[发明专利]电子设备充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、制品(manufacture)或组合物(composition of matter)。例如，本发明尤其涉及一种蓄电装置、二次电池、它们的驱动方法或它们的制造方法。例如，本发明尤其涉及一种电子设备及电子设备的充电方法。另外，本发明涉及一种具有降低电子设备的劣化的程度的功能的系统。

注意，在说明书中，电子设备是指能够通过利用电池(也称为蓄电装置)、导电层、电阻、电容元件等而工作的所有装置。

背景技术

一种电池的锂离子二次电池被用于广泛的用途，诸如移动电话的电源、于住宅用蓄电系统的定置式电源、太阳能电池等的发电设施用的蓄电设备等。作为锂离子二次电池，需要具有如下特性：高能量密度、优良的循环特性、在各种工作环境下的安全性以及高长期可靠性等。

另外，锂离子二次电池至少具有正极、负极以及电解液(专利文献1)。

[专利文献1]日本专利申请公开2012-9418号公报

发明内容

重复进行充电或放电会导致锂离子二次电池等电池的劣化，而使其容量逐渐减少。并且，还有如下问题：最终电池的电压变为低于内置该电池的电子设备的使用可能区域的电压，而使电池不能工作。

于是，本发明的目的之一是防止电池的劣化或者降低电池的劣化的程度，同时最大限度地提高电池的充放电性能，长时间地维持电池的充放电性能。

另外，电池是难以预先预料每个个体的使用寿命的电化学装置。也有即使在电池的制造时可以进行充放电而作为合格品出厂，但是之后因某个原因电池突然不工作的不良品。

如此，本发明的目的之一是防止电池突然不工作，确保每个电池的长期可靠性，并且实现高长期可靠性。另外，本发明的目的之一是通过解决该课题实现不需维护的电池。尤其是，在定置式电源或蓄电设备中，有维修需要莫大的费用、劳力时间的问题。

另外，也有在电池的制造时可以进行充放电而作为合格品出厂，之后因某个原因发热、膨胀、起火或爆炸的不良品的电池。于是，本发明的目的之一是确保电池的安全性。

另外，本发明的一个方式的目的之一是可以实现电池的急速充放电。

另外，本发明的一个方式的目的之一是通过提高充放电的效率实现电池的小型化。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供锂离子二次电池等电池的新颖的驱动方法、充电方法或放电方法。注意，这些目的的记载不妨碍其它课题的存在。此外，本发明的一个方式并不需要解决所有上述课题。另外，上述以外的课题自可从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出上述课题以外的课题。

本发明者构想出一种新颖的概念，该概念是在锂离子二次电池等电池中发生各种异常或劣化的原因就是电极表面上生成的反应生成物(也称为积垢)，以及通过对该反应生成物施加电刺激，具体地，施加供应与形成反应生成物的电流相反的电流的信号，来可以溶解反应生成物。通过使用本发明的一个方式，可以在原理上实现没有劣化的电池。

供应反向电流的信号是指一种脉冲电流，也可以将它称为反向脉冲电流(reverse pulse current or inversion pulse current)。另外，反向脉冲电流不是连续且一直供应的，而是短暂的电流或者只在瞬时(0.1秒以上且3分以下，典型的是3秒以上且30秒以下)连续地被供应的电流的信号的电流。也可以适当地设定供应反向脉冲电流的周期及反向脉冲电流的强度。

下面，参照图1A至图1F说明在电极表面上形成积垢的机理及使该积垢溶解的机理。

注意，积垢是指生成在电极表面上的反应生成物(包括分解反应生成物层、劣化物、析出物等)，诸如晶须等。劣化物是指构成要素(电极或电解液等)的一部分变质而劣化的物质。另外，积垢也可以包括化合物。

另外，析出物是指使结晶或固体状物质从电极材料或液状的物质分离成的物质，其形状可能成为膜状、粒状、须状等。

另外，晶须是指从结晶表面向其外侧保持须状成长的结晶。此外，有的晶须复杂地成长，有的晶须分支为多个晶须。

图1A、图1B及图1C是截面示意图，该示意图依次示出在电极101表面上，典型的是在负极表面上通过异常成长而形成了的反应生成物102a、102b、102c。

图1A是至少包括正极、负极及电解液的电池的一部分的示意图。