[发明专利]利用适于提供开路电池电压恒定变化速率的恒定电流为电池充电的方法

说明书

肯特·科纳罕

米尔顿·D·里贝罗

周冬生

拉里·A·克莱恩

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年2月12日经由查询号为ED354979677US的快 递提交的，肯特·科纳罕、米尔顿·D·里贝罗、周冬生和拉里·A·克莱 恩的，名称为“METHOD FOR CHARGING A BATTERY USING A CONSTANT CURRENT ADAPTED TO PROVIDE A CONSTANT RATE OF CHANGE OF OPEN CIRCUIT BATTERY VOLTAGE”的共同转让的美国专利申请序列号11/705,947 的优先权并且作为其延续，该美国专利申请在此通过引用而被全部并入。

版权通知

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背景技术

随着消费性电子产品越来越多地由可再充电电池提供能量，提供用于 可给电池再充电的装置变得重要。可再充电的电池向消费者提供了较低的 寿命成本。而且，可再充电电池可允许不需要用于容易地接近电池以便更 换的装置的产品外壳的设计。不需要更换的电池也可允许制造商使用定做 的、非标准的电池外形尺寸，这反过来可允许更小的或者更符合人机工程 (ergonomic)的最终产品。

可再充电电池一般涉及当正极端子和负极端子跨过负载连接时输送 电流的化学过程，此过程通过足以使得净电流流入电池的电压的施加而被 逆转(充电)。接着，充电过程提供被储存并且随后可被释放的电能。尽 管也使用许多其他化学过程，但是当今使用的占主导地位的化学过程为那 些利用某种形式的锂、镍、镉或铅的化学过程。

在许多产品中使用基于锂离子(Li离子)化学反应的电池。Li离子电 池的制造商详细说明了为电池充电的充电方法和各种参数。所说明的占主 导地位的方法是用于这种充电器，该充电器使用恒定电流为Li离子电池充 电直到达到某个电压(例如，4.2伏特)为止，接着提供恒定电压达额外 的时间段，直到充电电流减少到某个水平为止，这被定义为终点条件。该 方法被命名为“CC/CV”或者“恒定电流/恒定电压”方法。在一个标准的 CC/CV充电曲线中，电池电压的测量仅用于确定什么时候从恒定电流充电 转换为恒定电压充电，在其之后，监测充电电流以用于终点的确定。

多次充电/放电循环慢慢腐蚀了电池的电极，减少了电池的电极表面面 积。因此，随着电池的老化，以指定的恒定电流进行充电所导致的电流密 度增加，这更快地降低了电池的性能和寿命。由于制造上的差异，存在普 通类型的从电池到电池的变化。当是新的、未损坏以及温度高(warm)时， 即使给定的电池也会具有更多可获得的能量(并能够接受更迅速的 (aggressive)充电曲线)。同样，在多次的充电/放电循环后，在被损坏或 者当温度低(cold)时，相同的给定的电池将具有较少的可获得的能量(以 及需要相应的较不迅速的充电曲线)。因此，CC/CV充电方法可能对于一 些特定的电池单元充电不足或者花费比所需要的更长的时间，或者对于其 他单元可能充电过度或者充电太快，因而使得它们受到损坏，这缩短了电 池寿命并给予使用者较不满意的经历。于是，本行业需要这样的充电解决 方案，该方案进行调整以适应于电池的实际瞬时条件，以使得任何给定的 充电周期尽可能短而不会造成损坏，并避免电池的性能的过度恶化。

发明内容

此部分概述本发明的一些特征。其他的特征在随后的部分中描述。