二次电池的充电方法、充电控制装置和二次电池制造方法及图纸

一种二次电池充电方法，其中：进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在第一预定电压V0下进行恒压充电，并且当充电电流从In变为(In‑ΔIn)时结束第一恒压充电，并且然后n增加1；通过将n增加1来重复进行该过程，其中在电压Vn＝Vn‑1+ΔVn下进行恒压充电，并且当充电电流从In变为(In‑ΔIn)时结束第n次恒压充电；并且结束其中电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电，从而结束恒压充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池的充电方法、充电控制装置和二次电池
本公开涉及二次电池的充电方法、充电控制装置和二次电池。
技术介绍
随着便携式电子设备等的广泛使用，锂离子二次电池被认为是用于其的电源的重要器件。此外，近年来，随着智能手机和可穿戴仪器的广泛应用，需要高安全性、高寿命、高能量密度等的锂离子二次电池。此外，在短时间内对锂离子二次电池充电，同时抑制长期使用时(循环劣化)时容量的劣化成为重要的问题。在这方面，作为现有技术的锂离子二次电池的充电方法，使用的方法有例如其中在恒流下开始充电并且在达到预定电压的时间点进行充电同时保持恒压的恒流恒压方法(CC-CV方法)；其中在恒流下开始充电并且在达到预定电压的时间点时通过逐步降低电流值进行充电的多级充电方法；以及其中在恒流下开始充电，在达到预定电压的时间点时停止供电电流，然后间歇地重复充电的逐步充电方法。此外，例如，在特开2011-024412中公开的充电方法中，使用可变充电曲线对锂离子二次电池进行快速充电。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2011-024412
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在现有技术的锂离子二次电池的充电方法中，在其中试图缩短充电时间的情况下，可能发生循环劣化。此外，在其中试图抑制循环劣化的情况下，会产生延长充电时间的问题。在特开2011-024412中公开的充电方法使用可变充电曲线，使得充电控制变得复杂。因此，本公开的目的是提供一种能够容易地实现缩短充电时间和/或抑制循环劣化的二次电池充电方法，而不考虑简单的充电控制方法，适用于执行二次电池充电方法的充电控制装置，以及其中能够容易地实现缩短充电时间和/或抑制循环劣化的二次电池。问题的解决方案为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种二次电池充电方法，其中进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在第一预定电压V0下进行恒压充电，当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第一恒压充电，并且然后n增加1，以及在电压Vn＝Vn-1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且完成其中电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止恒压充电。为了实现上述目的，根据本公开的第二方面，提供一种二次电池充电方法，其中当恒流充电中的恒电流值被认为是I0时，通过组合恒电流值k1·I0(条件是0.4<k1<1)和恒电流值I0进行恒流充电，然后进行恒压充电。为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种充电控制装置，其配置为控制二次电池的充电，所述充电控制装置对二次电池进行以下过程：进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在第一预定电压V0下进行恒压充电，当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第一恒压充电，并且然后将n加1，以及在电压Vn＝Vn-1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且完成其中电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止恒压充电。为了实现上述目的，根据本公开的第二方面，提供一种充电控制装置，其配置为控制二次电池的充电，所述充电控制装置对二次电池进行以下过程：当将恒流充电中的恒电流的值当做I0时，通过恒电流值k1·I0(条件是0.4<k1<1)和恒电流值I0的组合进行恒流充电，并且然后进行恒压充电。为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种二次电池在其上进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在第一预定电压V0下进行恒压充电，当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第一恒压充电的过程，并且然后将n增加1，以及在电压Vn＝Vn-1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且进行完成其中电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止恒压充电。为了实现上述目的，根据本公开的第二方面，提供一种二次电池在其上进行当将恒流充电中的恒电流的值当做I0时，通过恒电流值k1·I0(条件是0.4<k1<1)和恒电流值I0的组合进行恒流充电，然后进行恒压充电的过程。专利技术效果在根据本公开的第一方面的二次电池充电方法，根据本公开的第一方面的充电控制装置或根据本公开的第一方面的二次电池中，由于进行恒流充电直到达到第一预定电压V0的操作或过程，然后在第一预定电压V0下进行恒压充电，因此当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第一恒压充电的过程，并且然后将n增加1，以及在电压Vn＝Vn-1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且进行完成其中电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止恒压充电，即使在其中试图缩短充电时间的情况下也不会发生循环劣化，并且即使在其中试图抑制循环劣化的情况下也不会延长充电时间。即，在恒压充电步骤中，充电电压逐步增加，使得电流值在充电期间在高电位范围内逐步降低。例如，在其中将锂离子二次电池配置为二次电池的情况下，在其中正极的电位与负极的电位之间的电位差较大的充电电压范围内，锂离子的扩散失效被抑制。因此，抑制了与包括锂的沉淀的副反应的增加一致的容量衰减。此外，通过负极中的锂沉淀的均匀化，缩短了直到充电完成所需的时间。此外，对于恒压充电步骤足以预先确定第一预定电压V0，第二预定电压VN、ΔVn和ΔIn，并且因此可以实现充电控制的简化。此外，抑制了负极的表面上的锂沉淀，因此二次电池的厚度的变化(增加)被抑制。在根据本公开第二方面的二次电池充电方法、根据本公开的第二方面的充电控制装置或根据本公开的第二方面的二次电池中，由于通过恒电流值进行k1·I0(条件是0.4<k1<1)和恒电流值I0的组合进行恒流充电，因此可抑制循环劣化。顺便提及，本说明书中描述的效果仅是示例而不是限制，并且附加效果可被证明。附图说明[图1]图1是实施例1和实施例2的层压膜型锂离子二次电池的示意性分解透视图。[图2]图2A是与图1所示的状态不同的实施例1和实施例2的层压膜型锂离子二次电池的示意性分解透视图，且图2B是沿图1和图2A的箭头A-A截取的实施例1和实施例2的层压膜型锂离子二次电池的螺旋卷绕电极体(结构)的示意性截面图。[图3]图3A是示出图1所示的螺旋卷绕电极体的放大部分的示意性局部截面图，图3B是用于描述与绝缘材料的布置有关的第一方面的示意性截面图，图3C是用于描述与绝缘材料的布置有关的第二方面的示意性局部截面图，且图3D是用于描述与绝缘材料的布置有关的第三方面的示意性局部截面图。[图4]图4是本公开的实施例1中的锂离子二次电池的应用实施例(电池组：单电池)的示意性分解透视图。[图5]图5是示出在其中将实施例1和实施例2所述的本公开的二次电池应用于电池组的情况下的电路配置实施例的框图。[图6]图6A、图6B和图6C分别是示出实施例3中的本公开的应用实施例(电动车辆)的配置的框图，示出实施例3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池充电方法，其中进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在所述第一预定电压V0下进行恒压充电，当充电电流从In变为(In‑ΔIn)时完成第一恒压充电，并且然后n增加1，以及在电压Vn＝Vn‑1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In‑ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且完成其中所述电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止所述恒压充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.06 JP 2015-155738;2016.04.19 JP 2016-083471.一种二次电池充电方法，其中进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在所述第一预定电压V0下进行恒压充电，当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第一恒压充电，并且然后n增加1，以及在电压Vn＝Vn-1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且完成其中所述电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止所述恒压充电。2.一种二次电池充电方法，其中当将恒流充电中的恒电流的值当做I0时，通过恒电流值k1·I0(条件是0.4<k1<1)和恒电流值I0的组合进行恒流充电，并且然后进行恒压充电。3.根据权利要求2所述的二次电池充电方法，其中进行恒流充电直到达到第一预定电压V0，然后在第一预定电压V0下进行恒压充电，当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第一恒压充电，并且然后n增加1，以及在电压Vn＝Vn-1+ΔVn下进行恒压充电，通过将n增加1，重复当充电电流从In变为(In-ΔIn)时完成第n次恒压充电的步骤，并且完成其中所述电压Vn的值达到第二预定电压VN(>V0)的第N次恒压充电以终止所述恒压充电。4.根据权利要求2所述的二次电池充电方法，其中在所述恒电流值I0下进行恒流充电，并且然后在所述恒电流值k1·I0下进行恒流充电。5.根据权利要求2所述的二次电池充电方法，其中通过与恒电流值k2·I0(条件是1<k2<1.6)的组合进一步进行恒流充电。6.根据权利要求5所述的二次电池充电方法，其中在所述恒电流值I0下进行恒流充电之前，在所述恒电流值k2·I0下进行恒流充电。7.根据权利要求2所述的二次电池充电方法，其中当将在所述恒电流值I0下的恒流充电期间的负极扩散时间常数的平均值当做A(秒)且将在所述恒电流值k1·I0下的恒流充电期间的负极扩散时间常数的平均值当做B(秒)时，满足以下不等式0.1≤B/A≤5。8.根据权利要求1或2所述的二次电池充电方法，其中在完成恒流充电时的SOC值为30％或更大以及90％或更小，条件是，通过以下等式限定所述SOC值SOC值＝(已经充电的电量)/(完全充电容量)×100(％)。9.根据权利要求8所述的二次电池充电方法，其中在完成恒流充电时的所述SOC值为70％或更大以及90％或更小。10.根据权利要求8所述的二次电池充电方法，其中在完成恒流充电时的所述SOC值随充电和放电循环次数的增加而降低。11.根据权利要求1或3所述的二次电池充电方法，其中满足以下不等式0.95×VN≤V0≤0.99×VN。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀内优努，清水良史，田中雅洋，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP