パルスOFF時間も含める)総計の1倍
以下の時間であることを特徴とする。
The peak current value of the pulse charge is 0.1
It is characterized in that it is not less than CmA and not more than 0.2 CmA.
The rest time R1 is less than or equal to one time the total pulse charging time (including the pulse OFF time) performed during the previous rest time.

【0019】前記休止時間R1を含めた総充電時間の平
均電流値が、0.033CmA以上0.1CmA以下で
あることを特徴とする。前記電圧値V1が、1.25V
/セル以上1.3V/セル以下であり、前記電圧値V2
が、1.3V/セル以上1.35V/セル以下であり、
該電圧値V1とV2との電圧差が、0.5V/セル以上
であることを特徴とする。
The average current value of the total charging time including the rest time R1 is 0.033 CmA or more and 0.1 CmA or less. The voltage value V1 is 1.25V
/ Cell or more and 1.3 V / cell or less, and the voltage value V2
Is 1.3 V / cell or more and 1.35 V / cell or less,
The voltage difference between the voltage values V1 and V2 is 0.5 V / cell or more.

【0020】前記バックアップ用アルカリ水溶液二次電
池が、電池パックであることを特徴とする。本発明にお
けるバックアップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法
は、充電に放置期間を挟むことにより充電に伴う副反応
や過電圧の電気化学劣化を抑制することができ、かつ充
電を2つのあらかじめ設定した適切な電圧値の間で実施
することによって、過充電に晒される期間を根絶し、か
つ、使用に必要な容量を確保する。さらに、パルスで充
電することによって、充電不足も解消できうるという大
きな利点がある。また、本発明による充電方法は基本的
に環境温度の変化によって条件を変更する必要がなく、
温度モニタなどの必要もない。
The backup alkaline aqueous solution secondary battery is a battery pack. The method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery according to the present invention can suppress side reactions and electrochemical deterioration due to overvoltage due to charging by interposing a standing period between charging, and the charging can be performed by setting two preset appropriate values. By carrying out the operation between different voltage values, the period of exposure to overcharge is eradicated and the capacity required for use is secured. Further, there is a great advantage that charging shortage can be solved by charging in pulses. In addition, the charging method according to the present invention basically does not need to change the conditions due to changes in the environmental temperature,
No need for temperature monitor.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態
例の概念を示した図であり、使用途中からの電池電圧と
電流値の経時変化を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the concept of an embodiment of the present invention, and shows changes with time in battery voltage and current value during use.

【0022】本発明におけるバックアップ用アルカリ水
溶液二次電池の充電方法において、図1に示してある状
態に至る前の、電池を設置した後、最初に実施する充電
は、従来使用されている充電方法によって定電流で満充
電したり、満充電に至る前のある電圧まで1CmA以上
の大電流で急速充電を行った後電流値を下げて充電を続
けて満充電にすることができる。
In the method of charging the alkaline aqueous secondary battery for backup according to the present invention, the first charging after the battery is installed before reaching the state shown in FIG. 1 is the conventional charging method. Can be fully charged with a constant current, or can be rapidly charged with a large current of 1 CmA or more to a certain voltage before reaching full charge, and then the current value can be reduced to continue full charge.

【0023】図1において、電池をいったん満充電した
後、放置し、あらかじめ設定した電圧の値V1に電池電
圧が到達すると再び充電を行うが、この充電は、ピーク
電流Ipの電流パルスを一定回数繰り返すものであり、
このパルス充電の後に休止を設け、パルス充電と休止と
を1サイクルとしてこれを繰り返す方法を採用してい
る。パルス充電と休止とのセットにおいて、1サイクル
当たりの充電開始電圧Vsと休止終端電圧Veとの差は
規定サイクル繰り返されるようあらかじめパルス幅と休
止時間を調整する。こうして繰り返されるパルス充電と
休止のサイクルの最終サイクルにおいて、休止終端電圧
Veeがあらかじめ設定された電圧V2に到達するか、
これを上回った場合にこの充電は終了され、再び電池
は、あらかじめ設定された電圧V1に電圧が降下するま
で放置状態に置かれる。
In FIG. 1, the battery is once fully charged, then left to stand and charged again when the battery voltage reaches a preset voltage value V1. This charging is performed by applying a current pulse of a peak current Ip a certain number of times. To repeat,
A method is adopted in which a pause is provided after this pulse charging, and the pulse charging and the pause are set as one cycle and repeated. In the set of pulse charge and pause, the pulse width and pause time are adjusted in advance so that the difference between the charge start voltage Vs and the pause termination voltage Ve per cycle is repeated for a specified cycle. In the final cycle of the cycle of pulse charging and rest repeated in this way, the rest termination voltage Vee reaches the preset voltage V2, or
If this is exceeded, this charging is terminated and again the battery is left in a standing state until the voltage drops to the preset voltage V1.

【0024】本発明の一実施形態例におけるバックアッ
プ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法は、充電に関わ
るパルスのピーク電流値Ipを0.1CmA以上0.2
CmA以下にすることが有効である。0.1CmA未満
であると、特に高温環境下において自己放電速度に充電
量が対応できず、充電不良となる恐れが大であり、0.
2CmAより電流値が大きいと過充電となって電池の劣
化を進行させ本発明の効果が損なわれる。
In the method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery in one embodiment of the present invention, the peak current value Ip of the pulse related to charging is 0.1 CmA or more and 0.2 or more.
It is effective to set CmA or less. If it is less than 0.1 CmA, the amount of charge cannot correspond to the self-discharge rate, especially in a high-temperature environment, and there is a great risk of poor charging.
If the current value is larger than 2 CmA, the battery is overcharged and the deterioration of the battery progresses to impair the effects of the present invention.

【0025】本発明の一実施形態例におけるバックアッ
プ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法において、充電
期間中に一定の充電パルス回数ごとに設置した休止時間
R1は、前休止と該休止の間に行われた総パルス充電時
間(パルスOFF時間も含める)の1倍以下の時間であ
ることが有効である。1倍より長い休止時間であると、
特に高温の環境下で充電量を上回る自己放電量となり充
電不良となる可能性が生じて好ましくない。
In the method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery in one embodiment of the present invention, the rest time R1 set at a constant number of charge pulses during the charging period is set between the previous pause and the pause. It is effective that the total pulse charging time (including the pulse OFF time) is less than 1 time. If the rest time is longer than 1 time,
Particularly in a high temperature environment, the amount of self-discharge exceeds the amount of charge, which may result in charging failure, which is not preferable.

【0026】また、本発明の一実施形態例におけるバッ
クアップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法では、1
回の充電におけるパルス充電と休止時間との総時間でパ
ルス充電電気量を除した値、すなわち平均充電電流値が
0.033CmA以上0.1CmA以下であることが有
効である。0.033CmAより小さい平均電流値の場
合には、高温環境下での充電不足が深刻となり、一方
0.1CmAより大きな平均電流値では、低温環境下な
どで過充電となりやすく好ましくない。
In the method of charging the backup alkaline aqueous solution secondary battery according to the embodiment of the present invention,
It is effective that the value obtained by dividing the pulse charge electricity quantity by the total time of the pulse charge and the rest time in the single charge, that is, the average charge current value is 0.033 CmA or more and 0.1 CmA or less. When the average current value is smaller than 0.033 CmA, insufficient charging under high temperature environment becomes serious, whereas when the average current value is larger than 0.1 CmA, overcharge occurs under low temperature environment, which is not preferable.

【0027】さらに本発明の一実施形態例におけるバッ
クアップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法では、休
止を挟んだ電流パルスによる再充電を、あらかじめ設定
した電圧V1から、休止の終端電圧が、別にあらかじめ
設定した電圧V2に達するか、または上回るまで行い、
その設定電圧値は、V1が1.25V/セル(直列の場
合、以下同様)以上1.3V/セル以下であり、V2が
1.3V/セル以上1.35V/セル以下であり、か
つ、2つの電圧V1とV2との差が0.5V/セル以上
であるのが有効である。V1が1.25V/セルより低
い電圧の場合には、使用する場合の容量が10%以上も
小さくなり、特に電池の寿命末期において機器の仕様に
なる使用時間を満たさない可能性が生じてくる。また、
V1が1.3V/セルより高い電圧に設定されると、放
置時間がほとんどなくなり、連続充電と大差ない過充電
劣化を来たす恐れがあり好ましくない。一方、他の設定
電圧であるV2の値については、V2が1.3V/セル
より低い電圧だと、充電が十分に果たせず容量が低下
し、V2が1.35V/セルより高い電圧だと過充電劣
化が進行して電池寿命を縮めることになっていずれも好
ましくない。
Further, in the method for charging the backup alkaline aqueous solution secondary battery in one embodiment of the present invention, the recharging by the current pulse including the pause is performed in advance by changing the preset termination voltage from the preset voltage V1. Perform until the set voltage V2 is reached or exceeded,
The set voltage value is such that V1 is 1.25 V / cell (the same applies in the case of series) or more and 1.3 V / cell or less, V2 is 1.3 V / cell or more and 1.35 V / cell or less, and It is effective that the difference between the two voltages V1 and V2 is 0.5 V / cell or more. When V1 is lower than 1.25 V / cell, the capacity when used is reduced by 10% or more, and there is a possibility that the usage time which is the specification of the device may not be satisfied especially at the end of the battery life. . Also,
When V1 is set to a voltage higher than 1.3 V / cell, it is not preferable because there is almost no time left for leaving and there is a possibility of overcharge deterioration which is not much different from continuous charge. On the other hand, regarding the value of V2 which is another set voltage, when V2 is a voltage lower than 1.3 V / cell, charging is not sufficiently performed and the capacity is lowered, and V2 is a voltage higher than 1.35 V / cell. Both are not preferable because deterioration of overcharge progresses and battery life is shortened.

【0028】設定電圧V1とV2との電圧差が0.5V
/セルより小さいといわゆるメモリー効果を起こす恐れ
があり、放電電圧が低下して出力低下となり好ましくな
い。さらに好ましくは、本発明の一実施形態例における
バックアップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法に関
して、パルス充電と休止とを1充電サイクルとすると、
このサイクルが5回以上繰り返されるよう該充電サイク
ルの充電開始電圧と休止終端電圧との差を調整すること
が有効である。5サイクル末端となるように充電開始電
圧と休止終端電圧との差を設定すると最終サイクルの休
止終端電圧Veeが、あらかじめ設定された電圧V2を
大きく上回って終了し、過充電劣化が深刻になる恐れが
あって好ましくない。
The voltage difference between the set voltages V1 and V2 is 0.5V.
If it is smaller than / cell, a so-called memory effect may be caused, and the discharge voltage is lowered and the output is lowered, which is not preferable. More preferably, regarding the method of charging the backup alkaline aqueous solution secondary battery in one embodiment of the present invention, if pulse charging and pause are one charging cycle,
It is effective to adjust the difference between the charge start voltage and the rest termination voltage of the charge cycle so that this cycle is repeated five times or more. If the difference between the charge start voltage and the rest termination voltage is set so as to reach the end of the 5th cycle, the rest termination voltage Vee of the final cycle will end much higher than the preset voltage V2, and overcharge deterioration may become serious. Is not preferable.

【0029】本発明の一実施形態例におけるバックアッ
プ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法は、これを具体
的に使用する場合、上記に示した機能を充足しうる構成
の充電制御回路として装置電源部に搭載したり、あるい
は、上記機能を充足しうる構成の充電制御回路を制御対
象の電池とともに電池パック内に収納する。
In the method of charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery according to one embodiment of the present invention, when this is used concretely, a device power supply unit is provided as a charging control circuit having a configuration capable of satisfying the above-mentioned functions. Or a charging control circuit having a configuration capable of satisfying the above functions is housed in a battery pack together with a battery to be controlled.

【0030】図2に、本発明における充電方法の機能を
満たす充電制御回路のブロック概念の一例を示した。第
2図において、1は本発明の充電方法を具体的機能とし
て示す充電制御回路であり、2は充電制御の対象となる
電池であり、3は充電制御回路1に搭載された本発明に
おける充電方法に基づいて充電制御を実施する充電制御
用マイコンであり、4は商用電源あるいは装置本体側か
ら端子10および11によって供給される電力を制御す
るためのマイコンであり、5は充電制御用マイコン3に
よって制御される電源のスイッチであり、6は回路にお
ける温度異常を検知するためのサーミスタであり、これ
ら温度異常を含めて充電制御用マイコン3による出力異
常の検出を端子7によって本体側に送出する。これらの
部品を搭載した該充電制御回路1は、端子8および9に
よって制御対象の電池2に連結される。
FIG. 2 shows an example of a block concept of the charging control circuit which fulfills the function of the charging method according to the present invention. In FIG. 2, 1 is a charging control circuit showing the charging method of the present invention as a specific function, 2 is a battery to be subject to charging control, 3 is charging in the present invention mounted in the charging control circuit 1. A charging control microcomputer for performing charging control based on the method, 4 is a microcomputer for controlling electric power supplied from terminals 10 and 11 from a commercial power source or the apparatus main body side, and 5 is a charging control microcomputer 3 Is a switch of a power source controlled by the control unit 6, and 6 is a thermistor for detecting a temperature abnormality in the circuit. The output abnormality detection by the charging control microcomputer 3 including the temperature abnormality is sent to the main body side through the terminal 7. . The charging control circuit 1 equipped with these components is connected to a battery 2 to be controlled by terminals 8 and 9.

【0031】第2図は本発明における充電方法を実施す
るための充電制御回路の一概念を示したものだが、本発
明の充電方法を実現することができれば何らこれに限定
されることはない。
FIG. 2 shows a concept of a charging control circuit for carrying out the charging method according to the present invention, but the present invention is not limited to this as long as the charging method according to the present invention can be realized.

【0032】本発明における充電方法の制御対象となる
バックアップ用アルカリ水溶液二次電池は、電解液にア
ルカリ水溶液を用いた電池であり、具体的にはNi/C
d電池、Ni/MH電池が考えられるが、上述の条件に
適合すればこれ以外の電池も制御可能である。
The backup alkaline aqueous solution secondary battery to be controlled by the charging method in the present invention is a battery using an alkaline aqueous solution as an electrolytic solution, and more specifically, Ni / C.
Although a d battery and a Ni / MH battery are conceivable, other batteries can be controlled as long as they meet the above conditions.

【0033】本発明におけるバックアップ用アルカリ水
溶液二次電池の充電方法は、特に高信頼性を必要とする
機器が考えられ、該充電方法によって必要な使用時間の
確保と電池の長寿命化とを実現することによって、停電
時の動作を確実のものにする。しかしながら、アルカリ
水溶液二次電池をバックアップ電池として搭載する機器
であれば何ら使用上問題なく、しかも従来を上回る使用
時間と長寿命を実現することができるため使用する利点
はきわめて大きい。
A device requiring particularly high reliability is conceivable as a method of charging the alkaline aqueous secondary battery for backup according to the present invention, and by the charging method, it is possible to secure a necessary operating time and a long battery life. By doing so, the operation at the time of power failure is ensured. However, there is no problem in using a device equipped with an alkaline aqueous secondary battery as a backup battery, and it is possible to realize a longer operating time and a longer life than conventional ones, which is a great advantage.

【0034】[0034]

【実施例】以下に本発明におけるバックアップ用アルカ
リ水溶液二次電池の充電方法について具体的実施例によ
って説明するが、本発明は何らこれに限定されるもので
はない。
EXAMPLES The charging method for the alkaline aqueous secondary battery for backup according to the present invention will be described below with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.

【0035】[実施例1]単三型トリクルNi/Cd電
池(公称容量600mAh)を試験電池とするため、あ
らかじめ、最初の満充電を0.2CmA、15時間で行
うようにし、放置後の再充電開始の電圧V1を1.25
V、充電終了の判断となる電圧V2を1.35Vにそれ
ぞれ設定し、充電パルスのピーク電流値を0.2Cm
A、パルス幅1sec、パルス間隔2sec、パルス充
電時間とその後の休止時間との比を1/1にし、休止時
間は10分に設定して充電平均電流を0.033CmA
となるように充電を制御する充電制御用マイコンを搭載
した図2に示す構造の充電制御回路を作製して試験に用
いた。
[Example 1] In order to use an AA-size trickle Ni / Cd battery (nominal capacity of 600 mAh) as a test battery, the first full charge should be carried out at 0.2 CmA for 15 hours in advance, and the battery should be recharged after standing. Charge start voltage V1 is 1.25
V, the voltage V2 for judging the end of charging is set to 1.35 V, and the peak current value of the charging pulse is 0.2 Cm.
A, pulse width 1 sec, pulse interval 2 sec, ratio of pulse charging time to rest time is 1/1, rest time is set to 10 minutes, and charging average current is 0.033 CmA.
A charging control circuit having a structure shown in FIG. 2 equipped with a charging control microcomputer for controlling charging so that the above was produced was used for the test.

【0036】該試験電池を、この充電制御回路の端子
8、9に接続し、さらに電源側の端子10、11を充放
電装置に接続して電池特性測定に供した。該試験電池
は、充電制御回路に接続する前に、あらかじめ、容量確
認試験を実施して初期容量を求めた。すなわち、該試験
電池は、上位充放電装置に直接接続して、25℃、充電
電流0.1CmA(60mA)で15時間最初に充電
し、その後、25℃、放電電流0.2CmAで1.0V
まで放電し、この充放電を3サイクル繰り返して3サイ
クル目の放電容量、652mAhを求め、これを初期容
量とした。
The test battery was connected to terminals 8 and 9 of the charge control circuit, and terminals 10 and 11 on the power source side were connected to a charging / discharging device to be used for battery characteristic measurement. Before the test battery was connected to the charge control circuit, a capacity confirmation test was performed in advance to determine the initial capacity. That is, the test battery was directly connected to a higher-order charging / discharging device and first charged at 25 ° C. and a charging current of 0.1 CmA (60 mA) for 15 hours, and then at 25 ° C. and a discharging current of 0.2 CmA at 1.0 V.
The discharge capacity at the third cycle, 652 mAh, was determined by repeating this charging and discharging for 3 cycles, and this was used as the initial capacity.

【0037】次に、試験電池を接続した本発明における
充電方法に従った制御を行う充電制御回路を55℃の恒
温槽に設置して充放電装置に接続し、充放電装置の充電
電流値を120mA(0.2CmA)、充電期間28
日、放電電流値を600mA(1.0CmA)、終止電
圧1.1Vとしてトリクル寿命試験を行った。
Next, a charging control circuit for controlling according to the charging method of the present invention, which is connected to a test battery, is installed in a constant temperature bath of 55 ° C. and connected to a charging / discharging device. 120mA (0.2CmA), charging period 28
A trickle life test was conducted with a discharge current value of 600 mA (1.0 CmA) and a final voltage of 1.1 V on a day.

【0038】比較のために、同種の単三型トリクルNi
/Cd電池を同じく55℃の恒温槽に設置して直接充放
電装置に接続し、充電電流20mA(0.033Cm
A)、充電期間28日、放電電流値600mA(1.0
CmA)、終止電圧1.1Vに設定してトリクル充電試
験を行った。
For comparison, the same AA type trickle Ni is used.
/ Cd battery is also installed in a constant temperature bath of 55 ° C and directly connected to the charging / discharging device, charging current 20mA (0.033Cm
A), charging period 28 days, discharge current value 600 mA (1.0
CmA), and the final voltage was set to 1.1 V to perform a trickle charge test.

