用于将蓄电池再充电的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于将银锌可再充电蓄电池充电的新颖方法及用于实践所述充电方法的设备。所述再充电设备包含：再充电管理电路；及银锌电池、主机装置或包含所述再充电管理电路的充电底座中的一或多者。所述再充电管理电路提供：用于调节所述银锌电池的再充电的构件、用于评估蓄电池功能的诊断，及防止因对由不适合于所述充电方法的材料构成的蓄电池(例如，非银锌蓄电池)进行充电而导致的对所述设备的损坏的安全措施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将蓄电池再充电的方法及系统相关申请案的交叉参考本PCT申请案主张2013年1月11日提出申请的序列号为61/751,566的美国临时申请案的权益。
本专利技术涉及用于将蓄电池再充电的系统、设备及方法。具体来说，本专利技术的方法及设备对将银锌蓄电池再充电有用。
技术介绍
可再充电蓄电池为本
中所已知且通常用于(举例来说)便携式电子装置中。尽管常规可再充电蓄电池为有用的，但用以将蓄电池再充电的系统及方法仍然易受可增强或改进其服务寿命、贮藏寿命及/或性能的改进。因此，在本
中存在对用于将蓄电池再充电的经改进设备及用于将蓄电池充电的方法的开发的需要。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于将可再充电蓄电池充电的新颖方法。本专利技术的方法减少通常在可再充电银锌蓄电池在使用期间经受不对称循环时所观察到的电容衰减。本专利技术的方法可用于将蓄电池(例如，银锌蓄电池)充电，其中蓄电池的电荷分布曲线包括由一或多个极化峰值分离的一或多个电压坪，例如针对银锌可再充电蓄电池观察到的那些分布曲线。本专利技术的一个方面提供一种将具有多个电压坪的可再充电蓄电池充电的方法，其中所述蓄电池具有小于其最高电压坪的电压VBatt，所述方法包括：用充电电流I1将所述蓄电池充电，其中施加所述充电电流I1，直到所述蓄电池被充电到电压V1为止；及当所述蓄电池的所述电压为V1时，控制所述充电电流I1，使得所述蓄电池的所述电压以不超过V1的约±20％的偏差维持在V1处，直到用充电电流I1将所述蓄电池充电达最大时间周期(例如，从约6小时到约12小时)，或将所述蓄电池充电到大于约50％(例如，大于约75％、大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％)的SOC为止，如由减小的蓄电池阻抗或用于确定二次银锌蓄电池的电荷电容的其它模型所指示。在一个示范性模型中，将把蓄电池从VBatt充电到V1所需要的最短时间周期用于预测蓄电池的SOC的模型中；然而也可使用其它模型。在另一方面中，本专利技术提供一种将具有多个电压坪的可再充电蓄电池或电池充电的方法，其中所述蓄电池具有小于其最高电压坪的电压VBatt，所述方法包括：a1)用充电电流I1将所述蓄电池充电，其中施加所述充电电流I1，直到所述蓄电池被充电到第一电压V1为止；b1)当所述蓄电池的所述电压为V1时，控制所述充电电流I1，使得所述蓄电池的所述电压以不超过V1的约±20％(例如，不超过约±10％)的偏差维持在V1处；及c1)在以下事件发生时，首先抑制所述充电电流I1：1)已用充电电流I1将所述蓄电池充电达9小时±3小时的周期；2)已通过所述充电电流I1将所述蓄电池充电为具有目标电容CT；或3)所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电达从约60分钟到约240分钟的周期T1之后具有其最高安培数Imax的约15％或更小的安培数，其中V1小于自然极化峰值电压VPP；其中VPP与电压坪VP相关联，其中VP大于VBatt，且V1大于VP；其中根据方程式(7)及不等式(8)计算CTCT＝m×t0+Cmin(7)及CT≤CR(8)其中t0为将所述蓄电池从电压VBatt充电到V1所需要的时间，m为从约0.01到约10，Cmin为从约5到约200，且CR为所述蓄电池的额定电容。在一些实施方案中，m为从约0.1到约1。举例来说，m为从约0.15到约0.45。在一些实施方案中，Cmin为从约10到约200。举例来说，Cmin为从约5到约20。在其它实例中，Cmin为从约13到约17。在一些实施方案中，CR为至少约20mAh。举例来说，CR为从约25mAh到约150mAh。在一些实施方案中，I1为实质上恒定的直到所述蓄电池被充电到电压V1为止。在一些实施方案中，当所述蓄电池的初始SOC小于其额定电容的约40％时，充电电流I1足以在从约1分钟到约300分钟的周期内将所述蓄电池充电到电压V1。举例来说，当所述蓄电池的初始SOC小于其额定电容的约40％时，充电电流I1足以在从约5分钟到约240分钟的周期内将所述蓄电池充电到电压V1。在一些实施方案中，充电电流I1具有至少约3mA(例如，至少约4mA、至少约4.5mA、至少约5mA或至少约5.5mA)的最大安培数Imax。举例来说，充电电流I1具有从约3mA到约10mA(例如，从约4mA到约8mA)的最大安培数Imax。在其它实例中，充电电流I1具有从约4mA到约7mA的最大安培数Imax。在一些实施方案中，充电电流I1具有从约0.25mA到约0.60mA的最小安培数Imin。举例来说，充电电流I1具有0.5mA±10％的最小安培数Imin。一些实施方案进一步包括根据方程式(10a)计算剩余充电电容Crem：Crem＝CT–(I1×t0)/60(10a)。在一些实施方案中，V1大于约1.80V。举例来说，V1为从约1.85V到约2.05V。在一些实施方案中，以不超过V1的约±10％的偏差将充电电流I1维持在V1处。一些实施方案进一步包括步骤d5)：如果在从约20分钟到约60分钟的周期之后还未将所述蓄电池充电到为V1的至少约75％的电压，那么抑制所述充电电流I1。一些实施方案进一步包括步骤e5)：如果在从约20分钟到约60分钟的周期之后还未将所述蓄电池充电为到V1的至少约75％的电压，那么激活警报。一些实施方案进一步包括步骤d6)：如果所述充电电流I1在从约60分钟到约240分钟的周期T1之后并非至少Imax±10％且所述蓄电池的OCV在至少约2.0分钟的静置周期之后小于V1的约93％，那么抑制所述充电电流I1。一些实施方案进一步包括步骤e6)：如果所述充电电流I1在从约60分钟到约240分钟的周期T1之后并非至少Imax±10％且所述蓄电池的OCV在至少约2.0分钟的静置周期之后小于V1的约93％，那么激活警报。一些实施方案进一步包括步骤g)当所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电达从约60分钟到约240分钟的周期T1之后具有为其最高安培数Imax的约20％或更小的安倍数时，激活警报。一些实施方案进一步包括步骤g)当所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电达从约60分钟到约240分钟(例如，从约60分钟到约80分钟)的周期T1之后具有为其最高安培数Imax的约15％或更小的安培数时，激活警报。一些实施方案进一步包括步骤g)当所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电达从约65分钟到约75分钟的周期T1之后具有为其最高安培数Imax的约11％或更小的安培数时，激活警报。一些实施方案进一步包括步骤g)当所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电达至少约70分钟的周期之后为0.5mA±0.1mA时，激活警报。一些实施方案进一步包括步骤h)当所述蓄电池的所述电压VBatt小于V1的约98％达大于约1.5分钟的连续周期且所述充电电流I1在此连续周期期间具有为其最高安培数Imax的至少约70％的安培数时，激活警报。一些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将具有多个电压坪的可再充电蓄电池充电的方法，其中所述蓄电池具有小于其最高电压坪的电压VBatt，所述方法包括：a1)用充电电流I1将所述蓄电池充电，其中施加所述充电电流I1，直到所述蓄电池被充电到第一电压V1为止；b1)当所述蓄电池的所述电压为V1时，控制所述充电电流I1，使得所述蓄电池的所述电压以不超过V1的约±20％的偏差维持在V1处；及c1)一旦以下事件发生时，就抑制所述充电电流I11)已用充电电流I1将所述蓄电池充电达9小时±3小时的周期；2)已通过所述充电电流I1将所述蓄电池充电为具有目标电容CT；或3)所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电达从约60分钟到约240分钟的周期T1之后具有其最高安培数Imax的约15％或更小的安培数，其中V1小于自然极化峰值电压VPP；其中VPP与电压坪VP相关联，其中VP大于VBatt，且V1大于VP；其中根据方程式(7)及不等式(8)计算CTCT＝m×t0+Cmin   (7)及CT≤CR   (8)其中t0为将所述蓄电池从电压VBatt充电到V1所需要的时间，m为从约0.01到约10，Cmin为从约5到约200，且CR为所述蓄电池的额定电容。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.11 US 61/751,5661.一种将具有多个电压坪的可再充电蓄电池充电的方法，其中所述蓄电池具有小于其最高电压坪的电压VBatt，所述方法包括：
a1)用充电电流I1将所述蓄电池充电，其中施加所述充电电流I1，直到所述蓄电池被充电到第一电压V1为止；
b1)当所述蓄电池的所述电压为V1时，控制所述充电电流I1，使得所述蓄电池的所述电压以不超过V1的±20％的偏差维持在V1处；及
c1)一旦以下事件发生时，就抑制所述充电电流I1
1)已用充电电流I1将所述蓄电池充电达9小时±3小时的周期；
2)已通过所述充电电流I1将所述蓄电池充电为具有目标电容CT；或
3)所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电60分钟到240分钟的周期T1之后具有其最高安培数Imax的15％或更小的安培数，
其中V1小于自然极化峰值电压VPP；
其中VPP与电压坪VP相关联，其中VP大于VBatt，且V1大于VP；
其中根据方程式(7)及不等式(8)计算CT
CT＝m×t0+Cmin(7)及
CT≤CR(8)
其中t0为将所述蓄电池从电压VBatt充电到V1所需要的时间，m为从0.01mAh/min到10mAh/min，Cmin为从5mAh到200mAh，且CR为所述蓄电池的额定电容。


2.根据权利要求1所述的方法，其中m为从0.1mAh/min到1mAh/min。


3.根据权利要求2所述的方法，其中m为从0.15mAh/min到0.45mAh/min。


4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中Cmin为从10mAh到200mAh。


5.根据权利要求4所述的方法，其中Cmin为从10mAh到20mAh。


6.根据权利要求5所述的方法，其中Cmin为从13mAh到17mAh。


7.根据权利要求1所述的方法，其中CR为至少20mAh。


8.根据权利要求7所述的方法，其中CR为从25mAh到150mAh。


9.根据权利要求1所述的方法，其中I1为实质上恒定的直到所述蓄电池被充电到电压V1为止。


10.根据权利要求9所述的方法，其中当所述蓄电池的初始SOC小于其额定电容的40％时，充电电流I1足以在从1分钟到300分钟的周期内将所述蓄电池充电到电压V1。


11.根据权利要求10所述的方法，其中当所述蓄电池的初始SOC小于其额定电容的40％时，充电电流I1足以在从5分钟到240分钟的周期内将所述蓄电池充电到电压V1。


12.根据权利要求1所述的方法，其中充电电流I1具有至少3mA的最高安培数Imax。


13.根据权利要求12所述的方法，其中充电电流I1具有从0.25mA到0.60mA的最小安培数Imin。


14.根据权利要求1到3或7到13中任一权利要求所述的方法，其进一步包括根据方程式(10a)计算剩余充电电容Crem：
Crem＝CT–(I1×t0)/60(10a)。


15.根据权利要求1所述的方法，其中V1大于1.80V。


16.根据权利要求15所述的方法，其中V1为从1.85V到2.05V。


17.根据权利要求1所述的方法，其中以不超过V1的±10％的偏差将充电电流I1维持在V1处。


18.根据权利要求1到3、7到13或15到17中任一权利要求所述的方法，其进一步包括步骤d5)：如果在从20分钟到60分钟的周期之后还未将所述蓄电池充电到为V1的至少75％的电压，那么抑制所述充电电流I1。


19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括步骤e5)：如果在从20分钟到60分钟的周期之后还未将所述蓄电池充电到为V1的至少75％的电压，那么激活警报。


20.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括步骤d6)：如果所述充电电流I1在从60分钟到240分钟的周期T1之后并非至少Imax±10％且所述蓄电池的开路电压OCV在至少2.0分钟的静置周期之后小于V1的93％，那么抑制所述充电电流I1。


21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括步骤e6)：如果所述充电电流I1在从60分钟到240分钟的周期T1之后并非至少Imax±10％且所述蓄电池的所述OCV在至少2.0分钟的静置周期之后小于V1的93％，那么激活警报。


22.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括
g)当所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电60分钟到240分钟的周期T1之后具有为其最高安培数Imax的20％或更小的安倍数时，激活警报。


23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括
g)在所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电60分钟到240分钟的周期T1之后具有为其最高安培数Imax的15％或更小的安培数时，激活警报。


24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括
g)当所述充电电流I1在用I1将所述蓄电池充电65分钟到75分钟的周期T1之后具有为其最高安培数Imax的11％或更小的安培数时，激活警报。...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·保尔达维什，T·W·伦肯，T·W·鲍尔斯，
申请(专利权)人：Z动力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US