JP2005019385A - 非水電解質二次電池の充電方法および充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】非水電解質二次電池の寿命特性を向上させる充電方法を提供する。
【解決手段】リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池の充電方法において、二次電池の開回路電圧を検出し、検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定し、前記判定に応じて、検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、検出値が領域Ｃに含まれる場合には、前記二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池の寿命特性を向上させることのできる充電方法および充電器に関する。

アルカリ水溶液系の電解液を含む二次電池においては、正極活物質として用いられる水酸化ニッケルの相転移によるメモリー効果（不活性化）を解消する手段として、充電器にセット後に、二次電池を強制放電させる方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

一方、非水溶媒系の電解液を含む二次電池（非水電解質二次電池）においては、電極に用いられる材料に、メモリー効果のような不具合は認められない。そのため、充電器にセット後に、電池電圧をチェックし、充電終止電圧以上もしくは短絡を示唆する低電圧以下のいずれでもない場合には、直ちに充電を開始する充電方法が一般的である。

近年、携帯電話を中心に、非水電解質二次電池の主電源としての用途が拡大している。それに伴い、非水電解質二次電池においても、残存容量が多い状態で充電を行うと、電池容量の低下が大きくなることが明らかになってきた。このような容量低下の原因は、詳細は明らかではないが、次のように考えられている。

すなわち、リチウムイオン二次電池の負極は、正極よりもサイズが大きい。従って、充電状態で放置されているリチウムイオン二次電池の場合、負極に吸蔵されているリチウムイオンが、正極と対向しない負極位置に拡散する。そのように拡散したリチウムイオンは、放電に寄与できなくなると考えられる（特許文献３）。
特開平７−１４６１３号公報 特開平８−３３２２１号公報 特開２００３−３６８９１号公報

特許文献３では、非水電解質二次電池の容量低下を抑制するために、電池電圧の測定と、定電流放電と、放電後電池の放置とを、繰り返し、電池電圧が所定電圧以下になってから充電を行う方法が提案されている。しかし、このような方法は、以下の問題を有する。

一律に所定電圧以下になるまで電池の強制放電を行う場合、残存容量が少なければ問題はない。しかし、残存容量が多いと、強制放電に要する時間が長くなり、充電を完了するまでに長時間を要するという問題がある。容量が８０％以上も残されている状態の二次電池が充電器にセットされることも希ではない。顧客の使い勝手を考慮すれば、上記方法は実用的ではない。

また、一律に強制放電を行うと、当然、充放電サイクルの繰り返し回数も多くなる。そのため、結局、活物質の劣化などの他の要因に基づく容量低下を引き起こす。従って、寿命特性を向上させるという目的を達することはできなくなる。

さらに、残存容量が多い状態で強制放電することは、多量のエネルギーを浪費することに等しい。このような方法は、多くの環境問題やエネルギー問題を抱える現代社会において、推奨し得る方法ではない。

本発明は、上記諸問題を鑑みて成されたものであり、非水電解質二次電池の寿命特性を向上させることのできる充電方法および充電器に関する。

すなわち、本発明は、リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池の充電方法であって、（ａ）前記二次電池の開回路電圧を検出し、検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する工程、および（ｂ）前記判定に応じて、〔イ〕検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、〔ロ〕検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、〔ハ〕検出値が領域Ｃに含まれる場合には、前記二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う工程、を有する充電方法（以下、充電方法Ｘともいう）に関する。

本発明は、また、リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池を複数個直列に接続して充電する充電方法であって、（ａ）少なくとも１つの二次電池の開回路電圧を検出し、検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する工程、および（ｂ）前記判定に応じて、〔イ〕いずれかの検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、〔ロ〕すべての検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、〔ハ〕いずれかの検出値が領域Ｃに含まれる場合には、いずれかの二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う工程、を有する充電方法（以下、充電方法Ｙともいう）に関する。

本発明は、また、リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池の充電を行う充電器であって、（ａ）前記二次電池の開回路電圧を検出する電圧検知手段、（ｂ）検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する判定手段、および（ｃ）前記判定に応じて、〔イ〕検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、〔ロ〕検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、〔ハ〕検出値が領域Ｃに含まれる場合には、前記二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う選択的充電手段、を有する充電器（以下、充電器Ｘともいう）に関する。

