电子设备充电方法技术

本发明专利技术的一个方式的目的之一是防止电池的劣化或者降低电池的劣化的程度，同时最大限度地提高电池的充放电性能，长时间地维持电池的充放电性能。在锂离子二次电池等电池中发生各种异常或劣化的原因就是电极表面上生成的反应生成物，通过对该反应生成物施加电刺激，具体地，供应与形成反应生成物的电流相反的电流流过的信号(反向脉冲电流)来溶解反应生成物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种物体、方法或制造方法。或者，本专利技术设及一种工序（process)、机 器（machine)、制品（manufacture)或组合物（compositionofmatter)。例女日，本专利技术尤 其设及一种蓄电装置、二次电池、它们的驱动方法或它们的制造方法。例如，本专利技术尤其设 及一种电子设备及电子设备的充电方法。另外，本专利技术设及一种具有降低电子设备的劣化 的程度的功能的系统。 注意，在说明书中，电子设备是指能够通过利用电池（也称为蓄电装置）、导电层、 电阻、电容元件等而工作的所有装置。
技术介绍
-种电池的裡离子二次电池被用于广泛的用途，诸如移动电话的电源、于住宅用 蓄电系统的定置式电源、太阳能电池等的发电设施用的蓄电设备等。作为裡离子二次电池， 需要具有如下特性；高能量密度、优良的循环特性、在各种工作环境下的安全性W及高长期 可靠性等。 另外，裡离子二次电池至少具有正极、负极W及电解液（专利文献1)。 日本专利申请公开2012-9418号公报
技术实现思路
重复进行充电或放电会导致裡离子二次电池等电池的劣化，而使其容量逐渐减 少。并且，还有如下问题：最终电池的电压变为低于内置该电池的电子设备的使用可能区域 的电压，而使电池不能工作。 于是，本专利技术的目的之一是防止电池的劣化或者降低电池的劣化的程度，同时最 大限度地提高电池的充放电性能，长时间地维持电池的充放电性能。[000引另外，电池是难W预先预料每个个体的使用寿命的电化学装置。也有即使在电池 的制造时可W进行充放电而作为合格品出厂，但是之后因某个原因电池突然不工作的不良 品。 如此，本专利技术的目的之一是防止电池突然不工作，确保每个电池的长期可靠性，并 且实现高长期可靠性。另外，本专利技术的目的之一是通过解决该课题实现不需维护的电池。尤 其是，在定置式电源或蓄电设备中，有维修需要莫大的费用、劳力时间的问题。 另外，也有在电池的制造时可W进行充放电而作为合格品出厂，之后因某个原因 发热、膨胀、起火或爆炸的不良品的电池。于是，本专利技术的目的之一是确保电池的安全性。 另外，本专利技术的一个方式的目的之一是可W实现电池的急速充放电。 另外，本专利技术的一个方式的目的之一是通过提高充放电的效率实现电池的小型 化。或者，本专利技术的一个方式的目的之一是提供裡离子二次电池等电池的新颖的驱动方法、 充电方法或放电方法。注意，该些目的的记载不妨碍其它课题的存在。此外，本专利技术的一个 方式并不需要解决所有上述课题。另外，上述W外的课题自可从说明书、附图、权利要求书 等的记载显而易见，而可w从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出上述课题w外的课 题。 本专利技术者构想出一种新颖的概念，该概念是在裡离子二次电池等电池中发生各种 异常或劣化的原因就是电极表面上生成的反应生成物（也称为积垢），W及通过对该反应 生成物施加电刺激，具体地，施加供应与形成反应生成物的电流相反的电流的信号，来可W 溶解反应生成物。通过使用本专利技术的一个方式，可W在原理上实现没有劣化的电池。 供应反向电流的信号是指一种脉冲电流，也可W将它称为反向脉冲电流（reverse pulsecurrentorinversionpulsecurrent)。另外，反向脉冲电流不是连续且一直供应 的，而是短暂的电流或者只在瞬时（0. 1秒W上且3分W下，典型的是3秒W上且30秒W 下）连续地被供应的电流的信号的电流。也可W适当地设定供应反向脉冲电流的周期及反 向脉冲电流的强度。 下面，参照图1A至图1F说明在电极表面上形成积垢的机理及使该积垢溶解的机 理。 注意，积垢是指生成在电极表面上的反应生成物（包括分解反应生成物层、劣化 物、析出物等），诸如晶须等。