JP4928099B2 - バッテリパック、モバイル機器およびバッテリパックの充電方法 - Google Patents
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Description
同図に示す構成要素に於いて、図1で示した構成図の構成要素と同一番号を有する構成要素は、同一作用を有する構成要素である。
急速充電に対応できるリチウムイオン電池を以下のようにして作製した。
<電池の作製>
正極の作製:
活物質であるLiCoO2:95質量部に、導電助剤であるケッチェンブラック:3質
量部、および結着剤であるPVDF:2質量部を加え、N−メチルピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤含有ペーストを調製し、これを12μmの厚みのアルミニウム箔(集電体)表面に塗布し、乾燥させることにより活物質含有層を形成した。その後、72μmの厚みにプレスした後、スリットして、この場合は厚み4mm、幅34mm、高さ50mmの角形電池(463450タイプ)の中に入るべく幅43mmにし、長さを調整した正極を得た。正極合剤含有ペーストの塗布量は、活物質含有量形成後の電気容量(単位面積当たりの放電容量)が1.4mAh/cm2となるように調整した。更に、正極活物質には、粒子径が、D50=6μmの活物質を使用した。集電タブについては、幅3mm、厚み0.1mmのアルミニウムリボンを電極に超音波溶接して、正極リード部分との接続を行った。
活物質である黒鉛:96質量部に、結着剤であるPVDF:4部を加え、NMPに分散させて負極合剤含有ペーストを調製し、これを厚み6μmの銅箔(集電体)表面に塗布し、乾燥させることにより所定電気量の活物質含有層を形成した。その後、72μmの厚みにプレスした後、スリットして、幅44mm、長さを正極同様調整した負極を得た。負極合剤含有ペーストの塗布量は、活物質含有量形成後の電気容量(単位面積当たりの放電容量)が1.4mAh/cm2となるように調整した。更に、負極活物質には、平均粒子径(D50)が12μmのものを使用した。負極タブには幅3mm、厚み0.1mmの銅リボンを、負極に超音波溶接しタブと負極リード端子の間も超音波溶接した。
セパレータに、厚み20μmのポリエチレン製微孔性フィルムを、幅46mmにスリットして用い、正極と負極とをこのセパレータを介して重ね合わせ、渦巻状に巻回して巻回電極体を得た。これを、アルミ製の外装缶(電池容器)に挿入し、電解液を2.3ml注入し、封止して、厚み4mm、幅34mm、高さ50mmの463450タイプ(電池体積が約7.8cm3)の非水電解質二次電池を得た。なお、電解液には、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートの体積比が1:2の混合溶媒に、LiPF6を1mol/lの濃度で溶解させた溶液を用いた。
こうして作製した463450タイプのリチウムイオン電池を、図1に示すバッテリパック(A)の電池として用い、20℃で、定電流−定電圧充電(定電流:1C(700mA)、定電圧:4.2V、総充電時間:3時間)を行い、1C(700mA)の定電流で終止電圧を3Vとして放電した際の放電容量を測定した結果、700mAhが得られた。
次に、上記定電流−定電圧充電において、定電流充電での電流値を10C(7A)とし、総充電時間を6分間に変更した条件で、上記バッテリパックに対して急速充電を行い、1C(700mA)の定電流で終止電圧を3Vとして放電した際の放電容量を測定した結果、630mAhの放電容量が得られた。従って、本発明のバッテリパックの充電効率〔10C充電での容量/1C充電での容量〕は90%であり、急速充電において、効率の高い充電を行うことのできるバッテリパックを構成することができた。
上記実施例で作製したリチウムイオン電池を、図16に示すバッテリパックの電池として用い、バッテリパック(C)を構成した。このバッテリパックに対し、上記実施例と同じ急速充電を行おうとしたが、過電流保護機能のため、充電できなかった。
12 バッテリパック−B
13 バッテリパック−B2
14 バッテリパック−B3
15 バッテリパック−B4
16 バッテリパック−C
101 リチウムイオン電池
102 1C対応バッテリ保護
103 FET
104 PTC
105 サーミスタ
106 ヒューズF
111 パック保護ダイオードDPA
112 抵抗RS+
113 パック保護ダイオードDPB
114 パック保護ダイオードDPB2
121 S+端子
122 B+端子
123 TH端子
124 B−端子
125 C−端子
126 C+端子
2 モバイル機器
211 機器保護ダイオードDCA
212 機器保護ダイオードDCB
213 RCB
214 RCC
215 スイッチC
216 RCD
3 充電IC
4 機器回路
5 急速充電対応クレードル
501 USB
6 急速充電器
601 急速充電対応AC−DCアダプタ
611 電流源
612 電圧源
613 SW
614 電圧検出切替え
615 スイッチ
616 アダプタ検出切替え
617 スイッチB
621 C+
622 S+
623 S−
624 C−
Claims (4)
- 充電可能な電池と、前記電池への過大電流に対する保護回路とを備えたバッテリパックであって、
前記電池に対して、通常充電が可能な充放電経路および前記充放電経路に接続された接触端子と、急速充電が可能な充電電流経路および前記充電電流経路に接続された接触端子とを備え、かつ、前記保護回路は、前記通常充電が可能な充放電経路に対して設けられており、
さらに、前記急速充電が可能な充電電流経路とは異なる電圧検出経路が設けられており、
急速充電時に、前記電圧検出経路を用いて前記電池の電圧検出を可能としたことを特徴とするバッテリパック。 - 前記急速充電が可能な充電電流経路に、外部短絡保護手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のバッテリパック。
- 前記電圧検出経路として、前記通常充電が可能な充放電経路を利用する請求項1または2に記載のバッテリパック。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載のバッテリパックを備えたモバイル機器であって、前記急速充電が可能な充電電流経路と接続され、前記充電電流経路に充電電流を供給するための外部電流端子と、前記電圧検出経路と接続され、急速充電時に前記電池の電圧を検出することのできる外部電圧端子とを備えたモバイル機器。
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