[發明專利]充電方法和充電裝置

無效

• 申請號: 01121097.4
• 申請日: 1996-07-31
• 公開（公告）號: CN1357957A
• 公開（公告）日: 2002-07-10
• 發明（設計）人: 永井民次;小澤和典;鈴木邦治;山崎和夫
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/10;H01M10/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 葉愷東

技術領域

本發明涉及2次電池的充電方法及充電裝置，特別是涉及適用于鋰離子電池等必須恒壓充電的2次電池的優異的充電方法及充電裝置。

背景技術

迄今，作為可以充電的電池即2次電池，且作為必須恒壓充電的2次電池，已開發出鋰離子電池。該鋰離子電池按照例如圖1所示的特性進行充電。圖1是一般的鋰離子電池的充電電流、電壓與時間的關系特性曲線圖，從充電開始到電池電壓達到規定電位為止，使充電電流為一恒定電流進行充電。進行該恒流充電時，電池電壓V上升，電壓超過規定值時，切換成恒壓充電。這時，供給例如與鋰離子電池滿充電時(即100％充電時)的電池電壓相當的電壓V₁。對鋰離子電池進行這種恒壓充電，電池電壓上升到電壓V₁，但隨著該充電的進行，充電電流I逐漸減小。當該充電電流I減小到規定值時，便斷定鋰離子電池已100％地被充電(已充電到接近100％的狀態)，停止供給充電電流。

這樣進行充電，鋰離子電池能高效地充電到100％。

可是，如上所述，開始進行恒流充電，然后切換成恒壓充電，這是鋰離子電池幾乎沒有充電余量的狀態，電池有充電余量時，在不使充電電流減小的狀態下進行恒壓充電，必須防止用大電流進行快速充電時造成2次電池的特性惡化。

因此，在開始充電前，需要檢測充電電池的狀態，檢測其余量。為了進行該余量的檢測，在充電開始時進行稱為預充電的小電流充電，檢測這時的電池電壓等，進行檢測電池余量的處理。

圖2是表示現有的能進行這種預充電的充電裝置的電路結構之一例圖，將二極管2的陽極連接在構成開關電源的開關用變壓器1的2次側(1次側省略)的一端，用電容器3連接該二極管2的陰極和變壓器1的2次側的另一端，得到用二極管2進行整流和用電容器3進行平滑的規定電壓的直流電源。

而且將二極管2的陰極通過通斷開關SW1連接在該充電裝置上安裝的2次電池(鋰離子電池)4的一端(正極)上，將該2次電池4的另一端(負極)連接在開關用變壓器1的2次側的另一端。另外，將通斷開關SW2和電阻器5的串聯電路與通斷開關SW1并聯連接起來。

這時，由控制電路6控制開關SW1及SW2的通斷。該控制電路6從開關用變壓器1的2次側供電，利用該電源進行工作。而且該控制電路可利用圖中未示出的任何一種方法(例如檢測電池電壓)來檢測2次電池4的狀態。

其次，說明由控制電路6進行的控制，假定充電開始時開關SW2處于閉合狀態，開關SW1處于斷開狀態。這樣一來，電阻器5呈串聯在2次電池4上的狀態，于是從開關用變壓器1的2次側供電，向2次電池4供給的充電電流減少相當于該電阻器5損失的部分，用小電流進行預充電。而且，控制電路6檢測在該預充電狀態下2次電池4的電池電壓等的電池狀態，當斷定該檢測到的狀態是余量已減小到能進行快速充電的程度的狀態時，使開關SW1呈關閉狀態，使開關SW2呈斷開狀態，在沒有電阻器5產生的損失的狀態下向2次電池4供給充電電流，開始用大電流進行快速充電。

這里，將開關SW1閉合時的充電特性和將開關SW2閉合時的充電特性示于圖3，作為將開關SW1閉合時的充電特性能以一定的電壓流過較大的電流。而且，作為將開關SW2閉合時的充電特性呈能將電流值抑制在小值的特性。

這樣，設置多個使充電電流流過的路徑，使充電電流變化進行預充電，存在充電裝置的結構變得復雜的不理想情況。

作為現有的能進行預充電的另一充電裝置的結構有如圖4所示的電路結構。在該電路的情況下，將該二極管2的陰極通過通斷開關SW3連接在該充電裝置上安裝的2次電池(鋰離子電池)4的一端(正極)上，將該2次電池4的另一端(負極)連接在開關用變壓器1的2次側的另一端。

而且，由控制電路7控制開關SW3的通斷。該控制電路7從開關用變壓器1的2次側供電。而且該控制電路可利用圖中未示出的任何一種方法(例如檢測電池電壓)來檢測2次電池4的狀態，根據該檢測狀態，控制開關SW3的通斷。

其次，說明開關SW3的控制狀態，在進行通常的充電(快速充電等)時，使開關SW3連續處于閉合狀態，用小電流進行預充電時，反復進行開關SW3的通斷。即，例如如圖5所示，充電開始時進行預充電時，反復進行開關SW3的通斷，用規定的電流值I斷續地向2次電池4供電，使平均充電電流下降，呈用小電流進行預充電Pre的狀態。然后，從預充電切換到通常的充電時，使開關SW3連續處于閉合狀態，連續地用規定的電流值I進行充電。