(57)【要約】【課題】二次電池を高温雰囲気下で使用または保存すると、二次電池の性能および信頼性が低下する虞があった。【解決手段】充電システム１では、二次電池１１の温度が二次電池１１の充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いときには、放電回路２４が放電を行う。第１安全素子２５は、二次電池１１の温度が第１温度よりも高く第２温度よりも低いときに充電回路２３および放電回路２４の作動を停止させるが、二次電池１１の温度が第１温度以下まで下がったときには充電回路２３または放電回路２４の作動を再開させる。一方、第２安全素子２６は、二次電池１１の温度が第２温度以上であるときに充電回路２３および放電回路２４の作動を停止させる一方、二次電池１１の温度が第２温度を下回ったときにも充電回路２３および放電回路２４の作動を停止させたままである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を充電する充電システムであって、
前記二次電池と、
前記二次電池の温度が前記二次電池の充電可能な温度範囲の上限温度以下であるときに前記二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く第１温度以下であるときに前記二次電池を放電する放電回路と、
前記二次電池の温度が前記第１温度よりも高く第２温度よりも低いときには、前記充電回路および前記放電回路の作動を停止させる一方、前記二次電池の温度が前記第１温度よりも高く且つ前記第２温度よりも低い温度から前記第１温度以下にまで下がったときには、前記充電回路または前記放電回路の作動を再開させる第１安全素子と、
前記二次電池の温度が前記第２温度以上であるときには、前記充電回路および前記放電回路の作動を停止させる一方、前記二次電池の温度が前記第２温度を下回ったときにも、前記充電回路および前記放電回路の作動を停止させたままである第２安全素子とを備えていることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高いときには、前記二次電池を充電せず、
前記放電回路は、前記二次電池の充電率が所定の充電率になるまで前記二次電池を放電し、
前記所定の充電率は、３０％以上５０％以下であることを特徴とする充電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く前記第１温度以下であり且つ前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回っているときには、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率になるまで前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の充電システムにおいて、
前記放電回路は、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回るように前記二次電池を放電することを特徴とする充電システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、充電設定電圧を４．００Ｖ以上４．２０Ｖ以下とし充電電流を０．５Ｃ以下として前記二次電池を充電し、
前記放電回路は、０．０５Ｃ以上の電流を流して前記二次電池を放電することを特徴とする充電システム。
【請求項６】
請求項５に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記充電設定電圧を４．０５Ｖ以上４．１５Ｖ以下として前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が０℃以上であり前記二次電池の充電可能な温度範囲の下限温度よりも低いときには、前記二次電池の温度が前記下限温度以上であり前記上限温度以下であるときよりも充電設定電圧および充電電流を下げて前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。
【請求項８】
請求項７に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が０℃以上であり前記下限温度よりも低いときには、前記充電電流を、前記二次電池の温度が前記下限温度以上であり前記上限温度以下であるときの１／２以下とすることを特徴とする充電システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載の充電システムにおいて、
前記下限温度は、１０℃であることを特徴とする充電システム。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記上限温度は、４０℃以上５０℃以下であり、
前記第１温度は、８０℃以上９０℃以下であり、
前記第２温度は、１００℃以上であることを特徴とする充電システム。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記第１安全素子および前記第２安全素子の少なくとも一方は、前記二次電池内に設けられていることを特徴とする充電システム。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記二次電池の温度を測定する温度センサーと、
前記二次電池の電圧を測定する電圧センサーとを備えていることを特徴とする充電システム。
【請求項１３】
二次電池を充電する方法であって、
前記二次電池の温度が前記二次電池の充電可能な温度範囲の上限温度以下であるときに、前記二次電池を充電するステップ（ａ）と、
前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く第１温度よりも低いときに、前記二次電池を放電するステップ（ｂ）と、
前記二次電池の温度が前記第１温度を超えたときに、前記二次電池の充電および放電を停止するステップ（ｃ）とを備え、
前記ステップ（ｃ）において前記二次電池の温度が前記第１温度よりも高く第２温度よりも低い場合には、前記ステップ（ｃ）の後に前記二次電池の温度が前記第１温度以下となったときには前記ステップ（ａ）または前記ステップ（ｂ）を実施し、
前記ステップ（ｃ）において前記二次電池の温度が前記第２温度以上である場合には、前記ステップ（ｃ）の後に前記二次電池の温度が前記第２温度を下回っても前記二次電池の充電および放電を停止させたままとするステップ（ｄ）を実施することを特徴とする二次電池の充電方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の二次電池の充電方法において、
前記ステップ（ａ）の後で前記ステップ（ｂ）を行い、
前記ステップ（ｂ）では、前記二次電池の温度が前記上限温度を上回ったときに前記二次電池の充電を停止して前記二次電池の充電率が所定の充電率になるまで前記二次電池を放電し、前記所定の充電率を３０％以上５０％以下とし、
前記ステップ（ｂ）の後で前記ステップ（ａ）を再度行うことを特徴とする二次電池の充電方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の二次電池の充電方法において、
前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く前記第１温度以下であり且つ前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回っているときには、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率になるまで前記二次電池を充電するステップ（ｅ）を備えていることを特徴とする二次電池の充電方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の二次電池の充電方法において、
前記ステップ（ｅ）の前に、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回るまで前記二次電池を放電するステップ（ｆ）を行うことを特徴とする二次電池の充電方法。
【請求項１７】
請求項１３から１６の何れか一つに記載の二次電池の充電方法において、
前記二次電池の温度が０℃以上であり前記二次電池の充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い温度であるときには、前記二次電池の温度が前記下限温度以上であり前記上限温度以下であるときよりも充電設定電圧および充電電流を下げて前記二次電池を充電するステップ（ｇ）をさらに備えていることを特徴とする二次電池の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電システムおよび二次電池の充電方法に関し、特に、小型のポータブル電子機器等の電池電源に好適に適用される非水電解質二次電池を充電する際に使用される充電システムおよび二次電池の充電方法に関し、さらには、周囲の環境温度に適応して非水電解質二次電池を充電できる充電システムおよび二次電池の充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の小型化、薄型化、軽量化および高機能化の進展が著しく、それに伴ってその電源となる電池にも小型化、薄型化、軽量化および高容量化が要求されている。小型、薄型、軽量および高容量な電池としては非水電解質二次電池が最も好適であり、その中でもリチウム二次電池が最も好適である。今日では、繰り返し使用できる電池として、携帯電話またはノートパソコンなどの携帯用電子機器へのリチウム二次電池の適用が増加している。
【０００３】
このような非水電解質二次電池、特にリチウム二次電池は、一般に、高温雰囲気下では性能が低下すると言われている。その原因としては、非水電解質が高温雰囲気下において正極活物質と反応して分解され、その結果、ガスが発生すること、または、正極活物質中の遷移金属の一部が高温雰囲気下において非水電解質中に溶解すること、などが考えられている。
【０００４】
高温雰囲気下における非水電解質二次電池の性能低下を防止するために、環境温度によって充電設定電圧を変更するという方法が用いられている。具体的には、低温では充電スピードが遅くなるため、充電設定電圧を高くして充電スピードを速くし、高温且つ高電圧では電解液や正極活物質が分解して劣化するため、充電設定電圧を低くして電池性能の劣化を防止している。
【０００５】
ところが、二次電池の用途によっては、充電中または充電後の二次電池の周囲温度が著しく変動することがある。例えば室内で使用される二次電池の温度は、冬季の昼間には暖房により２０℃以上に上昇するが、冬季の夜間には０℃以下に低下することがある。
【０００６】
二次電池の周囲温度がこのように著しく変動する場合に二次電池の性能低下を防止することを目的として、熱作動手段と放電手段とを内臓させた二次電池の保護装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この二次電池の保護装置では、二次電池が高温雰囲気下に放置された場合に、二次電池を放電させて二次電池の電圧を低下させることにより電池容量の低下を抑制し、また、放電に伴って二次電池の電圧が必要以上に下がり過ぎないようにしている。
【０００７】
ところが、特許文献１に開示された二次電池の保護装置では、二次電池を高温雰囲気下から低温雰囲気下に移動させたときに、充電設定電圧を高くすることができないという欠点がある。この欠点を克服するために、温度が低いときには二次電池の充電設定電圧を高くする一方、温度が高いときには二次電池の充電設定電圧を低くする充電制御手段を備えた充電装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところで、最近では、携帯用電子機器の長時間駆動および軽量化が進むにつれ、非水電解質二次電池の置かれる環境は多様化している。例えば車載、浴場内またはサウナ内での設置、屋外での長時間使用、気温の高い地域での使用等のように非水電解質二次電池を高温雰囲気下で使用または保存するケースが非常に増加している。
【０００９】
例えば、非水電解質二次電池をポータブルナビゲーションの電源として使用した場合、夏場には、冷房により２０℃付近の室内で充電した機器を８０℃付近まで温度上昇した車内のダッシュボード上に設置するような使用方法が考えられる。そのため、非水電解質二次電池の温度は８０℃近くにまで上昇する虞がある。
【００１０】
また、非水電解質二次電池を屋外または気温の高い地域などで使用すると、使用時間が長くなるにつれて、非水電解質二次電池の温度は上昇し、場合によっては８０℃近くにまで上昇する虞がある。
【特許文献１】特開平４−１３７３７１号公報
【特許文献２】特開平６−１９７４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１および２には、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存する場合に、二次電池の安全性を確保する方法は開示されていない。従って、特許文献１および２に開示された充電装置では、それぞれ、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存すると、非水電解質と正極活物質とが反応してガスが発生し、または、正極活物質中の遷移金属が非水電解質に溶解して二次電池の性能低下を引き起こす虞がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存する場合においても、二次電池の性能低下を抑制すると共に信頼性に優れた充電システムおよび二次電池の充電方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の充電システムは、二次電池と充電回路と放電回路と第１安全素子と第２安全素子とを備えている。充電回路は、二次電池の温度が二次電池の充電可能な温度範囲の上限温度以下であるときには二次電池を充電する。放電回路は、二次電池の温度が上限温度よりも高く第１温度以下であるときには二次電池を放電する。第１安全素子は、二次電池の温度が第１温度よりも高く第２温度よりも低いときには、充電回路および放電回路の作動を停止させる一方、二次電池の温度が第１温度よりも高く且つ第２温度よりも低い温度から第１温度以下にまで下がったときには、充電回路または放電回路の作動を再開させる。第２安全素子は、二次電池の温度が第２温度以上であるときには、充電回路および放電回路の作動を停止させる一方、二次電池の温度が第２温度を下回ったときにも、充電回路および放電回路の作動を停止させたままである。
【００１４】
上記構成では、二次電池を安全に充電することができる。
【００１５】
また、上記構成では、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存したためにその温度が第１温度よりも高くなっても、その温度が第１温度以下になればその二次電池を使用することができる。よって、経済的であり、利便性に優れている。
【００１６】
また、上記構成では、何らかの原因で非水電解液と正極活物質とが反応する程度に二次電池が高温になると、その二次電池の使用を禁止している。よって、二次電池の安全性を確保することができる。
【００１７】
