JP3653873B2 - 電池の充電方法 - Google Patents
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の充電方法および充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電池の充電方法としては、例えば図１０に示すようなものがある。非水系電池においては電池電圧がある一定電圧以上にならないよう定電圧充電が行なわれている。定電圧充電は充電時間または充電終止電流値により終了していた。
特開平４−１２３７７１号公報には急速充電を目的に定電流パルスによる充電方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の充電方法にあっては、電池温度により充電時間および充電量が異なるため、電池温度が高いときには不必要な充電時間がかかるという問題点があった。電池温度が高いときは充電時間が長くなるほど劣化しやすいという問題もある。また、電池温度が低いときには充電不足になったり、充電時間が長くなるため充電時間による制御は難しいという問題点があった。本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、充電の切り替え時の電圧降下値と、そのとき流れていた電流値によって制御することにより、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行なう第１の行程と、上記第１の行程を終了して、あらかじめ定められた一定の電圧で電池の充電を行なう第２の行程と、上記第１の行程から第２の行程に充電を切り替えるとき、上記電池の下降電圧値およびそのとき流れていた電流値を検出する第３の行程と、上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第２の行程による充電時間を設定する第４の行程と、上記第４の行程によって設定された充電時間が経過したとき、上記第２の行程による電池の充電を終了する第５の行程とを備えた充電方法とした。
請求項２記載の発明では、あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行なう第１の行程と、上記第１の行程を終了して、あらかじめ定められた一定の電圧で電池の充電を行なう第２の行程と、上記第１の行程から第２の行程に充電を切り替えるとき、上記電池の下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値を検出する第３の行程と、上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第２の行程による充電を終了するための電流値を設定する第４の行程と、上記第２の行程の充電により電池の電流が上記第４の行程によって設定された電流値になったとき、上記第２の行程による電池の充電を終了する第５の行程とを備えた充電方法とした。
請求項３記載の発明では、
あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行い、電池の電圧が設定値に達した場合、上記電流を減少させた他の一定の電流により上記電池の充電を行なう行程を複数回繰り返す第１の行程と、
上記一定の電流による充電から上記他の電流による充電に切り替えるとき、上記電池の下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値を検出する第２の行程と、
上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第１の行程による充電を終了するための電流値を設定する第３の行程と、
上記第１の行程の充電により、電池の電流値が上記第３の行程によって設定された電流値になったとき、上記第１の行程による電池の充電を終了する第４の行程とを備えた充電方法とした。
請求項４記載の発明では、請求項１ないし３に記載の充電方法において、複数の電池を直列に接続した組電池のそれぞれの電池の電圧値を検出する行程と、検出された電圧値の中でもっとも値の大きなものを上記組電池の電圧値として選択する行程とを備えた充電方法とした。
【０００５】
【作用】
本発明によれば、充電の切り替え時の電圧降下値およびそのとき流れていた電流値によって決定することにより、電池を最適充電（充電量および充電時間）させることが可能である。これにより充電時間の短縮、また充電量および充電時間に関する特性（寿命等）が向上する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１を示す図である。
まず構成を説明すると、１は電池であり充電器４により充電される。充電器４にはＣＰＵ５が内蔵されており、電池電圧検出手段２により検出された電池電圧と電池電流検出手段３により検出された電池電流により充電方法を決定する。ＣＰＵ５は定電流（定電力）充電から定電圧充電への切り替え時の電圧降下値と定電圧充電時間および充電終止電流の関係を記憶している。
図２に、負極活物質に炭素材料を、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 を用い、電解液として炭酸プロピレンと１−２−ジメトキシエタンとの混合溶液に六フッ化リン酸リチウムを１モル／１溶解させて得られた非水電解液を用いた電池の、定電流−定電圧充電における充電曲線を示す。また、同様に定電力−定電圧充電における充電曲線を図３に示す。定電流（定電力）から定電圧充電へ切り替わるときに充電がストップし、電池電圧が降下していることがわかる。この時間は自由に設定しても、また充電器４の性能にあわせて決定することも可能である。
【０００７】
図４に、定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値をそのとき流れていた電流値で割った値と、定電圧充電時間との関係を示す。
図５に、定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値をその時流れていた電流値で割った値と、充電終止電流との関係を示す。
図６に従来法（時間制御および終止電流制御）で充電したときと本実施の形態の一具体例である実施例で充電したときの、電池温度と充電量および充電時間の関係を示す。図より実施例で充電することにより、従来方法に比べ、各電池温度において最適な充電（充電時間と充電量）が可能となっていることがわかる。
【０００８】
本実施の形態は、更に以下のような効果がある。
充電時間を最適化していることから、高温での充放電サイクル寿命を向上できるという効果がある。図７に従来例と本発明の一実施例の方法で充放電を繰り返したときの、充放電サイクル数と放電容量の関係を示す。本発明実施例のほうが不必要な充電がなく、充放電サイクル特性が良好なことがわかる。
【０００９】
他の実施の形態を示す。
図８に電池の電圧が設定値に達したら電流値を小さくする多段階定電流充電の充電曲線を示す。このような充電方法においては、その最終電流値を電流値切り替え時の電池電圧降下値とそのとき流れていた電流値より決定することが可能である。図９に、電流値が切り換るときの電圧降下値をそのとき流れていた電流値で割った値と、最終電流値との関係を示す。最終電流値の決定は電流が切り換るそのつど行なうことも可能である。
【００１０】
これらの充電方法は電池が直列に接続されている組電池にも適用可能である。また、組電池に適用する場合は組電池中最も電圧の高い電池の電圧降下値と電流値によって充電制御することにより、総電圧で制御するよりも電圧ばらつきを考慮した充電が可能であり、より最適な充電が可能となる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充電の切り替え時の電圧降下値およびそのとき流れていた電流値によって決定する構成としたため、最適充電が可能であり、充電時間を短縮できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す図である。
【図２】非水電解液を用いた電池の、定電流−定電圧充電における充電曲線を示す図である。
【図３】同様の定電力−定電圧充電における充電曲線を示す図である。
【図４】定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値を電流値で割った値と、定電圧充電時間との関係を示す図である。
【図５】定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値をその時流れていた電流値で割った値と、充電終止電流との関係を示す図である。
【図６】電池温度と充電量および充電時間の関係を示す図である。
【図７】従来例と実施例の方法で充放電を繰り返したときの、充放電サイクル数と放電容量の関係を示す図である。
【図８】他の実施の形態における多段階定電流充電の充電曲線を示す図である。
【図９】電流値が切り換るときの電圧降下値をそのとき流れていた電流値で割った値と、最終電流値との関係を示す図である。
【図１０】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１ 電池
２ 電池電圧検出手段
３ 電池電流検出手段
４ 充電器
５ ＣＰＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の充電方法および充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電池の充電方法としては、例えば図１０に示すようなものがある。非水系電池においては電池電圧がある一定電圧以上にならないよう定電圧充電が行なわれている。定電圧充電は充電時間または充電終止電流値により終了していた。
特開平４−１２３７７１号公報には急速充電を目的に定電流パルスによる充電方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の充電方法にあっては、電池温度により充電時間および充電量が異なるため、電池温度が高いときには不必要な充電時間がかかるという問題点があった。電池温度が高いときは充電時間が長くなるほど劣化しやすいという問題もある。また、電池温度が低いときには充電不足になったり、充電時間が長くなるため充電時間による制御は難しいという問題点があった。本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、充電の切り替え時の電圧降下値と、そのとき流れていた電流値によって制御することにより、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行なう第１の行程と、上記第１の行程を終了して、あらかじめ定められた一定の電圧で電池の充電を行なう第２の行程と、上記第１の行程から第２の行程に充電を切り替えるとき、上記電池の下降電圧値およびそのとき流れていた電流値を検出する第３の行程と、上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第２の行程による充電時間を設定する第４の行程と、上記第４の行程によって設定された充電時間が経過したとき、上記第２の行程による電池の充電を終了する第５の行程とを備えた充電方法とした。
請求項２記載の発明では、あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行なう第１の行程と、上記第１の行程を終了して、あらかじめ定められた一定の電圧で電池の充電を行なう第２の行程と、上記第１の行程から第２の行程に充電を切り替えるとき、上記電池の下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値を検出する第３の行程と、上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第２の行程による充電を終了するための電流値を設定する第４の行程と、上記第２の行程の充電により電池の電流が上記第４の行程によって設定された電流値になったとき、上記第２の行程による電池の充電を終了する第５の行程とを備えた充電方法とした。
請求項３記載の発明では、
あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行い、電池の電圧が設定値に達した場合、上記電流を減少させた他の一定の電流により上記電池の充電を行なう行程を複数回繰り返す第１の行程と、
上記一定の電流による充電から上記他の電流による充電に切り替えるとき、上記電池の下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値を検出する第２の行程と、
上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第１の行程による充電を終了するための電流値を設定する第３の行程と、
上記第１の行程の充電により、電池の電流値が上記第３の行程によって設定された電流値になったとき、上記第１の行程による電池の充電を終了する第４の行程とを備えた充電方法とした。
請求項４記載の発明では、請求項１ないし３に記載の充電方法において、複数の電池を直列に接続した組電池のそれぞれの電池の電圧値を検出する行程と、検出された電圧値の中でもっとも値の大きなものを上記組電池の電圧値として選択する行程とを備えた充電方法とした。
【０００５】
【作用】
本発明によれば、充電の切り替え時の電圧降下値およびそのとき流れていた電流値によって決定することにより、電池を最適充電（充電量および充電時間）させることが可能である。これにより充電時間の短縮、また充電量および充電時間に関する特性（寿命等）が向上する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１を示す図である。
まず構成を説明すると、１は電池であり充電器４により充電される。充電器４にはＣＰＵ５が内蔵されており、電池電圧検出手段２により検出された電池電圧と電池電流検出手段３により検出された電池電流により充電方法を決定する。ＣＰＵ５は定電流（定電力）充電から定電圧充電への切り替え時の電圧降下値と定電圧充電時間および充電終止電流の関係を記憶している。
図２に、負極活物質に炭素材料を、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 を用い、電解液として炭酸プロピレンと１−２−ジメトキシエタンとの混合溶液に六フッ化リン酸リチウムを１モル／１溶解させて得られた非水電解液を用いた電池の、定電流−定電圧充電における充電曲線を示す。また、同様に定電力−定電圧充電における充電曲線を図３に示す。定電流（定電力）から定電圧充電へ切り替わるときに充電がストップし、電池電圧が降下していることがわかる。この時間は自由に設定しても、また充電器４の性能にあわせて決定することも可能である。
【０００７】
図４に、定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値をそのとき流れていた電流値で割った値と、定電圧充電時間との関係を示す。
図５に、定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値をその時流れていた電流値で割った値と、充電終止電流との関係を示す。
図６に従来法（時間制御および終止電流制御）で充電したときと本実施の形態の一具体例である実施例で充電したときの、電池温度と充電量および充電時間の関係を示す。図より実施例で充電することにより、従来方法に比べ、各電池温度において最適な充電（充電時間と充電量）が可能となっていることがわかる。
【０００８】
本実施の形態は、更に以下のような効果がある。
充電時間を最適化していることから、高温での充放電サイクル寿命を向上できるという効果がある。図７に従来例と本発明の一実施例の方法で充放電を繰り返したときの、充放電サイクル数と放電容量の関係を示す。本発明実施例のほうが不必要な充電がなく、充放電サイクル特性が良好なことがわかる。
【０００９】
他の実施の形態を示す。
図８に電池の電圧が設定値に達したら電流値を小さくする多段階定電流充電の充電曲線を示す。このような充電方法においては、その最終電流値を電流値切り替え時の電池電圧降下値とそのとき流れていた電流値より決定することが可能である。図９に、電流値が切り換るときの電圧降下値をそのとき流れていた電流値で割った値と、最終電流値との関係を示す。最終電流値の決定は電流が切り換るそのつど行なうことも可能である。
【００１０】
これらの充電方法は電池が直列に接続されている組電池にも適用可能である。また、組電池に適用する場合は組電池中最も電圧の高い電池の電圧降下値と電流値によって充電制御することにより、総電圧で制御するよりも電圧ばらつきを考慮した充電が可能であり、より最適な充電が可能となる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充電の切り替え時の電圧降下値およびそのとき流れていた電流値によって決定する構成としたため、最適充電が可能であり、充電時間を短縮できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す図である。
【図２】非水電解液を用いた電池の、定電流−定電圧充電における充電曲線を示す図である。
【図３】同様の定電力−定電圧充電における充電曲線を示す図である。
【図４】定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値を電流値で割った値と、定電圧充電時間との関係を示す図である。
【図５】定電流から定電圧充電へ切り替わるときの電圧降下値をその時流れていた電流値で割った値と、充電終止電流との関係を示す図である。
【図６】電池温度と充電量および充電時間の関係を示す図である。
【図７】従来例と実施例の方法で充放電を繰り返したときの、充放電サイクル数と放電容量の関係を示す図である。
【図８】他の実施の形態における多段階定電流充電の充電曲線を示す図である。
【図９】電流値が切り換るときの電圧降下値をそのとき流れていた電流値で割った値と、最終電流値との関係を示す図である。
【図１０】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１ 電池
２ 電池電圧検出手段
３ 電池電流検出手段
４ 充電器
５ ＣＰＵ
Claims (4)
- あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行なう第１の行程と、
上記第１の行程を終了して、あらかじめ定められた一定の電圧で電池の充電を行なう第２の行程と、
上記第１の行程から第２の行程に充電を切り替えるとき、上記電池の下降電圧値およびそのとき流れていた電流値を検出する第３の行程と、
上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第２の行程による充電時間を設定する第４の行程と、
上記第４の行程によって設定された充電時間が経過したとき、上記第２の行程による電池の充電を終了する第５の行程とを備えたことを特徴とする電池の充電方法。 - あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行なう第１の行程と、
上記第１の行程を終了して、あらかじめ定められた一定の電圧で電池の充電を行なう第２の行程と、
上記第１の行程から第２の行程に充電を切り替えるとき、上記電池の下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値を検出する第３の行程と、
上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第２の行程による充電を終了するための電流値を設定する第４の行程と、
上記第２の行程の充電により電池の電流が上記第４の行程によって設定された電流値になったとき、上記第２の行程による電池の充電を終了する第５の行程とを備えたことを特徴とする電池の充電方法。 - あらかじめ定められた一定の電流又は一定の電力で電池の充電を行い、電池の電圧が設定値に達した場合、上記電流を減少させた他の一定の電流により上記電池の充電を行なう行程を複数回繰り返す第１の行程と、
上記一定の電流による充電から上記他の電流による充電に切り替えるとき、上記電池の下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値を検出する第２の行程と、
上記下降電圧値および上記そのとき流れていた電流値に基づいて、上記第１の行程による充電を終了するための電流値を設定する第３の行程と、
上記第１の行程の充電により、電池の電流値が上記第３の行程によって設定された電流値になったとき、上記第１の行程による電池の充電を終了する第４の行程とを備えたことを特徴とする電池の充電方法。 - 複数の電池を直列に接続した組電池のそれぞれの電池の電圧値を検出する行程と、
検出された電圧値の中でもっとも値の大きなものを上記組電池の電圧値として選択する行程とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３記載の電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16262896A JP3653873B2 (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16262896A JP3653873B2 (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014121A JPH1014121A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3653873B2 true JP3653873B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=15758231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16262896A Expired - Lifetime JP3653873B2 (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3653873B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104091976A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-10-08 | 东莞市世能电子科技有限公司 | 一种锂离子电池的容量分选方法 |
| CN108306061A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-20 | 北京零极中盛科技有限公司 | 一种新型电池活化维护和检测方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4213263B2 (ja) * | 1998-09-09 | 2009-01-21 | パナソニック株式会社 | 非水電解液二次電池の放電容量測定方法 |
| CN103149532A (zh) * | 2011-12-06 | 2013-06-12 | 哈尔滨智木科技有限公司 | 一种表征电池的新方法 |
| WO2014010312A1 (ja) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | 日産自動車株式会社 | 二次電池の充電制御方法および充電制御装置 |
-
1996
- 1996-06-24 JP JP16262896A patent/JP3653873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104091976A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-10-08 | 东莞市世能电子科技有限公司 | 一种锂离子电池的容量分选方法 |
| CN108306061A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-20 | 北京零极中盛科技有限公司 | 一种新型电池活化维护和检测方法 |
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|---|---|
| JPH1014121A (ja) | 1998-01-16 |
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