[发明专利]非水电解质二次电池的充电方法及电池包

说明书

技术领域

本发明涉及用于抑制非水电解质二次电池的劣化并缩短充电时间的技术。

背景技术

以往，作为笔记本电脑、便携电话及AV设备等电子设备的电源，广泛使用具有高电压及高能量密度的锂离子二次电池。锂离子二次电池是使用非水溶液系电解质作为电解质的非水电解质二次电池的一种，作为负极活性物质，一般使用能嵌入及脱嵌锂的碳材料等。另一方面，作为正极活性物质，使用含锂复合氧化物(LiCoO₂等)。

近年来，随着电子设备的小型化及高性能化发展，对锂离子二次电池的高容量化及长寿命化的期望越来越高。此外，伴随无所不在的社会(Ubiquitous society)的发展，电子设备的使用频率增大，从而对于缩短充电时间的期望也变得非常大。

为了使二次电池高容量化，一般而言提高活性物质的填充密度是有效的。但是，如果提高活性物质的填充密度，则在锂离子二次电池中，在充电时，活性物质的锂离子的接受性容易降低。其结果是，有时充放电循环寿命特性(以下简称为循环特性)降低。

另一方面，为了实现非水电解质二次电池的长寿命化、即循环特性的提高，以往提出了减小充电电流的方案。通过减小充电电流，则即使在活性物质以高密度填充的情况下也能防止循环特性降低。

进而，如果充电电压的上限值高，则促进非水电解质的分解，由此循环特性降低。因此，通过抑制充电电压的上限值，能防止循环特性降低。

但是，例如，如果减小充电电流，则每单位时间能对二次电池进行充电的电量减少，从而充电时间当然变长。对于二次电池的充电时间，在各个领域中均要求缩短。因此，如果仅减小充电电流，则无法应对该要求。另一方面，如果抑制充电电压的上限值，则放电容量减小，因此通过1次充电能使用设备的时间缩短。

因此，为了在不招致二次电池的循环特性降低的情况下缩短充电时间，以往提出了各种充电方法。例如，在专利文献1中提出了如下方案：最初用高电流对锂离子二次电池进行恒电流充电，若电池的端子电压达到规定的截止电压，则减小充电电流，使电池电压降低，并将转换电流后的截止电压根据由电池的内阻引起的电压降低进行转换。

专利文献2也同样地提出了下述方案：最初以高电流对锂离子二次电池进行恒电流充电，直到电池电压达到规定电压，若电池电压达到规定电压，则通过减小电流来使电池电压降低，并将以上这样的程序反复进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-145979号公报

专利文献2：日本特开平7-296853号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，在转换充电电流时，算出电池的内阻，通过将与该内阻相当的电压下降部分和初期的截止电压(充电终止电压)加和，从而使截止电压也转换。但是，如果按照专利文献1的方法设定截止电压，则有时电池的内阻增大时截止电压变得过高。在这样的情况下，二次电池成为过充电状态，循环特性降低。

进而，在专利文献1及2中，由于最初以与充电终止电压几乎相等的截止电压、或在达到规定电压之前以高电流进行充电，因此有时无法充分抑制二次电池的劣化。此外，由于进行伴随着电池电压下降的急剧的充电电流的转换，因此存在充电时间延长的倾向。

因此，本发明的目的在于提供用于缩短非水电解质二次电池的充电时间的有效手段。

用于解决课题的手段

本发明的一个方面涉及充电方法，其是将恒电流充电和接着进行的恒电压充电重复n+1次而对非水电解质二次电池进行充电的方法，其中，n为1以上的整数，

(1)第n次的充电以电流Ic(n)将二次电池充电至电压Ec(n)为止，接着，以电压Ec(n)将二次电池充电至电流从Ic(n)减少到Ic(n+1)为止，

(2)第(n+1)次的充电以电流Ic(n+1)将二次电池充电至电压Ec(n+1)为止，接着，以电压Ec(n+1)将二次电池充电至电流从Ic(n+1)减少到Ic(n+2)为止。