JPH0845550A - リチウムイオン二次電池の急速充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡単な充電回路で、電池性能の低下を
防止して短時間で急速充電する。 【構成】 リチウムイオン二次電池の急速充電方法は、
充電の最初から一定の周期でリチウムイオン二次電池の
電池電圧を検出し、検出電圧が設定電圧以上であると次
回に電池電圧を検出するまでは充電を休止し、検出電圧
が設定電圧よりも低いと次回に電池電圧を検出するまで
は充電を継続し、さらに、リチウムイオン二次電池の電
池電圧を検出する周期を、１周期の充電量が電池の満充
電容量の５％以下となるように設定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリチウムイオン二次電池
を急速充電する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン二次電池を急速充電する
方法として、定電流充電した後、定電圧電流に切り換え
る方法が特開平３−２５１０５４号公報に記載される。
この公報に記載される充電方法は、電池電圧が設定値に
なるまでは定電流充電し、電圧が設定値に上昇した後
は、電池の電圧が設定値以上に上昇しないように、定電
圧充電に切り換えるものである。この充電方法は、定電
流充電する充電電流を大きくすることによって満充電す
る時間を短くできる。しかしながら、電池の最大充電電
流は、電池性能を低下させない値に制限されるので、充
電電流をそれほど大きくできない。

【０００３】この欠点を解消する充電方法が、特開平２
−１１９５３９号公報に記載されている。この公報に記
載される充電方法は、最初に定電流充電するときの電池
の最終電圧である設定電圧を、その後に定電圧充電する
設定電圧よりも高くすることによって、二次電池を満充
電する時間を短くするものである。この充電方法は、最
初に設定電圧を高くして定電流充電するので、定電流充
電するときの充電量を多くして、トータルの充電時間を
短縮できる。さらにこの充電方法は、定電流充電すると
きの設定電圧を高くするほど充電時間を短くできる。し
かしながら、定電流充電するときに設定電圧を高くする
と、副反応によって、リチウムイオン二次電池の電池性
能を低下させる弊害が発生する。

【０００４】充電を開始した最初から、リチウムイオン
二次電池を定電圧充電すると、副反応による弊害を防止
できるが、トータルの充電時間が長くなる。したがっ
て、この充電方法も、充電時間を短縮することと、電池
性能の低下を防止することとは互いに相反する性質であ
って両者を満足することができない。

【０００５】本発明者は、この欠点を解決することを目
的に、充電と停止とを繰り返すパルス充電によって、電
池性能の低下を防止して、充電時間を短縮する技術を開
発した（特開平６−１１３４７４号公報）。この充電方
法は、充電を開始した最初は、電池電圧が第１の電圧に
上昇するまでは定電流充電し、その後、第１の電圧に規
制してパルス充電することによって、短い時間で充電量
を多くするものである。パルス充電の後に第２の電圧で
定電圧充電して満充電する。この充電方法は、パルス充
電する工程において、電池の電圧を第１の電圧に規制し
て充電するが、充電と休止とを繰り返すので、副反応に
よる電池性能の低下を防止できる。また、第２の電圧よ
りも高い電圧である第１の電圧に規制して充電するの
で、充電時間を短くできる。パルス充電した後、電池の
設定電圧を低くして第２の電圧で定電圧充電する。

【０００６】しかしながら、この充電方法は、充電を開
始した最初に定電流充電し、その後にパルス充電し、さ
らに最後には定電圧充電して満充電するので、充電回路
が複雑になる欠点がある。定電流充電回路と、パルス充
電回路と、定電圧充電回路とを必要とするからである。

【０００７】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、極めて簡単な充電回路で、電池性能の低下を防止し
て短時間で充電できるリチウムイオン二次電池の急速充
電方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のリチウムイオン
二次電池の急速充電方法は、前述の目的を達成するため
に下記のようにしてリチウムイオン二次電池を充電す
る。本発明の急速充電方法は、充電と休止とを繰り返し
てリチウムイオン二次電池をパルス充電する方法を改良
したものである。本発明の急速充電方法は、従来の充電
方法のように、充電を開始した最初に定電流充電するこ
となく、電池の充電を開始した最初から一定の周期で電
池電圧を検出し、検出電圧を設定電圧に比較して充電
と、休止とを切り換え、あるいはパルス充電を開始す
る。

【０００９】さらに、本発明の請求項１に記載するリチ
ウムイオン二次電池の急速充電方法は、充電を開始した
最初から、一定の周期でリチウムイオン二次電池の電池
電圧を検出し、検出電圧が設定電圧以上であると次回に
電池電圧を検出するまでは充電を休止し、検出電圧が設
定電圧よりも低いと次回に電池電圧を検出するまでは充
電を継続し、一定の周期で電池の電圧を検出して検出電
圧を設定電圧に比較して充電と休止を繰り返して充電す
る。さらに、本発明の急速充電方法は、リチウムイオン
二次電池の電池電圧を検出する周期を、１周期の充電量
を電池の満充電容量の５％以下とする時間に設定してい
る。

【００１０】本発明の請求項２のリチウムイオン二次電
池の急速充電方法は、一定の周期で充電と休止とを繰り
返すパルス充電を最初からスタートさせ、充電を休止す
るときに電池電圧を検出して、リチウムイオン二次電池
の開放電圧を検出し、検出されたリチウムイオン二次電
池の開放電圧を設定電圧に比較し、検出電圧が設定電圧
以上になると満充電されたと判定してパルス充電を停止
する。さらに、パルス充電する１周期の充電時間は、こ
のときの充電量が電池の満充電容量の５％以下となる時
間に設定する。

【００１１】

【作用】請求項１のリチウムイオン二次電池の急速充電
方法は、一定の周期で電池電圧を検出し、検出電圧を設
定電圧に比較して、充電と休止とを制御する。検出電圧
が設定電圧以上であると充電を休止し、検出電圧が設定
電圧よりも低いと充電する。この方法は、電池電圧を検
出する周期でリチウムイオン二次電池がパルス充電され
る。充電中にリチウムイオン二次電池の電圧を検出する
と、検出電圧は設定電圧よりも高くなるので、検出電圧
を設定電圧に比較した後に、充電は休止される。充電を
休止しているときに、電池の検出電圧を設定電圧に比較
すると、電池が満充電されるまでは検出電圧が設定電圧
よりも低くなる。このため、電池電圧を検出した後に、
充電が再開される。電池が満充電になると、検出電圧が
設定電圧以上になって充電は再開されない。

【００１２】検出電圧が設定電圧以上になった後、複数
回は電池電圧を検出し、検出電圧が複数回設定電圧以上
になったときに、リチウムイオン二次電池が満充電され
たと判定して充電を完了することもできる。

【００１３】さらに、請求項２に記載するリチウムイオ
ン二次電池の急速充電方法は、電池電圧を検出して設定
電圧に比較して充電と休止とを繰り返すのではなく、一
定の周期で充電と休止とを繰り返して電池をパルス充電
し、休止時間に電池電圧を検出して検出電圧を設定電圧
に比較する方法である。この急速充電方法は、パルス充
電する周期に同期して電池電圧を検出する。電池電圧を
検出する時間は、充電を休止して電池電圧が所定の電圧
に低下した後、たとえば、充電を休止した後１ミリ秒以
上経過したときである。充電を休止した直後は電池電圧
が上昇しているからである。

【００１４】さらに、請求項１と請求項２に記載する本
発明のリチウムイオン二次電池の急速充電方法は、定電
流充電した後にパルス充電するのではなく、充電を開始
した最初から電池電圧を検出して充電状態と休止状態と
を切り換え、あるいは強制的にパルス充電を開始する。

【００１５】請求項１に記載する急速充電方法は、リチ
ウムイオン二次電池を充電する電圧が設定電圧になるま
では、一定の周期で電池電圧を検出するが連続して充電
される。充電状態で電池電圧を検出しても、電池電圧が
設定電圧よりも低いからである。充電状態における電池
電圧が設定電圧よりも高くなると、パルス充電に移行す
る。充電状態で設定電圧よりも高くなると、充電が休止
されるからである。この状態を図１に示している。

【００１６】請求項２に記載する急速充電方法は、充電
を開始した最初からリチウムイオン二次電池をパルス充
電する。したがって、リチウムイオン二次電池の電圧は
図２に示すように次第に上昇する。

【００１７】パルス充電するときの、１回の充電量、す
なわち１周期の充電量は、電池の満充電容量の５％以下
となるように設定している。このようにしてリチウムイ
オン二次電池を急速充電する本発明の方法は、定電流充
電回路と定電圧充電回路を使用することなく、極めて簡
単な充電回路で、リチウムイオン二次電池を短時間に急
速充電できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための充電方法を例示するものであって、
本発明は、急速充電の方法を下記の方法に特定しない。

【００１９】図３は、直列接続された２個のリチウムイ
オン二次電池を内蔵するパック電池３の充電回路を示
す。この充電回路は、直流電源１と、スイッチング部材
（ＳＷ1）と、制御回路２とを備える。直流電源１は、
入力される商用電圧である交流１００Ｖを、パック電池
３の充電に適した電圧の直流に変換する。スイッチング
部材（ＳＷ1）は、トランジスターやＦＥＴ等の半導体
スイッチング素子である。スイッチング部材（ＳＷ1）
がオンのとき、リチウムイオン二次電池は充電され、ス
イッチング部材（ＳＷ1）がオフのときにリチウムイオ
ン二次電池の充電は休止される。スイッチング部材（Ｓ
Ｗ1）が一定の周期でオンオフに切り換えられて、リチ
ウムイオン二次電池が充電される。制御回路２は、スイ
ッチング部材（ＳＷ1）をオンオフに切り換えて、リチ
ウムイオン二次電池をパルス充電する。

【００２０】この充電回路は下記のステップで図４に示
すフローチャートでパック電池３を充電する。このフロ
ーチャートで充電されるリチウムイオン二次電池の電圧
変化を図１と図５に示す。図５は図１の時間軸を長くし
た状態を示している。

【００２１】(1) 制御回路２は、リチウムイオン二次
電池の電圧（Ｖｃ）を周期ｘで検出する。図５は、制御
回路２が３ｍｓｅｃの周期で電池電圧を検出して、スイ
ッチング部材（ＳＷ1）をオンオフする状態を示してい
る。

【００２２】制御回路２が電池電圧を検出する周期ｘ
は、１周期の充電量を電池の満充電容量の５％以下とす
る値に設定される。１周期の充電量を、電池の満充電容
量の５％以下に設定するのは、リチウムイオン二次電池
が過充電されると、電池のサイクル寿命が著しく低下す
るからである。本発明のリチウムイオン二次電池の充電
方法は、特別な状態を除いて、パルス充電する周期を変
化させない。したがって、満充電されないと判定して充
電を開始すると、１周期の充電途中で過充電充電となっ
ても充電は停止しない。この状態でリチウムイオン二次
電池をパルス充電するとき、充電を開始した直後に満充
電になったときに、リチウムイオン二次電池はもっとも
過充電される。パルス充電する周期を短くすると、１周
期の充電量が少なくなって過充電量を少なくできる。

【００２３】リチウムイオン二次電池を過充電するとサ
イクル寿命が急激に低下する状態を図６に示している。
この図から明かなように、リチウムイオン二次電池は、
過充電量を５％以下とする範囲においては、それほどサ
イクル寿命は低下しないが、これ以上に過充電すると急
激に電池性能が低下する。さらに、リチウムイオン二次
電池は、過充電量を満充電容量の３％以下にするとほと
んど電池性能が低下せず、さらにまた、過充電量を１％
以下にすると電池性能の低下はほとんど無視できる値に
なる。

【００２４】したがって、本発明のリチウムイオン二次
電池の急速充電方法は、パルス充電する１周期の充電量
を、電池の満充電容量の５％以下に設定するが、好まし
くは満充電容量の３％以下とし、さらに好ましくは１％
以下に設定する。

【００２５】仮に、リチウムイオン二次電池の満充電容
量を１０００ｍＡｈとするとき、１周期の充電量を満充
電容量の５％に設定するとすれば、１周期の充電量は５
０ｍＡｈとなる。充電量の５０ｍＡｈは、充電電流を２
Ａとして９０秒の充電量に相当する。したがって、１０
００ｍＡｈのリチウムイオン二次電池を２Ａで充電し、
１周期の充電量を満充電容量の５％に設定するとき、パ
ルス充電の１周期は９０秒となる。このリチウムイオン
二次電池をパルス充電する１周期の充電量を、満充電容
量の１％とするとき、１周期の時間は１８秒となる。

【００２６】さらにパルス充電する周期を短くすること
は、リチウムイオン二次電池の過充電量を効果的に少な
くできる。ただ、パルス充電の周期が短過ぎると、制御
回路２やスイッチング部材（ＳＷ1）に高速処理が要求
されて部品コストが高くなる。また、図５に示すよう
に、リチウムイオン二次電池の電圧は、スイッチング部
材（ＳＷ1）をオンオフに切り換えた瞬間には変化せ
ず、所定の電圧になるまでに約１ｍｓｅｃを必要とす
る。したがって、パルス充電する最少の１周期は、好ま
しくは、１ｍｓｅｃよりも長くするのがよい。

【００２７】(2) 検出電圧（Ｖｃ）を設定電圧（Ｙ）
に比較する。設定電圧は、２個のリチウムイオン二次電
池を電池に接続したパック電池３においては、８．４Ｖ
に設定される。検出電圧（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）より
も小さいと、スイッチング部材（ＳＷ1）をオンにす
る。図１と図５の領域Ａで示す充電を開始して最初の時
間帯は、充電中に電池電圧を検出しても、検出電圧（Ｖ
ｃ）が設定電圧（Ｙ）である８．４Ｖよりも低いので、
スイッチング部材（ＳＷ1）はオフ状態に切り換えられ
ることはなく、連続的にオン状態となってリチウムイオ
ン二次電池を急速充電する。

【００２８】(3) 検出電圧（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）
以上であると、スイッチング部材（ＳＷ1）をオフにす
る。スイッチング部材（ＳＷ1）がオフに切り換えられ
て、連続充電からパルス充電に移行するのは、図１と図
５において領域Ｂの時間帯である。この時間帯になる
と、充電中の検出電圧（Ｖｃ）は設定電圧（Ｙ）よりも
高く、充電を休止するときの検出電圧（Ｖｃ）は設定電
圧（Ｙ）よりも低くなる。したがって、電池電圧を検出
する毎に、スイッチング部材（ＳＷ1）がオンオフに切
り換えられてパルス充電に移行する。

【００２９】(4) スイッチング部材（ＳＷ1）がオフに
切り換えられると、カウンターがカウント値をプラス１
とする。カウンターは、図示しないが制御回路２に設け
られている。

【００３０】(5) カウンターのカウント値が、記憶さ
れる設定回数（Ａ）に比較される。カウンターのカウン
ト値が、設定回数（Ａ）よりも少ないと、(1)のステッ
プにジャンプする。充電を休止する状態で、電池の検出
電圧（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）以上であると、(1)、
(2)、(3)、(4)、(5)のステップにループされ、１回ルー
プされる毎に、カウンターのカウント値が多くなり、つ
いにはカウンターのカウント値が設定回数（Ａ）よりも
大きくなって、充電が終了する。(5)のステップから(1)
のステップにジャンプされて、電池の検出電圧（Ｖｃ）
が設定電圧（Ｙ）よりも低くなると、スイッチング部材
（ＳＷ1）がオンになって、カウンターがリセットされ
る。

【００３１】以上のようにしてリチウムイオン二次電池
を急速充電する方法は、設定回数（Ａ）電池電圧を検出
して、設定電圧（Ｙ）以上であるときに充電を終了す
る。ただし、本発明の急速充電方法は、検出電圧（Ｖ
ｃ）が設定電圧（Ｙ）よりも低くなると、いつでも充電
を再開して充電することもできる。

【００３２】さらに、図３に示す充電回路は、図７に示
すステップでリチウムイオン二次電池を急速充電するこ
ともできる。この急速充電方法は、充電を開始した最初
からリチウムイオン二次電池をパルス充電するもので、
下記のステップで充電する。充電されるリチウムイオン
二次電池の電圧は、図２と図８に示す状態で変化する。
図８は図２の時間軸を長くした図である。

【００３３】(1) 電池電圧を検出する。 (2) 検出電圧（Ｖｃ）を設定電圧（Ｙ）である８．４
Ｖに比較する。充電を開始したリチウムイオン二次電池
は、満充電されていないかぎり検出電圧（Ｖｃ）は設定
電圧（Ｙ）よりも高くなることはない。充電を開始した
リチウムイオン二次電池が満充電電池であると、検出電
圧（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）よりも高くなるので、充電
を終了する。

【００３４】(3) 検出電圧（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）
よりも低いと、スイッチング部材（ＳＷ1）をオンに切
り換える。この状態でリチウムイオン二次電池は充電さ
れる。 (4) 制御回路２に内蔵されるオンタイマーが、スイッ
チング部材（ＳＷ1）をオンにする時間をカウントし、
オン時間が経過するまでこのステップをループする。

【００３５】(5) オン時間が経過するとスイッチング
部材（ＳＷ1）を強制的にオフに切り換える。 (6) 制御回路２に内蔵されるオフタイマーが、スイッ
チング部材（ＳＷ1）をオフにする時間をカウントし、
オフ時間が経過するまでこのステップをループする。

【００３６】その後、(1)〜(6)のステップをループし
て、リチウムイオン二次電池がパルス充電される。パル
ス充電されるリチウムイオン二次電池は、充電状態と休
止状態とが一定の周期で繰り返される。充電時間と休止
時間は、オンタイマーと、オフタイマーの設定時間で調
整される。たとえば、オンタイマーとオフタイマーは、
設定時間を１．５ｍｓｅｃとする。オン時間とオフ時間
とを１．５ｍｓｅｃに設定すると、前記の急速充電方法
と同じように３ｍｓｅｃの周期でリチウムイオン二次電
池を充電できる。ただし、オン時間とオフ時間とは、前
記の方法と同じように、１周期の充電量を、電池の満充
電容量の５％以下、好ましくは３％以下、さらに好まし
くは１％以下とする値に設定することもできる。１周期
の充電量を、電池の満充電容量の５％以下に設定するの
は、前に述べたように、リチウムイオン二次電池を過充
電して電池性能が低下するのを防止するためである。

【００３７】充電を休止する状態で、電池の検出電圧
（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）よりも高くなると、スイッチ
ング部材（ＳＷ1）がオン状態となることなく、充電が
終了される。この急速充電方法も、前記の方法と同じよ
うに、検出電圧（Ｖｃ）が設定電圧（Ｙ）以上になる回
数をカウントし、設定回数（Ａ）検出電圧（Ｖｃ）が設
定電圧（Ｙ）以上になると、充電を終了するようにする
こともできる。

【００３８】以上の充電方法は、パック電池に内蔵され
た２個のリチウムイオン二次電池全体の電圧を検出し
て、充電状態を制御しているが、それぞれのリチウムイ
オン二次電池の電圧を検出して充電状態を制御すること
もできる。複数のリチウムイオン二次電池の電圧を検出
して充電状態を制御する充電方法は、電圧が最大となる
電池電圧で充電状態を制御する。

【００３９】以上のステップで充電されるパック電池３
は、直列に接続された２つのリチウムイオン二次電池の
電圧を検出して電池の過充電を防止する過充電禁止回路
を内蔵している。過充電禁止回路４は、図３に示すよう
に、電池電圧を基準電圧に比較する差動アンプ５と、差
動アンプ５の出力でオンオフされるＭＯＳＦＥＴと、Ｍ
ＯＳＦＥＴと並列に接続されたコンデンサーＣと、コン
デンサーＣとＭＯＳＦＥＴに電力を供給する定電流源６
と、コンデンサーＣの両端の電圧が入力されるインバー
ター７とを備える。インバーター７の出力信号は、スイ
ッチング部材（ＳＷ1）をオン状態から強制的にオフに
切り換える。スイッチング部材（ＳＷ1）は、インバー
ター７の出力信号が”Ｌｏｗ”になると強制的にオフに
切り換えられる。

【００４０】過充電禁止回路４は下記の動作をして、リ
チウムイオン二次電池の過充電を防止する。 (1) リチウムイオン二次電池の電圧が、基準電圧であ
る８．６Ｖよりも低いとき、差動アンプ５の出力は”Ｈ
ｉｇｈ”となる。＋側の入力電圧が、−側の入力電圧よ
りも高くなるからである。 (2) 差動アンプ５の”Ｈｉｇｈ”信号は、ＭＯＳＦＥ
Ｔをオン状態とする。 (3) オン状態のＭＯＳＦＥＴは、コンデンサーＣの両
端をショートする。したがって、コンデンサーＣの両端
電圧は０Ｖ、すなわち”Ｌｏｗ”となる。 (4) コンデンサー両端の”Ｌｏｗ”信号は、インバー
ター７に入力され、インバーター７は”Ｈｉｇｈ”信号
を出力する。 (5) インバーター７の”Ｈｉｇｈ”信号は、スイッチ
ング部材（ＳＷ1）をオフ状態とすることがない。スイ
ッチング部材（ＳＷ1）は、インバーターから”Ｌｏ
ｗ”信号が入力されたときに、オフ状態に切り換えられ
るように設計されている。したがって、スイッチング部
材（ＳＷ1）は、制御回路２の出力信号でオフ状態に切
り換えられることはない。

【００４１】(6) リチウムイオン二次電池の電圧が基
準電圧である８．６Ｖよりも高くなると、差動アンプ５
の出力は”Ｌｏｗ”となる。差動アンプ５の−側入力電
圧が、＋側入力電圧よりも高くなるからである。 (7) 差動アンプ５の”Ｌｏｗ”信号は、ＭＯＳＦＥＴ
をオフ状態とする。 (8) ＭＯＳＦＥＴがオフになると、定電流源６はコン
デンサーＣを充電し、コンデンサーＣ両端の電圧は次第
に上昇する。コンデンサーＣの電圧上昇は、定電流源６
の電流とコンデンサーＣの容量で変化する。定電流源６
の電流が小さく、コンデンサーＣの容量が大きいと、コ
ンデンサーＣ両端の電圧上昇は遅くなる。コンデンサー
Ｃの容量と、定電流源６の電流は、例えば、ＭＯＳＦＥ
Ｔがオフになって約１０ｍｓｅｃ後に、インバーター７
の入力が”Ｌｏｗ”から”Ｈｉｇｈ”となる値に設計さ
れる。 (9) コンデンサーＣの電圧が上昇してインバーター７
に”Ｈｉｇｈ”が入力されるようになると、インバータ
ー７の出力は”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”となる。(10)
インバーター７の”Ｌｏｗ”は、スイッチング部材
（ＳＷ1）を強制的にオフ状態として、リチウムイオン
二次電池の充電を停止する。

【００４２】この過充電禁止回路４は、リチウムイオン
二次電池の電圧が、１０ｍｓｅｃ以上の時間連続して、
８．６Ｖ以上になると、スイッチング部材（ＳＷ1）を
強制的にオフにして過充電を防止する。電圧が８．６Ｖ
以上になっても、その時間が連続して１０ｍｓｅｃを越
えないときには、コンデンサーＣ両端の電圧がインバー
ター７の入力を”Ｈｉｇｈ”としないので、スイッチン
グ部材（ＳＷ1）はオフにならない。過充電禁止回路４
は、基準電圧を調整して、スイッチング部材（ＳＷ1）
をオフにする異常電圧値を調整できる。また、コンデン
サーＣの容量と、定電流源６の電流とを調整して、リチ
ウムイオン二次電池が異常電圧値に上昇したときに作動
させる時間を調整できる。

