充电装置及其方法制造方法及图纸

一种充电系统，其中在对所述充电电池充电的同时检测充电电池的充电特性，包括使用规定量的电流对所述充电电池进行充电，并且其中在检测到有关所述充电电池的预设状态时，使用比所述规定电流量小的电流随后对充电电池充电，此后当检测到有关所述充电电池的所述预设状态时，使用比上面刚刚所用电流量小的电流再进行充电电池的充电，重复所述操作直到所述充电电池达到大体上完成充电的状态。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于充电电池(secondary cell)的充电系统和一种充电电池充电装置，更具体地，涉及用来对充电电池充电的充电系统和充电电池充电装置，它们能使得充电电池达到接近充满的充电状态，也能使得充电电池始终高效率地运行，由此维护充电电池的长寿命。通常，诸如铅充电电池，镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂离子电池的充电电池在其使用寿命中可多次重新充电。当充电电池第一次重新充电的时候，重新充电过程要求多达几个小时。也就是，在对上述充电电池的重新充电过程的先有技术里，要求6小时或在极端情况甚至要求16小时来完成充电操作，即使使用所谓的快速充电，也要求1到2小时。过去，当对这种用作所希望目的称之为充电电池的可充电池重新充电时，尽管我们知道希望尽可能多地缩短充电时间，但由于化学反应发生在电池内的原理所引起的，充电电池里的内部温度升高和压力升高，因而会到达一极限，并且由于驱动大量电流在短时间里穿过电池不仅会损坏电池而且会导致电池特性即输出特性降低，这一方法不可取。然而，最近几年，在许多工业领域对这种充电电池的需求已增加，并且对能快速充电，最好甚至能瞬时充电的充电电池的需求正在增加，特别是在电池能量的损耗特别不受欢迎例如机床应用、医院的医疗设备等这些应用和移动电话的应用的情况下。因此，随着由充电电池供电的用户设备的增加，对能以分钟为单位而不是以小时为单位重新充电的充电电池的需求已经产生。在对充电电池的充电过程中，为避免造成对电池的难以挽回的损坏，需要提供快速重新充电的充电电池重新充电系统，它们没有一种能达到满意的结果。例如，在日本实审专利出版物(k Ok Ok U)No.62-23528和日本实审专利出版物(k Ok Ok U)No.62-23529中，公开了一种对诸如镍镉电池的充电电池充电的方法，其中在重新充电操作中观察电压波形的变化，预先存储了在这种电压波形中出现的多个转折点，当这些存储的多个转折点以规定的次序出现的时候，重新充电操作被中断。然而，在这一方法中，需要事先对每种电池存储充电操作中发生的电压波形变化，并需要用上述存储的有关这种要重新充电的电池的信息在进行充电操作前重写存储内容。另外这使得操作变复杂，根据进行充电的环境和例如电池的历史，电压输出波形将不会必然在顺序和幅度上与存储的信息匹配，这样进行精确充电和再充电操作是不可能的，这就使得进行高速充电操作而不引起电池性能的下降是相当困难的。在过去对上述充电电池的重新充电中，需要6到多达16小时来充电，即使使用所谓的快速充电，也需要1到2小时。过去，当对这种用作所希望目的的称之为充电电池的可充电电池重新充电时，尽管我们知道希望尽可能多地缩短充电时间，但由于化学反应发生在电池内的原理所引起的、充电电池里的内部温度升高和压力升高，因而会达到一极限，并且由于驱动大量电流在短时间里穿过电池不仅会损坏电池而且会导致电池的特性即输出特性降低，这一方法不可取。然而，最近几年，在许多工业领域对这种充电电池的需求已增加，并且对能快速充电、最好甚至能瞬时充电的充电电池的需求正在增加，特别是在电池能量的损耗特别不受欢迎例如机床应用、医院的医疗设备等这些应用和移动电话的应用的情况下。在上述充电电池的充电操作中，已产生了新的问题。具体地，特别是在快速充电的情形下，正在充电的充电电池的输出特性，例如输出电压特性曲线表现出特征现象。更具体地，在充电电池大体达到完全充电之前的充电状态下，在输出电压特性曲线上有一突起部(前峰)，这样在这种作为先有技术的方法即-△V方法(negative delta V)中，在上述前峰上充电停止，因而在充电电池中达到完全充电变得不可能。所谓-△V方法，就是在充电电池的输出电压里检测—峰值，这被认为是充电电池的完全充电状态，在该点充电停止；或者检测充电电池输出电压的升高率，当升高率降低或达到0时充电操作停止，因为这被认为是充电电池的完全充电状态。如图7所示的上述行为的原因是在快速充电的情况下有一基本问题即当以小于所要求的电流量的电流充电时在电池电压中产生一峰值，这一效应的程度对例如制造充电电池所处的环境特别敏感。因此，如果在这些条件下进行充电操作，充电电池的表面容量(apparent Capacity)减小，这在实际使用中引起很大问题。过去已提出用来解决这一问题的一种方法是用一小电流进行额外充电一给定时间。这种方法不能达到快速充电，并且这样有对充电电池过度充电的危险，由此引起充电电池的损坏。从实用的观点出发，在充电操作中，存在许多不等达到完全充电状态充电便被有意地停止的情形，在这种情形后使用电池，也就是放电，并使用几种充电电池，如果这种使用被重复，如上述的隆起状突出部(前峰)将发生在输出电压特性曲线上完全充电的80％(充电比)处，当上述充电方法重复时这一前峰变大，于是在以前的充电方法中，例如上面所述的，充电操作在上述前峰处停止，这引起电池容量减小的问题。另外，一旦前峰产生，在随后的充电操作中，因为充电操作在这一前峰停止，已知象存储效率的麻烦问题便会产生。这种前峰发生的原因还不为人所知，而由于在完全充电的70％到80％区域时电池里产生气体，因而怀疑原因在电池里的气体消耗量及在制造电池中使用的材料。当对一种在制造后立即存放很长时间并由此认为已不能激发的充电电池充电时，存在这样的情况，即显示出的充电特性完全不同于希望的特性。例如，存在这样的情形由于在充电中在充电电池的输出电压特性上没有出现波峰，要么充电操作停止要么不能停止导致过度充电，由此引起对充电电池的损坏；以及这样的情形在远早于规定的充电时间时，在输出电压特性曲线上出现了波峰，由此导致充电操作的过早停止。另一问题是充电电池不是单个的充电电池而是由多个电池串联而成的充电电池这样的情形，在这种情况下，以上述同样的方式，如图8所示，一峰p′会产生。与其类似，它在这种充电电池组的充电特性上的完全充电点处发生的真实峰值产生之前产生。我们知道这一波峰为伪峰P′。该伪峰P′产生的原因被认为是构成一组的多个充电电池的输出电压特性并不都是充一的，而是在电池的剩余容量或容量之间存在轻微差异。而且，由于每次这种充电和放电重复之后伪峰变大，因而在利用峰检测和电压升高率检测控制充电操作时存在很大的问题。这些问题的具体原因还未弄清。例如如图9所示，四个充电电池(A、B、C、D)串联构成一组，并且每个电压输出将性曲线表示在图9A到9D中，由这一组单充电电池构成的整个充电电池的输出电压特性曲线有一峰部P，例如表示在图9E中，该图表示图9A到9D所示的单个充电电池的输出电压特性曲线的合成。当充电电池具有带这样的伪峰的输出电压特性曲线而被充电时，由于在达到真实波峰之前在伪峰处充电停止，这就存在下面的问题；不可能将成组的充电电池充电到它应有的容量。也就是，当在单个电池的剩余容量上电池之间的变化超过一定量时，我们知道伪峰会产生。对于单个电池的剩余容量之间的差异可以想象得到的原因有，诸如(a)具有相互不同的自身放电特性的单个电池在被分为组状电池后存放起来的情况；(b)被分为一组并且具有相互不同的充电比的电池的充电在达到完全充电前被停止的情况，在此之后它们被放电，如此重复，当充电率高时这种效应特别明显；(c)在高电流水平上放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本通，尼尔·西蒙兹，
申请(专利权)人：急迫充电公司，
类型：发明
国别省市：