【0039】結果を図3に示す。図3は、各サイクルご
との試験電池の放電容量変化を示した図である。図3に
おいて、31は本発明における充電方法に従った制御を
行った試験電池の容量の変化を示す曲線であり、32は
比較例として従来の方法によるトリクル充電を行った試
験電池の容量変化を示す曲線である。
The results are shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing changes in the discharge capacity of the test battery for each cycle. In FIG. 3, 31 is a curve showing a change in capacity of the test battery controlled according to the charging method of the present invention, and 32 is a comparative example showing a change in capacity of the test battery subjected to trickle charging by the conventional method. It is a curve shown.

【0040】図3の結果から明らかなように、本発明に
おける充電方法に従って充電を制御した電池の放電容量
は、従来法によるトリクル充電を行った電池の放電容量
に比べ、同一サイクルにおける容量が大きく、また、サ
イクルごとの容量低下が少なく、優れた寿命向上が期待
できる。
As is clear from the results shown in FIG. 3, the discharge capacity of the battery whose charge is controlled according to the charging method of the present invention is larger than that of the battery subjected to trickle charging by the conventional method in the same cycle. In addition, the capacity is less likely to decrease with each cycle, and an excellent life expectancy can be expected.

【0041】[実施例2]単三型トリクルNi/Cd電
池(公称容量600mAh)を試験電池にえらび、実施
例1と同様の条件、方法によってまず容量確認試験を実
施、初期容量、667mAhを求めた。次に、該試験電
池を、本発明における充電方法に従って実施例1に示し
たのと同一条件の充電制御を行う充電制御用マイコンを
搭載した図2に示す概念の充電制御回路を用意し、実施
例1と同様に試験電池に接続し、該試験電池と制御回路
とを、異なる温度の恒温槽に設置した以外は同じ方法に
よって容量試験を実施した。
[Example 2] An AA-size trickle Ni / Cd battery (nominal capacity: 600 mAh) was selected as a test battery, and a capacity confirmation test was first performed under the same conditions and method as in Example 1 to obtain an initial capacity of 667 mAh. It was Next, the charge control circuit of the concept shown in FIG. 2 in which the charge control microcomputer for carrying out the charge control under the same conditions as those shown in the first embodiment is mounted on the test battery according to the charging method of the present invention is prepared and implemented. A capacity test was carried out in the same manner as in Example 1 except that the test battery and the control circuit were connected to each other, and the test battery and the control circuit were installed in constant temperature baths at different temperatures.

【0042】次に、試験電池を接続した本発明における
充電方法に従った制御を行う充電制御回路を−20℃か
ら60℃までの異なる温度に設定した恒温槽にそれぞれ
設置して充放電装置に接続し、充放電装置の充電電流値
を120mA(0.2CmA)、充電期間28日で充電
を行った後、25℃において放電電流値を120mA
(0.2CmA)、終止電圧1.0Vとして放電を行う
温度特性試験を行った。
Next, a charging control circuit for controlling the charging method according to the present invention, to which a test battery is connected, is installed in each of the constant temperature baths set to different temperatures from -20 ° C to 60 ° C to be used as a charging / discharging device. After connecting, the charging current value of the charging / discharging device was 120 mA (0.2 CmA), and the charging current value was 120 mA at 25 ° C. after charging for 28 days.
(0.2 CmA) and a final voltage of 1.0 V were subjected to a temperature characteristic test of discharging.

【0043】比較のために、同種の単三型トリクルNi
/Cd電池を各温度に設定した上記と同じ恒温槽にそれ
ぞれ設置して直接充放電装置に接続し、充電電流20m
A(0.033CmA)、充電期間28日で充電を行っ
た後、25℃において放電電流値120mA(0.2C
mA)、終止電圧1.0Vに設定して放電を行う温度特
性試験を行った。
For comparison, an AA-type trickle Ni of the same kind is used.
/ Cd batteries are installed in the same constant temperature baths set to each temperature and directly connected to the charging / discharging device, charging current 20m
A (0.033 CmA), after charging for 28 days, the discharge current value was 120 mA (0.2 C at 25 ° C).
mA) and a final voltage of 1.0 V were set, and a temperature characteristic test of discharging was performed.

【0044】結果を図4に示す。図4は、28日充電後
の放電容量を各温度に対してプロットした図であり、図
中、41は本発明における充電方法によって28日間充
電した後の放電容量を示した曲線であり、42は比較例
として、従来のトリクル充電によって28日間充電した
後の放電容量を示した曲線である。
The results are shown in FIG. FIG. 4 is a diagram in which the discharge capacity after 28 days of charging is plotted against each temperature. In the figure, 41 is a curve showing the discharge capacity after being charged for 28 days by the charging method of the present invention, and 42. As a comparative example, is a curve showing discharge capacity after 28 days of conventional trickle charging.

【0045】図4から明らかなように、本発明における
充電方法によって充電を行った場合、温度による容量低
下の影響は従来のトリクル充電方法より小さく、優れた
充電方法であることがわかる。
As is apparent from FIG. 4, when the charging method according to the present invention is used for charging, the influence of the decrease in capacity due to temperature is smaller than that of the conventional trickle charging method, and it is clear that the charging method is excellent.

【0046】[実施例3]最初の満充電を0.2Cm
A、15時間で行うようにし、放置後の再充電開始の電
圧V1を1.25V、充電終了の判断となる電圧V2を
1.35Vにそれぞれ設定し、パルス幅1sec、パル
ス間隔1sec、パルス充電時間とその後の休止時間と
の比を2/1にし、休止時間は10分に設定して充電制
御をする充電制御用マイコンについて、パルスのピーク
電流はそれぞれ異なる値にした該充電制御用マイコンを
搭載した図2に示す構造の充電制御回路を作製して試験
に用いた。
[Embodiment 3] First full charge is 0.2 Cm
A, the recharge start voltage V1 after leaving the battery for 15 hours, the voltage V2 for determining the end of charge V1 is set to 1.35V, pulse width 1 sec, pulse interval 1 sec, pulse charge A charging control microcomputer in which the ratio between the time and the rest time is set to 2/1 and the rest time is set to 10 minutes to control charging, the peak control current of the pulse is set to different values. A mounted charge control circuit having the structure shown in FIG. 2 was produced and used for the test.

【0047】試験電池として単二型トリクルNi/Cd
電池(公称容量1800mAh)を選び、実施例1と同
様にして充電制御回路に接続し、55℃の恒温槽に設置
して充放電試験装置に接続した。
A single type trickle Ni / Cd as a test battery
A battery (nominal capacity of 1800 mAh) was selected, connected to a charge control circuit in the same manner as in Example 1, placed in a constant temperature bath at 55 ° C., and connected to a charge / discharge test device.

