【手続補正書】
【提出日】平成17年5月30日(2005.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の内部情報の検知方法において、一定の電流値Ｉ０で充電を開始し電池電圧が所定の電圧Ｖｍａｘに達した後、所定の電圧Ｖｍａｘで充電を充電終了まで行う、定電流−定電圧充電方式によって充電を行う場合に、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｃ）のステップ、
（Ａ）被検知電池の定電流充電モードから定電圧充電モードに移行した時点からの時間ｔと定電圧充電モードでの充電電流値Ｉを計測するステップ、
（Ｂ）定電圧充電に移行時から前記定電圧充電モードでの充電電流Ｉが所定の電流値ＩＭになるまでの時間を求めるステップ、
（Ｃ）前記定電圧充電モードでの充電電気量（充電量）を求めるステップ、
（Ｄ）被検知電池と同種同型の正常な電池の定電圧充電モード時の充電電流特性を参照するステップ、
から成り、被検知電池の短絡の有無、被検知電池の蓄電容量（蓄電可能な電気量）、被検知電池の内部抵抗、被検知電池の充電量、被検知電池の使用できる電気量（残量）、あるいはこれらを組み合わせた情報の情報、のいずれかを検知することを特徴とする二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２】
定電圧充電モードにおける充電時間を無限に外挿したとき、充電電流値が正の値を取る場合、被検知電池が短絡していると判定することを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項３】
定電圧充電モードにおける充電時間を無限に外挿したとき、充電電流値がゼロに収束する場合、被検知電池が短絡していないと判定することを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項４】
前記定電圧充電モードにおける充電電流変化から、充電時間が無限に経過した場合の充電電流の収束値を計算することを特徴とする請求項２または３に記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項５】
前記正常な電池の定電圧充電モードでの充電電流特性（定電圧充電時間ｔに対する充電電流値ＩＮの関係）ＩＮ（ｔ）が、正常な電池の予め計測されたデータ、もしくは正常な電池の予め計測されたデータから得られた関係式、コンピューターによるシミュレーションから得られた関係式、から選択される特性であることを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項６】
前記充電は、
定電圧充電モード時の充電電流が所定の電流値Ｉｍｉｎ以下になった時点、
充電開始から所定時間ｔｆを経過した時点、
のいずれかの時点で、終了することを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項７】
（Ｅ）被検知電池の短絡の有無を判定するステップ、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項８】
前記定電圧充電モードでの充電電気量は、
充電を終了した時点までの充電電気量、
定電圧充電モードでの、電流値がゼロに達する時点までの充電電気量
のいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項９】
前記定電圧充電モード時の電流値がゼロに達する時点までの充電電気量は、定電圧充電モードにおける充電電流の変化から外挿される値か、計算される値かのいずれかであることを特徴とする請求項８記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１０】
短絡していない被検知電池において、定電流Ｉ０の充電から定電圧Ｖｍａｘの充電への切り替わった時点から所定の電流値ＩＭになるまでの時間がｔＭ’で、正常な電池においては定電流Ｉ０の充電から定電圧Ｖｍａｘの充電への切り替わった時点から所定の電流値ＩＭになるまでの時間がｔＭで、
（ｉ）（ｔＭ’−ｔＭ）＞ａ＞０の時、被検知電池の内部抵抗が正常な電池より増大している、
（ｉｉ）（ｔＭ−ｔＭ’）＞ｂ＞０の時、被検知電池の蓄電容量が正常な電池より低下している、
（ａ，ｂは電池の種類によって決まる定数）
と判定することを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１１】
短絡していない被検知電池において、定電圧充電モード時の定電圧Ｖｍａｘで充電される電気量がＱＣＶ’で、正常な電池においては定電
圧Ｖｍａｘで充電される電気量がＱＣＶで、
（ｉｉｉ）（ＱＣＶ’−ＱＣＶ）＞ｃ＞０の時、被検知電池の内部抵抗が正常な電池より増大している、
（ｉｖ）（ＱＣＶ−ＱＣＶ’）＞ｄ＞０の時、被検知電池の蓄電容量が正常な電池より低下している、
（ｃ，ｄは電池の種類によって決まる定数）
と判定することを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１２】
短絡していない被検知電池の蓄電容量（蓄電可能な電気量）が、正常な電池の蓄電容量のＤ倍（Ｄは定数で０＜Ｄ≦１）に低下していると仮定した場合、
被検知電池において定電流Ｉ０の充電モードから定電圧Ｖｍａｘの充電モードへの切り替わり時から所定の電流値ＩＭになるまでの時間がｔＭ’、定電圧Ｖｍａｘで充電される電気量がＱＣＶ’で、正常な電池においてはそれぞれｔＭ、ＱＣＶであるとき、次の関係式（１）
Ｄ＝（ＱＣＶ’−Ｉ０×ｔＭ’）／（ＱＣＶ−Ｉ０×ｔＭ）−−−−（１）
から被検知電池の蓄電容量が、正常な電池の蓄電容量のＤ倍であると検知することを特徴とする請求項１記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１３】
正常な電池の蓄電容量Ｃから、被検知電池の蓄電容量Ｃ’＝Ｃ×Ｄであると算出することを特徴とする請求項１２記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１４】
前記短絡していない電池は、充電時、放電時、充電も放電もしていない休止時、から選択される電池の状態を検知して短絡していないと判定された電池であることを特徴とする請求項７記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１５】
前記短絡していない電池は、定電流充電モード時の電池電圧の上昇率、定電圧充電モード時の充電電流の降下率、放電時の電池電圧の降下率、休止時の電池の開回路電圧変化分、から選択される一種類以上の電池の状態を検知して、短絡していないと判定された電池であることを特徴とする請求項１４記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１６】
定電流Ｉ０の充電から定電圧Ｖｍａｘの充電への切り替わり時を基準に、それよりｔｃｃ時間前の（定電流充電モードでの）電池電圧Ｖｃｃの時間当たりの上昇率△Ｖｃｃ／△ｔに関して、被検知電池と正常な電池のそれを比較して、
（ｖ）被検知電池の電圧の時間当たりの上昇率が、正常な電池のそれより大きいとき、正常な電池より、被検知電池は、内部抵抗が増大しているか、蓄電容量が低下しているか、内部抵抗が増大しかつ蓄電容量が低下しているのいずれかであると判定する
（ｖｉ）被検知電池の電圧の時間当たりの上昇率が、正常な電池のそれより小さいとき、被検知電池は、内部抵抗が低下しているか、短絡していると判定する、ことを特徴とする請求項１５記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１７】
前記所定の電流値ＩＭは、前記定電流充電での充電電流Ｉ０の０．４×Ｉ０≦ＩＭ≦０．６×Ｉ０の範囲であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１８】
前記所定の電流値ＩＭは、前記定電流充電での充電電流Ｉ０の１／２、すなわちＩＭ＝０．５×Ｉ０であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項１９】
蓄電容量が正常な電池の蓄電容量のＤ倍である被検知電池において、定電流Ｉ０の充電から定電圧Ｖｍａｘの充電への切り替わり時における蓄電量がＱ０’、定電圧Ｖｍａｘの充電への切り替わり時から所定の電流値ＩＭになるまでの時間がｔＭ’で、
正常な電池においてはそれぞれＱ０、ｔＭであるとき、
次の関係式（２）
Ｑ０’’＝Ｑ０’／Ｄ＝Ｑ０−Ｉ０×（ｔＭ’／Ｄ−ｔＭ）−−−−（２）
から求められるＱ０’’、正常な電池の蓄電量Ｑの開回路電圧Ｖｏｃ（Ｑ）及び定電流Ｉ０充電モードにおける内部抵抗ＲＩ０（Ｑ）の関係から、蓄電量Ｑ０’’の正常な電池の内部抵抗ＲＩ０（Ｑ０’’）で、被検知電池が蓄電量Ｑ０’’であるときの内部抵抗をＲＩ０’（Ｑ０’’）とするとき、次の関係式（３）
ＲＩ０’（Ｑ０’’）／ＲＩ０（Ｑ０’’）＝｛Ｖｍａｘ−Ｖｏｃ（Ｑ０’’）｝／｛Ｉ０×ＲＩ０（Ｑ０’’）｝−−−−（３）
から被検知電池の内部抵抗に関する内部情報を検知することを特徴とする請求項１２記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２０】
前記正常な電池の蓄電量に対する開回路電圧Ｖｏｃ（Ｑ）並びに内部抵抗のＲＩ０（Ｑ）が、正常な電池の予め計測されたデータ、もしくは正常な電池の予め計測されたデータから得られた関係式、コンピューターによるシミュレーションから得られた関係式、から選択されるものであることを特徴とする請求項１９記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２１】
前記正常な電池の計測データが、同種同型の複数個の電池の計測データを平均化したものであることを特徴とする請求項５または２０に記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２２】
被検知電池の蓄電容量が正常な電池の蓄電容量のＤ倍であると検知した後、
正常な電池の蓄電容量ＣＮと、放電電流ｉと温度Ｔで決まる補正係数ｆ（ｉ，Ｔ）から、正常な電池の全放電量がＣｄ＝ＣＮ×ｆ（ｉ，Ｔ）、
被検知電池の全放電量がＣｄ’＝Ｄ×ＣＮ×ｆ（ｉ，Ｔ）で表されるとし、
被検知電池を電源に使用している機器の平均消費電流をｉ、平均消費電力をｐ、被検知電池の平均電池電圧をＶｍとする時、機器の作動時間ｈを、次式ｈ＝（Ｄ×Ｃｄ）／ｉ、もしくはｈ＝（Ｖｍ×Ｄ×Ｃｄ）／ｐで算出することを特徴とする請求項１２に記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２３】
正常な電池の蓄電容量ＣＮと、放電電流ｉと温度Ｔで決まる補正係数ｆ（ｉ，Ｔ）、前記請求項１９の式（３）から得られる内部抵抗に関する情報ＲＩ０’（Ｑ０’）／ＲＩ０（Ｑ０’）に比例する補正係数ｒから、被検知電池の全放電量がＣｄ’＝（１／ｒ）×（Ｄ×ＣＮ）×ｆ（ｉ，Ｔ）と表されるとし、
前記機器の作動時間が、で補正された式ｈ＝（１／ｒ）×（Ｄ×ＣＮ）×ｆ（ｉ，Ｔ）／ｉ、もしくはｈ＝（１／ｒ）×ｆ（ｉ，Ｔ）×（Ｖｍ×Ｄ×ＣＮ）／ｐで算出されることを特徴とする請求項２１に記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２４】
前記放電電流ｉと温度Ｔで決まる補正係数ｆ（ｉ，Ｔ）は、正常な電池を用いて、予め求められた計測データ、もしくは計測データを元に算出された関数式、またはコンピュータ・シミュレーションから得られたもの、から選択されるものであることを特徴とする請求項２２または２３に記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２５】
前記被検知電池のＤが、所定の値以下になった場合、被検知電池は寿命であると判定することを特徴とする請求項１２記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２６】
前記二次電池は、リチウムの酸化還元反応を利用したリチウム二次電池であることを特徴とする請求項１及至請求項２５のいずれかに記載の二次電池の内部情報検知方法。
【請求項２７】
二次電池の内部情報を検知する装置において、
少なくとも定電流−定電圧充電方式で被検知二次電池を充電する際の充電電流値Ｉを計測する手段と、定電流Ｉ０の充電モードから定電圧Ｖｍａｘの充電モードへの切り替わり時からの時間ｔを計測する手段と、定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになったときの時間ｔＭ’を検知する手段と、定電圧充電での充電電気量ＱＣＶ’を検知する手段と、正常な電池の蓄電容量ＣＮ及び定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになるときの時間ｔＭと定電圧充電モードでの充電電気量ＱＣＶの値を記憶している手段とを有し、かつ記憶されたこれらの正常な電池のＣＮとｔＭとＱＣＶの値と被検知電池から検知されたｔＭ’とＱＣＶ’の情報から被検知電池の蓄電容量を算出する演算手段を有することを特徴とする二次電池の内部情報検知装置。
【請求項２８】
二次電池の内部情報を検知する装置において、
少なくとも定電流−定電圧充電方式で被検知二次電池を充電する際の充電電流値Ｉを計測する手段と、定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになったときの時間ｔＭ’を検知する手段と、定電圧充電で充電され得る充電電気量ＱＣＶ’を検知する手段と、正常な電池の蓄電容量ＣＮ及び定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになるときの時間ｔＭと定電圧充電時の充電電気量ＱＣＶの値を記憶している手段と前記正常な電池の蓄電量Ｑに対する開回路電圧Ｖｏｃ（Ｑ）の関係並びに正常な電池の定電流Ｉ０での充電時の蓄電量Ｑに対する内部抵抗ＲＩ０（Ｑ）の関係をそれぞれ記憶している手段とを有し、
前記被検知電池の計測情報と記憶されている正常な電池の特性情報から、被検知電池の蓄電容量と内部抵抗に関する内部情報を演算手段にて取得することを特徴とする二次電池の内部情報検知装置。
【請求項２９】
前記蓄電量Ｑに対する開回路電圧Ｖｏｃ（Ｑ）並びに内部抵抗ＲＩ０（Ｑ）の関係が、データテーブル、関数式のいずれかである請求項２８の二次電池の内部情報検知装置。
【請求項３０】
前記計測手段から得られる情報、及び又は前記被検知電池の内部情報に関する情報を出力及び又は表示する手段を有することを特徴とする請求項２７〜２９のいずれかに記載の二次電池の内部情報検知装置。
【請求項３１】
請求項２７〜請求項３０のいずれかに記載の装置を付加した１個以上の二次電池からなることを特徴とする電池パック。
【請求項３２】
前記電池パックがそれを電源に使用する機器との通信手段を有していることを特徴とする請求項３１記載の電池パック。
【請求項３３】
前記計測手段から得られる情報、及び又は前記被検知電池の内部情報に関する情報を出力及び又は表示する手段を有することを特徴とする請求項３１記載の電池パック。
【請求項３４】
請求項２７〜請求項３０のいずれかに記載の装置を有することを特徴とする機械。
【請求項３５】
製造した二次電池が良品であるか不良品であるか検査する検査装置、二次電池を充電する充電器、携帯電話・携帯端末・携帯型コンピューター等の携帯機器、自動車、自転車、船舶、航空機、宇宙船等の移動体から選択されるものであることを特徴とする請求項３４記載の機械。
【請求項３６】
前記計測手段から得られる情報、及び又は前記被検知電池の内部情報に関する情報を出力及び又は表示する手段を有することを特徴とする請求項３４または３５記載の機械。
【請求項３７】
二次電池の内部情報を検知するためのプログラムにおいて、請求項１〜請求項２６のいずれかに記載の検知方法を盛り込んだことを特徴とする二次電池の内部情報検知プログラム。
【請求項３８】
請求項３７記載の二次電池の内部情報を検知するためのプログラムを収めた記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明は、定電流−定電圧充電方式によって充電を行う場合に、少なくとも（Ａ）被検知電池の定電流充電モードから定電圧充電モードに移行した時点からの時間ｔと定電圧充電モードでの充電電流値Ｉを計測するステップ、
（Ｂ）定電圧充電に移行時から前記定電圧充電モードでの充電電流Ｉが所定の電流値ＩＭになるまでの時間を求めるステップ、
（Ｃ）前記定電圧充電モードでの充電電気量（充電量）を求めるステップ、
（Ｄ）被検知電池と同種同型の正常な電池の定電圧充電モード時の充電電流特性を参照するステップ、
から成り、被検知電池の短絡の有無、被検知電池の蓄電容量（蓄電可能な電気量）、被検知電池の内部抵抗、被検知電池の充電量、被検知電池の使用できる電気量（残量）、あるいはこれらを組み合わせた情報の情報、のいずれかを検知することを特徴とする内部情報検知方法である。前記方法にて得られる内部情報は、被検知電池の短絡の有無、被検知電池の蓄電容量（蓄電可能な電気量）、被検知電池の内部抵抗、被検知電池の充電量、被検知電池の使用できる電気量（残量）、これらを組み合わせた情報のいずれかの情報である。本発明の二次電池の内部情報検知方法によれば、充電開始前の放電深度が未知の被検知電池であっても、すなわち、電気量の残存している電池につぎ足しで充電をするときでも被検知電池の蓄電容量に代表される内部情報を得ることができることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明は、二次電池の内部情報を検知する装置において、
少なくとも定電流−定電圧充電方式で被検知二次電池を充電する際の充電電流値Ｉを計測する手段と、定電流Ｉ０の充電モードから定電圧Ｖｍａｘの充電モードへの切り替わり時からの時間ｔを計測する手段と、定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになったときの時間ｔＭ’を検知する手段と、定電圧充電での充電電気量ＱＣＶ’を検知する手段と、正常な電池の蓄電容量ＣＮ及び定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになるときの時間ｔＭと定電圧充電モードでの充電電気量ＱＣＶの値を記憶している手段とを有し、かつ記憶されたこれらの正常な電池のＣＮとｔＭとＱＣＶの値と被検知電池から検知されたｔＭ’とＱＣＶ’の情報から被検知電池の蓄電容量を算出する演算手段を有することを特徴とする二次電池の内部情報検知装置である。
また、本発明は、二次電池の内部情報を検知する装置において、
少なくとも定電流−定電圧充電方式で被検知二次電池を充電する際の充電電流値Ｉを計測する手段と、定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになったときの時間ｔＭ’を検知する手段と、定電圧充電で充電され得る充電電気量ＱＣＶ’を検知する手段と、正常な電池の蓄電容量ＣＮ及び定電圧充電モードでの充電電流値が所定値ＩＭになるときの時間ｔＭと定電圧充電時の充電電気量ＱＣＶの値を記憶している手段と前記正常な電池の蓄電量Ｑに対する開回路電圧Ｖｏｃ（Ｑ）の関係並びに正常な電池の定電流Ｉ０での充電時の蓄電量Ｑに対する内部抵抗ＲＩ０（Ｑ）の関係をそれぞれ記憶している手段とを有し、
前記被検知電池の計測情報と記憶されている正常な電池の特性情報から、被検知電池の蓄電容量と内部抵抗に関する内部情報を演算手段にて取得することを特徴とする二次電池の内部情報検知装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
なお、（Ｄ）のステップでの正常な電池の定電圧充電モードでの充電電流特性には、正常な電池の予め計測されたデータ、もしくは正常な電池の予め計測されたデータから得られた関係式、コンピューターによるシミュレーションから得られたデータもしくは関係式、から選択される特性が使用できる。