充电方法和充电装置制造方法及图纸

对必须恒压充电的锂离子电池等２次电池进行充电时，在规定状态下检测２次电池的电压和充电电流等，根据该检测状态控制进行充电的电压、其充电时间或充电中止时间、或充电电路的连接状态等，能将２次电池良好地充电到满充电或接近满充电的状态，同时能良好地进行该被充电的电池的再充电，能有效地防止２次电池特性的劣化。（*该技术在2021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2次电池的充电方法及充电装置，特别是涉及适用于锂离子电池等必须恒压充电的2次电池的优异的充电方法及充电装置。
技术介绍
迄今，作为可以充电的电池即2次电池，且作为必须恒压充电的2次电池，已开发出锂离子电池。该锂离子电池按照例如附图说明图1所示的特性进行充电。图1是一般的锂离子电池的充电电流、电压与时间的关系特性曲线图，从充电开始到电池电压达到规定电位为止，使充电电流为一恒定电流进行充电。进行该恒流充电时，电池电压V上升，电压超过规定值时，切换成恒压充电。这时，供给例如与锂离子电池满充电时(即100％充电时)的电池电压相当的电压V1。对锂离子电池进行这种恒压充电，电池电压上升到电压V1，但随着该充电的进行，充电电流I逐渐减小。当该充电电流I减小到规定值时，便断定锂离子电池已100％地被充电(已充电到接近100％的状态)，停止供给充电电流。这样进行充电，锂离子电池能高效地充电到100％。可是，如上所述，开始进行恒流充电，然后切换成恒压充电，这是锂离子电池几乎没有充电余量的状态，电池有充电余量时，在不使充电电流减小的状态下进行恒压充电，必须防止用大电流进行快速充电时造成2次电池的特性恶化。因此，在开始充电前，需要检测充电电池的状态，检测其余量。为了进行该余量的检测，在充电开始时进行称为预充电的小电流充电，检测这时的电池电压等，进行检测电池余量的处理。图2是表示现有的能进行这种预充电的充电装置的电路结构之一例图，将二极管2的阳极连接在构成开关电源的开关用变压器1的2次侧(1次侧省略)的一端，用电容器3连接该二极管2的阴极和变压器1的2次侧的另一端，得到用二极管2进行整流和用电容器3进行平滑的规定电压的直流电源。而且将二极管2的阴极通过通断开关SW1连接在该充电装置上安装的2次电池(锂离子电池)4的一端(正极)上，将该2次电池4的另一端(负极)连接在开关用变压器1的2次侧的另一端。另外，将通断开关SW2和电阻器5的串联电路与通断开关SW1并联连接起来。这时，由控制电路6控制开关SW1及SW2的通断。该控制电路6从开关用变压器1的2次侧供电，利用该电源进行工作。而且该控制电路可利用图中未示出的任何一种方法(例如检测电池电压)来检测2次电池4的状态。其次，说明由控制电路6进行的控制，假定充电开始时开关SW2处于闭合状态，开关SW1处于断开状态。这样一来，电阻器5呈串联在2次电池4上的状态，于是从开关用变压器1的2次侧供电，向2次电池4供给的充电电流减少相当于该电阻器5损失的部分，用小电流进行预充电。而且，控制电路6检测在该预充电状态下2次电池4的电池电压等的电池状态，当断定该检测到的状态是余量已减小到能进行快速充电的程度的状态时，使开关SW1呈关闭状态，使开关SW2呈断开状态，在没有电阻器5产生的损失的状态下向2次电池4供给充电电流，开始用大电流进行快速充电。这里，将开关SW1闭合时的充电特性和将开关SW2闭合时的充电特性示于图3，作为将开关SW1闭合时的充电特性能以一定的电压流过较大的电流。而且，作为将开关SW2闭合时的充电特性呈能将电流值抑制在小值的特性。这样，设置多个使充电电流流过的路径，使充电电流变化进行预充电，存在充电装置的结构变得复杂的不理想情况。作为现有的能进行预充电的另一充电装置的结构有如图4所示的电路结构。在该电路的情况下，将该二极管2的阴极通过通断开关SW3连接在该充电装置上安装的2次电池(锂离子电池)4的一端(正极)上，将该2次电池4的另一端(负极)连接在开关用变压器1的2次侧的另一端。而且，由控制电路7控制开关SW3的通断。该控制电路7从开关用变压器1的2次侧供电。而且该控制电路可利用图中未示出的任何一种方法(例如检测电池电压)来检测2次电池4的状态，根据该检测状态，控制开关SW3的通断。其次，说明开关SW3的控制状态，在进行通常的充电(快速充电等)时，使开关SW3连续处于闭合状态，用小电流进行预充电时，反复进行开关SW3的通断。即，例如如图5所示，充电开始时进行预充电时，反复进行开关SW3的通断，用规定的电流值I断续地向2次电池4供电，使平均充电电流下降，呈用小电流进行预充电Pre的状态。然后，从预充电切换到通常的充电时，使开关SW3连续处于闭合状态，连续地用规定的电流值I进行充电。如果使开关这样断续地通断进行充电，则只设1个开关就能进行通常的充电和预充电，但由该开关的通断进行预充电时，开关在通断切换时的峰值电流传给控制电路7，使得控制电路7的工作受到不良影响的可能性变大。因此，这种使开关反复通断进行的预充电不好。专利技术的公开本专利技术就是鉴于这样的问题而开发的，其第1个目的在于不使电池劣化，能有效地利用电池容量。第2个目的在于用简单的结构良好地进行充电等时电池状态的检测。第3个目的在于即使有电池状态的检测误差，也不会使电池劣化而能良好地充电。第4个目的在于在2次电池满充电状态下，能防止从2次电池进行无用的放电。专利技术的第1方面一种充电方法，其特征在于包括以下工序在将低压充电用电源供给上述2次电池的状态下，检测控制向上述2次电池供给充电用电源的开始及停止的开关装置的一端及另一端之间的电位或上述2次电池的一端及另一端之间的电位的工序，根据该检测的电位，设定上述开关装置处于接通状态，同时使供给上述2次电池的充电用电源达到规定电位，开始对上述2次电池充电的工序。本专利技术的第2方面是在本专利技术的第1方面的充电方法中，其特征在于作为上述开关装置，使用场效应晶体管，使该场效应晶体管的一端及另一端之间的阻抗值高，进行上述电位的检测本专利技术的第3方面是在本专利技术的第1方面的充电方法中，其特征在于将检测上述电位时的上述充电用电源的电位设定为在控制上述开关装置所必要的最低电压值附近的值。本专利技术的第4方面是在本专利技术的第1方面的充电方法中，其特征在于随着上述充电开始后的上述2次电池的一端及另一端之间的电位的上升，使上述充电用电源的电位上升。本专利技术的第5方面是在本专利技术的第1方面的充电方法中，其特征在于随着上述充电开始后的上述2次电池的一端及另一端之间的电位的上升，使上述充电用电源的电位按多个阶段变化上升。本专利技术的第6方面是在本专利技术的第1方面的充电方法中，其特征在于使检测上述电位时的上述充电用电源的电位降低到控制上述开关装置所必要的最低电压以下，同时用电荷蓄积装置蓄积该充电用电源，用上述开关装置确保进行对应的控制所必要的电位。本专利技术的第7方面的一种充电装置，其特征在于备有将规定的充压用电源供给上述2次电池的电源电路、连接在上述电源电路和上述2次电池之间用来控制充电的开始及停止的开关装置、在从上述电源电路供给低压的充压用电源的状态下检测上述开关装置的一端和另一端之间的电位或上述2次电池的一端和另一端之间的电位的检测装置、以及根据上述检测装置检测到的电位设定上述开关装置处于接通状态，同时使上述电源电路的输出电压成为规定电位，开始对上述2次电池充电的充电控制装置。本专利技术的第8方面是在本专利技术的第7方面的充电装置中，其特征在于作为上述开关装置，使用场效应晶体管，使该场效应晶体管的一端及另一端之间的阻抗值高，用上述检测装置检测电位。本专利技术的第9方面是在专利技术的第7方面的充电装置中，其特征在于将用上述检测装置进行检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电方法，其特征在于包括以下工序：在将低压充电用电源供给上述２次电池的状态下，检测控制向上述２次电池供给充电用电源的开始及停止的开关装置的一端及另一端之间的电位或上述２次电池的一端及另一端之间的电位的工序，根据该检测的电位，设定 上述开关装置处于接通状态，同时使供给上述２次电池的充电用电源达到规定电位，开始对上述２次电池充电的工序。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-28 170230/96;JP 1995-8-10 204686/95;JP 11.一种充电方法，其特征在于包括以下工序在将低压充电用电源供给上述2次电池的状态下，检测控制向上述2次电池供给充电用电源的开始及停止的开关装置的一端及另一端之间的电位或上述2次电池的一端及另一端之间的电位的工序，根据该检测的电位，设定上述开关装置处于接通状态，同时使供给上述2次电池的充电用电源达到规定电位，开始对上述2次电池充电的工序。2.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于作为上述开关装置，使用场效应晶体管，使该场效应晶体管的一端及另一端之间的阻抗值高，进行上述电位的检测。3.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于将检测上述电位时的上述充电用电源的电位设定为在控制上述开关装置所必要的最低电压值附近的值。4.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于随着上述充电开始后的上述2次电池的一端及另一端之间的电位的上升，使上述充电用电源的电位上升。5.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于随着上述充电开始后的上述2次电池的一端及另一端之间的电位的上升，使上述充电用电源的电位按多个阶段变化上升。6.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于使检测上述电位时的上述充电用电源的电位降低到控制上述开关装置所必要的最低电压以下，同时用电荷蓄积装置蓄积该充电用...

【专利技术属性】
技术研发人员：永井民次，小泽和典，铃木邦治，山崎和夫，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]