本発明の充電システムでは、充電回路は、二次電池の温度が上限温度よりも高いときには二次電池を充電しないことが好ましく、放電回路は、二次電池の充電率が所定の充電率になるまで二次電池を放電することが好ましく、所定の充電率は、３０％以上５０％以下であることが好ましい。これにより、二次電池の安全性を確保しつつ二次電池を充電することができる。また、充電を中止して二次電池を使用した場合であってもその二次電池を比較的長時間使用することができる。
【００１８】
本発明の充電システムでは、充電回路は、二次電池の温度が上限温度よりも高く第１温度以下であっても二次電池の充電率が所定の充電率を下回っているときには、二次電池の充電率が所定の充電率になるまで二次電池を充電することが好ましい。これにより、充電に要する時間を短縮することができ、更には充電を中止して二次電池を使用した場合であってもその二次電池を比較的長時間使用することができる。このとき、放電回路は、二次電池の充電率が所定の充電率を下回るように二次電池を放電すればよい。これにより、二次電池の電圧を低下させ、温度による性能低下を迅速に改善することができるので、二次電池の安全性を確保することができる。
【００１９】
本発明の充電システムでは、充電回路は、充電設定電圧を４．００Ｖ以上４．２０Ｖ以下とし充電電流を０．５Ｃ以下として二次電池を充電することが好ましく、放電回路は、０．０５Ｃ以上の電流を流して二次電池を放電することが好ましい。充電設定電圧が４．０５Ｖ以上４．１５Ｖ以下であればさらに好ましい。これにより、保存による二次電池の劣化を抑制することができる。また、高温で保存された履歴のある二次電池を安全に充電することができ、充電を中止して二次電池を使用した場合であってもその二次電池を比較的長時間使用することができる。
【００２０】
本発明の充電システムでは、充電回路は、二次電池の温度が０℃以上であり二次電池の充電可能な温度範囲の下限温度よりも低いときには、二次電池の温度が下限温度以上であり上限温度以下であるときよりも充電設定電圧および充電電流を下げて二次電池を充電することが好ましい。具体的には、１／２の電流を流せばよい。これにより、低温での二次電池の劣化を防止することができる。なお、下限温度は例えば１０℃である。
【００２１】
本発明の充電システムでは、上限温度は、例えば４０℃以上５０℃以下であり、第１温度は、例えば８０℃以上９０℃以下であり、第２温度は、例えば１００℃以上である。二次電池を高温雰囲気下で使用または保存すると第１温度付近までは、充電深度が低い場合には、比較的劣化が少ないと考えられており、また、第２温度を超えると非水電解質と正極活物質との反応が著しくなると言われている。
【００２２】
本発明の充電システムでは、第１安全素子および第２安全素子の少なくとも一方は、二次電池内に設けられていてもよい。
【００２３】
本発明の充電システムでは、二次電池の温度を測定する温度センサーと、二次電池の電圧を測定する電圧センサーとを備えていることが好ましい。
【００２４】
本発明の二次電池を充電する方法は、二次電池の温度が二次電池の充電可能な温度範囲の上限温度以下であるときに、二次電池を充電するステップ（ａ）と、二次電池の温度が上限温度よりも高く第１温度よりも低いときに、二次電池を放電するステップ（ｂ）と、二次電池の温度が第１温度を超えたときに、二次電池の充電および放電を停止するステップ（ｃ）とを備えている。ステップ（ｃ）において二次電池の温度が第１温度よりも高く第２温度よりも低い場合には、ステップ（ｃ）の後に二次電池の温度が第１温度以下となったときにはステップ（ａ）またはステップ（ｂ）を実施する。また、ステップ（ｃ）において二次電池の温度が第２温度以上である場合には、ステップ（ｃ）の後に二次電池の温度が第２温度を下回っても二次電池の充電および放電を停止させたままとするステップ（ｄ）を実施する。
【００２５】
上記方法では、二次電池を安全に充電することができる。また、経済的且つ利便性に優れた二次電池の充電方法を提供でき、さらには、二次電池の安全性を確保することができる。
【００２６】
本発明の充電方法では、ステップ（ａ）の後でステップ（ｂ）を行い、ステップ（ｂ）では、二次電池の温度が上限温度を上回ったときに二次電池の充電を停止して二次電池の充電率が所定の充電率になるまで二次電池を放電し、ステップ（ｂ）の後でステップ（ａ）を再度行うことが好ましい。なお、所定の充電率は、３０％以上５０％以下であることが好ましい。これにより、充電に要する時間が冗長になることを抑制でき、充電を中止して二次電池を使用した場合であっても二次電池を比較的長時間使用することができる。
【００２７】
本発明の充電方法では、二次電池の温度が上限温度よりも高く第１温度以下であり且つ二次電池の充電率が所定の充電率を下回っているときには、二次電池の充電率が所定の充電率になるまで二次電池を充電するステップ（ｅ）を備えていることが好ましい。このとき、ステップ（ｅ）の前に、二次電池の充電率が所定の充電率を下回るまで二次電池を放電するステップ（ｆ）を行ってもよい。これにより、充電に要する時間を短縮することができ、また、二次電池の電圧を低下させ、温度による性能低下を迅速に改善することができるので二次電池の安全性を確保することができる。
【００２８】
本発明の充電方法では、二次電池の温度が０℃以上であり二次電池の充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い温度であるときには、二次電池の温度が下限温度以上であり上限温度以下であるときよりも充電設定電圧および充電電流を下げて二次電池を充電するステップ（ｇ）をさらに備えていることが好ましい。これにより、低温での二次電池の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存する場合においても、二次電池の性能低下を抑制し信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る実施形態を説明する前に、本願を完成させるにあたり本願発明者らが検討したことを説明する。
【００３１】
昨今では、リチウム二次電池（以下では「二次電池」という）を携帯用電子機器の電源に使用することが要求されている。この要求に伴い、二次電池が置かれる温度雰囲気が多様化すると考えられるので、二次電池の使用可能な温度範囲を拡げることが好ましい。
【００３２】
一方、二次電池では、二次電池の温度が高温（１００℃以上）になると、上述のように二次電池の劣化を引き起こす虞がある。そのため、二次電池の温度が１００℃を超えないようにする、または、万が一二次電池の温度が１００℃を超えた場合にはその二次電池を使用しないようにすることが好ましい。
【００３３】
そこで、本願発明者らは、特許文献２に記載の充電装置を用いて二次電池を充電することを検討した。なお、特許文献２には、この充電装置を用いて二次電池を充電する際に必要なパラメータ（充電から放電へ切り替える際の二次電池の温度、低温時および高温時での充電設定電圧、ならびに、放電時の電流値など）が開示されていない。そのため、本願発明者らはこれらのパラメータの数値を最適化させて二次電池を充電させた。すると、この充電装置では、二次電池の温度が８０℃付近まで上昇したときにはその二次電池の安全性を確保できるが、二次電池の温度が８０℃を超えたときにはその二次電池の安全性を確保できないということが分かった。
【００３４】
ところで、従来の二次電池には、８０〜１００℃で作動する復帰式の保護素子、または、８０〜１００℃で作動する非復帰式の保護素子が設けられている。復帰式の保護素子は、二次電池の温度がその動作温度を超えたときには二次電池の充電および放電を停止させるが、その後、二次電池の温度がその動作温度以下になると二次電池の充電または放電（主には放電）を再開させる。一方、非復帰式の保護素子は、二次電池の温度がその動作温度を超えたときには二次電池の充電および放電を停止させ、その後、二次電池の温度がその動作温度以下になっても二次電池の充電および放電を再開させない。本願発明者らは、従来の二次電池に設けられている保護素子のどちらかを特許文献２に記載の充電装置に設けることを検討した。
（１）８０〜１００℃で作動する復帰式の保護素子を備えた充電装置
この充電装置では、二次電池の温度が８０〜１００℃となるとその二次電池を使用できなくなるが、温度が下がれば二次電池を再び使用できる。一般に、高温の環境下に曝される機会の少ない機器内に設けられた二次電池に関しては、温度が８０〜９０℃程度にまで上昇しても短時間であればそれほど劣化しないと考えられているので、経済的である。
【００３５】
さらに、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存した場合には、その二次電池の温度が８０℃程度にまで上昇する場合が考えられる。このような場合であっても、二次電池の温度が８０℃を下回ればその二次電池を再び使用することができる。よって、二次電池の利便性は向上する。
【００３６】
しかし、この充電装置では、二次電池の温度が１００℃以上となった場合であってもその二次電池を再び放電または充電する。温度が１００℃以上となると二次電池の性能が低下する虞があり、性能が低下した虞のある二次電池を再び充電または放電することは危険である。よって、二次電池の安全性を確保することは難しい。
【００３７】
以上より、この充電装置では、経済的且つ利便性の向上を図ることができるが、二次電池の安全性を確保することは難しい。
（２）８０〜１００℃で作動する非復帰式の保護素子を備えた充電装置
この充電装置では、二次電池の温度が１００℃に達していなくても、その二次電池の使用を禁止できる。よって、（１）の充電装置に比べて二次電池の安全性を確保できる。
【００３８】
しかし、二次電池は、温度が８０〜９０℃まで上昇しても、短時間であればそれほど劣化しない。そのため、この充電装置では、それほど劣化していない二次電池の使用が禁止されるため、不経済である。
【００３９】
また、上述のように、近年、二次電池の用途として高温環境下に曝させる用途が増加しているため、二次電池を高温雰囲気下で使用または保存すると、その二次電池の温度は８０℃程度にまで上昇する。そのため、この充電装置を携帯用電子機器に組み込むと、携帯用電子機器が使用不可能となる頻度が高くなる。その結果、ユーザは、携帯用電子機器が使用不可能となるたびにメーカへ二次電池の交換を依頼しなければならず、また、メーカから使用可能な携帯用電子機器が再送されるまでその携帯用電子機器を使用することができない。また、メーカは、携帯用電子機器が使用不可能となったという報告をユーザから受けるたびに、二次電池を交換する作業、使用可能となった携帯用電子機器をユーザへ再送する作業、さらには、二次電池が不足している場合には二次電池を電池メーカへ発注する作業を行わなければならない。このように、この充電装置を携帯用電子機器に組み込むと、利便性の悪化を招き、また、メーカでの作業効率の低下を招く。
【００４０】
以上より、この充電装置では、二次電池の安全性を確保できるが、不経済であり、また、携帯用電子機器に組み込んだ際には利便性の悪化およびメーカでの作業効率の低下を招く。
【００４１】
以上説明したように、上記（１）および（２）のどちらの充電装置であっても、経済性、利便性の向上、メーカでの作業効率の向上、および、二次電池の安全性のすべてを満たす充電装置を提供できないことが分かった。
【００４２】
本願発明者らは、この検討結果をふまえて本発明を完成させた。以下では、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。
【００４３】
《発明の実施形態１》
図１は、本実施形態に係る充電システムのブロック図である。
【００４４】
本実施形態に係る充電システム１は、図１に示すように、二次電池１１と、電圧センサー２１と、温度センサー２２と、充電回路２３と、放電回路２４と、第１安全素子２５と、第２安全素子２６とを備えている。二次電池１１は、充電システム１において充電される電池であり、充放電可能な電池であれば限定されないが、本実施形態ではリチウム二次電池を例に挙げて説明する。また、二次電池１１は電子機器２０の電源であり、電子機器２０には電圧センサー２１と温度センサー２２と充電回路２３と放電回路２４と第１安全素子２５と第２安全素子２６とが組み込まれている。
【００４５】
電圧センサー２１は、例えばＩＣ（integrated circuit）であり、二次電池の電圧を測定する。
【００４６】
温度センサー２２は、例えばサーミスタ、ＩＣ温度センサー、熱電対などであり、二次電池１１の温度を測定する。
【００４７】
充電回路２３は、電圧センサー２１が測定した電圧および温度センサー２２が測定した温度に基づいて作動し、温度センサー２２が測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下である場合には二次電池１１を充電するが、温度センサー２２が測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度（例えば４０℃以上５０℃以下）を超えている場合には二次電池１１を充電しない。
【００４８】
この充電回路２３では、充電設定電圧が４．００Ｖ以上４．２０Ｖ以下であることが好ましく、充電設定電圧が４．０５Ｖ以上４．１５Ｖ以下であることがさらに好ましく、充電電流が０．５Ｃ以下であることが好ましい。これにより、充電後に二次電池１１を保存しても、その二次電池１１の劣化を小さく抑えることができる。なお、充電に要する時間が冗長になることを防止するためには、充電電流は、０．２Ｃ以上であればよい。
【００４９】
放電回路２４は、電圧センサー２１が測定した電圧および温度センサー２２が測定した温度に基づいて作動し、温度センサー２２が測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度を超えている場合には充電率が所定の充電率になるまで二次電池１１を放電する。ここで、所定の充電率としては３０％以上５０％以下を想定している。
【００５０】
この放電回路２４では、放電電流値が０．０５Ｃ以上であることが好ましく、放電電流値が０．５Ｃ以下であればさらに好ましい。この電流値が小さすぎると（０．０５Ｃを下回ると）、二次電池１１の電圧を迅速に下げることができないため、温度による性能劣化を改善できない場合があるので好ましくない。逆に、この電流値が大きすぎると（０．５Ｃを超えると）、放電時に発熱する虞があるので、二次電池１１の温度を下げるという効果を得ることが難しくなり、好ましくない。なお、二次電池１１の充電率は、電圧センサー２１が測定した電圧を用いて求められる。上述のように充電設定電圧が４．００Ｖ以上４．２０Ｖ以下であるときには、電圧センサー２１が測定した電圧が３．７Ｖであれば充電率が約３０％であり、電圧センサー２１が測定した電圧が３．８５Ｖであれば充電率が約５０％である。
【００５１】
第１安全素子２５は、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子またはサーモスタットなどであり、二次電池１１の温度が第１温度を超えたことを検知して作動するように設計されている。具体的には、第１安全素子２５は、二次電池１１の温度が第１温度よりも高く第２温度よりも低いことを検知した場合には充電回路２３による充電および放電回路２４による放電を停止させる一方、二次電池１１の温度が第１温度よりも高く第２温度よりも低い温度から第１温度以下まで下がったことを検知した場合には充電回路２３による充電または放電回路２４による放電を再開させる。
