JPH02250274A - 密閉式鉛蓄電池の充電方法 - Google Patents

密閉式鉛蓄電池の充電方法

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JPH02250274A
JPH02250274A JP1072402A JP7240289A JPH02250274A JP H02250274 A JPH02250274 A JP H02250274A JP 1072402 A JP1072402 A JP 1072402A JP 7240289 A JP7240289 A JP 7240289A JP H02250274 A JPH02250274 A JP H02250274A
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JP
Japan
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charging
voltage
battery
charge
sealed lead
Prior art date
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Pending
Application number
JP1072402A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Jinbo
裕行 神保
Kenji Kobayashi
健二 小林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH02250274A publication Critical patent/JPH02250274A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポータプル機器用として多方面に利用されて
いる密閉式鉛蓄電池の充電方法に関するものである。
従来の技術 従来密閉式鉛蓄電池の充電方法としては、充電末期に充
電電流を減少させる定電圧方式のものが一般的である。
この方式では充電末期に充電電流を減少させるので、陽
極板から発生する酸素ガスを効率良く陰極板に吸収する
ことが可能である。
したがって、充電末期において、電解液量が急激に減少
することもなくさらに過充電とならないので、電池容量
も急激に低下しない。
発明が解決しようとする課題 このような充電方式の充電は、充電時間が数時間以上の
長時間に及ぶ場合には有効的であるが、充電電流を2時
間以内にした時には、充電電流を犬きぐしても、充電末
期において充分な充電がなされず、最終的には充電不足
となり、このような充電を繰り返した場合、容量が次第
て低下していく。
一方、ニカド電池に活用されている定電流方式の充電で
は、鉛電池にとって過充電となるので好ましくない。
また、定電圧充電方式の充電器で、過放電された電池や
長期間放置された電池を充電した場合、電池の内部抵抗
は大きくなっているために、充電受入特性が非常に悪く
、短時間の充電では容量は充分に回復しない。
本発明はこのような問題点を解決するもので、短時間充
電における充放電サイクル寿命特性を向上させることを
目的とする。
課題を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は充電電流が16
6Cム以下のほぼ一定の電流で、充電開始後、一定間隔
で電池電圧を測定するとともに充電停止電圧とそれより
も低い充電開始電圧をあらかじめ設定しておき、電池電
圧が測定時に充電停止電圧以上になった瞬間に充電電流
を流すのを中断し、中断後、電池電圧が測定時に充電開
始電圧以下になった瞬間に再び充電電流を流し始めるも
のである。
尚、この充電方法において望ましくは、充電停止電圧は
25℃雰囲気下において、1セル当り2.45〜2.6
01の範囲で、温度補正機能がついており、その値は−
1〜−2mJの範囲とし、充電開始電圧は、同じ温度雰
囲気下の充電停止電圧の設定値より3o〜150mVの
範囲で低くする。
また、電池電圧を測定する間隔が70〜200msec
ondの範囲の場合において、充電開始後、充電タイマ
ーを設定し、タイマー終了後、充電を停止させ、その後
一定時間を経過した後、電池の開放電圧を測定し、1セ
ル当り2.16V以下の場合には未充電電池として判別
し、充電を再び開始させ、さらに充電タイマーも最初か
ら開始させる。
作用 本発明の充電方法により、充電電流が大きい場合におい
ても、充電停止電圧と充電開始電圧を適正に設定するこ
とによって従来の定電圧充電方式と比較すると、放電電
気量に対する充電電気量のバランスが適用なものとなり
、また充電末期においてもガス発生も少ないので、電解
0.量の減少も少なく、過充電とならない。したがりで
、充電時間の短かい急速充電においても、電池の充放電
サイクル寿命特性は優れたものとなる。さらに、この充
電器では再充電を繰り返しても過充電とならない。また
、未充電電池の判別機能を持っているため、過放電され
た電池や長期間放置された電池に対しても適正な充電が
なされる。
実施例 以下、本発明の一実施例について第1図〜第6図を参照
して説明する。
まず、従来処方の陽極板。陰極板から成る21゜10時
間率容量1.1 All の電池を構成した。この電池
の充放電サイクル寿命特性を25℃雰囲気中で調べた。
放電は0.85 Aの定電流とし、終止電圧は1.75
Vとしている。
充電は次の2種類の方式を実施しだ。1番目は、従来方
式すなわち制御電圧が2.45V、最大充電電流0.9
0人の定電圧方式である。2番目は、本発明の方式、す
なわち最大充電電流が0.90人で、充電開始後、10
0 m 5econdの間隔で電池電圧を検知し、電池
電圧が2.60V以上になった瞬間に、充電電流を流す
のを中断し、電池電圧が2.401になった瞬間に再び
充電電流を流し始める方式である。以後1番目の従来の
方式を大刃式、2番目の本発明の方式をB方式とする。
第1図にB方式の充電方式を示す。(ILIは電池電圧
と充電電流の関係であり、(b)はサンプリング(電圧
測定間隔時間)と電池電圧・充電電流の関係である。人
力式、B方式の充電におけるサイクル寿命特性(充放電
サイクル数と初期容量維持率)を第2図に示す。但し、
充電時間は共に2時間である。B方式の方がA方式より
も寿命特性が優れていることが示唆される。
先に述べた、B方式においては電池電圧を測定する間隔
は1o o m 5econdであったが、この間隔は
短かい方が好ましい。この間隔が長くなり過ぎると過充
電になる傾向がある。第3図にはこの間隔が10〜40
0 m 5econdの範囲で変化させた場合の過充電
による電池の劣化の度合を示した。その劣化を調べるた
めに、次の方式を採用した。満充電電池を充電時間が2
時間の再充電を繰り返し、2時間の充電を1サイクルと
した。休止時間は1時間である。容量が初期の60%ま
でに低下するまでの回数を寿命サイクル数とした。第3
図にはB方式の充電で、電池電圧の測定間隔以外は第2
図の場合と同じ条件で充電した時の測定間隔時間と寿命
サイクル数の関係を示した。測定間隔が70 m 5e
cand以内では、測定間隔時間は寿命サイクル数にほ
とんど影響を及ぼさないが了Om〜2 o o m 5
econdの範囲では寿命特性は若干劣化する。さらに
測定間隔が200 m 5ecand以上になると急激
に寿命特性は劣化する。この原因として次の事が考えら
れる。電池電圧の測定によって、充電開始電圧を一端検
知すると、次の電圧の測定時間までは充電がなされる。
一般的に満充電電池を充電した場合、充電開始電圧を検
知し、充電を開始してから、電圧が充電停止電圧に到達
するまでの時間は40〜70 m 5ecandの範囲
である。したがって、70115ecand以上の充電
は過充電領域となる。したがって、電池電圧の測定間隔
が長い方が、電池は過充電されやすいために寿命特性は
劣化したものと考えられる。このことを改善するために
電圧測定間隔が70〜200 m 5eCOn(iの範
囲でも充電開始後、ある一定時間の充電タイマー全設定
し、タイマー終了後、充電を停止させれば過充電となる
こともない。
尚、第2図、第3図に示した関係は、充電の最大電流が
1.6Cム以下の場合であり、充電電流が1.6Cム 
より大きくなると、電池の寿命特性は急激に劣化する。
第4図には第1図のB方式と同じ設定で、充電電流のみ
をo、9cム ・1.2Cム1.6Cム 、1.rOム
 、2.OCム と変化させた場合のサイクル寿命特性
(充放電サイクル数と初期容量維持率の関係)を示した
。充電電流が147Cム2、OCムの時、寿命特性が劣
化することが示唆される。この理由として、充電電流が
大きくなると充電と放電のバランスがくずれ、過充電ぎ
みになることが考えられる。
次に、高温および低温の雰囲気下におけるサイクル寿命
特性を調べた。充電条件は、充電停止電圧(以後v1と
する)と充電開始電圧(以後v2とする)以外は前述の
第2図B方式と同じである。
0℃におけるサイクル寿命特性f、第6図に示した。
vl値とvl値が25℃と同じで、温度補正がない場合
は図中の人であり、温度補正をつけvl 値カ2.83
1 テV2 値カ2.53 V (D場合は図中(7)
Bである。温度補正のあるBの方が優れていることが示
唆される。40℃におけるサイクル寿命特性を第6図に
示した。vlとvl値が25℃と同じで、温度補正がな
い場合は、図中の人であり、温度補正をつけvl値が2
.40Vでvl値が2.30Vの場合は図中のBである
。温度補正のあるBの方が優れていることが示唆される
。このようにvlとvl値に温度補正をつけた方が低温
、高温雰囲気下におけるサイクル寿命特性は大きく改善
されることは明らかである。またこのような電池特性の
傾向はvl値とvl 値の差は同じ雰囲気温度下1セル
当り30〜160Invの範囲に限定される。
この範囲よりvlとvl値の差が大きい場合、他の因子
の設定条件によっては、過充Tになったり充電不足にな
る危険性がある。一方、vl とvl値の差が小さい場
合、電池電圧の変動を誤って検知し、誤動作する可能性
