JPH04267078A - 組電池の充電方法 - Google Patents

組電池の充電方法

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JPH04267078A
JPH04267078A JP3049170A JP4917091A JPH04267078A JP H04267078 A JPH04267078 A JP H04267078A JP 3049170 A JP3049170 A JP 3049170A JP 4917091 A JP4917091 A JP 4917091A JP H04267078 A JPH04267078 A JP H04267078A
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JP
Japan
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battery
capacity
batteries
storage
charging
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JP3049170A
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Masanobu Kizu
木津 正信
Tatsu Nagai
龍 長井
Masato Kimura
正人 木村
Akira Kawakami
章 川上
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Maxell Ltd
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Hitachi Maxell Ltd
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    • 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

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2個以上の蓄電池を直列
に接続する組電池およびその充電方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えばビデオカメラなどの電
子機器を電池により作動する際に、必要な電圧を得るた
め、蓄電池を2個以上直列に接続して組電池にすること
が行われている。
【0003】その組電池の充電方法としては、一定時間
充電を行う時間制御による充電方法や、充電電圧がピー
ク値から一定電圧降下したところで充電を停止する、い
わゆる−ΔV検出制御による充電方法が採用されている
(前者については、例えば特開昭51−121148号
公報、後者については、例えば特開昭53−43845
号公報)。
【0004】しかし、近年の流れとしては、急速充電が
要求されるようになっており、単純な時間制御方式によ
る充電では上記要求に対応できない。
【0005】そこで、各電池間の容量バラツキを選別に
よりできるだけ小さくした上で、急速充電に応え得る−
ΔV検出制御による充電方法が主流を占めるようになっ
てきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属水素化物
二次電池では、体積あたりの電気容量が大きく、そのぶ
ん活物質などの充填量も多いため、充電時の電流値が大
きく、温度上昇も大きいため、−△Vが明確に現れにく
く、また、劣化により、サイクル後の容量バラツキが発
生することがあるため、−ΔV検出制御方式により組電
池全体としての充電終端を検出することが困難である。 その結果、過充電が生じてサイクル特性が低下する。
【0007】本発明は、上記のような従来の組電池の充
電時に起こる問題点を解決し、急速充電しても過充電を
防止できる組電池およびその充電方法を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、1個の蓄電池
のみ他の蓄電池より5%以上容量を小さくして、その蓄
電池を含んで2個以上の蓄電池を直列に接続して組電池
を構成することにより、上記目的を達成したものである
【0009】組電池の構成を上記のようにすることによ
り、急速充電すると、容量の小さい蓄電池の温度上昇が
他の蓄電池の温度上昇より早くなる。
【0010】そこで、容量の小さい蓄電池と他のいずれ
かの蓄電池に温度を検出するためのセンサー(例えば、
サーミスタなど)を取り付けて、早く温度上昇する容量
の小さい蓄電池と他の蓄電池との温度差を比較回路によ
り検出して充電を停止することにより、蓄電池として金
属水素化物二次電池を用いた組電池を急速充電しても、
組電池全体としての過充電を避けることができ、その結
果、サイクル特性の低下を防止することができる。
【0011】上記のように、充電終端の検出を温度検出
で行う場合において、容量の小さい蓄電池と他の蓄電池
との温度差が3℃以上になった時点で充電を停止するの
が好ましい。
【0012】本発明において、組電池を構成する蓄電池
のうち1つを他の蓄電池より5%以上容量を小さくする
のは、容量の小さい蓄電池を他の蓄電池と明確に区別す
るためには、5%以上容量差のあることが適しているか
らである。
【0013】充電終端の検出にあたっては、上記のよう
に温度検出により行うのは、容量の小さい蓄電池の方が
他の蓄電池より、正極からの酸素ガスの発生が早く生じ
、この酸素ガスの負極表面での再結合反応が発熱反応で
あるからである。
【0014】そして、上記のような温度上昇は正極が完
全充電になったことを正確に示すので、本発明において
は、充電終端の検出を温度検出により行なうのが最も適
切であり、また、本発明の特徴を最も有効に生かすもの
であるが、本発明ではそのような温度検出による場合以
外にも充電カーブの変曲点を調べることによって容量の
小さい蓄電池の充電終端を検出して、組電池全体として
の過充電を避けることができる。
【0015】本発明は特にニッケル−金属水素化物二次
電池などの金属水素化物二次電池に適用できるように開
発したものであることから、組電池を構成する蓄電池と
して金属水素化物二次電池を用いる場合にその効果を最
も適切に発揮することができる。
【0016】しかし、組電池を構成する蓄電池としては
上記金属水素化物二次電池だけに限られるものではなく
、上記金属水素化物二次電池以外にも、例えば、ニッケ
ル−カドミウム二次電池、ニッケル−亜鉛蓄電池などを
用いることができる。
【0017】また、本発明においては、組電池を構成す
る蓄電池の容量が多量バラツイていてもよく、最も容量
の小さいものが2番目に容量の小さいものに比べて5%
以上容量が小さければよい。
【0018】したがって、3個以上の多数個の蓄電池を
直列に接続して組電池とする場合、他の蓄電池はすべて
同容量でなくてもよい。
【0019】
【実施例】つぎに実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
【0020】実施例1単2サイズのニッケル−金属水素
化物二次電池を図1に示すように5個直列に接続して組
電池を作製した。
【0021】図1において、1、2、3、4および5は
、それぞれ蓄電池(この実施例では、ニッケル−金属水
素化物二次電池)である。これらの蓄電池の公称容量は
いずれも3.5Ahであるが、0.35Aで15時間充
電後、0.70Aで0.9Vまで放電したときの容量を
標準容量とし、この値が4個は3.50Ah、つまり、
蓄電池2、3、4および5は標準容量を3.50Ahと
した。残り1個の蓄電池、つまり、蓄電池1は標準容量
を3.325Ahとした。蓄電池2〜5と蓄電池1との
容量差は5%である。
【0022】そして、蓄電池1の表面と蓄電池2の表面
にそれぞれサーミスタ6および7を取り付けた。
【0023】この組電池を1.8Aで充電したときの蓄
電池1(つまり、標準容量が3.325Ahの電池)と
蓄電池2(つまり、標準容量が3.50Ahの電池)と
の電圧上昇カーブと温度上昇カーブとを図2に示す。
【0024】図2に示すように、容量の小さい方の蓄電
池1の方が蓄電池2より温度上昇が早く生じる。
【0025】つぎに、この組電池を1.8Aの定電流で
充電し、標準容量が3.325Aの蓄電池1と標準容量
が3.50Aの蓄電池2との温度差が5℃となったとこ
ろで充電を停止した。
【0026】温度測定のブロック図を図3に示す。図3
において、1は標準容量が3.325Ahの蓄電池で、
2、3、4および5は標準容量が3.50Ahの蓄電池
であり、6および7はサーミスタである。
【0027】上記充電後の組電池を2Aで放電して4.
5Vでカットオフする充放電を1サイクルとしてサイク
ル特性を測定した。その結果を図4に示す。
【0028】比較例15個とも標準容量が3.50Ah
のニッケル−金属水素化物二次電池を5個直列に接続し
て組電池を作製した。
【0029】上記組電池を構成する蓄電池のうち1個の
蓄電池にサーミスタを取り付けた後、組電池を1.8A
で充電し、充電開始時から5℃上昇したところで充電を
停止した。
【0030】充電後の組電池を実施例1と同様に充放電
してサイクル特性を測定した。その結果を図4に示す。
【0031】図4において、横軸はサイクル数で、縦軸
は放電容量(Ah)を示す。
【0032】実施例1の組電池と比較例1の組電池を比
較すると、図4に示すように、初期の放電容量は比較例
1の組電池の方が高いが、比較例1の組電池はサイクル
数の増加に伴う劣化が大きかった。
【0033】これに対し、実施例1の組電池は、充電終
端検出用の容量の小さい蓄電池がある関係で、初期の放
電容量は小さいが、それ以外の蓄電池が過充電されない
ため、サイクル特性が良好であった。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、容量
が他の蓄電池より5%以上小さい蓄電池を1個入れて2
個以上の蓄電池を直列に接続して組電池を構成すること
により、その容量の小さい蓄電池の充電終端を検出する
だけで、他の蓄電池の過充電を防止することができるよ
うになった。したがって、組電池全体としての過充電を
引き起こすことなく急速充電することができ、サイクル
特性の良好な組電池にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の組電池の一例を概略的に示す平面図で
ある。
【図2】本発明の組電池を充電したときの容量の小さい
蓄電池と他の蓄電池の電圧上昇カーブと温度上昇カーブ
を示す図である。
【図3】本発明の組電池を充電したときの温度測定のた
めのブロック図である。
【図4】本発明の実施例1の組電池と比較例1の組電池
のサイクル特性を示す図である。
【符号の説明】
1  蓄電池 2  蓄電池 3  蓄電池 4  蓄電池 5  蓄電池

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  2個以上の蓄電池を直列に接続した組
    電池において、1個の蓄電池のみ他の蓄電池より5%以
    上容量を小さくしたことを特徴とする組電池。
  2. 【請求項2】  蓄電池が金属水素化物二次電池である
    請求項1記載の組電池。
  3. 【請求項3】  容量の小さい蓄電池の充電終端を検出
    することによって充電を終了する請求項1または2記載
    の組電池の充電方法。
  4. 【請求項4】  充電終端の検出を温度検出により行う
    請求項3記載の組電池の充電方法。
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