JPH0739081A - 二次電池の充電方法 - Google Patents
二次電池の充電方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二次電池の過充電による劣化を防止しなが
ら、急速充電を行うことを目的とする。 【構成】 二次電池Ｂを４．２Ｖの電圧と４．３Ｖの電
圧とで繰り返し定電圧充電する。この時、４．２Ｖによ
る定電圧充電時間に対する４．３Ｖの電圧による定電圧
充電時間の比率は、４．２Ｖによる定電圧充電時の充電
電流が減少するに従って、小さくなるように充電する。
ら、急速充電を行うことを目的とする。 【構成】 二次電池Ｂを４．２Ｖの電圧と４．３Ｖの電
圧とで繰り返し定電圧充電する。この時、４．２Ｖによ
る定電圧充電時間に対する４．３Ｖの電圧による定電圧
充電時間の比率は、４．２Ｖによる定電圧充電時の充電
電流が減少するに従って、小さくなるように充電する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池の充電方法に
関し、特に、非水系二次電池を急速充電するために用い
られて好適である。
関し、特に、非水系二次電池を急速充電するために用い
られて好適である。
【０００２】
【従来の技術】繰り返し使用できる二次電池の中で非水
系二次電池の１つであるリチウムイオン二次電池は、電
池電圧が高く（例えば４．２Ｖ）、高エネルギー密度が
得られ、かつサイクル特性に優れており、最近脚光を浴
びている。このような非水系二次電池を充電する方法と
しては、特開平２−１９２６７０号公報に示されたよう
に、定電流（または準定電流）・定電圧充電方法があ
る。
系二次電池の１つであるリチウムイオン二次電池は、電
池電圧が高く（例えば４．２Ｖ）、高エネルギー密度が
得られ、かつサイクル特性に優れており、最近脚光を浴
びている。このような非水系二次電池を充電する方法と
しては、特開平２−１９２６７０号公報に示されたよう
に、定電流（または準定電流）・定電圧充電方法があ
る。
【０００３】斯る充電方法によれば、まず、二次電池の
電池電圧が充電電源の定電圧値より低い場合、定電流充
電（または準定電流充電）を行い、そして、電池電圧が
所定電圧（例えば、４．２Ｖ）に達すると、以後、この
所定電圧による定電圧充電を行う。この定電圧充電が進
むに伴って充電電流は次第に減少し、そして、充電電流
が所定値まで減少すると、充電を終了する。
電池電圧が充電電源の定電圧値より低い場合、定電流充
電（または準定電流充電）を行い、そして、電池電圧が
所定電圧（例えば、４．２Ｖ）に達すると、以後、この
所定電圧による定電圧充電を行う。この定電圧充電が進
むに伴って充電電流は次第に減少し、そして、充電電流
が所定値まで減少すると、充電を終了する。
【０００４】こうした非水系二次電池の充電において、
急速充電を行う場合には、初期における定電流（または
準定電流）充電の電流値を大きくすることが考えられ
る。
急速充電を行う場合には、初期における定電流（または
準定電流）充電の電流値を大きくすることが考えられ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電流値
を大きくして急速充電を行う場合には、電流値の増加に
伴って、充電器側の定格出力を大きくする必要があり、
充電器の大型化及びコストアップを招く。更に、熱的要
因による充電器及び二次電池の信頼性の低下等の悪影響
も生じる。また、大電流の印加により、二次電池の性能
劣化が生じる恐れもある。
を大きくして急速充電を行う場合には、電流値の増加に
伴って、充電器側の定格出力を大きくする必要があり、
充電器の大型化及びコストアップを招く。更に、熱的要
因による充電器及び二次電池の信頼性の低下等の悪影響
も生じる。また、大電流の印加により、二次電池の性能
劣化が生じる恐れもある。
【０００６】そこで、本発明は、こうした充電器の大型
化、コストアップ及び信頼性低下と、二次電池の信頼性
低下及び性能劣化を招くことなく、二次電池の急速充電
を行うことを目的とする。
化、コストアップ及び信頼性低下と、二次電池の信頼性
低下及び性能劣化を招くことなく、二次電池の急速充電
を行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池を第
１の電圧とこれより大なる第２の電圧とで繰り返し定電
圧充電する二次電池の充電方法であって、第１の電圧に
よる定電圧充電時間に対する第２の電圧による定電圧充
電時間の比率が、前記第１の電圧または第２の電圧のい
ずれかでの定電圧充電時の充電電流に略比例するように
したことを特徴とする。
１の電圧とこれより大なる第２の電圧とで繰り返し定電
圧充電する二次電池の充電方法であって、第１の電圧に
よる定電圧充電時間に対する第２の電圧による定電圧充
電時間の比率が、前記第１の電圧または第２の電圧のい
ずれかでの定電圧充電時の充電電流に略比例するように
したことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の充電方法によれば、まず、二次電池の
定電流充電（または準定電流充電）を行い、電池電圧が
所定電圧（例えば、第２の電圧である４．３Ｖ）に達す
ると、以後、この第２の電圧による定電圧充電とこれよ
り小なる第１の電圧（例えば、４．２Ｖ）による定電圧
充電とを繰り返し行う。
定電流充電（または準定電流充電）を行い、電池電圧が
所定電圧（例えば、第２の電圧である４．３Ｖ）に達す
ると、以後、この第２の電圧による定電圧充電とこれよ
り小なる第１の電圧（例えば、４．２Ｖ）による定電圧
充電とを繰り返し行う。
【０００９】この時、二次電池の充電電流を検出してお
り、充電電流が減少するに従って、第１の電圧による定
電圧充電時間に対する第２の電圧による定電圧充電時間
の比率が小さくなるように繰り返し充電を行う。そし
て、充電電流が所定値まで減少すると、充電を終了す
る。
り、充電電流が減少するに従って、第１の電圧による定
電圧充電時間に対する第２の電圧による定電圧充電時間
の比率が小さくなるように繰り返し充電を行う。そし
て、充電電流が所定値まで減少すると、充電を終了す
る。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の充電方法を用いて二次電池Ｂ
を充電するための充電回路を示すブロック回路図であ
る。
を充電するための充電回路を示すブロック回路図であ
る。
【００１１】１は電源回路であって、ＡＣ１００Ｖの商
用交流電源に含まれる雑音を除去する入力フィルタと、
入力された交流を直流に変換する整流回路と、整流回路
の直流を高周波の交流に変換するスイッチング部と、高
周波の交流を所定の電圧に変換する変換トランスと、変
換トランスの交流出力を整流して平滑な直流に変換する
整流平滑回路等の周知の直流電源回路からなる。
用交流電源に含まれる雑音を除去する入力フィルタと、
入力された交流を直流に変換する整流回路と、整流回路
の直流を高周波の交流に変換するスイッチング部と、高
周波の交流を所定の電圧に変換する変換トランスと、変
換トランスの交流出力を整流して平滑な直流に変換する
整流平滑回路等の周知の直流電源回路からなる。
【００１２】２は電源回路１からの電力供給のオンオフ
等の制御を行う充電制御回路であり、所定の定電圧を発
生する定電圧回路１１と、マイコンから構成される演算
回路１２と、充電電流を検出する電流検出回路１３と、
二次電池Ｂの電池電圧を検出する電圧検出回路１４と、
電源回路１と二次電池Ｂとの間に設けられた充電制御ス
イッチ１５とからなる。
等の制御を行う充電制御回路であり、所定の定電圧を発
生する定電圧回路１１と、マイコンから構成される演算
回路１２と、充電電流を検出する電流検出回路１３と、
二次電池Ｂの電池電圧を検出する電圧検出回路１４と、
電源回路１と二次電池Ｂとの間に設けられた充電制御ス
イッチ１５とからなる。
【００１３】定電圧回路１１を構成する差動アンプ１１
Ａは、その−側入力端子を、二次電池Ｂの電池電圧を分
圧する分圧抵抗に接続し、一方＋側入力端子を、切替ス
イッチＳＷを介して第１の電圧（本実施例では４．２
Ｖ）を発生する第１基準電圧源Ｅ１または第２の電圧
（本実施例では４．３Ｖ）を発生する第２基準電圧源Ｅ
２に接続している。
Ａは、その−側入力端子を、二次電池Ｂの電池電圧を分
圧する分圧抵抗に接続し、一方＋側入力端子を、切替ス
イッチＳＷを介して第１の電圧（本実施例では４．２
Ｖ）を発生する第１基準電圧源Ｅ１または第２の電圧
（本実施例では４．３Ｖ）を発生する第２基準電圧源Ｅ
２に接続している。
【００１４】差動アンプ１１Ａは、−側入力端子の電圧
（即ち、二次電池Ｂの電池電圧）と、＋側入力端子の電
圧（第１の電圧または第２の電圧）とを比較し、電池電
圧が第１の電圧または第２の電圧よりも高くなると、差
動アンプ１１Ａの出力は−となって制御トランジスタＴ
Ｒ１のベース電流を引き込む。よって、制御トランジス
タＴＲ１を経て供給される出力を低下させる。そうでな
い場兄は、差動アンプ１１Ａの出力は＋であって、制御
トランジスタＴＲ１のベース電流を引き込まない。この
動作により、定電圧回路１１は、二次電池Ｂに第１の電
圧または第２の電圧を供給する。
（即ち、二次電池Ｂの電池電圧）と、＋側入力端子の電
圧（第１の電圧または第２の電圧）とを比較し、電池電
圧が第１の電圧または第２の電圧よりも高くなると、差
動アンプ１１Ａの出力は−となって制御トランジスタＴ
Ｒ１のベース電流を引き込む。よって、制御トランジス
タＴＲ１を経て供給される出力を低下させる。そうでな
い場兄は、差動アンプ１１Ａの出力は＋であって、制御
トランジスタＴＲ１のベース電流を引き込まない。この
動作により、定電圧回路１１は、二次電池Ｂに第１の電
圧または第２の電圧を供給する。
【００１５】演算回路１２は、電流検出回路１３及び電
圧検出回路１４の各出力に基づいて、充電制御スイッチ
１５及び切替スイッチＳＷを制御する。また、演算回路
１２は内部に所定時間を計数するタイマーを内蔵してい
る。
圧検出回路１４の各出力に基づいて、充電制御スイッチ
１５及び切替スイッチＳＷを制御する。また、演算回路
１２は内部に所定時間を計数するタイマーを内蔵してい
る。
【００１６】以下に、本発明の充電方法の一実施例を、
図２のフローチャート及び図３のグラフを参照して説明
する。なお、本実施例において、充電する二次電池Ｂは
１０００ｍＡｈの容量のリチウムイオン二次電池であ
る。
図２のフローチャート及び図３のグラフを参照して説明
する。なお、本実施例において、充電する二次電池Ｂは
１０００ｍＡｈの容量のリチウムイオン二次電池であ
る。
【００１７】まず、ステップＳ１において、二次電池Ｂ
が充電装置に装着されたかどうかの判断を行う。二次電
池Ｂが装着されると、ステップＳ２において、二次電池
Ｂの充電を開始する。この充電は、二次電池Ｂの電池電
圧が第２の電圧（即ち、４．３Ｖ）に達するまで、１Ａ
での定電流にて行った後、切替スイッチＳＷを第２基準
電圧源Ｅ２側として、定電圧回路１１の制御の下に、
４．３Ｖでの定電圧充電に移行する。
が充電装置に装着されたかどうかの判断を行う。二次電
池Ｂが装着されると、ステップＳ２において、二次電池
Ｂの充電を開始する。この充電は、二次電池Ｂの電池電
圧が第２の電圧（即ち、４．３Ｖ）に達するまで、１Ａ
での定電流にて行った後、切替スイッチＳＷを第２基準
電圧源Ｅ２側として、定電圧回路１１の制御の下に、
４．３Ｖでの定電圧充電に移行する。
【００１８】ステップＳ３において、４．３Ｖによる定
電圧充電に伴って減少する充電電流の値を検出してお
り、その値が５００ｍＡ以下となるまで、４．３Ｖでの
定電圧充電を継続する。そして、充電電流が５００ｍＡ
以下となると、ステップＳ４において、切替スイッチＳ
Ｗを第１基準電圧源Ｅ１側として、４．２Ｖでの定電圧
充電に切り替える。この４．２Ｖでの定電圧充電は、ス
テップＳ５において、３秒間行い、その後、ステップＳ
６において、再び４．３Ｖでの定電圧充電に切り替え
る。
電圧充電に伴って減少する充電電流の値を検出してお
り、その値が５００ｍＡ以下となるまで、４．３Ｖでの
定電圧充電を継続する。そして、充電電流が５００ｍＡ
以下となると、ステップＳ４において、切替スイッチＳ
Ｗを第１基準電圧源Ｅ１側として、４．２Ｖでの定電圧
充電に切り替える。この４．２Ｖでの定電圧充電は、ス
テップＳ５において、３秒間行い、その後、ステップＳ
６において、再び４．３Ｖでの定電圧充電に切り替え
る。
【００１９】この４．３Ｖでの定電圧充電は、ステップ
Ｓ７において、１０秒間行い、その後、ステップＳ８に
おいて、再度４．２Ｖでの定電圧充電に切り替える。そ
して、ステップＳ９において、充電電流が３００ｍＡ以
下かどうかを判断し、そうでないと、ステップＳ５に戻
り、４．２Ｖでの定電圧充電を３秒間行う。
Ｓ７において、１０秒間行い、その後、ステップＳ８に
おいて、再度４．２Ｖでの定電圧充電に切り替える。そ
して、ステップＳ９において、充電電流が３００ｍＡ以
下かどうかを判断し、そうでないと、ステップＳ５に戻
り、４．２Ｖでの定電圧充電を３秒間行う。
【００２０】換言すれば、ステップＳ３〜ステップＳ９
では、充電電流が５００ｍＡ〜３００ｍＡである範囲に
おいて、４．２Ｖでの定電圧充電と４．３Ｖでの定電圧
充電とを、３秒間と１０秒間の周期で繰り返し行う。
では、充電電流が５００ｍＡ〜３００ｍＡである範囲に
おいて、４．２Ｖでの定電圧充電と４．３Ｖでの定電圧
充電とを、３秒間と１０秒間の周期で繰り返し行う。
【００２１】次に、充電電流が３００ｍＡ以下となる
と、ステップＳ１０〜Ｓ１４において、充電電流が２０
０ｍＡ以下となるまで、４．２Ｖでの定電圧充電と４．
３Ｖでの定電圧充電とを、８秒間と５秒間の周期で繰り
返す。
と、ステップＳ１０〜Ｓ１４において、充電電流が２０
０ｍＡ以下となるまで、４．２Ｖでの定電圧充電と４．
３Ｖでの定電圧充電とを、８秒間と５秒間の周期で繰り
返す。
【００２２】更に、充電電流が２００ｍＡ以下となる
と、ステップＳ１５〜Ｓ１９において、充電電流が１０
０ｍＡ以下となるまで、４．２Ｖでの定電圧充電と４．
３Ｖでの定電圧充電とを、１０秒間と３秒間の周期で繰
り返す。
と、ステップＳ１５〜Ｓ１９において、充電電流が１０
０ｍＡ以下となるまで、４．２Ｖでの定電圧充電と４．
３Ｖでの定電圧充電とを、１０秒間と３秒間の周期で繰
り返す。
【００２３】そして、ステップＳ１９において、充電電
流が１００ｍＡ以下になったと判断されると、ステップ
Ｓ２０において、満充電の処理、即ち、充電制御スイッ
チ１５をオフ状態として充電を終了する。
流が１００ｍＡ以下になったと判断されると、ステップ
Ｓ２０において、満充電の処理、即ち、充電制御スイッ
チ１５をオフ状態として充電を終了する。
【００２４】以上のように、本実施例においては、二次
電池Ｂの電池電圧が４．３Ｖに達すると、その後、４．
３Ｖによる定電圧充電と４．２Ｖによる定電圧充電とを
繰り返し行うが、この時、二次電池の充電電流を検出し
ており、充電電流が減少するに従って、４．２Ｖによる
定電圧充電時間に対する４．３Ｖによる定電圧充電時間
の比率が減少するようにしている。これにより、充電の
前半にあっては、４．３Ｖによる定電圧充電時間の割合
を多くすることにより、二次電池Ｂの充電時間の短縮化
を図ると共に、充電の後半にあっては、４．２Ｖによる
定電圧充電時間の割合を多くして二次電池の過充電劣化
を防止している。
電池Ｂの電池電圧が４．３Ｖに達すると、その後、４．
３Ｖによる定電圧充電と４．２Ｖによる定電圧充電とを
繰り返し行うが、この時、二次電池の充電電流を検出し
ており、充電電流が減少するに従って、４．２Ｖによる
定電圧充電時間に対する４．３Ｖによる定電圧充電時間
の比率が減少するようにしている。これにより、充電の
前半にあっては、４．３Ｖによる定電圧充電時間の割合
を多くすることにより、二次電池Ｂの充電時間の短縮化
を図ると共に、充電の後半にあっては、４．２Ｖによる
定電圧充電時間の割合を多くして二次電池の過充電劣化
を防止している。
【００２５】なお、前記実施例では、充電電流が５００
ｍＡ以下になるまで４．３Ｖでの定電圧充電を継続して
行った後、４．３Ｖでの定電圧充電と４．２Ｖでの定電
圧充電とを繰り返し行うようにしているが、二次電池Ｂ
を定電流充電して電池電圧が４．２Ｖに到達すれば、直
ちに、前記繰り返し充電を行うようにしてもよい。
ｍＡ以下になるまで４．３Ｖでの定電圧充電を継続して
行った後、４．３Ｖでの定電圧充電と４．２Ｖでの定電
圧充電とを繰り返し行うようにしているが、二次電池Ｂ
を定電流充電して電池電圧が４．２Ｖに到達すれば、直
ちに、前記繰り返し充電を行うようにしてもよい。
【００２６】また、二次電池Ｂの充電電流は、４．２Ｖ
での定電圧充電時に検出しているが、４．３Ｖでの定電
圧充電時に検出するようにしてもよい。更に、ステップ
Ｓ２０において、充電電流が１００ｍＡ以下になると直
ちに充電を終了しているが、所定時間の間４．２Ｖでの
定電圧充電を行った後に充電を終了するようにしてもよ
い。
での定電圧充電時に検出しているが、４．３Ｖでの定電
圧充電時に検出するようにしてもよい。更に、ステップ
Ｓ２０において、充電電流が１００ｍＡ以下になると直
ちに充電を終了しているが、所定時間の間４．２Ｖでの
定電圧充電を行った後に充電を終了するようにしてもよ
い。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、二次電池を第１の電圧
とこれより大なる第２の電圧とで繰り返し定電圧充電す
る二次電池の充電方法であって、第１の電圧による定電
圧充電時間に対する第２の電圧による定電圧充電時間の
比率が、前記二次電池の充電電流に略比例するようにし
たので、充電の初期にあっては、第２の電圧による定電
圧充電時間の比率を多くして充電時間の短縮化を図り、
充電の末期にあっては第１の電圧による定電圧充電時間
の比率を多くして過充電による劣化を防止することがで
き、その結果、過充電による劣化を防止しながら二次電
池の急速充電を行うことができる。
とこれより大なる第２の電圧とで繰り返し定電圧充電す
る二次電池の充電方法であって、第１の電圧による定電
圧充電時間に対する第２の電圧による定電圧充電時間の
比率が、前記二次電池の充電電流に略比例するようにし
たので、充電の初期にあっては、第２の電圧による定電
圧充電時間の比率を多くして充電時間の短縮化を図り、
充電の末期にあっては第１の電圧による定電圧充電時間
の比率を多くして過充電による劣化を防止することがで
き、その結果、過充電による劣化を防止しながら二次電
池の急速充電を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック回路図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例を示す充電電流及び電池電圧
の特性図である。
の特性図である。
１ 電源回路 ２ 充電制御回路 １１ 定電圧回路 １２ 演算回路
Claims (1)
- 【請求項１】 二次電池を第１の電圧とこれより大なる
第２の電圧とで繰り返し定電圧充電する二次電池の充電
方法であって、第１の電圧による定電圧充電時間に対す
る第２の電圧による定電圧充電時間の比率が、前記第１
の電圧または第２の電圧のいずれかでの定電圧充電時の
充電電流に略比例するようにしたことを特徴とする二次
電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17680793A JP3148470B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17680793A JP3148470B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739081A true JPH0739081A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3148470B2 JP3148470B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=16020189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17680793A Expired - Fee Related JP3148470B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148470B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0798841A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-01 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| CN100389531C (zh) * | 2006-01-11 | 2008-05-21 | 黄承昂 | 三阶段充电电压调节器 |
| JP2011015556A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Techno Core International Kk | 二次電池の充電装置及び二次電池の充電方法 |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP17680793A patent/JP3148470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0798841A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-01 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| EP0798841A3 (en) * | 1996-03-29 | 1999-06-16 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| CN1084946C (zh) * | 1996-03-29 | 2002-05-15 | 索尼公司 | 充电器和充电方法 |
| CN100389531C (zh) * | 2006-01-11 | 2008-05-21 | 黄承昂 | 三阶段充电电压调节器 |
| JP2011015556A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Techno Core International Kk | 二次電池の充電装置及び二次電池の充電方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3148470B2 (ja) | 2001-03-19 |
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