KR102589963B1 - 배터리의 충방전 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

배터리의 충방전 제어 장치는, 배터리의 전압을 측정하는 전압 센서; 및 정전류 모드(constant current mode)에서 상기 배터리를 정전류로 충전시키고, 상기 전압 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 전압이 충전 종지 전압(end-of-charge voltage)과 대응할 때, 정전압 모드(constant voltage mode)로 전환되어 상기 배터리를 정전압으로 충전시키는 제어부를 포함하고, 상기 충전 종지 전압은 상기 배터리의 만충전 전압으로부터 음극 임계 전위를 차감한 제1 충전 종지 전압으로 설정되고, 상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이다.

Description

배터리의 충방전 제어 장치 및 그 제어 방법{CHARGE AND DISCHARGE CONTROL DEVICE OF BATTERY AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 배터리의 충방전 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
2차 전지인 배터리는 수명이 다할 때까지 충전 및 방전의 싸이클(cycle)을 반복한다. 이러한 배터리의 수명을 연장하기 위해서 다양한 충방전 제어 방법이 시도되고 있다.
기존의 배터리의 충방전 제어 방법은, 일반적으로, 배터리의 초기 사용 기간에 최대 전압 범위에서 배터리를 충방전하고, 싸이클의 증가에 따라 전압 사용 범위를 점차적으로 감소시킨다.
이러한 기존의 배터리의 충방전 제어 방법은 배터리 방전시의 열화 현상을 개선할 수 없으며, 배터리의 초기 사용 기간에 발생할 수 있는 배터리 두께 증가 현상을 방지할 수 없다는 단점이 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 방전시의 열화 현상을 개선하고 배터리의 초기 사용 기간에 발생할 수 있는 배터리 두께 증가 현상을 방지할 수 있는 배터리의 충방전 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
한 실시예에 따른 배터리의 충방전 제어 장치는, 배터리의 전압을 측정하는 전압 센서; 및 정전류 모드(constant current mode)에서 상기 배터리를 정전류로 충전시키고, 상기 전압 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 전압이 충전 종지 전압(end-of-charge voltage)과 대응할 때, 정전압 모드(constant voltage mode)로 전환되어 상기 배터리를 정전압으로 충전시키는 제어부를 포함하고, 상기 충전 종지 전압은 상기 배터리의 만충전 전압으로부터 음극 임계 전위를 차감한 제1 충전 종지 전압으로 설정되고, 상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이다.
상기 제어부는 상기 배터리의 충전량(state of charge)을 측정하거나 계산하고, 상기 충전량이 기준 충전량이상인 경우, 상기 충전 종지 전압을 제2 충전 종지 전압으로 재설정하고, 상기 제2 충전 종지 전압은 상기 제1 충전 종지 전압보다 낮을 수 있다.
상기 제어부는 상기 정전류 모드의 상기 정전류의 크기가 기준 전류의 크기를 초과하는 경우, 상기 정전압 모드의 차단 전류(cut-off current)를 디폴트 값보다 높게 설정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 방전 기간에 있어서, 측정된 상기 배터리의 전압이 방전 종지 전압과 대응할 때 상기 배터리의 방전을 중지시키고, 상기 방전 종지 전압은 상기 측정된 전압의 시간 대비 기울기가 임계 기울기를 초과하는 시점의 전압일 수 있다.
한 실시예에 따른 배터리의 충방전 제어 장치는, 배터리의 전압을 측정하는 전압 센서; 및 측정된 상기 배터리의 전압이, 배터리의 사용 기간에 대응하는 전압 사용 범위 내에 있도록 상기 배터리를 충방전 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 배터리의 초기 사용 기간 동안 상기 전압 사용 범위를 제1 전압 사용 범위로 설정하여 상기 배터리를 충방전 제어하고, 상기 배터리의 중기 사용 기간 동안 상기 전압 사용 범위를 제2 전압 사용 범위로 설정하여 상기 배터리를 충방전 제어하고, 상기 전압 사용 범위는 충전 종지 전압과 방전 종지 전압의 전압차와 대응하고, 상기 제2 전압 사용 범위는 상기 제1 전압 사용 범위보다 크다.
상기 제어부는 상기 배터리의 말기 사용 기간 동안 상기 전압 사용 범위를 제3 전압 사용 범위로 설정하여 상기 배터리를 충방전하고, 상기 제3 전압 사용 범위는 상기 제2 전압 사용 범위보다 작을 수 있다.
상기 제3 전압 사용 범위는 상기 제1 전압 사용 범위보다 클 수 있다.
상기 배터리의 충방전 횟수가 특정 충방전 사이클 횟수를 초과하는 경우, 상기 중기 사용 기간이 시작될 수 있다.
상기 배터리의 측정되는 최대 용량이 상기 배터리의 최초 최대 용량의 특정 비율이되는 경우, 상기 말기 사용 기간이 시작될 수 있다.
상기 제어부는 상기 중기 사용 기간 동안 상기 충전 종지 전압을 순차적으로 증가시키고, 상기 방전 종지 전압을 순차적으로 감소시킬 수 있다.
상기 배터리의 최초의 만충전 전압이 FCV, 음극 임계 전위가 NECV, 열화 조건이 AC, 용량 감소율이 CRR, 기준 충전 종지 전압이 REOC, 제1 기준 방전 종지 전압이 REOD1이고 제2 기준 방전 종지 전압이 REOD2일 때, 상기 충전 종지 전압인 EOC는 다음 수학식에 따라 결정되고, EOC=REOC+(FCV-NECV-REOC)*CRR/(100-AC), 상기 방전 종지 전압인 EOD는 다음 수학식에 따라 결정되고, EOD=REOD1-(REOD1-REOD2)*CRR/(100-AC), 상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이고, 상기 열화 조건은 상기 배터리의 초기 방전 용량 대비 감소된 특정 방전 용량에 대응하는 백분율 수치이고, 상기 용량 감소율은 상기 배터리의 초기 방전 용량과 현재 방전 용량의 차이에 대응하는 백분율 수치이고, 상기 기준 충전 종지 전압 및 상기 제1 기준 방전 종지 전압은 상기 제1 전압 사용 범위에 대응하고, 상기 제2 기준 방전 종지 전압은 상기 제1 기준 방전 종지 전압보다 낮을 수 있다.
상기 제1 전압 사용 범위 및 제2 전압 사용 범위는 온도가 기준 온도 범위에 해당할 때의 상기 배터리의 전압 사용 범위이고, 상기 제어부는 상기 온도가 상기 기준 온도 범위보다 낮을 때 상기 제1 및 제2 전압 사용 범위 중 적어도 하나를 증가시키고, 상기 온도가 상기 기준 온도 범위보다 높을 때 상기 제1 및 제2 전압 사용 범위 중 적어도 하나를 감소시킬 수 있다.