【００５２】
第２安全素子２６は、例えば温度ヒューズなどであり、二次電池１１の温度が第２温度以上となったことを検知して作動するように設計されている。具体的には、二次電池１１の温度が第２温度以上であることを検知した場合に充電回路２３による充電および放電回路２４による放電を停止させる一方、二次電池１１の温度が第２温度未満となったことを検知した場合でも充電回路２３による充電および放電回路２４による放電を再開させない。
【００５３】
この第１安全素子２５および第２安全素子２６では、第１温度としては、二次電池１１を高温雰囲気下で使用または保存した場合の二次電池１１の温度を想定しており、具体的には、８０〜９０℃を想定している。また、第２温度としては１００℃を想定しており、１００℃以上となると非水電解質と正極とが反応して二次電池を劣化させる虞があるとされている。
【００５４】
以下では、二次電池１１の温度で場合分けをして本実施形態に係る充電システム１での動作を示す。
【００５５】
まず、図２を用いて、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲内である場合について説明する。図２は、充電前の二次電池１１の温度が室温付近（Tr）である場合にその二次電池１１を充電させたときの、二次電池１１の温度と二次電池１１の電圧の変化を示すグラフ図である。
【００５６】
一般に、二次電池１１の温度は、二次電池１１の周囲の環境温度に影響を受けやすい。そのため、二次電池１１の周囲の環境温度が上昇すると（例えば、二次電池１１を備えた電子機器２０が高温環境下に曝されると）、二次電池１１の温度は、当初の温度Trよりも上昇し、やがて充電可能な温度範囲の上限温度Tc(high)まで上昇する。このとき、二次電池１１が充電中であれば、充電をその後も続行させると二次電池１１の安全性を確保出来ない虞がある。よって、充電システム１では、二次電池１１の温度がTc(high)まで上昇した時点ｔ１で充電回路２３が充電を停止し、放電回路２４が放電を開始する。
【００５７】
放電を開始すると、二次電池１１の電圧は充電設定電圧Viから低下し始め、やがて、二次電池１１の充電率は所定の充電率にまで低下する。放電をこれ以上続けても、二次電池１１の安全性を向上させることは難しい。また、放電をこれ以上続けると、充電に要する時間が長くなり、さらには、充電を中止して二次電池１１の使用を試みると二次電池１１の容量がすぐになくなるなどの不具合が発生する虞がある。そこで、充電率が所定の充電率にまで低下した時点（二次電池１１の電圧がVfとなった時点）ｔ２で、放電回路２４は放電を停止する。
【００５８】
その後、二次電池１１の周囲の環境温度が低下し始めると、二次電池１１の温度は、最高温度Tmaxから下がり始める。そして、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度Tc(high)まで下がった時点ｔ３で、充電回路２３は充電を再開する。以上の動作を繰り返すことにより、二次電池１１を充電することができる。
【００５９】
なお、充電可能な温度範囲の上限温度Tc(high)は４０℃以上５０℃以下であり、充電設定電圧Viは４．００Ｖ以上４．２０Ｖ以下であり好ましくは４．０５Ｖ以上４．１５Ｖ以下であり、電圧Vfは３．７Ｖ（充電率が約３０％）以上３．８５Ｖ（充電率が約５０％）以下である。
【００６０】
次に、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高く第１温度以下である場合について説明する。
【００６１】
温度センサー２２が測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高く第１温度以下であるので、放電回路２４が放電を開始する。そして、充電率が所定の充電率になるまで放電回路２４が二次電池１１を放電したのち、温度センサー２２が測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下にまで低下したら、充電回路２３が二次電池１１の充電を開始する。これにより、二次電池１１を安全に充電することができる。
続いて、二次電池１１の温度が第１温度よりも高く第２温度未満である場合について説明する。
【００６２】
第１安全素子２５は、二次電池１１の温度が第１温度よりも高く第２温度未満であることを検知すると、充電回路２３および放電回路２４の作動を停止させる。よって、二次電池１１の充電および放電が停止する。そののち暫くすると、二次電池１１の温度は下がる。そして、第１安全素子２５は、二次電池１１の温度が第１温度以下まで下がったことを検知すると、充電回路２３または放電回路２４の作動を再開させる。よって、二次電池１１の充電または放電が再開する。
【００６３】
このように、二次電池１１の温度が第１温度を超えた場合には、二次電池１１の温度が第１温度以下となるまで二次電池１１の使用が禁止される。そのため、二次電池１１の電圧が高くなることを防止できるので、二次電池１１の安全性を確保することができる。
【００６４】
また、二次電池１１を高温雰囲気下で使用または保存したために二次電池１１の温度が第１温度を超えた場合であっても、二次電池１１の温度が第１温度以下まで下がれば、二次電池１１を使用できる。よって、経済的であり、二次電池１１の安全性を確保しつつ二次電池１１の利便性の向上を図ることができる。また、電子機器２０のメーカにおける二次電池１１の交換作業などの回数を減らすことができるので、電子機器２０のメーカでの作業効率の低下を抑制することができる。
【００６５】
特に、二次電池１１を携帯用電子機器の電源として使用すれば、携帯用電子機器が高温雰囲気下で使用または保存されるケースが増加すると考えられる。本実施形態に係る充電システム１は、このような場合に特に有用である。
【００６６】
続いて、二次電池１１の温度が第２温度以上である場合について説明する。
【００６７】
第２安全素子２６は、二次電池１１の温度が第２温度以上であることを検知すると、充電回路２３および放電回路２４の作動を停止させる。よって、二次電池１１の充電および放電が停止する。暫くすると、二次電池１１の温度は下がる。しかし、第２安全素子２６は、二次電池１１の温度が第２温度未満まで下がったことを検知しても、充電回路２３および放電回路２４の作動を停止したままである。このように性能が低下した虞のある二次電池１１の使用を禁止できるので、二次電池１１の安全性を確保することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係る充電システム１では、二次電池１１を安全に充電することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る充電システム１には、第１安全素子２５と第２安全素子２６との両方が設けられている。よって、上記（１）の充電装置よりも、二次電池１１の安全性を確保することができる。また、上記（２）の充電装置よりも、経済的であるとともに利便性に優れ、さらには、電子機器２０のメーカにとっては作業効率の低下を抑制できる。
【００７０】
なお、第１安全素子２５および第２安全素子２６は以下に示す位置に設けられていても良い。例えば、図３（ａ）に示す充電システム１０１では、第１安全素子２５は二次電池１１１内に組み込まれており、第２安全素子２６は本実施形態に係る充電システム１と同様電子機器１２０内に組み込まれている。また、図３（ｂ）に示す充電システム２０１では、第１安全素子２５および第２安全素子２６ともに電子機器２２０内ではなく二次電池２１１内に組み込まれている。さらには、不図示であるが、第１安全素子が電子機器内に組み込まれており、第２安全素子が二次電池内に組み込まれていても良い。いずれの場合であっても、本実施形態に係る充電システム１と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
図４は、本実施形態に係る充電システム１での動作を示すフローチャート図である。
【００７２】
まず、ステップＳ１０１へ進んで、二次電池１１の温度（図４では「電池の温度」と記載）が第２温度以上であるか否かを判断する。そして、二次電池１１の温度が第２温度以上であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２へ進んで二次電池１１の充電および放電を停止させ二次電池１１を使用不可能にする（ステップ（ｄ））。一方、二次電池１１の温度が第２温度未満であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０３へ進む。
【００７３】
ステップＳ１０３では、二次電池１１の温度が第１温度よりも高いか否かを判断する。そして、二次電池１１の温度が第１温度よりも高いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４へ進んで二次電池１１への充電および放電を停止させる（ステップ（ｃ））。その後、ステップＳ１０３へ戻って二次電池１１の温度が第１温度よりも高いか否かを判断し、二次電池１１の温度が第１温度よりも高ければ現状を維持する。そして、二次電池１１の温度が第１温度以下となるまで、このループを繰り返す。一方、ステップＳ１０３において二次電池１１の温度が第１温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０５へ進む。
【００７４】
ステップＳ１０５では、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いか否かを判断する。そして、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、後述のステップＳ１０８へ進む。一方、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０６へ進んで充電を開始する（ステップ（ａ））。その後、ステップＳ１０７へ進む。
【００７５】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５と同じく、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いか否かを判断する。そして、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、二次電池１１を充電することができるのでステップＳ１０６へ戻って二次電池１１を充電する。
【００７６】
一方、ステップＳ１０７において二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８へ進んで充電を停止して放電を開始する（ステップ（ｂ））。また、ステップＳ１０５において二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いと判断した場合にも（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８へ進んで放電を開始する（ステップ（ｂ））。その後、ステップＳ１０９へ進む。
【００７７】
ステップＳ１０９では、充電率が所定の充電率以下であるか否かを判断する。そして、充電率が所定の充電率を超えていると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０８へ戻る。一方、充電率が所定の充電率以下であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０へ進んで放電を停止した後（ステップ（ｃ））、ステップＳ１０１へ戻る。
【００７８】
ステップＳ１０１へ戻った後、ステップＳ１０３を経てステップＳ１０５へ進み、ステップＳ１０５において二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高ければ（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８へ進んだ後ステップＳ１０９へ進むが、充電率が所定の充電率以下であるので（Ｙｅｓ）、放電の停止を維持する。一方、ステップＳ１０１へ戻った後、ステップＳ１０３を経てステップＳ１０５へ進み、ステップＳ１０５において二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下であれば（Ｎｏ）、ステップＳ１０６へ進んで充電を開始する（ステップ（ａ））。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池の充電方法では、充電または放電を行う前に二次電池１１の温度を測定しているので、二次電池１１の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高い場合に二次電池１１を誤って充電することを防止できる。よって、二次電池１１を安全に充電することができる。
【００８０】
また、二次電池１１を高温雰囲気下で使用または保存したために二次電池１１の温度が第１温度を超えた場合であっても、二次電池の温度が第１温度まで下がればその二次電池を再び使用することができる。よって、経済的であり、利便性に優れ、且つ、二次電池１１を備えた電子機器のメーカーにとっては作業効率の低下を抑制できる。
【００８１】
さらに、二次電池の性能が低下した虞のある二次電池を使用禁止にすることができる。
【００８２】
《発明の実施形態２》
上記実施形態１では、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高ければ、充電を行わない。しかし、二次電池の温度が高くても二次電池の電圧が低ければ二次電池の安全性はそれほど低下しないということが知られている。そこで、本発明の実施形態２では、二次電池の電圧が低い場合には充電を行う。まず、本実施形態に係る充電システムを示す。
【００８３】
本実施形態に係る充電システムは、上記実施形態１と同じく、二次電池と温度センサーと電圧センサーと充電回路と放電回路と第１保護素子と第２保護素子とを備えている。そして、充電回路の機能が本実施形態と上記実施形態１とでは互いに異なる。
【００８４】
本実施形態における充電回路は、上記実施形態１と同じく、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下である場合には二次電池を充電し、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度を超えている場合には二次電池を充電しない。それだけでなく、充電回路は、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高く第１温度以下であっても充電率が所定の充電率を下回っている場合には、充電率が所定の充電率になるまで二次電池を充電する。これにより、上記実施形態１に係る充電システム１に比べて、二次電池の充電に要する時間の短縮を図ることができる。
【００８５】
なお、本実施形態における充電回路では、充電設定電圧および充電電流は、上記実施形態１と同様であってもよく、上記実施形態１よりも小さくても良い。
【００８６】
図５は、本実施形態に係る充電システムでの動作を示すフローチャート図である。
【００８７】
まず、上記実施形態１と同様に、ステップＳ１０１，Ｓ１０３およびＳ１０５まで順に進む。そして、ステップＳ１０５において二次電池の温度（図５では「電池の温度」と記載）が充電可能な温度範囲の上限温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０６へ進み、その後は、上記実施形態１と同様の制御を行う。一方、ステップＳ１０５において二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度を超えていると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１へ進む。
【００８８】
ステップＳ２０１では、充電率が所定の充電率を下回っているか否かを判断する。そして、充電率が所定の充電率を下回っていると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２へ進んで充電率が所定の充電率となるまで二次電池を充電する（ステップ（ｆ））。その後はステップＳ１０５へ戻り、上記実施形態１と同様の制御を行う。一方、充電率が所定の充電率以上であると判断した場合には（Ｎｏ）、充電すると二次電池の安全性を保証できないので、ステップＳ１０８へ進んで放電を開始し、その後は、上記実施形態１と同様の制御を行う。
【００８９】
このように、本実施形態では、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高く第１温度以下であっても充電率が所定の充電率を下回っていれば、充電率が所定の充電率になるまで二次電池を充電する。これにより、本実施形態では、上記実施形態１で得られた効果だけでなく、二次電池の充電に要する時間を短縮できるという効果も得ることができる。
【００９０】
《発明の実施形態３》
上記実施形態１では、充電率が所定の充電率になるまで二次電池を放電する。一方、本発明の実施形態３では、充電率が所定の充電率を下回るまで二次電池を放電する。まず、本実施形態に係る充電システムを示す。
【００９１】
本実施形態に係る充電システムは、上記実施形態１と同じく、二次電池と温度センサーと電圧センサーと充電回路と放電回路と第１保護素子と第２保護素子とを備えている。そして、充電回路および放電回路の機能が本実施形態と上記実施形態１とでは互いに異なる。
【００９２】
本実施形態における充電回路は、上記実施形態１と同じく、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下である場合には二次電池を充電し、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度を超えている場合には二次電池を充電しない。それだけでなく、本実施形態における充電回路は、上記実施形態２と同じく、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高く第１温度以下であっても充電率が所定の充電率を下回っている場合には、充電率が所定の充電率になるまで二次電池を充電させる。
【００９３】
本実施形態における放電回路は、上記実施形態１と同じく温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度を超えている場合には二次電池を放電するが、図２の破線で示すように充電率が所定の充電率を下回るまで二次電池を放電する。従って、本実施形態における放電電流は、放電に起因する発熱が生じない程度に大きな電流であることが好ましく、例えば０．２Ｃ程度の電流を流せばよい。また、第１安全素子が電子機器内に組み込まれていれば放電に起因する発熱量を低く抑えることができるので、本実施形態に係る充電システムとしては図１に示す充電システム１または図３（ａ）に示す充電システム１０１を採用することが好ましい。これにより、二次電池の温度を迅速に下げることができる。
【００９４】
図６は、本実施形態に係る充電システムでの動作を示すフローチャート図である。
【００９５】
まず、上記実施形態１と同様に、ステップＳ１０１、Ｓ１０３およびＳ１０５まで進む。そして、ステップＳ１０５において二次電池の温度（図６では「電池の温度」と記載）が充電可能な温度範囲の上限温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、上記実施形態１と同じくステップＳ１０６およびステップＳ１０７へ進む。一方、ステップＳ１０５において二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、後述のステップＳ３０１へ進む。
【００９６】
ステップＳ１０７において二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０６へ戻り、その後は、上記実施形態１と同様の制御を行う。一方、ステップＳ１０７において二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１へ進んんで、充電を停止するとともに充電率が所定の充電率を下回るまで放電する（ステップ（ｆ））。また、ステップＳ１０５において二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いと判断した場合にも（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１へ進んで充電率が所定の充電率を下回るまで放電する（ステップ（ｆ））。その後、ステップＳ３０２へ進む。
【００９７】
ステップＳ３０２では、充電率が所定の充電率となるまで二次電池を充電する（ステップ（ｅ））。その後、ステップＳ１０１へ戻る。
【００９８】
本実施形態に係る充電方法は、上記実施形態１におけるステップＳ１０８において充電率が所定の充電率を下回る放電を行った後（ステップ（ｆ））、充電率が所定の充電率となるまで充電を行う（ステップ（ｅ））。
【００９９】
このように、本実施形態では、充電率が所定の充電率を下回るまで放電する。これにより、本実施形態では、上記実施形態１で得られた効果だけでなく、二次電池の電圧を迅速に下げ、温度による性能低下を改善することができるという効果も得ることができる。
【０１００】
《発明の実施形態４》
上記実施形態１〜３では、二次電池が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高い温度となった場合に二次電池を充電させる方法について説明している。しかし、二次電池の使用形態によっては、例えば二次電池を気温の低い地域で使用する等の場合には、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い温度となる場合がある。
【０１０１】
一般に、二次電池は、低温になると劣化することが知られている。その理由としては、二次電池の温度が低くなると（０℃付近）、非水電解質における導電性が悪化するので、負極にリチウムが金属として析出し、その結果、負極から正極へ移動するリチウムイオンの量が減少するからであると考えられている。そこで、本発明の実施形態４では、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い温度となる場合での充電システムおよび二次電池の充電方法を説明する。
【０１０２】
本実施形態に係る充電システムは、上記実施形態１と同じく、二次電池と温度センサーと電圧センサーと充電回路と放電回路と第１保護素子と第２保護素子とを備えている。そして、充電回路の機能が本実施形態と上記実施形態１とでは互いに異なる。
【０１０３】
本実施形態における充電回路は、上記実施形態１と同じく、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度以下である場合には二次電池を充電し、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の上限温度を超えている場合には二次電池を充電しない。それだけでなく、充電回路は、温度センサーが測定した温度が充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い場合には、充電設定電圧および充電電流を下げる。具体的には、充電設定電圧については、二次電池の温度が充電可能な温度範囲内であるときに４．１Ｖであれば、４．０Ｖ程度にまで下げることが好ましい。また、充電電流については、二次電池の温度が充電可能な温度範囲内での１／２程度であればよい。これにより、負極での金属リチウムの析出を抑制することができ、低温での劣化を防止することができる。
【０１０４】
なお、充電設定電圧および充電電流を下げすぎると、充電に要する時間が長くなりすぎるので好ましくなく、また、充電設定電圧および充電電流をほとんど下げなければ、負極での金属リチウムの析出を防止できないので二次電池の劣化を招来してしまう。そのため、充電に要する時間が長くなることを防止しつつ二次電池の劣化を抑制できるように、充電設定電圧および充電電流を設定することが好ましい。
【０１０５】
図７は、本実施形態に係る充電システムでの動作を示すフローチャート図である。
【０１０６】
まず、上記実施形態１と同様に、ステップＳ１０１、Ｓ１０３およびＳ１０５まで進む。そして、ステップＳ１０５において二次電池の温度（図７では「電池の温度」と記載）が充電可能な温度範囲の上限温度以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ４０１へ進む。
【０１０７】
ステップＳ４０１では、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の下限温度よりも低いか否かを判断する。そして、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の下限温度以上であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０６へ進み、その後は、上記実施形態１と同様の制御を行う。一方、ステップＳ４０１において二次電池の温度が充電可能な温度範囲の下限温度よりも低いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ４０２へ進む。
【０１０８】
ステップＳ４０２では、二次電池の温度が０℃未満であるか否かを判断する。そして、二次電池の温度が０℃未満であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ４０３へ進んで二次電池の充電および放電を停止する。その後、ステップＳ４０１へ戻り、二次電池の温度が０℃以上となるまでステップＳ４０１〜Ｓ４０３のループを繰り返す。一方、二次電池の温度が０℃以上であれば（Ｎｏ）、ステップＳ４０４へ進んで充電設定電圧および充電時の電流値を下げる（ステップ（ｇ））。その後ステップＳ１０６へ進み、その後は、上記実施形態１と同様の制御を行う。
【０１０９】
このように、本実施形態では、二次電池の温度が０℃以上充電可能な温度範囲の下限温度未満であるときには、充電設定電圧および充電電流を下げて充電を行う。これにより、本実施形態では、上記実施形態１で得られる効果だけでなく、負極に金属リチウムを析出させることなく二次電池を充電させることができるという効果も得ることができる。
【０１１０】
《その他の実施形態》
上記実施形態１〜４は、以下に示す構成であってもよい。
【０１１１】
充電システムは、温度センサーおよび電圧センサーを有していなくても良い。その場合には、充電回路が二次電池の温度および電圧を測定しても良く、放電回路が二次電池の温度および電圧を測定しても良く、充電回路および放電回路のうちのどちらか一方が二次電池の温度を測定し他方が二次電池の電圧を測定してもよく、充電回路および放電回路それぞれが二次電池の温度および電圧を測定してもよい。
【０１１２】
また、充電システムでは、第１安全素子および第２安全素子は、温度センサー２１が測定した温度に基づいて作動するように設計されていても良い。
【０１１３】
二次電池としては、公知の二次電池を用いることができる。また、二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いた場合、電極群としては極板が捲回された電極群であってもよく極板が積層された電極群であっても良く、また、活物質および集電体などの材料としては公知の材料を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、電子機器等の主電源に有用な二次電池を充電するシステムまたは充電方法に有用である。例えば、本発明は、携帯電話またはノート型パソコン等の民生用モバイルツールの主電源、電動ドライバー等のパワーツールの主電源、およびＥＶ（Electric vehicle ）等の産業用主電源に有用な二次電池を充電するシステムまたは充電方法に適している。
【０１１５】
とりわけ、ディスプレイを有し、車またはお風呂場のような高温環境下にさらされる可能性があるポータブルナビゲーションシステム、ポータブルＤＶＤ(digital versatile disc) プレーヤー、ポータブルディスプレイまたはポータブルテレビの主電源に有用な二次電池を充電するシステムまたは充電方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施形態１に係る充電システムのブロック図である。
【図２】充電前の二次電池の温度が室温付近である場合にその二次電池を充電させたときの、二次電池の温度と二次電池の電圧の変化を示すグラフ図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態１における別の充電システムのブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る充電システムでの動作を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る充電システムでの動作を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る充電システムでの動作を示すフロー図である。
【図７】本発明の実施形態４に係る充電システムでの動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１０１，２０１        充電システム 
１１，１１１，２１１      二次電池 
２１                      電圧センサー 
２２                      温度センサー 
２３                      充電回路 
２４                      放電回路 
２５                      第１安全素子 
２６                      第２安全素子 
【図１】
2010061970.tif 000003
【図２】
2010061970.tif 000004
【図３】
2010061970.tif 000005
【図４】
2010061970.tif 000006
【図５】
2010061970.tif 000007
【図６】
2010061970.tif 000008
【図７】
2010061970.tif 000009