本発明は、さらに、リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池を複数個直列に接続して充電する充電器であって、（ａ）少なくとも１つの二次電池の開回路電圧を検出する電圧検知手段、（ｂ）検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する判定手段、および（ｃ）前記判定に応じて、〔イ〕いずれかの検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、〔ロ〕すべての検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、〔ハ〕いずれかの検出値が領域Ｃに含まれる場合には、いずれかの二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う選択的充電手段、を有する充電器（以下、充電器Ｙともいう）に関する。

充電器ＸおよびＹにおいて、電圧検知手段、判定手段および選択的充電手段の２つ以上は、１つの装置に組み込まれていてもよい。

前記所定値Ｘは、前記二次電池において推奨される充電終止電圧±０．０３Ｖ以内の値が好適である。
前記所定値Ｘは、前記二次電池の公称電圧の±１％の値が好適である。
前記所定値Ｙは、前記二次電池の残存容量が公称容量の２０％以下のときの値が好適である。
前記所定値Ｚは、２．７Ｖ以上２．９Ｖ以下の値が好適である。

充電方法Ｘにおいては、二次電池の閉回路電圧が、所定値Ｘに達したときに、充電を停止することが好ましい。
充電方法Ｙにおいては、いずれかの二次電池の閉回路電圧が、所定値Ｘに達したときに、充電を停止することが好ましい。

本発明によれば、時間的およびエネルギー的に効率よく非水電解質二次電池の充電を行うことができるとともに、充放電の繰り返しに伴う容量低下を抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、非水電解質二次電池の充電方法を説明するためのフローチャートであり、図２は、充電装置の回路図である。この回路は、放電回路１３と充電回路１４とを具備する。充電装置に非水電解質二次電池１１をセットすると、二次電池１１は、その開回路電圧を検出するための電圧検知部を具備する処理部１２と並列接続される。処理部１２は、また、電圧の検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する判定回路等の判定部を備えている。

充電回路１４と外部電源１５とは閉回路を構成している。二次電池１１の充電時には、切替回路１６の動作により、充電回路１４と二次電池１１とが閉回路を構成する。その結果、二次電池１１は、充電回路１４を介して外部電源１５とも閉回路を構成する。一方、二次電池１１の放電時には、切替回路１６の動作により、放電回路１３と二次電池１１とが閉回路を構成する。

二次電池１１の負極、放電回路１３の負極側端子および充電回路１４の負極側端子は、それぞれ外部電源１５の負極端子と同電位を有する。二次電池１１の正極、放電回路１３の正極側端子および充電回路１４の正極側端子は、それぞれ切替回路１６が具備する所定の端子１７、１８および１９と接続されている。

切替回路１６は、二次電池１１の正極と放電回路１３の正極側端子との間の接続を制御する放電スイッチと、二次電池１１の正極と充電回路１４の正極側端子との接続を制御する充電スイッチとを具備する。放電スイッチがＯＮされると、二次電池１１の正極と放電回路１３の正極側端子とが接続され、放電スイッチがＯＦＦされると、その接続が切断される。また、充電スイッチがＯＮされると、二次電池１１の正極と充電回路１４の正極側端子とが接続され、充電スイッチがＯＦＦされると、その接続が切断される。

切替回路１６は、二次電池１１の電圧を検出する電圧検知部および検出値が電圧領域Ａ、ＢおよびＣのいずれに含まれるかを判定する判定部を有する処理部１２と相互に連絡し合っている。判定部における判定結果によって、切替回路１６が制御される。なお、判定部は、切替回路１６が備えていてもよく、その場合には、電圧検出値の情報が、そのまま切替回路１６に伝達される。

切替回路１６の放電スイッチがＯＮされて、二次電池１１の正極と放電回路１３の正極側端子とが接続されると、放電回路１３は、二次電池１１をその閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電させる。放電中の二次電池１１の閉回路電圧は、放電回路１３または処理部１２などによりモニタされ、電圧が所定値Ｚ以下に達した時点で、放電スイッチがＯＦＦされて、放電回路１３の正極側端子と二次電池１１の正極との接続が切断される。

一方、切替回路１６の充電スイッチがＯＮされて、二次電池１１の正極と充電回路１４の正極側端子とが接続されると、充電回路１４は、二次電池１１をその閉回路電圧が所定値に達するまで充電する。充電中の二次電池１１の閉回路電圧は、充電回路または処理部１２などによりモニタされ、電圧が所定値に達した時点で、充電スイッチがＯＦＦされて、充電回路１４の正極側端子と二次電池１１の正極との接続が切断される。

充電と放電の両方を停止する場合には、放電スイッチおよび充電スイッチの両方がＯＦＦされる。
切替回路１６が、上記のようなスイッチ機能を制御する制御部を備える場合、その制御部には、処理部１２などから必要な情報が入力される。
なお、電圧検知部、判定部および制御部は、マイクロコンピュータ、ワイヤードロジック回路等によって構成することができる。

次に、上記充電装置を用いる場合を例にとって、本発明の充電方法の一例について、図１のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、二次電池１１を充電装置にセットする（Ｓ₀）。すると、切替回路１６が両スイッチをＯＦＦにした状態で、処理部１２の電圧検知部が二次電池の開回路電圧を検出する。

次いで、検出値（ＯＣＶ）が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙを超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを、処理部１２の判定部が判定する（Ｓ₁）。

判定の結果、Ｘ≦ＯＣＶの場合、二次電池１１は満充電状態と考えられる。その場合、それ以上の充電は不要であるから、切替回路１６は充電を停止する。このとき、充電スイッチと放電スイッチの両方はＯＦＦ状態のままである。

また、Ｙ＜ＯＣＶ＜Ｘの場合、切替回路１６は、充電スイッチをＯＮにするとともに、放電スイッチをＯＦＦにする。その結果、充電が開始される（Ｓ₂）。
そして、充電開始から所定時間経過後に二次電池１１の閉回路電圧（ＣＣＶ）が測定される（Ｓ₃）。ＣＣＶが所定値Ｘに達していない場合には、再度充電が開始される。一方、ＣＣＶが所定値Ｘに達している場合には、充電が停止される（Ｓ₄）。ステップＳ₂およびＳ₃は、ＣＣＶが所定値Ｘに達するまで繰り返される。

ステップＳ₁において、判定の結果、ＯＣＶ≦Ｙの場合、切替回路１６は、充電スイッチをＯＦＦにするとともに、放電スイッチをＯＮにする。その結果、放電が開始される（Ｓ₁₂）。

そして、放電開始から所定時間経過後に二次電池１１の閉回路電圧（ＣＣＶ）が測定される（Ｓ₁₃）。ＣＣＶが所定値Ｚに達していない場合には、再度放電が開始される。一方、ＣＣＶが所定値Ｚに達している場合には、切替回路１６は、充電スイッチをＯＮにするとともに、放電スイッチをＯＦＦにする。その結果、充電が開始される（Ｓ₂）。ステップＳ₁₂およびＳ₁₃は、ＣＣＶが所定値Ｚに達するまで繰り返される。

所定値Ｘとしては、二次電池において推奨される充電終止電圧±０．０３Ｖ以内の値が好適である。また、二次電池の公称電圧±１％の値であれば採用することができる。

また、所定値Ｙは、二次電池の公称容量に対する残存容量に基づいて決定することが好ましい。なお、公称容量は、通常、２０℃で定電流−定電圧充電の後、電池の定電流放電を行うことにより求められる。具体的には、公称容量を求める場合と同じ条件で電池を充電し、その後、公称容量を求める場合と同じ条件で、残存容量が公称容量の２０％になるまで電池を放電する。所定値Ｙは、こうして得られた残存容量が公称容量の２０％のときの電圧以下とすることが好ましい。また、リフレッシュに要する時間を短縮する観点からは、残存容量が公称容量の１０％のときの電圧以下とすることが好ましい。

所定値Ｙをあまり大きい値に設定すると、残存容量が多い状態で充電を行う回数が多くなり、サイクルの繰り返しによる容量劣化を防止する効果が小さくなる。所定値Ｙとしては、残存容量が公称容量の０〜２０％のいずれかであるときの値が好適である。

また、所定値Ｚは、二次電池の過放電を防止する観点から、２．７Ｖ以上２．９Ｖ以下のいずれかの値が好適である。２．９Ｖより高いとリフレッシュ放電の効果が小さくなり、２．７Ｖより低いと過放電となって電池特性が低下する可能性がある。

図３に、コバルト酸リチウムを正極活物質とする正極およびグラファイトを負極活物質とする負極を具備するリチウムイオン二次電池（以下、電池Ｐという）の０．２Ｃ電流での放電カーブを示す。ここで、充電では、１Ｃの定電流で４．２Ｖまで定電流充電の後、電流値が０．０５Ｃになるまで定電圧充電を行った。電池Ｐの公称容量は８５０ｍＡｈであり、０．２Ｃ電流は、１７０ｍＡである。なお、公称容量は、正極活物質から求められる理論容量をベースに決定される。

図３より、電池Ｐを満充電状態から０．２Ｃ電流で約２４０分間放電したとき、すなわち残存容量が公称容量の２０％のとき、ＯＣＶが３．７５Ｖ付近にあることがわかる。従って、所定値Ｙとして、例えば３．７５Ｖ以下の値が好適であると言える。

なお、非水電解質二次電池の正極活物質として用いられるリチウム含有複合酸化物としては、コバルト酸リチウムの他に、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄などが挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。また、負極活物質であるリチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料としては、グラファイト、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、炭素繊維等の炭素材料が好ましい。また、グラファイトとしては、各種の人造黒鉛および天然黒鉛が用いられている。電池の充放電時において、グラファイトからなる負極の電位曲線は、比較的平坦である。そのため、対向する正極の電位によって、電池の充放電状態を検知しやすく、充放電の制御も比較的容易である。

次に、複数の非水電解質二次電池を同時に充電する場合の一例について説明する。
図４は、複数の非水電解質二次電池の充電方法を説明するためのフローチャートであり、図５は、充電装置の回路図である。なお、図２に示した装置と同じ機能を有する構成要素には、図２と同じ番号を付記する。

この回路は、２並列×２直列の二次電池群を同時に充電する場合を示している。並列接続された２個の二次電池１１ａおよびｂは、それらの開回路電圧を検出するための第１電圧検知部を具備する第１処理部１２ａと並列接続されている。同じく並列接続された２個の二次電池１１ｃおよびｄは、それらの開回路電圧を検出するための第２電圧検知部を具備する第２処理部１２ｂと並列接続されている。そして、二次電池１１ａおよびｂの対と、二次電池１１ｃおよびｄの対とが、直列に接続されている。また、第１処理部および第２処理部は、それぞれ電圧の検出値が、電圧領域Ａ、ＢおよびＣのいずれに含まれるかを判定する第１判定部および第２判定部を具備する。

ここで、並列接続された２個の二次電池は、これらを合わせて１個の二次電池と見なされる。すなわち、本発明においては、並列接続された複数の二次電池は、１個の二次電池として取り扱われる。このことは、本発明が並列接続された複数の二次電池を充電する充電方法および充電器を含み、本発明がこれらを排除しないことを意味する。

第１処理部１２ａおよび第２処理部１２ｂは、それぞれ切替回路１６と相互に連絡し合っており、第１および第２電圧検知部における判定結果が切替回路１６に伝達される。

なお、判定回路等の判定部は、切替回路１６が備えていてもよく、その場合には、開回路電圧の検出値がそのまま切替回路１６に伝達される。図５の回路は、以上の点以外は、図２と同様の構成を有する。

次に、上記充電装置を用いる場合を例にとって、本発明の充電方法の一例について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、二次電池１１ａ〜ｄを充電装置にセットする（Ｓ₀）。すると、切替回路１６が、充電スイッチと放電スイッチの両方をＯＦＦにした状態で、第１処理部１２ａの第１電圧検知部が、二次電池１１ａおよび１１ｂからなる並列電池の開回路電圧を測定する。