한 실시예에 따른 배터리의 충방전 제어 방법은: 배터리의 충전 종지 전압을 설정하는 단계; 상기 배터리가 정전류로 충전되는 정전류 모드(constant current mode)의 기간 동안 상기 배터리의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 배터리의 측정된 전압이 상기 충전 종지 전압(end-of-charge voltage)과 대응할 때, 상기 배터리가 정전압으로 충전되는 정전압 모드(constant voltage mode)로 전환되는 단계를 포함하고, 상기 충전 종지 전압을 설정하는 단계에서, 상기 충전 종지 전압은 상기 배터리의 만충전 전압으로부터 음극 임계 전위를 차감한 제1 충전 종지 전압으로 설정되고, 상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이다.
상기 배터리의 충방전 제어 방법은: 상기 배터리의 충전량(state of charge)을 측정하거나 계산하는 단계; 및 상기 충전량이 기준 충전량이상인 경우, 상기 충전 종지 전압을 제2 충전 종지 전압으로 재설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 충전 종지 전압은 상기 제1 충전 종지 전압보다 낮을 수 있다.
상기 배터리의 충방전 제어 방법은, 상기 정전류 모드의 상기 정전류의 크기가 기준 전류의 크기를 초과하는 경우, 상기 정전압 모드의 차단 전류(cut-off current)를 디폴트 값보다 높게 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리의 충방전 제어 방법은: 상기 배터리의 방전 기간 동안 상기 배터리의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 배터리의 전압이 방전 종지 전압과 대응할 때 상기 배터리의 방전을 중지하는 단계를 더 포함하고, 상기 방전 종지 전압은 상기 측정된 전압의 시간 대비 기울기가 임계 기울기를 초과하는 시점의 전압일 수 있다.
한 실시예에 따른 배터리의 충방전 제어 방법은: 배터리의 초기 사용 기간 동안, 상기 배터리의 전압 사용 범위를 제1 전압 사용 범위로 하여 상기 배터리를 충방전하는 단계; 및 상기 배터리의 중기 사용 기간 동안, 상기 전압 사용 범위를 제2 전압 사용 범위로 하여 상기 배터리를 충방전하는 단계를 포함하고, 상기 전압 사용 범위는 충전 종지 전압과 방전 종지 전압의 전압차와 대응하고, 상기 제2 전압 사용 범위는 상기 제1 전압 사용 범위보다 크다.
상기 배터리의 충방전 제어 방법은, 상기 배터리의 말기 사용 기간 동안, 상기 전압 사용 범위를 제3 전압 사용 범위로 하여 상기 배터리를 충방전하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 전압 사용 범위는 상기 제2 전압 사용 범위보다 작을 수 있다.
상기 제3 전압 사용 범위는 상기 제1 전압 사용 범위보다 클 수 있다.
상기 배터리의 충방전 횟수가 특정 충방전 사이클 횟수를 초과하는 경우, 상기 중기 사용 기간이 시작될 수 있다.
상기 배터리의 측정되는 최대 용량이 상기 배터리의 최초 최대 용량의 특정 비율이되는 경우, 상기 말기 사용 기간이 시작될 수 있다.
상기 중기 사용 기간 동안 상기 배터리를 충방전 하는 단계는: 상기 충전 종지 전압을 순차적으로 증가시키는 단계; 및 상기 방전 종지 전압을 순차적으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리의 최초의 만충전 전압이 FCV, 음극 임계 전위가 NECV, 열화 조건이 AC, 용량 감소율이 CRR, 기준 충전 종지 전압이 REOC, 제1 기준 방전 종지 전압이 REOD1이고 제2 기준 방전 종지 전압이 REOD2일 때, 상기 충전 종지 전압인 EOC는 다음 수학식에 따라 결정되고, EOC=REOC+(FCV-NECV-REOC)*CRR/(100-AC), 상기 방전 종지 전압인 EOD는 다음 수학식에 따라 결정되고, EOD=REOD1-(REOD1-REOD2)*CRR/(100-AC), 상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이고, 상기 열화 조건은 상기 배터리의 초기 방전 용량 대비 감소된 특정 방전 용량에 대응하는 백분율 수치이고, 상기 용량 감소율은 상기 배터리의 초기 방전 용량과 현재 방전 용량의 차이에 대응하는 백분율 수치이고, 상기 기준 충전 종지 전압 및 상기 제1 기준 방전 종지 전압은 상기 제1 전압 사용 범위에 대응하고, 상기 제2 기준 방전 종지 전압은 상기 제1 기준 방전 종지 전압보다 낮을 수 있다.
상기 제1 전압 사용 범위 및 제2 전압 사용 범위는 온도가 기준 온도 범위에 해당할 때의 상기 배터리의 전압 사용 범위이고, 상기 배터리의 충방전 제어 방법은: 상기 온도가 상기 기준 온도 범위보다 낮을 때, 상기 제1 및 제2 전압 사용 범위 중 적어도 하나를 증가시키는 단계; 및 상기 온도가 상기 기준 온도 범위보다 높을 때, 상기 제1 및 제2 전압 사용 범위 중 적어도 하나를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 온도가 상기 기준 온도 범위보다 높을 때, 상기 중기 사용 기간의 방전 종지 전압은 상기 초기 사용 기간의 방전 종지 전압보다 낮을 수 있다.
실시예들에 따른 배터리의 충방전 제어 장치 및 그 제어 방법은 배터리 방전시의 열화 현상을 개선하고 배터리의 초기 사용 기간에 발생할 수 있는 배터리 두께 증가 현상을 방지할 수 있다.
도 1a는 예시적인 배터리의 구성을 도시한 도면이다.
도 1b는 한 실시예에 따른 배터리의 충방전 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 한 실시예에 따른 배터리의 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 한 실시예에 따른 배터리의 방전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 한 실시예에 따른 사용 기간에 따른 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 한 실시예에 따른 중기 사용 기간 동안의 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 한 실시예에 따른 온도 상승에 따른 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 한 실시예에 따른 온도 하강에 따른 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 여러 실시예들에 대하여 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
실시예들을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이도록 한다. 따라서 이전 도면에 사용된 구성요소의 참조 번호를 다음 도면에서 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 실시예들은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께 및 영역을 과장하여 나타낼 수 있다.
2개의 구성요소를 전기적으로 연결한다는 것은 2개의 구성요소를 직접(directly) 연결할 경우뿐만 아니라, 2개의 구성요소 사이에 다른 구성요소를 거쳐서 연결하는 경우도 포함한다.
도 1a는 예시적인 배터리의 구성을 도시한 도면이다.
도 1a을 참조하면 배터리(10)는 양극(110), 양극(110)에 전기적으로 연결된 양극 단자(111), 음극(120), 음극(120)에 전기적으로 연결된 음극 단자(121), 및 분리막(130)을 포함한다. 도시되진 않았지만 양극(110), 음극(120), 및 분리막(130) 사이에는 이온의 이동을 위한 전해액이 충진되어 있을 수 있다.
양극(110)은 양극 집전체 및 양극 집전체 위에 형성되는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 양극 활물질층은 양극 활물질, 바인더, 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다.
양극 집전체로는 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로 코발트, 망간, 니켈, 알루미늄, 철 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 또는 복합 인산화물 중에서 1종 이상을 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 철 인산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시킬 뿐 아니라 양극 활물질을 양극 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 구체적인 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
도전재는 전극에 도전성을 부여하는 것으로, 그 예로 천연흑연, 인조흑연, 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 섬유 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 금속 분말과 금속 섬유는 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속을 사용할 수 있다.
음극(120)은 음극 집전체 및 음극 집전체 위에 형성되는 음극 활물질층을 포함할 수 있다.
음극 집전체는 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 구리 합금 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다.
음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 전이금속 산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소계 물질을 들 수 있으며, 그 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연흑연 또는 인조흑연을 들 수 있다. 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다. 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다. 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로는 Si, SiOx(0<x<2), Si-C 복합체, Si-Y 합금, Sn, SnO2, Sn-C 복합체, Sn-Y 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 전이금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다.
음극(120)에 사용되는 바인더와 도전재의 종류는 전술한 양극(110)에서 사용되는 바인더와 도전재와 같을 수 있다.
양극(110)과 음극(120)은 각각의 활물질 및 바인더와 선택적으로 도전재를 용매 중에 혼합하여 각 활물질 조성물을 제조하고, 활물질 조성물을 각각의 집전체에 도포하여 제조할 수 있다. 이때 용매는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
분리막(130)은 음극(120)과 양극(110)을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용가능하다.　즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다.　 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.　 예를 들어, 리튬이온전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.
도 1b는 한 실시예에 따른 배터리의 충방전 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1b를 참조하면 충방전 제어 장치(80)는 배터리(10)와 장치(90) 사이에 전기적으로 개재된다.
장치(90)는 충전기(charger) 또는 전력 소모 장치일 수 있다. 예를 들어, 장치(90)가 충전기인 경우, 충방전 제어 장치(80)는 충전기로부터 배터리(10)의 양극 단자(111)로 흐르는 충전 전류(Ic)를 제어할 수 있다. 또한, 장치(90)가 모터(motor) 등의 전력 소모 장치인 경우, 충방전 제어 장치(80)는 배터리(10)로부터 전력 소모 장치로 흐르는 방전 전류(Id)를 제어할 수 있다.
한 실시예에 따른 충방전 제어 장치(80)는 전압 센서(810) 및 제어부(820)를 포함할 수 있다.
전압 센서(810)는 그 일단이 배터리(10)의 양극 단자(111)에 전기적으로 연결되고, 타단이 배터리(10)의 음극 단자(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 센서(810)는 배터리(10)의 양극 전위와 음극 전위의 전압차를 이용하여 배터리 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압을 제어부(820)로 전달할 수 있다.
제어부(820)는 정전류 모드(constant current mode)에서 배터리(10)를 정전류로 충전시키고, 전압 센서(810)를 통해 측정된 배터리(10)의 전압이 충전 종지 전압(end-of-charge voltage)과 대응할 때, 정전압 모드(constant voltage mode)로 전환되어 배터리(10)를 정전압으로 충전시킬 수 있다.
또한 제어부(820)는 배터리(10)의 방전 기간에 있어서, 측정된 배터리(10)의 전압이 방전 종지 전압(end-of-discharge voltage)과 대응할 때 배터리(10)의 방전을 중지시킬 수 있다.
본 실시예에서, 제어부(820)는 이러한 충전 종지 전압 및 방전 종지 전압을 가변적으로 설정하여 배터리 두께 증가 현상을 방지하고, 배터리(10)의 수명을 연장시킬 수 있다.
이하 도 2 내지 6b에서, 제어부(820)에 의한 충방전 제어 방법을 더 상세히 설명한다.
도 2는 한 실시예에 따른 배터리의 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 그래프(20)는 세로축으로 전압축과 전류축을 갖고, 가로축으로 시간축을 갖는다. 이하에서 시간 흐름에 따른 충전 전류(210) 및 배터리 전압(220)의 변화를 설명한다. 충전 전류(210)는 충전기로부터 배터리(10)의 양극 단자(111)를 향해 흐르는 전류의 크기를 의미하고, 배터리 전압(220)은 배터리(10)에서 양극(110)의 전위와 음극(120)의 전위 간의 차이를 의미한다. 배터리 전압(220)의 측정은 전술한 전압 센서(810)를 통해 수행될 수 있다.
본 실시예의 배터리의 충전 방법은 예비충전 모드, 정전류 모드, 및 정전압 모드를 포함할 수 있다.
먼저 시점(t20)에, 배터리(10)는 예비충전 모드(precharging mode)에서 낮은 전류 레벨을 갖는 충전 전류(210)를 입력받아 천천히 충전될 수 있다. 배터리(10)가 오랜시간 사용되지 않아 배터리 전압(220)이 매우 낮은 경우 예비충전 모드가 이용될 수 있다.
배터리 전압(220)이 일정 수준 이상이된 시점(t21)에서, 정전류 모드(constant current mode)가 시작될 수 있다. 배터리(10)는 정전류 모드에서 일정한 크기를 갖는 정전류인 충전 전류(210)를 입력받아 충전된다. 이에 따라 배터리 전압(220)이 점차적으로 증가하고, 배터리 전압(220)이 충전 종지 전압과 대응하게 되는 시점(t22)에서 정전류 모드가 종료된다.
도 2에서 충전 종지 전압이 제1 충전 종지 전압으로 표시되어 있다. 배터리(10)의 충전 종지 전압은 미리 설정될 수 있다. 본 실시예의 제1 충전 종지 전압은 배터리(10)의 만충전 전압으로부터 음극 임계 전위를 차감한 전압이다. 배터리(10)의 만충전 전압이란 배터리의 충전량(State Of Charge, SOC)이 배터리(10)의 수용 가능 최대 용량에 도달했을 때, 즉 충전량이 100%일 때의 양극 전위와 음극 전위의 전압차를 의미한다. 배터리(10)의 만충전 전압은 초기 상태 배터리(10)의 만충전 전압을 기준으로 정해질 수 있다. 예를 들어 만충전 전압이 4.35V이고, 음극 임계 전위가 0.05V이면, 제1 충전 종지 전압은 대략 4.3V로 설정될 수 있다.