【００４３】図３の過充電禁止回路４は、パック電池全
体の電圧を検出して、スイッチング部材（ＳＷ1）を制
御する。過充電禁止回路は、それぞれの電池の電圧を検
出し、何れかの電池の電圧が一定時間以上に渡って基準
電圧よりも高くなると、スイッチング部材（ＳＷ1）を
強制的にオフとすることもできる。

【００４４】

【発明の効果】本発明のリチウムイオン二次電池の急速
充電方法は、極めて簡単な充電回路で、電池電圧が高く
なると電池性能の低下しやすいリチウムイオン二次電池
を、電池性能を低下させることなく短時間で急速充電で
きる特長がある。それは、本発明の急速充電方法が、従
来のように、充電を開始した最初は定電流充電し、電池
電圧が設定電圧になると、定電流充電を定電圧充電に切
り換えて満充電するのにかわって、一定の周期で電池電
圧を検出して検出電圧を設定電圧に比較して、充電状態
と休止状態とに切り換え、あるいは、一定の周期でパル
ス充電して休止時の電圧を設定電圧に比較して、充電状
態を制御するからである。この充電方法は、従来のよう
に定電流充電回路と、定電圧充電回路を必要としない。
電池電圧を検出してスイッチング部材をオンオフに制御
する、極めて簡単な回路でリチウムイオン二次電池を急
速充電できる特長がある。

【００４５】さらに、本発明のリチウムイオン二次電池
の急速充電方法は、一定の周期で電池電圧を検出する１
周期の充電量、あるいは、パルス充電する１周期の充電
量を、電池の満充電容量の５％以下となるように設定し
て充電するので、極めて簡単な充電回路で急速充電でき
るにもかかわらず、リチウムイオン二次電池の過充電に
よる電池性能の低下を防止して急速充電できる特長があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の急速充電方法で充電されるリチウムイ
オン二次電池の電圧変化を示すグラフ

【図２】本発明の急速充電方法で充電されるリチウムイ
オン二次電池の電圧変化を示すグラフ

【図３】本発明の急速充電方法に使用する充電器の回路
図

【図４】本発明の急速充電方法でリチウムイオン二次電
池を充電するフローチャート図

【図５】本発明の急速充電方法で充電されるリチウムイ
オン二次電池の電圧変化を示すグラフ

【図６】リチウムイオン二次電池の過充電に対するサイ
クル寿命の低下を示すグラフ

【図７】本発明の急速充電方法でリチウムイオン二次電
池を充電するフローチャート図

【図８】本発明の急速充電方法で充電されるリチウムイ
オン二次電池の電圧変化を示すグラフ

【符号の説明】

１…直流電源 ２…制御回路 ３…パック電池 ４…過充電禁止回路 ５…差動アンプ ６…定電流源 ７…インバーター ＳＷ1…スイッチング部材 Ｃ……コンデンサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電と休止とを繰り返してリチウムイオ
   ン二次電池をパルス充電する方法において、 充電の最初から一定の周期でリチウムイオン二次電池の
   電池電圧を検出し、検出電圧が設定電圧以上であると次
   回に電池電圧を検出するまでは充電を休止し、検出電圧
   が設定電圧よりも低いと次回に電池電圧を検出するまで
   は充電を継続し、一定の周期で電池の電圧を検出して検
   出電圧を設定電圧に比較して充電と休止を繰り返してパ
   ルス充電し、さらに、リチウムイオン二次電池の電池電
   圧を検出する周期を、１周期の充電量が電池の満充電容
   量の５％以下となるように設定することを特徴とするリ
   チウムイオン二次電池の急速充電方法。
2. 【請求項２】 充電と休止とを繰り返してリチウムイオ
   ン二次電池をパルス充電する方法において、 充電を開始した最初からリチウムイオン二次電池をパル
   ス充電すると共に、１周期の充電時間を電池の満充電容
   量の５％以下に設定し、さらに、充電の休止時間にリチ
   ウムイオン二次電池の開放電圧を検出し、検出されたリ
   チウムイオン二次電池の開放電圧が設定値以上になると
   パルス充電を停止することを特徴とするリチウムイオン
   二次電池の急速充電方法。