そして、電圧の検出値（ＯＣＶ）が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙを超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかが、第１処理部１２ａの判定部により判定される（Ｓ₁）。

判定の結果、Ｘ≦ＯＣＶの場合、二次電池１１ａおよび１１ｂからなる並列電池は満充電状態と考えられ、それ以上の充電は過充電となる。そのため、切替回路１６により、充電は停止される。このとき、充電スイッチと放電スイッチの両方はＯＦＦ状態のままである。

一方、Ｙ＜ＯＣＶ＜Ｘの場合、続いて、第２処理部１２ｂの第２電圧検知部が、二次電池１１ｃおよび１１ｄからなる並列電池の開回路電圧を測定し、第２処理部１２ｂの判定部が検出値を判定する（Ｓ₂）。

判定の結果、Ｘ≦ＯＣＶの場合、二次電池１１ｃおよび１１ｄからなる並列電池は満充電状態と考えられ、それ以上の充電は過充電となる。そのため、切替回路１６により、充電は停止される。このとき、充電スイッチと放電スイッチの両方はＯＦＦ状態のままである。

第２電圧検知部における検出値が、Ｙ＜ＯＣＶ＜Ｘの場合、２つの並列電池は、いずれも満充電状態ではない。従って、それ以上の充電を行うことができる。そして、２つの並列電池のいずれかの電圧が所定値Ｘに達した時点で充電を停止すれば、二次電池１１ａ〜ｄのいずれも過充電になることはない。

そこで、切替回路１６は、充電スイッチをＯＮにするとともに、放電スイッチをＯＦＦにする。その結果、充電回路１４により、二次電池１１ａ〜ｄの充電が開始される（Ｓ₃）。

そして、充電開始から所定時間経過後に、二次電池１１ａおよび１１ｂからなる並列電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）が測定され（Ｓ₄）、ＣＣＶが所定値Ｘに達している場合には、充電が停止される（Ｓ₆）。

一方、ＣＣＶが所定値Ｘに達していない場合には、引き続き二次電池１１ｃおよび１１ｄからなる並列電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）が測定され、検出値が判定される（Ｓ₅）。判定の結果、ＣＣＶが所定値Ｘに達している場合には、充電が停止される（Ｓ₆）。

一方、ＣＣＶが所定値Ｘに達していない場合には、いずれの並列電池も未だ満充電に達していないため、再度充電が行われる（Ｓ₃）。Ｓ₃〜Ｓ₅は、いずれかの並列電池のＣＣＶが所定値Ｘに達するまで繰り返される。

ステップＳ₁またはＳ₂において、判定の結果、ＯＣＶ≦Ｙの場合、切替回路１６は、充電スイッチをＯＦＦにするとともに、放電スイッチをＯＮにする。その結果、放電回路１３により、二次電池１１ａ〜ｄの放電が開始される（Ｓ₂₂）。

そして、放電開始から所定時間経過後に、二次電池１１ａおよび１１ｂからなる並列電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）が測定され、検出値が判定される（Ｓ₂₃）。このときＣＣＶが所定値Ｚに達していない場合には、引き続き二次電池１１ｃおよび１１ｄからなる並列電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）が測定され、検出値が判定される（Ｓ₂₄）。

一方、二次電池１１ａおよび１１ｂからなる並列電池の閉回路電圧（ＣＣＶ）が所定値Ｚに達している場合には、充電が開始される（Ｓ₃）。
ステップＳ₂₄における判定の結果、二次電池１１ｃおよび１１ｄからなる並列電池のＣＣＶが所定値Ｚに達していない場合には、いずれの並列電池も未だ十分にリフレッシュされていないため、再度放電が行われる（Ｓ₂₂）。一方、Ｓ₂₄における判定の結果、二次電池１１ｃおよび１１ｄからなる並列電池のＣＣＶが所定値Ｚに達している場合には、充電が開始される（Ｓ₃）。ステップＳ₂₂〜Ｓ₂₄は、いずれかの並列電池のＣＣＶが所定値Ｚに達するまで繰り返される。

以上のような充電方法によれば、いずれの電池も過放電もしくは過充電の状態になることはない。

本発明の充電方法および充電器によれば、時間的およびエネルギー的に効率よく非水電解質二次電池の充電を行うことができるとともに、充放電の繰り返しに伴う容量低下を抑制することができる。本発明の充電方法および充電器は、特にリチウムイオン二次電池の充電に好適である。

本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の充電方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の充電方法を実施する充電装置の回路図である。 コバルト酸リチウムを正極活物質とする正極およびグラファイトを負極活物質とする負極を具備するリチウムイオン二次電池の０．２Ｃ電流での放電カーブを示す図である。 本発明の一実施形態に係る複数の非水電解質二次電池の充電方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る複数の非水電解質二次電池の充電方法を実施する充電装置の回路図である。

符号の説明

１１ 二次電池
１１ａ 二次電池
１１ｂ 二次電池
１１ｃ 二次電池
１１ｄ 二次電池
１２ 処理部
１２ａ 第１処理部
１２ｂ 第２処理部
１３ 放電回路
１４ 充電回路
１５ 外部電源
１６ 切替回路
１７ 端子
１８ 端子
１９ 端子

Claims (10)

1. リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池の充電方法であって、
   （ａ）前記二次電池の開回路電圧を検出し、検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する工程、および
   （ｂ）前記判定に応じて、
   〔イ〕検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、
   〔ロ〕検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、
   〔ハ〕検出値が領域Ｃに含まれる場合には、前記二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う工程、を有する充電方法。
2. リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池を複数個直列に接続して充電する充電方法であって、
   （ａ）少なくとも１つの二次電池の開回路電圧を検出し、検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する工程、および
   （ｃ）前記判定に応じて、
   〔イ〕いずれかの検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、
   〔ロ〕すべての検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、
   〔ハ〕いずれかの検出値が領域Ｃに含まれる場合には、いずれかの二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う工程、を有する充電方法。
3. 前記所定値Ｘが、前記二次電池において推奨される充電終止電圧±０．０３Ｖ以内の値である請求項１または２記載の充電方法。
4. 前記所定値Ｘが、前記二次電池の公称電圧±１％の値である請求項１または２記載の充電方法。
5. 前記所定値Ｙが、前記二次電池の残存容量が公称容量の２０％以下のときの値である請求項１または２記載の放電方法。
6. 前記所定値Ｚが、２．７Ｖ以上２．９Ｖ以下の値である請求項１または２記載の放電方法。
7. 前記二次電池の閉回路電圧が、所定値Ｘに達したときに、充電を停止する請求項１記載の放電方法。
8. いずれかの二次電池の閉回路電圧が、所定値Ｘに達したときに、充電を停止する請求項２記載の放電方法。
9. リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池の充電を行う充電器であって、
   （ａ）前記二次電池の開回路電圧を検出する電圧検知手段、
   （ｂ）検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する判定手段、および
   （ｃ）前記判定に応じて、
   〔イ〕検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、
   〔ロ〕検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、
   〔ハ〕検出値が領域Ｃに含まれる場合には、前記二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う選択的充電手段、を有する充電器。
10. リチウム含有複合酸化物を活物質として含む正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を活物質として含む負極および非水電解液を具備する非水電解質二次電池を複数個直列に接続して充電する充電器であって、
    （ａ）少なくとも１つの二次電池の開回路電圧を検出する電圧検知手段、
    （ｂ）検出値が、所定値Ｘ以上の電圧領域Ａ、所定値Ｘ未満かつ所定値Ｙ（Ｙ＜Ｘ）を超える電圧領域Ｂおよび所定値Ｙ以下の電圧領域Ｃのいずれに含まれるかを判定する判定手段、および
    （ｃ）前記判定に応じて、
    〔イ〕いずれかの検出値が領域Ａに含まれる場合には、充電を停止し、
    〔ロ〕すべての検出値が領域Ｂに含まれる場合には、充電を行い、
    〔ハ〕いずれかの検出値が領域Ｃに含まれる場合には、いずれかの二次電池の閉回路電圧が所定値Ｚ以下になるまで放電した後に充電を行う選択的充電手段、を有する充電器。
    

Images