음극 임계 전위는 배터리(10)에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극(120)의 전위값일 수 있다. 음극 활물질의 상변이는, 배터리(10)의 충전시에 음극 전위가 음극 임계 전위보다 낮아지는 경우, 음극 활물질의 구성 원소에 리튬 이온이 결합하는 구조가 달라짐으로써 음극(120)의 팽창(swelling)이 일어나는 현상을 의미한다. 즉, 음극 전위가 음극 임계 전위보다 높을 때 음극 활물질의 구성 원소와 리튬 이온의 결합 구조를 제1 결합 구조라 하고, 음극 전위가 음극 임계 전위보다 낮을 때 음극 활물질의 구성 원소와 리튬 이온의 결합 구조를 제2 결합 구조라 하면, 제2 결합 구조에서 음극(120)의 팽창이 일어날 수 있다. 따라서 제1 결합 구조를 유지하도록 음극 전위는 음극 임계 전위 이상을 유지하는 것이 바람직하다. 음극 임계 전위는 배터리의 규격에 따라 달라질 수 있지만 대략 0.05V 내지 0.08V의 범위에 속할 수 있다.
배터리(10)는 충전 됨에 따라 양극 전위가 증가하고 음극 전위가 감소함으로써, 양극 전위와 음극 전위의 전압차인 배터리 전압(220)이 증가하게 된다. 본 실시예에 따르면 제1 충전 종지 전압까지만 배터리 전압(220)이 증가하므로, 감소된 최종 음극 전위는 음극 임계 전위 이상을 유지하게 되고, 따라서 음극(120)의 팽창을 방지할 수 있다. 음극(120)의 팽창이 방지되므로 배터리(10) 전체의 두께 증가 현상을 방지할 수 있다.
배터리 전압(220)이 제1 충전 종지 전압에 도달하는 시점(t22)에서, 배터리의 양극 단자와 음극 단자(121)에 정전압이 인가되는 정전압 모드(constant voltage mode)가 시작된다. 정전압은 충전 종지 전압과 실질적으로 동일할 수 있다.
배터리 전압(220)이 정전압으로 유지됨에 따라 충전 전류(210)는 지속적으로 감소하며, 감소된 충전 전류(210)가 차단 전류(cut-off current)에 도달하는 시점(t23)에서, 배터리(10)의 충전이 완료된 것으로 보고, 충전 전류(210)의 공급을 중단한다.
다른 실시예에서, 충전 종지 전압은 제2 충전 종지 전압으로 재설정될 수 있다. 먼저, 완충된 배터리(10)에 대해서, 측정 또는 계산을 통하여 배터리(10)의 충전량을 산출한다. 배터리(10)의 충전량을 산출하는 데 있어서, 전압 측정, 전류 측정, 내부 저항 계산, 온도 측정 등 종래의 충전량 측정 방법이 이용될 수 있다. 측정된 배터리(10)의 충전량이 기준 충전량, 예를 들어 90%를 초과하면 충전 종지 전압은 제2 충전 종지 전압으로 재설정될 수 있다. 이때 제2 충전 종지 전압은 제1 충전 종지 전압보다 낮을 수 있다. 제2 충전 종지 전압은 배터리(10)가 완충되었을 때의 충전량이 대략 85%가 되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 충전 종지 전압이 4.3V이면, 제2 충전 종지 전압은 4.25V으로 설정될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 차단 전류를 디폴트 값(default value)보다 높게 설정할 수 있다. 예를 들어, 정전류 모드의 정전류의 크기가 기준 전류의 크기를 초과하는 경우, 배터리 전압(220)이 빠르게 상승하므로 충전 종지 전압은 제1 충전 종지 전압으로 설정하되, 차단 전류를 디폴트 값보다 높게 설정하여 충전 전류(210)의 공급이 보다 일찍 종료되도록 한다. 예를 들어, 정전류가 기준 전류인 0.5C를 초과하고 차단 전류의 디폴트 값이 0.02C인 경우, 차단 전류는 대략 0.3C로 재설정될 수 있다. 여기서 단위 C는 C-rate를 의미한다.
상술한 실시예들은 공통적으로, 배터리(10)의 완충시의 충전량이 대략 85%에서 유지되도록 할 수 있다. 이에 따라 배터리(10)의 음극 전위를 음극 임계 전위 이상으로 보다 안전하게 유지할 수 있다. 또한 리튬 플레이팅(Li plating)의 발생을 감소시키고, 양극 활물질의 구조 붕괴를 방지하여 크랙 및 공극의 발생을 감소시킴으로써 전해액과의 부반응을 최소화할 수 있다.
도 3은 한 실시예에 따른 배터리의 방전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면 그래프(30)는 세로축으로 전압축을 갖고, 가로축으로 시간축을 갖는다. 그래프(30)에는 배터리 전압(320)의 시간에 따른 변화가 도시되어 있다.
먼저, 배터리(10)의 방전 기간 동안 배터리 전압(320)을 측정한다. 배터리(10)의 전압 측정은 전술한 전압 센서(810)를 통해 수행될 수 있다. 측정된 배터리 전압(320)이 방전 종지 전압과 대응하는 시점(t31)에서 배터리의 방전을 중지하도록 할 수 있다.
본 실시예에서 방전 종지 전압은 측정된 배터리 전압(320)의 시간 대비 기울기가 임계 기울기를 초과하는 시점의 전압으로 설정될 수 있다. 시점(t31)에서 내부 저항이 급격히 증가하며 배터리 전압(320)이 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 내부 저항의 증가와 음극 활물질의 구조 변화를 억제하기 위해서, 배터리 전압(320)의 시간 대비 기울기가 임계 기울기를 초과하지 않는 범위에서 배터리(10)를 방전시키도록 제어할 수 있다. 여기서 기울기의 값은 기울기의 절대값을 의미한다.
도 4는 한 실시예에 따른 사용 기간에 따른 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면 그래프(40)는 세로축으로 전압축을 갖고, 가로축으로 시간축을 갖는다. 충전 종지 전압(421) 및 방전 종지 전압(422)은 초기 사용 기간, 중기 사용 기간 및 말기 사용 기간에 따라 달리 설정될 수 있다. 배터리(10)의 초기 사용 기간은 시점(t40) 내지 시점(t41) 사이의 기간이고, 중기 사용 기간은 시점(t41) 내지 시점(t42) 사이의 기간이고, 말기 사용 기간은 시점(t42) 이후의 기간일 수 있다.
배터리(10)의 초기 사용 기간 동안, 배터리(10)의 전압 사용 범위를 제1 전압 사용 범위(VR41)로 설정하여 배터리를 충방전할 수 있다. 배터리(10)의 중기 사용 기간 동안, 배터리(10)의 전압 사용 범위를 제2 전압 사용 범위(VR42)로 설정하여 배터리(10)를 충방전할 수 있다. 배터리(10)의 말기 사용 기간 동안, 배터리(10)의 전압 사용 범위를 제3 전압 사용 범위(VR43)으로 설정하여 배터리(10)를 충방전 할 수 있다. 본 실시예에서 전압 사용 범위는 충전 종지 전압(421)과 방전 종지 전압(422)의 전압차와 대응한다.
예를 들어, 초기 사용 기간 동안 배터리(10)의 충전 종지 전압(421)은 도 2의 실시예에 따라 제1 충전 종지 전압 또는 제2 충전 종지 전압으로 설정되고, 방전 종지 전압(422)은 도 3의 실시예에 따른 방전 종지 전압으로 설정될 수 있다. 이렇게 설정된 초기 사용 기간의 충전 종지 전압(421)은 전압 레벨(EOC41)을 가질 수 있고, 방전 종지 전압(422)은 전압 레벨(EOD41)을 가질 수 있다. 제1 전압 사용 범위(VR41) 는 전압 레벨(EOC41)과 전압 레벨(EOD41)의 차이가 된다. 전술한 바와 같이 제1 전압 사용 범위(VR41)에서 배터리(10)를 충방전하는 경우, 음극(120)의 팽창을 방지하여 배터리(10)의 초기 두께 증가 현상을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 제2 전압 사용 범위(VR42)는 제1 전압 사용 범위(VR41)보다 클 수 있다. 아래 실험 결과에 따르면, 시점(t41)을 넘은 중기 사용 기간에서 배터리(10)의 초기 두께 증가 현상이 감소하므로, 제2 전압 사용 범위(VR42)를 제1 전압 사용 범위(VR41)보다 증가시키더라도 배터리 두께에 있어서 큰 문제가 되지 않는다.
실험 결과에 따르면 충전 종지 전압을 4.35V로 설정하고 방전 종지 전압을 3.0V로 설정한 배터리(10)는, 충방전 사이클이 0 회일 때 두께 증가가 0%, 충방전 사이클이 1 회일 때 두께 증가가 1.12%, 충방전 사이클이 50 회일 때 두께 증가가 5.99%, 충방전 사이클이 150 회일 때 두께 증가가 5.99%, 충방전 사이클이 200 회일 때 두께 증가가 5.99%, 충방전 사이클이 250 회일 때 두께 증가가 7.12%, 충방전 사이클이 300 회일 때 두께 증가가 8.61% 발생하였다.
또한 충전 종지 전압을 4.2V로 설정하고 방전 종지 전압을 3.4V로 설정한 동일 규격의 배터리는, 충방전 사이클이 0 회일 때 두께 증가가 0%, 충방전 사이클이 1 회일 때 두께 증가가 1.50%, 충방전 사이클이 50 회일 때 두께 증가가 3.76%, 충방전 사이클이 150 회일 때 두께 증가가 3.38%, 충방전 사이클이 200 회일 때 두께 증가가 4.14%, 충방전 사이클이 250 회일 때 두께 증가가 4.14%, 충방전 사이클이 300 회일 때 두께 증가가 4.14% 발생하였다.
상술한 실험 결과에 따르면, 충방전 사이클이 대략 50회일 때 배터리(10)의 두께 증가 현상이 현저히 감소되므로, 시점(t41)은 대략 충방전 사이클이 50회가 되었을 때로 설정될 수 있다. 시점(t41)을 결정하는 충방전 사이클의 횟수는 배터리(10)의 규격 및 사용 환경에 따라 달라질 수 있으며, 대략 15 내지 50회 정도일 수 있다.
따라서 사용자는 전압 레벨(EOC42)과 전압 레벨(EOD42) 사이의 제2 전압 사용 범위(VR42)에서 배터리(10)를 사용하게 되고, 배터리(10)의 두께가 유지되면서도 향상된 성능을 경험할 수 있다.
또한 상술한 실험 결과에 따르면 제1 전압 사용 범위(VR41)를 작게 함으로써 초기 두께 증가 현상 및 최종적인 배터리(10)의 두께 증가를 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.
시점(t42)부터 배터리(10)의 말기 사용 기간이 시작될 수 있다. 말기 사용 기간에서의 제3 전압 사용 범위(VR43)는 전압 레벨(EOC43) 및 전압 레벨(EOD43)의 차이이다.
제3 전압 사용 범위(VR43)는 제2 전압 사용 범위(VR42)보다 작을 수 있다. 이로써 배터리(10)의 수명 말기 두께 증가 현상을 방지할 수 있다. 이때, 제3 전압 사용 범위(VR43)는 제1 전압 사용 범위(VR41)와 동일할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서 제3 전압 사용 범위(VR43)는 제1 전압 사용 범위(VR41)보다 클 수 있다.
한 실시예에서 시점(t42)은 배터리(10)의 측정되는 최대 용량이 배터리(10)의 최초 최대 용량의 특정 비율이 되는 때로 정해질 수 있다. 예를 들어, 특정 시점에서 배터리(10)의 측정되는 최대 용량이 배터리(10)의 최초 최대 용량의 90%일 때, 이러한 특정 시점을 시점(t42)으로 정할 수 있다.
도 5는 한 실시예에 따른 중기 사용 기간 동안의 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면 그래프(50)는 세로축으로 전압축을 갖고, 가로축으로 시간축을 갖는다. 시점(t50) 내지 시점(t51)은 배터리(10)의 초기 사용 기간이고, 시점(t51) 이후는 배터리(10)의 중기 사용 기간이다. 초기 사용 기간 및 중기 사용 기간의 정의 및 구분은 도 4의 실시예에서 전술한 바와 같다.
도 5의 실시예와 도 4의 실시예의 차이점은 중기 사용 기간에 있다. 도 5의 실시예에서 중기 사용 기간 동안 배터리(10)를 충방전 함에 있어서, 시간에 따라 충전 종지 전압(521)을 순차적으로 증가시키고, 방전 종지 전압(522)을 순차적으로 감소시킨다.
예를 들어, 초기 사용 기간에서 충전 종지 전압(521)이 전압 레벨(EOC51)을 갖고 방전 종지 전압(522)이 전압 레벨(EOD51)을 갖는다면, 시점(t51) 내지 시점(t52)의 중기 사용 기간에서 충전 종지 전압(521)이 전압 레벨(EOC52)을 갖고 방전 종지 전압(522)이 전압 레벨(EOD52)을 갖고, 시점(t52) 내지 시점(t53)의 중기 사용 기간에서 충전 종지 전압(521)이 전압 레벨(EOC53)을 갖고 방전 종지 전압(522)이 전압 레벨(EOD53)을 갖고, 시점(t53) 이후의 중기 사용 기간에서 충전 종지 전압(521)이 전압 레벨(EOC54)을 갖고 방전 종지 전압(522)이 전압 레벨(EOD54)을 가질 수 있다. 충전 종지 전압(521)의 전압 레벨은 전압 레벨(EOC51), 전압 레벨(EOC52), 전압 레벨(EOC53), 전압 레벨(EOC54) 순서로 증가할 수 있다. 방전 종지 전압(522)의 전압 레벨은 전압 레벨(EOD51), 전압 레벨(EOD52), 전압 레벨(EOD53), 전압 레벨(EOC54) 순서로 감소할 수 있다.