【0048】充放電試験装置は、充電電流360mA
(0.2CmA)、充電期間28日、放電電流1800
mA(1.0CmA)、放電終止電圧1.1Vに設定し
て充放電を行った。
The charging / discharging test device has a charging current of 360 mA.
(0.2 CmA), charging period 28 days, discharge current 1800
mA (1.0 CmA) and a discharge end voltage of 1.1 V were set for charging and discharging.

【0049】結果を図5及び図6に示す。図5は、異な
るピーク電流値に設定した充電制御回路に接続した各試
験電池のサイクルに伴う容量変化を示した図である。
The results are shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a diagram showing a change in capacity with the cycle of each test battery connected to the charge control circuit set to different peak current values.

【0050】図5において、51は、ピーク電流値を
0.05CmAに、52はピーク電流値を0.1CmA
に、53は、ピーク電流値を0.2CmAに、54はピ
ーク電流値を0.25CmAに、それぞれ設定した充電
制御回路に接続した試験電池の容量変化を示した曲線で
ある。
In FIG. 5, 51 indicates a peak current value of 0.05 CmA and 52 indicates a peak current value of 0.1 CmA.
Reference numeral 53 is a curve showing the change in capacity of the test battery connected to the charging control circuit, in which the peak current value is 0.2 CmA and the peak current value is 0.25 CmA.

【0051】図6はピーク電流値(CmA)に対する5
サイクル目公称容量比(%)を示す特性図である。図5
及び図6から、ピーク電流値を0.1CmA以上0.2
CmA以下に設定した場合、他の条件の場合と比較する
と容量減少も小さく優れた特性を示すことが明らかとな
った。
FIG. 6 shows a value of 5 with respect to the peak current value (CmA).
It is a characteristic view which shows a cycle cycle nominal capacity ratio (%). Figure 5
And from FIG. 6, the peak current value is 0.1 CmA or more 0.2
It was clarified that when set to CmA or less, the capacity decrease was small and excellent characteristics were exhibited as compared with the case of other conditions.

【0052】[実施例4]最初の満充電を0.2Cm
A、15時間で行うようにし、放置後の再充電開始の電
圧V1を1.25V、充電終了の判断となる電圧V2を
1.35Vにそれぞれ設定し、充電パルスのピーク電流
値を0.2CmA、パルス幅1sec、パルス間隔1s
ec、パルス充電時間(パルスOFF時間もふくめる)
は10分に設定して充電制御をする充電制御用マイコン
について、パルス充電時間とその後の休止時間との比を
異なった値になるように休止時間を変えたいくつかの充
電制御用マイコンを作製し、これを搭載した充電制御回
路を作製して試験に供した。
[Embodiment 4] First full charge is 0.2 Cm
A, the recharge start voltage V1 is set to 1.25 V and the charge end judgment voltage V2 is set to 1.35 V, and the peak current value of the charge pulse is 0.2 CmA. , Pulse width 1sec, pulse interval 1s
ec, pulse charging time (including pulse OFF time)
Made several charge control microcomputers with charge control by setting to 10 minutes, changing the pause time so that the ratio of the pulse charge time to the rest time was different. Then, a charge control circuit equipped with this was prepared and subjected to the test.

【0053】試験電池として単二型トリクルNi/Cd
電池(公称容量1800mAh)を選び、実施例3と同
様にして充電制御回路に接続し、55℃の恒温槽に設置
して充放電試験装置に接続し、実施例3と同様の試験を
行った。
A single type trickle Ni / Cd as a test battery
A battery (nominal capacity of 1800 mAh) was selected, connected to a charge control circuit in the same manner as in Example 3, placed in a constant temperature bath at 55 ° C. and connected to a charge / discharge test device, and the same test as in Example 3 was performed. .

【0054】結果を図7及び図8に示す。図7は、異な
る休止時間に設定した充電制御回路に接続した各試験電
池のサイクルに伴う容量変化を示した図である。
The results are shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram showing a change in capacity with the cycle of each test battery connected to the charge control circuit set to different rest times.

【0055】図7において、61は、休止時間を5分
に、62は休止時間を10分に、63は、休止時間を1
5分に、それぞれ設定した充電制御回路に接続した試験
電池の容量変化を示した曲線である。
In FIG. 7, reference numeral 61 designates a pause time of 5 minutes, 62 designates a pause time of 10 minutes, and 63 designates a pause time of 1 minute.
It is a curve which showed the capacity change of the test battery connected to the charge control circuit set up in 5 minutes, respectively.

【0056】図8は休止時間(分)に対する5サイクル
目公称容量比(%)を示す特性図である。図7及び図8
から、パルス充電時間とその後の休止時間との比を1/
1以下、好ましくは1/2に設定した場合、これを1/
1より大きな値にした場合と比較すると容量減少も小さ
く優れた特性を示すことが明らかとなった。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the nominal capacity ratio (%) at the fifth cycle with respect to the rest time (minutes). 7 and 8
Therefore, the ratio of the pulse charging time to the rest time is 1 /
If set to 1 or less, preferably 1/2, set this to 1 /
It was revealed that the capacity decrease was small and excellent characteristics were exhibited as compared with the case where the value was larger than 1.

【0057】[実施例5]最初の満充電を0.2Cm
A、15時間で行うようにし、放置後の再充電開始の電
圧V1を1.25V、充電終了の判断となる電圧V2を
1.35Vにそれぞれ設定し、充電パルスのピーク電流
値を0.2CmA、パルス充電時間とその後の休止時間
との比を2/1にし、休止時間は10分に設定して充電
制御をする充電制御用マイコンについて、パルス幅と、
パルス間隔とを変えて平均充電電流値を異なった値にな
るようにしたいくつかの充電制御用マイコンを作製し、
これを搭載した充電制御回路を作製して試験に供した。
[Embodiment 5] The first full charge is 0.2 Cm.
A, the recharge start voltage V1 is set to 1.25 V and the charge end judgment voltage V2 is set to 1.35 V, and the peak current value of the charge pulse is 0.2 CmA. , The ratio of the pulse charge time to the rest time is set to 2/1, and the rest time is set to 10 minutes for the charge control microcomputer for charge control, and the pulse width and
We made several charge control microcomputers with different pulse intervals and different average charge current values.
A charge control circuit equipped with this was prepared and subjected to a test.

【0058】試験電池としてA型Ni/MH電池(公称
容量2300mAh)を選び、実施例3と同様にして充
電制御回路に接続し、45℃の恒温槽に設置して充放電
試験装置に接続した。
An A-type Ni / MH battery (nominal capacity: 2300 mAh) was selected as a test battery, connected to a charge control circuit in the same manner as in Example 3, installed in a constant temperature bath at 45 ° C., and connected to a charge / discharge test device. .

【0059】充放電試験装置は、充電電流460mA
(0.2CmA)、充電期間28日、放電電流2300
mA(1.0CmA)、放電終止電圧1.1Vに設定し
て充放電を行った。
The charging / discharging test device has a charging current of 460 mA.
(0.2 CmA), charging period 28 days, discharge current 2300
mA (1.0 CmA) and a discharge end voltage of 1.1 V were set for charging and discharging.

【0060】結果を図9及び図10に示す。図9は、異
なる平均電流値に設定した充電制御回路に接続した各試
験電池のサイクルに伴う容量変化を示した図である。
The results are shown in FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a diagram showing a change in capacity with the cycle of each test battery connected to the charge control circuit set to different average current values.

【0061】図9において、71は、充電パルス幅(時
間)を1secにし、パルス間間隔を4secにして平
均電流値を0.027CmA(61.3mA)に設定し
た充電制御回路に接続した試験電池の容量変化、72
は、充電パルス幅(時間)を1secにし、パルス間間
隔を3secにして平均電流値を0.033CmA(7
6.7mA)に設定した充電制御回路に接続した試験電
池の容量変化、73は、充電パルス幅(時間)を1se
cにし、パルス間間隔を1secにしてい平均電流値を
0.067CmA(154mA)に設定した充電制御回
路に接続した試験電池の容量変化、74は、充電パルス
幅(時間)を4secにし、パルス間間隔を1secに
して平均電流値を0.107CmA(245mA)に設
定した充電制御回路に接続した試験電池の容量変化を示
した曲線である。
In FIG. 9, reference numeral 71 is a test battery connected to a charge control circuit in which the charging pulse width (time) is set to 1 sec, the pulse interval is set to 4 sec, and the average current value is set to 0.027 CmA (61.3 mA). Capacity change, 72
Sets the charging pulse width (time) to 1 sec, the pulse interval to 3 sec, and the average current value to 0.033 CmA (7
Change of the capacity of the test battery connected to the charge control circuit set to 6.7 mA, 73 is the charge pulse width (time) of 1 se
c, the interval between pulses was 1 sec, and the average current value was set to 0.067 CmA (154 mA), the capacity change of the test battery connected to the charging control circuit, 74, the charging pulse width (time) was 4 sec, It is the curve which showed the capacity change of the test battery connected to the charge control circuit which set the average current value to 0.107 CmA (245 mA) with the interval of 1 sec.

【0062】図10はパルス幅(sec)/パルス間隔
(sec)に対する5サイクル目公称容量比(%)を示
す特性図である。図9及び図10から、パルス充電の平
均充電電流値を0.033CmA以上0.1CmA以下
に設定した場合、これを0.033CmAより小さくし
たり、あるいは0.1CmAより大きな値にした場合と
比較すると容量減少も小さく優れた特性を示すことが明
らかとなった。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the fifth cycle nominal capacity ratio (%) with respect to the pulse width (sec) / pulse interval (sec). From FIG. 9 and FIG. 10, when the average charging current value of pulse charging is set to 0.033 CmA or more and 0.1 CmA or less, it is compared with the case where it is set smaller than 0.033 CmA or set larger than 0.1 CmA. Then, it was clarified that the capacity decrease was small and excellent characteristics were exhibited.

【0063】[実施例6]最初の満充電を0.2Cm
A、15時間で行うようにし、放置後の再充電終了の判
断となる電圧V2を1.35Vに設定し、充電パルスの
ピーク電流値を0.2CmA、充電パルス幅(時間)を
1secにし、パルス間間隔を1secにし、パルス充
電時間とその後の休止時間との比を2/1にし、休止時
間は10分に設定して充電制御をする充電制御用マイコ
ンについて、放置後の再充電開始の電圧V1を異なった
値になるようにしたいくつかの充電制御用マイコンを作
製し、これを搭載した充電制御回路を作製して試験に供
した。
[Embodiment 6] First full charge is 0.2 Cm
A, 15 hours, set the voltage V2 that determines the end of recharging after leaving to 1.35 V, set the peak current value of the charging pulse to 0.2 CmA, and set the charging pulse width (time) to 1 sec, The interval between pulses is set to 1 sec, the ratio between the pulse charging time and the rest time is set to 2/1, and the rest time is set to 10 minutes for the charge control microcomputer. Several charge control microcomputers having different voltages V1 were produced, and a charge control circuit equipped with the same was produced and tested.

【0064】試験電池としてA型Ni/MH電池(公称
容量2300mAh)を選び、実施例3と同様にして充
電制御回路に接続し、45℃の恒温槽に設置して充放電
試験装置に接続した。
An A type Ni / MH battery (nominal capacity: 2300 mAh) was selected as a test battery, connected to a charge control circuit in the same manner as in Example 3, placed in a constant temperature bath at 45 ° C., and connected to a charge / discharge test device. .

【0065】充放電試験装置は、充電電流460mA
(0.2CmA)、充電期間28日、放電電流2300
mA(1.0CmA)、放電終止電圧1.1Vに設定し
て充放電を行った。
The charging / discharging test device has a charging current of 460 mA.
(0.2 CmA), charging period 28 days, discharge current 2300
mA (1.0 CmA) and a discharge end voltage of 1.1 V were set for charging and discharging.

【0066】結果を図11及び図12に示す。図11
は、異なる再充電開始電圧に設定した充電制御回路に接
続した各試験電池のサイクルに伴う容量変化を示した図
である。
The results are shown in FIGS. 11 and 12. Figure 11
[Fig. 4] is a diagram showing a change in capacity of each test battery connected to a charge control circuit set to a different recharge start voltage with a cycle.

【0067】図11において、81は、再充電開始電圧
を1.2Vに設定した充電制御回路に接続した試験電池
の容量変化、82は、再充電開始電圧を1.25Vに設
定した充電制御回路に接続した試験電池の容量変化、8
3は、再充電開始電圧を1.3Vに設定した充電制御回
路に接続した試験電池の容量変化、84は、再充電開始
電圧を1.32Vに設定した充電制御回路に接続した試
験電池の容量変化を示した曲線である。
In FIG. 11, 81 is a change in the capacity of the test battery connected to the charge control circuit in which the recharge start voltage is set to 1.2V, and 82 is a charge control circuit in which the recharge start voltage is set to 1.25V. Change in capacity of test battery connected to
3 is the capacity change of the test battery connected to the charge control circuit with the recharge start voltage set to 1.3V, 84 is the capacity of the test battery connected to the charge control circuit with the recharge start voltage set to 1.32V It is a curve showing a change.

【0068】図12は再充電開始電圧(V)に対する7
サイクル目公称容量比(%)を示す特性図である。図1
1及び図12から、再充電開始電圧を1.25V以上
1.3V以下に設定した場合、これを1.25Vより低
くしたり、あるいは1.3Vより高い値にした場合と比
較すると容量減少も小さく優れた特性を示すことが明ら
かとなった。1.25Vより低い値に設定すると、放電
開始電圧が極端に低い電圧となり、容量が小さい場合が
しばしば生じ、1.3Vより高い値の場合には、0.5
Vより小さい電圧範囲で頻繁に充電、休止(自己放電)
が繰り返されることになり、メモリー効果と見られる電
圧低下が起こり容量低下が大きくなっている。
FIG. 12 shows 7 for the recharge start voltage (V).
It is a characteristic view which shows a cycle cycle nominal capacity ratio (%). Figure 1
From FIG. 1 and FIG. 12, when the recharge start voltage is set to 1.25 V or higher and 1.3 V or lower, the capacity is also reduced as compared with the case where the recharge start voltage is set lower than 1.25 V or set higher than 1.3 V. It became clear that it showed small and excellent characteristics. When set to a value lower than 1.25V, the discharge start voltage becomes an extremely low voltage and the capacity often becomes small, and when the value is higher than 1.3V, it becomes 0.5.
Frequent charging and suspension (self-discharge) in a voltage range smaller than V
As a result, the voltage drop, which is considered to be a memory effect, occurs, resulting in a large decrease in capacity.

【0069】[実施例7]最初の満充電を0.2Cm
A、15時間で行うようにし、放置後の再充電開始電圧
を1.25Vに設定し、充電パルスのピーク電流値を
0.2CmA、充電パルス幅(時間)を1secにし、
パルス間間隔を1secにし、パルス充電時間とその後
の休止時間との比を2/1にし、休止時間は10分に設
定して充電制御をする充電制御用マイコンについて、放
置後の再充電終了の判断となる電圧V2を異なった値に
なるようにしたいくつかの充電制御用マイコンを作製
し、これを搭載した充電制御回路を作製して試験に供し
た。
[Embodiment 7] First full charge is 0.2 Cm
A, the recharging start voltage after standing is set to 1.25 V, the peak current value of the charging pulse is 0.2 CmA, and the charging pulse width (time) is 1 sec.
The interval between pulses is set to 1 sec, the ratio between the pulse charging time and the rest time is set to 2/1, and the rest time is set to 10 minutes for the charge control microcomputer. Several charge control microcomputers having different judgment voltage V2 were prepared, and a charge control circuit equipped with the same was prepared and tested.

【0070】試験電池として単三型Ni/MH電池(公
称容量1100mAh)を選び、実施例3と同様にして
充電制御回路に接続し、0℃の恒温槽に設置して充放電
試験装置に接続した。
An AA Ni / MH battery (nominal capacity: 1100 mAh) was selected as a test battery, connected to a charge control circuit in the same manner as in Example 3, placed in a constant temperature bath at 0 ° C., and connected to a charge / discharge test device. did.

【0071】充放電試験装置は、充電電流220mA
(0.2CmA)、充電期間28日、放電電流220m
A(0.2CmA)、放電終止電圧1.0Vに設定して
充放電を行った。
The charging / discharging test device has a charging current of 220 mA.
(0.2 CmA), charging period 28 days, discharge current 220 m
A (0.2 CmA) and a discharge end voltage of 1.0 V were set for charging and discharging.

【0072】結果を図13及び図14に示す。図13
は、再充電終了判断となる電圧V2を異なる値に設定し
た充電制御回路に接続した各試験電池のサイクルに伴う
容量変化を示した図である。
The results are shown in FIGS. 13 and 14. FIG.
[Fig. 4] is a diagram showing a change in capacity with the cycle of each test battery connected to a charge control circuit in which a voltage V2 which is a judgment for ending recharge is set to a different value.

【0073】図13において、91は、該電圧V2を
1.28Vに設定した充電制御回路に接続した試験電池
の容量変化、92は、該電圧V2を1.3Vに設定した
充電制御回路に接続した試験電池の容量変化、93は、
該電圧V2を1.35Vに設定した充電制御回路に接続
した試験電池の容量変化、94は、該電圧V2を1.4
Vに設定した充電制御回路に接続した試験電池の容量変
化を示した曲線である。
In FIG. 13, 91 is the capacity change of the test battery connected to the charge control circuit in which the voltage V2 is set to 1.28V, and 92 is connected to the charge control circuit in which the voltage V2 is set to 1.3V. Change in the capacity of the tested battery, 93 is
The change in capacity of the test battery connected to the charge control circuit in which the voltage V2 is set to 1.35V, 94 is 1.4
7 is a curve showing a change in capacity of a test battery connected to a charge control circuit set to V.

【0074】図14は再充電終了判断の電圧V2(V)
に対する5サイクル目公称容量比(%)を示す特性図で
ある。図13及び図14から、再充電終了の判断となる
電圧V2を1.3V以上に1.35以下に設定した場
合、これを1.3Vより低くしたり、あるいは1.35
Vより高い値にした場合と比較すると容量減少も小さく
優れた特性を示すことが明らかとなった。
FIG. 14 shows the voltage V2 (V) for judging the end of recharging.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a fifth cycle nominal capacity ratio (%). From FIG. 13 and FIG. 14, when the voltage V2 that is the judgment of the end of recharging is set to 1.3 V or more and 1.35 or less, it is set lower than 1.3 V or 1.35.
It was revealed that the capacity was small and excellent characteristics were exhibited as compared with the case where the value was higher than V.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上述べたように、本発明における充電
方法を用いることにより、バックアップ用二次電池を充
電し、容量を維持しておく場合、環境温度の影響を最小
限におさえ、電池劣化を少なくして充電することがで
き、バックアップ用二次電池の使用においてきわめて大
きな貢献を果たすことができる。
As described above, by using the charging method according to the present invention, when the secondary battery for backup is charged and the capacity is maintained, the influence of the environmental temperature is minimized and the deterioration of the battery is suppressed. It can be charged with a reduced amount of charge and can make a very large contribution in the use of a backup secondary battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態例の概念を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a concept of an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態例における充電制御回路を
示す構成説明図である。
FIG. 2 is a configuration explanatory view showing a charge control circuit in the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1における試験結果で、サイク
ル数に対する公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a test result in Example 1 of the present invention and a nominal capacity ratio (%) with respect to the number of cycles.

【図4】本発明の実施例2における試験結果で、充電温
度(℃)に対する相対容量(%)を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relative capacity (%) with respect to a charging temperature (° C.) as a test result in Example 2 of the present invention.

【図5】本発明の実施例3における試験結果で、サイク
ル数に対する公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a test result in Example 3 of the present invention and showing a nominal capacity ratio (%) with respect to the number of cycles.

【図6】本発明の実施例3における試験結果で、ピーク
電流値(CmA)に対する5サイクル目公称容量比
(%)を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the fifth cycle nominal capacity ratio (%) with respect to the peak current value (CmA), which is the test result in Example 3 of the present invention.

【図7】本発明の実施例4における試験結果で、サイク
ル数に対する公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a nominal capacity ratio (%) with respect to the number of cycles, as a test result in Example 4 of the present invention.

【図8】本発明の実施例4における試験結果で、休止時
間(分)に対する5サイクル目公称容量比(%)を示す
特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a fifth cycle nominal capacity ratio (%) with respect to a rest time (minutes) as a test result in Example 4 of the present invention.

【図9】本発明の実施例5における試験結果で、サイク
ル数に対する公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the nominal capacity ratio (%) with respect to the number of cycles in the test results in Example 5 of the present invention.

【図10】本発明の実施例5における試験結果で、パル
ス幅(sec)/パルス間隔(sec)に対する5サイ
クル目公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing test result in Example 5 of the present invention and showing a nominal capacity ratio (%) at the fifth cycle with respect to pulse width (sec) / pulse interval (sec).

【図11】本発明の実施例6における試験結果で、サイ
クル数に対する公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the nominal capacity ratio (%) with respect to the number of cycles in the test results in Example 6 of the present invention.

【図12】本発明の実施例6における試験結果で、再充
電開始電圧(V)に対する7サイクル目公称容量比
(%)を示す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing test result in Example 6 of the present invention and showing a 7th cycle nominal capacity ratio (%) to a recharge start voltage (V).

【図13】本発明の実施例7における試験結果で、サイ
クル数に対する公称容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a nominal capacity ratio (%) with respect to the number of cycles, as a test result in Example 7 of the present invention.

【図14】本発明の実施例7における試験結果で、再充
電終了判断の電圧V2(V)に対する5サイクル目公称
容量比(%)を示す特性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the fifth cycle nominal capacity ratio (%) with respect to the voltage V2 (V) for determining whether to finish recharging, as a test result in Example 7 of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 充電制御回路 2 電池 3 充電制御用マイコン 4 電源マイコン 5 スイッチ 6 サーミスタ 7 異常出力検出端子 8 電池接続プラス端子 9 電池接続マイナス端子 10 電源接続プラス端子 11 電源接続マイナス端子 1 Charge control circuit 2 batteries 3 Charge control microcomputer 4 power supply microcomputer 5 switches 6 thermistor 7 Abnormal output detection terminal 8 Battery connection positive terminal 9 Battery connection negative terminal 10 Power supply positive terminal 11 Power supply negative terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−111739(JP,A) 特開2000−150000(JP,A) 特開 平7−298511(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/44 H02J 7/04 H02J 7/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-111739 (JP, A) JP-A-2000-150000 (JP, A) JP-A-7-298511 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 10/44 H02J 7/04 H02J 7/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バックアップ用アルカリ水溶液二次電池
を満充電した後、あらかじめ設定された電圧値V1に電
池電圧が降下し到達するまで放置し、該電圧値V1に到
達すると再び充電を行うバックアップ用アルカリ水溶液
二次電池の充電方法であって、 パルスの所定数nごとに休止時間R1を設けてこのパル
ス充電と休止の繰り返しによる充電を、前記休止時間R
1の終了時点での電圧があらかじめ設定した電圧値V2
以上になるまで継続して行うことを特徴とするバックア
ップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法。
1. A backup battery in which an alkaline aqueous solution secondary battery for backup is fully charged and then left standing until the battery voltage drops and reaches a preset voltage value V1, and when the voltage value V1 is reached, the battery is charged again. A method of charging an alkaline aqueous solution secondary battery, wherein a pause time R1 is provided for each predetermined number n of pulses, and charging by repeating this pulse charge and pause is performed by the pause time R
The voltage at the end of 1 is the preset voltage value V2
A method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery, which is characterized in that it is continuously performed until the above.
【請求項2】 パルス充電のピーク電流値が、0.1C
mA以上0.2CmA以下であることを特徴とする請求
項1記載のバックアップ用アルカリ水溶液二次電池の充
電方法。
2. The peak current value of pulse charging is 0.1 C
The method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery according to claim 1, wherein the charging current is not less than mA and not more than 0.2 CmA.
【請求項3】 休止時間R1が、前回の休止時間との間
に行ったパルス充電時間(パルスOFF時間も含める)
総計の1倍以下の時間であることを特徴とする請求項1
記載のバックアップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方
法。
3. The pulse charging time (including the pulse OFF time) performed between the rest time R1 and the previous rest time.
The time is less than or equal to 1 time of the total time.
A method for charging an alkaline aqueous secondary battery for backup as described.
【請求項4】 休止時間R1を含めた総充電時間の平均
電流値が、0.033CmA以上0.1CmA以下であ
ることを特徴とする請求項1記載のバックアップ用アル
カリ水溶液二次電池の充電方法。
4. The method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery according to claim 1, wherein the average current value of the total charging time including the rest time R1 is 0.033 CmA or more and 0.1 CmA or less. .
【請求項5】 電圧値V1が、1.25V/セル以上
1.3V/セル以下であり、電圧値V2が、1.3V/
セル以上1.35V/セル以下であり、該電圧値V1と
V2との電圧差が、0.5V/セル以上であることを特
徴とする請求項1記載のバックアップ用アルカリ水溶液
二次電池の充電方法。
5. The voltage value V1 is 1.25 V / cell or more and 1.3 V / cell or less, and the voltage value V2 is 1.3 V / cell.
2. The charging of the backup alkaline aqueous solution secondary battery according to claim 1, wherein the voltage is not less than cells and not more than 1.35 V / cell, and the voltage difference between the voltage values V1 and V2 is not less than 0.5 V / cell. Method.
【請求項6】 バックアップ用アルカリ水溶液二次電池
が、電池パックであることを特徴とする請求項1記載の
バックアップ用アルカリ水溶液二次電池の充電方法。
6. The method for charging a backup alkaline aqueous solution secondary battery according to claim 1, wherein the backup alkaline aqueous solution secondary battery is a battery pack.
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