がある。
次に、過放電あるいは長期放置され、内部抵抗が大きく
なった電池の充電特性について設定する。
第2図のB方式の充電器によって過放電電池を充電した
場合以下のような特性となった。過放電電池としては2
.4Ω定抵抗で3週間連続放電した電池を使用した。充
電初期において充電開始電圧から充電を開始すると少な
くとも次の電圧測定間隔まで充電がなされた。次の電圧
測定では電圧充電停止電圧まで達しているので、充電電
流が流れないが、次の電圧測定では再び充電開始が検知
された。このような充電、休止が繰り返された。したが
って、同じ充電電流で連続した時の半分の充電電気量の
充電がなされた。このよりな充電によって、過放電電池
は徐々に適正な充電がなされていく。一方、前に述べた
充電タイマーが設定された場合、タイマー終了後一定時
間経過した後、電池の開放電圧を測定し、1セル当り2
.15 ”l//セル以下の場合、未充電電池として判
別し、充電を最初から開始させる機能を設けることによ
って過放電および長期放置された電池を確実に充電する
ことが可能になった。
発明の効果 以上のように本発明によれば、従来の定電圧充電方式よ
りも、充電時間が短かくともサイクル寿命特性を向上さ
せ、さらに、過放電および長期間放置された電池でも確
実に適正な充電がなされる。
したがって、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の充電方法を示すパターン図、第2図は
従来方式(A方式)と本発明の方式(B方式)によるサ
イクル寿命特性を示す特性図、第3図は電圧測定間隔の
時間と寿命特性の関係を示す特性図、第4図は充電の最
大電流と寿命特性の関係を示す特性図、第6図はO’C
雰囲気下におけるサイクル寿命特性を示す図、第6図は
40℃雰囲気下におけるサイクル寿命特性を示す図であ
る。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名第 
1 図 (αン 電〉芭睨圧ヒ克パ配電産、との関係 第 2 図 第 3 図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)充電電流を1.5C_A以下のほぼ一定の電流と
    し、充電開始後、ある一定の間隔で電池電圧を測定する
    とともに充電停止電圧とそれよりも低い充電開始電圧を
    あらかじめ設定しておき、電池電圧が測定時に充電停止
    電圧以上になった瞬間に充電電流を流すのを中断し、中
    断後電池電圧が測定時に充電開始電圧以下になった瞬間
    に再び充電電流を流し始めることを特徴とする密閉式鉛
    蓄電池の充電方法。
  2. (2))電池電圧を測定する一定の間隔を200mse
    cond以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の密閉式鉛蓄電池の充電方法。
  3. (3)充電停止電圧を25℃において、1セル当り2.
    45〜2.50Vの範囲でその値の温度補正が−1〜−
    2mJの範囲とし、充電開始電圧を同じ温度の充電停止
    電圧より30〜150mVの範囲で低くしたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の密閉式鉛蓄電池の充
    電方法。
  4. (4)電池電圧を測定する一定の間隔が70〜200m
    secondの範囲である時は、充電開始後充電タイマ
    ーを設定し、タイマー終了後充電を停止させることを特
    徴とする特許請求の範囲第2項記載の密閉式鉛蓄電池の
    充電方法。
  5. (5)充電タイマー終了一定時間後、電池の開放電圧を
    測定し、1セル当り2.15V以下の場合には完全充電
    されていない電池として判別し、充電を最初から開始さ
    せることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の密閉
    式鉛蓄電池の充電方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009022079A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Sanyo Electric Co Ltd リチウムイオン二次電池の充電方法
WO2018116712A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト バッテリ充電装置

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JP2009022079A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Sanyo Electric Co Ltd リチウムイオン二次電池の充電方法
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