劣化物是指构成要素（电极或电解液等）的一部分变质而劣 化的物质。另外，积垢也可W包括化合物。 另外，析出物是指使结晶或固体状物质从电极材料或液状的物质分离成的物质， 其形状可能成为膜状、粒状、须状等。[001引另外，晶须是指从结晶表面向其外侧保持须状成长的结晶。此外，有的晶须复杂地 成长，有的晶须分支为多个晶须。[001引图1A、图1B及图1C是截面示意图，该示意图依次示出在电极101表面上，典型的 是在负极表面上通过异常成长而形成了的反应生成物102a、102b、102c。 图lA是至少包括正极、负极及电解液的电池的一部分的示意图。 注意，为了便于说明，在图1A、图1B及图1C中只示出一个电极101和电解液的近 旁，电极101对应于图4A所示的负极404,电解液103对应于电解液406。 图4A所示的两个端子与充电器连接，对蓄电池400进行充电。随着进行蓄电池 400的充电，电极之间的电位差增大。在图4A中，将如下电流流过的方向作为正方向，该方 向是电流从蓄电池400的外部的端子向正极402流过，并且在蓄电池400中从正极402向 负极404流过，然后从负极404向蓄电池400的外部的端子流过的方向。就是说，将充电电 流流过的方向作为电流的方向。 在此，在图lA至图IF中，电极101也可W是正极或负极，下面作为负极进行说明。 图1A示出在期间tl中使电流流过负极和正极（在此未图示）之间，反应生成物102aW分 散的方式附着于作为负极的电极101上的情况。[002引图1B示出在期间t2似比tl长）中使电流流过负极和正极之间的情况。反应生 成物10化从附着的地方开始异常生长，并附着在整个表面上。 图1C示出在比期间t2长的期间t3中使电流流过的情况。与图1B所示的反应生 成物10化的突起部相比，图1C所示的反应生成物102c的突起部在与电极101垂直的方向 上生长得更长。另外，虽然图1B示出在与电极101垂直的方向上生长得更长的例子，但是 其形状不局限于此，既可W弯曲地生长而成为其一部分弯曲的形状，又可W由多个地方弯 曲而成为曲折的形状。另外，图1C所示的反应生成物102c的突起部的厚度d2比图1B所 示的反应生成物10化的突起部的厚度dl相等或更厚。 积垢不是随着供应电流的时间经过而均匀地附着于电极的整个表面上的。一旦积 垢开始附着，附着有积垢的地方就会比其他地方附着更多的积垢，其结果，附着在该地方的 大量的积垢生长为大的块状积垢。附着有大量积垢的地方的导电性比其他地方高。由此， 电流容易集中在附着有大量积垢的地方，其附近的生长比其他地方快。因此，附着有大量积 垢的地方和附着有少量的积垢的地方之间产生凹凸，如图1C所示，随着时间经过该凹凸变 大。最终，该大凹凸成为使电池劣化严重的原因。 在图1C所示的情况之后，通过施加供应与形成反应生成物的电流相反的电流的 信号，即，反向脉冲电流，溶解反应生成物。图1D示出刚供应反向脉冲电流后的情况，其中 如图1D的箭头方向所示从反应生成物102d的生长点开始溶解。该是由于如下缘故：当供 应反向脉冲电流时，生长点附近的电位梯度变睹峭而生长点优先地溶解。注意，生长点是反 应生成物l〇2d的表面的至少一部分，例如为尖端。 当在不均匀地附着有积垢而形成有凹凸的情况下，供应与形成积垢的电流相反的 电流被供应的反向脉冲电流时，电流集中在突起部而使积垢溶解。积垢溶解是指：使电极表 面上的附着有大量积垢的区域的积垢溶解来减少积垢大的部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备的充电方法，包括：第一电极；第二电极；以及所述第一电极和所述第二电极之间的电解液,所述方法包括：供应第一电流，该第一电流在第一期间中在第一方向上流过所述第一电极和所述第二电极之间；以及供应第二电流，该第二电流在第二期间中在第二方向上流过所述第一电极和所述第二电极之间，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此相反，供应所述第一电流而使反应生成物在所述第一电极上生长，并且，供应所述第二电流而使所述第一电极上的所述反应生成物溶解。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP