[發明專利]鋰離子二次電池的充電方法、充電裝置和電力供給裝置

有效

• 申請號: 200810008834.1
• 申請日: 2004-11-19
• 公開（公告）號: CN101232113A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 飯島剛;小川和也;田中敏文;丸山哲
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M4/02;H01M4/48;H01M4/58;H01M10/40;H02J7/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍淳;王雪燕

本申請是申請日為2004年11月19日、申請號為200410086642.4、發明名稱為“鋰離子二次電池的充電方法、充電裝置和電力供給裝置”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及鋰離子二次電池的充電方法、充電裝置和電力供給裝置。

背景技術

因為鋰離子二次電池具有高容量，高能量密度，充放電循環特性好，充放電循環特性好，可長期保持額定輸出等特點，因此大多作為移動電話、筆記本型電腦，PDA等機器的驅動電源使用。

在鋰離子二次電池的充電中通常使用定電流定電壓方式。在定電流定電壓(CCCV)方式中，首先利用定電流進行充電至給定的上限電壓，然后，保持在該電壓。當進入定電壓模式時，由于電流值衰減，在達到規定的電流值時刻充電結束(參照特開平5-111184號公報)。

發明內容

然而，鋰離子二次電池的充電，由于鋰離子二次電池使用電阻大的非水溶劑作為電解質溶液的溶劑，達到電池完全充電要花費時間。由于在上述移動或無線機器的驅動電源中，要求急速充電，因此希望縮短鋰離子二次電池的充電時間。

在上述定電流定電壓方式的充電方法中，為了縮短充電時間，有在定電流充電區間將充電電流值設定為較高的充電方法或將上限電壓值設定得較高的方法。然而，在使用LiCoO₂作為正極活性物質的鋰離子二次電池等中，在過大電流或過大電壓下進行充電的情況下，正極活性物質中的Li過分脫離，格子被破壞，產生充放電循環特性變壞的問題。由于這樣，現有的鋰離子二次電池的充電，在負極活性物質為碳系材料的情況下，在將上限電壓值設為+4.2V，在1CA[相當于鋰離子二次電池的額定容量值(Ah)的電流值]下，進行定電流充電，然后，需要以+4.2V±0.05V的高精度充電電壓值邊控制邊進行定電壓充電。另外，在負極活性物質為鈦酸鋰的情況下，需要將上限電壓值控制為+2.7V，定電壓充電時的電壓值控制為+2.7V±0.05V。在這種條件下進行充電時，通常需要2～8小時的充電時間。

本發明是考慮上述現有技術的問題而提出的，其目的是要提供一種不會使充放電循環特性顯著降低，可以用比目前短的時間進行充電的鋰離子二次電池的充電方法，充電裝置和電力供給裝置。

本發明者為了達到上述目的進行了精心研究，結果發現，如上所述，目前在1CA[相當于鋰離子二次電池的額定容量值(Ah)的電流值]以下的條件下，進行定電流充電，不論業界一般的認識如何，作為正極活性物質使用特定的復合金屬氧化物，而且采用在相當于超過電池額定容量值的值的特定電流值下，進行定電流充電，可以極有效地達到上述目的，從而完成了本發明。

即：本發明的鋰離子二次電池的充電方法，其特征為，使用具有正極、負極和含有鋰鹽的非水電解質溶液的鋰離子二次電池，該正極包含作為正極活性物質的復合金屬氧化物，該復合金屬氧化物至少含有Li、Mn和Ni作為金屬成分，所述充電方法包含在相當于滿足下式

(1)表示的條件的一個設定值nC的設定充電電流值I1下，進行定電流充電的定電流充電工序，

2C≤nC≤60C…(1)

[式1中，C表示上述鋰離子二次電池的額定容量值，n表示2～60的數值。]

在本發明中，負極和正極構成的電極為可進行鋰離子(或金屬鋰)作為氧化還原種參與的電子移動反應的反應場。另外，所謂“進行電子移動反應”是指作為應被搭載的機器的電源或輔助電源所要求的電池壽命范圍內，進行上述電子移動反應。在本說明書中，“負極”是以電池放電時的極性為基準的電極，是通過放電時的氧化反應而放出電子的電極。另外，所謂“正極”是以電池放電時的極性為基準的電極，是通過放電時的還原反應接收電子的電極。