한 실시예에 따라, 배터리(10)의 최초의 만충전 전압이 FCV, 음극 임계 전위가 NECV, 열화 조건이 AC, 용량 감소율이 CRR, 기준 충전 종지 전압이 REOC, 제1 기준 방전 종지 전압이 REOD1이고 제2 기준 방전 종지 전압이 REOD2일 때, 충전 종지 전압(521)인 EOC는 다음 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 1]
EOC=REOC+(FCV-NECV-REOC)*CRR/(100-AC)
또한 방전 종지 전압(522)인 EOD는 다음 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 2]
EOD=REOD1-(REOD1-REOD2)*CRR/(100-AC)
이때, 음극 임계 전위는 배터리(10)에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극(120)의 전위값일 수 있다. 열화 조건은 배터리(10)의 초기 방전 용량 대비 감소된 특정 방전 용량에 대응하는 백분율 수치일 수 있다. 용량 감소율은 배터리(10)의 초기 방전 용량과 현재 방전 용량의 차이에 대응하는 백분율 수치일 수 있다. 기준 충전 종지 전압 및 제1 기준 방전 종지 전압은 제1 전압 사용 범위에 대응할 수 있다. 제2 기준 방전 종지 전압은 제1 기준 방전 종지 전압보다 낮을 수 있다.
아래에서 구체적인 예를 들어 상술한 수학식 1 및 2를 설명한다.
제1 전압 사용 범위는 전술한 바와 같이 초기 사용 기간의 전압 사용 범위를 의미하고, 따라서 본 실시예에서 기준 충전 종지 전압의 전압 레벨은 전압 레벨(EOC51)에 해당한다. 또한 제1 기준 방전 종지 전압은 전압 레벨(EOD51)에 해당한다. 예를 들어, 기준 충전 종지 전압은 4.2V이고, 제1 기준 방전 종지 전압은 3.4V일 수 있다. 제2 기준 방전 종지 전압은 3.0V일 수 있다. 제2 기준 방전 종지 전압은 배터리 팩 기준의 방전 종지 전압으로 결정될 수 있다.
음극 임계 전위는 도 2의 실시예를 참조하여 대략 0.05V일 수 있다. 배터리(10)의 최초의 만충전 전압은 4.35V일 수 있다. 열화 조건은 80%일 수 있다. 용량 감소율은 용량 감소 5%를 기준으로 측정될 수 있으며, 예를 들어 5%, 10%, 15%일 수 있다.
시점(t51)에서 용량 감소 5%가 일어나는 경우, 수학식 1 및 2에 따르면 증가된 충전 종지 전압(521)의 전압 레벨(EOC52)은 4.225V이고, 감소된 방전 종지 전압(522)의 전압 레벨(EOD52)은 3.3V이다.
시점(t52)에서 용량 감소 10%가 일어나는 경우, 수학식 1 및 2에 따르면 증가된 충전 종지 전압(521)의 전압 레벨(EOC53)은 4.25V이고, 감소된 방전 종지 전압(522)의 전압 레벨(EOD53)은 3.2V이다.
시점(t53)에서 용량 감소 15%가 일어나는 경우, 수학식 1 및 2에 따르면 증가된 충전 종지 전압(521)의 전압 레벨(EOC54)은 4.275V이고, 감소된 방전 종지 전압(522)의 전압 레벨(EOD54)은 3.1V이다.
상술한 충방전 제어 방법에 따르면, 실질적으로 배터리(10)의 용량 감소가 발생하더라도, 사용자는 배터리(10)의 용량이 일관성을 갖는것으로 경험할 수 있다.
한 실시예에 따르면 시점(t53) 이후 기간에 대해서 방전 용량의 급락을 방지하기 위해서 충전 종지 전압(521)과 방전 종지 전압(522)을 고정하여 열화를 억제하도록 제어할 수 있다.
상술한 수학식 1 및 2는 도 5의 실시예를 구체화하기 위한 하나의 예시이고, 본 실시예는 이러한 수학식에 의해서 제한되지 않는다.
도 6a는 한 실시예에 따른 온도 상승에 따른 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a을 참조하면 그래프(60)는 세로축으로 전압축 및 온도축을 갖고, 가로축으로 시간축을 갖는다. 시점(t60) 내지 시점(t61)은 배터리(10)의 초기 사용 기간이고, 시점(t61) 이후는 배터리(10)의 중기 사용 기간이다. 초기 사용 기간 및 중기 사용 기간의 정의 및 구분은 도 4의 실시예에서 전술한 바와 같다.
도 6a의 실시예에서, 초기 사용 기간에 제1 전압 사용 범위(VR61)에서 배터리(10)가 충방전되고, 중기 사용 기간에 제2 전압 사용 범위(VR62a, VR62b)에서 배터리(10)가 충방전된다. 제1 전압 사용 범위(VR61)는 전압 레벨(EOC61) 및 전압 레벨(EOD61)에 따라 정해지고, 제2 전압 사용 범위(VR62a)는 전압 레벨(EOC62) 및 전압 레벨(EOD62)에 따라 정해지고, 제2 전압 사용 범위(VR62b)는 전압 레벨(EOC63) 및 전압 레벨(EOD63)에 따라 정해진다.
제1 전압 사용 범위(VR61) 및 제2 전압 사용 범위(VR62a)는 온도(630)가 기준 온도 범위(RT) 내에 해당할 때의 배터리(10)의 전압 사용 범위이고, 제2 전압 사용 범위(VR62b)는 온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 높을 때의 배터리(10)의 전압 사용 범위이다. 기준 온도 범위(RT)는 상온(ordinary temperature)의 범위일 수 있고, 상온의 범위란 대략 섭씨 15도 내지 35도 정도로 정해질 수 있다.
온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 높아지는 시점(t62)에서, 배터리(10)의 방전 용량이 상온 대비 증가하므로, 충전 종지 전압(621)을 전압 레벨(EOC62)에서 전압 레벨(EOC63)로 낮추고 방전 종지 전압(622)을 전압 레벨(EOD62)에서 전압 레벨(EOD63)로 상승시킬 수 있다. 따라서 배터리(10)는 제2 전압 사용 범위(VR62a)에 비해 감소된 제2 전압 사용 범위(VR62b)에서 충방전 제어된다. 이에 따라 내부 활물질의 부반응을 감속시켜 배터리의 수명을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.
도시되진 않았지만, 초기 사용 기간에 온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 높아지는 경우에도 동일한 원리가 적용될 수 있다. 즉, 상온의 경우에 비해 제1 전압 사용 범위(VR61)가 감소될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 높아지는 경우, 중기 사용 기간의 방전 종지 전압(622)의 변경된 전압 레벨(EOD63)은 초기 사용 기간의 방전 종지 전압(622)의 전압 레벨(EOD61)보다 낮을 수 있다. 또한, 온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 높아지는 경우, 중기 사용 기간의 충전 종지 전압(621)의 변경된 전압 레벨(EOC63)은 초기 사용 기간의 충전 종지 전압(621)의 전압 레벨(EOC61)보다 높을 수 있다. 즉, 중기 사용 기간의 제2 전압 사용 범위(VR62a, VR62b)는, 온도 변화와 무관하게, 초기 사용 기간의 제1 전압 사용 범위(VR61)보다 항상 크도록 제어될 수 있다. 그럼으로써, 도 6a의 실시예에 따라 온도변화에 대응하여 제2 전압 사용 범위를 조절하면서도, 도 4에 따른 실시예의 효과를 함께 얻을 수 있다.
도 6b는 한 실시예에 따른 온도 하강에 따른 배터리의 전압 사용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b를 도 6a와 비교하면, 온도(630)는 시점(t62)에서 기준 온도 범위(RT)보다 낮아진다. 온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 낮아지는 경우, 배터리(10)의 방전 용량이 상온 대비 감소하므로 이를 보상하기 위해서 전압 사용 범위를 증가시킬 수 있다.
따라서, 충전 종지 전압(621)을 전압 레벨(EOC62)에서 전압 레벨(EOC64)로 상승시키고 방전 종지 전압(622)을 전압 레벨(EOD62)에서 전압 레벨(EOD64)로 감소시킬 수 있다. 따라서 배터리(10)는 제2 전압 사용 범위(VR62a)에 비해 증가된 제2 전압 사용 범위(VR62c)에서 충방전 제어된다.
도시되진 않았지만, 초기 사용 기간에 온도(630)가 기준 온도 범위(RT)보다 낮아지는 경우에도 동일한 원리가 적용될 수 있다. 즉, 상온의 경우에 비해 제1 전압 사용 범위(VR61)가 증가될 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 배터리
80: 충방전 제어 장치
110: 양극
111: 양극 단자
120: 음극
121: 음극 단자
130: 분리막
810: 전압 센서
820: 제어부

Claims (25)

  1. 배터리의 전압을 측정하는 전압 센서; 및
    정전류 모드(constant current mode)에서 상기 배터리를 정전류로 충전시키고, 상기 전압 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 전압이 충전 종지 전압(end-of-charge voltage)과 대응할 때, 정전압 모드(constant voltage mode)로 전환되어 상기 배터리를 정전압으로 충전시키는 제어부를 포함하고,
    상기 충전 종지 전압은 상기 배터리의 만충전 전압으로부터 음극 임계 전위를 차감한 제1 충전 종지 전압으로 설정되고,
    상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이고,
    상기 음극 활물질의 상변이는, 상기 음극 활물질의 구성 원소에 리튬 이온이 결합하는 구조가 달라짐으로써 상기 음극의 팽창이 일어나는 현상인,
    배터리의 충방전 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리의 충전량(state of charge)을 측정하거나 계산하고, 상기 충전량이 기준 충전량이상인 경우, 상기 충전 종지 전압을 제2 충전 종지 전압으로 재설정하고,
    상기 제2 충전 종지 전압은 상기 제1 충전 종지 전압보다 낮은,
    배터리의 충방전 제어 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 정전류 모드의 상기 정전류의 크기가 기준 전류의 크기를 초과하는 경우, 상기 정전압 모드의 차단 전류(cut-off current)를 디폴트 값보다 높게 설정하는,
    배터리의 충방전 제어 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 방전 기간에 있어서, 측정된 상기 배터리의 전압이 방전 종지 전압과 대응할 때 상기 배터리의 방전을 중지시키고,
    상기 방전 종지 전압은 상기 측정된 전압의 시간 대비 기울기가 임계 기울기를 초과하는 시점의 전압인,
    배터리의 충방전 제어 장치.
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  13. 배터리의 충전 종지 전압을 설정하는 단계;
    상기 배터리가 정전류로 충전되는 정전류 모드(constant current mode)의 기간 동안 상기 배터리의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 배터리의 측정된 전압이 상기 충전 종지 전압(end-of-charge voltage)과 대응할 때, 상기 배터리가 정전압으로 충전되는 정전압 모드(constant voltage mode)로 전환되는 단계를 포함하고,
    상기 충전 종지 전압을 설정하는 단계에서, 상기 충전 종지 전압은 상기 배터리의 만충전 전압으로부터 음극 임계 전위를 차감한 제1 충전 종지 전압으로 설정되고,
    상기 음극 임계 전위는 상기 배터리에 포함된 음극 활물질이 상변이를 일으키는 음극의 전위값이고,
    상기 음극 활물질의 상변이는, 상기 음극 활물질의 구성 원소에 리튬 이온이 결합하는 구조가 달라짐으로써 상기 음극의 팽창이 일어나는 현상인,
    배터리의 충방전 제어 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 배터리의 충전량(state of charge)을 측정하거나 계산하는 단계; 및
    상기 충전량이 기준 충전량이상인 경우, 상기 충전 종지 전압을 제2 충전 종지 전압으로 재설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 충전 종지 전압은 상기 제1 충전 종지 전압보다 낮은,
    배터리의 충방전 제어 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 정전류 모드의 상기 정전류의 크기가 기준 전류의 크기를 초과하는 경우, 상기 정전압 모드의 차단 전류(cut-off current)를 디폴트 값보다 높게 설정하는 단계를 더 포함하는
    배터리의 충방전 제어 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 배터리의 방전 기간 동안 상기 배터리의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 배터리의 전압이 방전 종지 전압과 대응할 때 상기 배터리의 방전을 중지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 방전 종지 전압은 상기 측정된 전압의 시간 대비 기울기가 임계 기울기를 초과하는 시점의 전압인,
    배터리의 충방전 제어 방법.
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US16/091,472 US11309728B2 (en) 2016-04-12 2017-03-20 Battery charging/discharging control device and method for controlling same
CN201780020150.0A CN108886262B (zh) 2016-04-12 2017-03-20 电池充/放电控制装置及其控制方法
PL17782582.5T PL3444917T3 (pl) 2016-04-12 2017-03-20 Urządzenie sterujące ładowaniem/rozładowywaniem akumulatora i metoda sterowania nim
HUE17782582A HUE059851T2 (hu) 2016-04-12 2017-03-20 Akkumulátor töltési/kisütési vezérlõ berendezés és eljárás ugyanannak vezérlésére
EP17782582.5A EP3444917B1 (en) 2016-04-12 2017-03-20 Battery charging/discharging control device and method for controlling same
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018002239T5 (de) * 2017-04-28 2020-01-16 Gs Yuasa International Ltd. Verwaltungsvorrichtung, energiespeichervorrichtung und energie-speichersystem
KR102500690B1 (ko) * 2017-09-18 2023-02-17 삼성전자주식회사 배터리 상태를 기반으로 충전을 제어하는 방법 및 장치
KR102441505B1 (ko) * 2017-12-11 2022-09-07 현대자동차주식회사 전기 자동차의 배터리 충전 방법
CN109065989B (zh) * 2018-07-27 2020-06-05 维沃移动通信有限公司 一种充电方法及充电装置
US10985587B2 (en) 2018-08-07 2021-04-20 Intel Corporation Battery charge termination voltage adjustment
JP6968774B2 (ja) * 2018-09-26 2021-11-17 本田技研工業株式会社 リチウムイオン電池の制御装置、リチウムイオン電池の制御方法、およびプログラム
KR20220037412A (ko) * 2019-05-23 2022-03-24 더 유니버시티 오브 홍콩 충전 모드 스위칭을 위해 동적으로 조정된 배터리 전압 임계값을 사용하는 배터리 충전 시스템 및 방법
US11863009B2 (en) * 2019-06-18 2024-01-02 Intel Corporation Battery charge termination voltage adjustment
CN112740500A (zh) * 2019-10-21 2021-04-30 宁德新能源科技有限公司 充电方法、电子装置以及存储介质
US11670953B2 (en) 2019-11-02 2023-06-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery management system and battery charging control method
WO2021149395A1 (ja) * 2020-01-22 2021-07-29 株式会社村田製作所 パワーコンディショナ
CN112236918A (zh) * 2020-03-24 2021-01-15 宁德新能源科技有限公司 电化学装置的充电方法、电子装置以及可读存储介质
GB2596066A (en) * 2020-06-15 2021-12-22 Tridonic Gmbh & Co Kg A converter for charging a battery for supplying emergency lighting means
US11614492B2 (en) * 2020-11-02 2023-03-28 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for a battery
EP4099475A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-07 Sonova AG Method of operating a charger for a battery and charger
CN113675490A (zh) * 2021-08-19 2021-11-19 蜂巢能源科技有限公司 电池的分容方法和装置
KR102618037B1 (ko) * 2022-06-20 2023-12-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치, 배터리 진단 방법 및 배터리 진단 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269824A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Yanmar Co Ltd ハイブリッドシステム
JP2014018062A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Lenovo Singapore Pte Ltd リチウムイオンセルの充電制御

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA952456B (en) 1994-03-28 1996-03-29 John York Seymour A method and apparatus for processing batteries
JP3823503B2 (ja) * 1997-09-12 2006-09-20 宇部興産株式会社 二次電池の充電制御方法およびその充電装置
KR19990055238A (ko) 1997-12-27 1999-07-15 전주범 전지의 충방전 방법
JPH11355968A (ja) 1998-06-04 1999-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄電池の充電方法とその充電装置
US6275006B1 (en) * 1998-05-27 2001-08-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for charging secondary battery
JP3676134B2 (ja) * 1998-11-30 2005-07-27 三洋電機株式会社 充放電制御方法
CN1333508C (zh) * 2001-04-17 2007-08-22 松下电器产业株式会社 电池驱动式电子装置和移动通信机
US7012405B2 (en) * 2001-09-14 2006-03-14 Ricoh Company, Ltd. Charging circuit for secondary battery
JP2003132955A (ja) * 2001-10-23 2003-05-09 Nec Yonezawa Ltd 非水電解質二次電池の充放電方法
JP5089883B2 (ja) * 2005-12-16 2012-12-05 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電池管理装置
JP2008061487A (ja) * 2006-07-31 2008-03-13 Toyota Motor Corp 電源システムおよびそれを備えた車両、蓄電装置の昇温制御方法、ならびに蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
CN102055037A (zh) * 2009-11-10 2011-05-11 和硕联合科技股份有限公司 移动电子装置及其电池模块的电量管理方法
JP2011215083A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Toyota Motor Corp 二次電池の正負電位関係取得装置、二次電池の制御装置、車両、二次電池の正負電位関係取得方法、及び、二次電池の制御方法
CN103168383A (zh) * 2010-09-03 2013-06-19 安维亚系统公司 具有富含锂的阴极材料的极长循环锂离子电池
US8928286B2 (en) * 2010-09-03 2015-01-06 Envia Systems, Inc. Very long cycling of lithium ion batteries with lithium rich cathode materials
KR20120111406A (ko) * 2011-03-31 2012-10-10 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
US8854012B2 (en) 2011-08-25 2014-10-07 Apple Inc. Management of high-voltage lithium-polymer batteries in portable electronic devices
JP5739788B2 (ja) 2011-11-15 2015-06-24 株式会社東芝 充放電計画立案システムおよび充放電計画立案方法
EP2645524B1 (en) * 2012-03-30 2015-10-14 EH Europe GmbH Method and apparatus for battery charging
JP2014018022A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Sharp Corp 充電装置、その制御プログラム、情報端末、充電方法、および、電池パック
EP2874272B1 (en) 2012-07-12 2016-11-09 Nissan Motor Co., Ltd. Charging control method for secondary cell and charging control device for secondary cell
JP5928252B2 (ja) * 2012-08-30 2016-06-01 トヨタ自動車株式会社 全固体電池用負極体および全固体電池
US10374447B2 (en) * 2013-03-14 2019-08-06 Infineon Technologies Austria Ag Power converter circuit including at least one battery
EP2990818B1 (en) * 2014-09-01 2019-11-27 Yokogawa Electric Corporation Secondary battery capacity measurement system and secondary battery capacity measurement method
JP2016054082A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社デンソー リチウムイオン電池の充電制御方法、リチウムイオン電池の充電制御装置およびリチウムイオン電池システム
JPWO2016051722A1 (ja) * 2014-09-29 2017-07-13 日本電気株式会社 蓄電装置、制御装置、蓄電システム、蓄電装置の制御方法および制御プログラム
JP6628501B2 (ja) * 2015-06-08 2020-01-08 株式会社マキタ 充電制御装置、充電器及び充電システム
JP6710002B2 (ja) * 2015-08-21 2020-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 管理装置、充放電制御装置、蓄電システム、及び充放電制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269824A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Yanmar Co Ltd ハイブリッドシステム
JP2014018062A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Lenovo Singapore Pte Ltd リチウムイオンセルの充電制御

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