(57)【要約】【課題】リチウムイオン電池をいつでも安定的に充電できる充電方法を提供する。【解決手段】負極を複数に分割したエリアごとに電流値を検出する。エリアごとの電流値の時間変化率が所定閾値以上になるエリアが１または複数発生する特定区間（第２区間）を求めておく。電池の充電期間が前記特定区間（第２区間）に該当する場合には、他の区間（第１区間、第３区間）で充電するときの充電電流値（ＩＨ、ＩＭ）よりも低い充電電流値ＩＬを用いて充電を行う。【選択図】図６
2014022317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水系二次電池の充電方法であって、
負極の結晶構造が変化する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非水系二次電池の充電方法において、
電池の充電期間が前記特定区間に該当するか否かは、負極を複数に分割したエリアごとに検出した電流値に基づいて判定する
ことを特徴とする非水系二次電池の充電方法。
【請求項３】
非水系二次電池の充電方法であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、前記エリアごとの電流値の時間変化率が所定閾値以上になるエリアが１または複数発生する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電方法。
【請求項４】
非水系二次電池の充電方法であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、エリア間での電流値の差が所定閾値以上になる特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の非水系二次電池の充電方法において、
電池の充電期間が前記特定区間に該当するか否かは、電池電圧に基づいて判定する
ことを特徴とする非水系二次電池の充電方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の非水系二次電池の充電方法において、
前記特定区間以外での充電回数が所定の回数閾値以上になった場合には、強制放電を行って、前記特定区間での充電が行われるようにする
ことを特徴とする非水系二次電池の充電方法。
【請求項７】
非水系二次電池の充電装置であって、
負極の結晶構造が変化する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電装置。
【請求項８】
非水系二次電池を充電する充電装置であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、前記エリアごとの電流値の時間変化率が所定閾値以上になるエリアが１または複数発生する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電装置。
【請求項９】
非水系二次電池の充電装置であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、エリア間での電流値の差が所定閾値以上になる特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水系二次電池の充電方法に関し、例えば、リチウムイオン電池の充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出する正極および負極の間を非水電解液中のリチウムイオンが移動することで充放電可能な二次電池である。そして、繰り返しの充放電によって電池性能が劣化し、その程度は充電方法に依存することが知られている（例えば特許文献１）。例えば、電極面内にリチウムイオン濃度の偏りがあると、充電したときにリチウムイオンが多い場所でＬｉの析出が起こりやすく、これが容量低下に繋がる。
【０００３】
そこで、特許文献１（特開２０１２−０１６１０９号公報）には、リチウムイオン電池の性能劣化を防止できる充電方法として、非水電解液中のリチウムイオン濃度の分布をできる限り均一化してから充電を開始することが提案されている。すなわち、リチウムイオン電池の開回路電圧の時間変化に基づいて、非水電解質中のリチウムイオン濃度の分布が安定化したかどうかを判断する。そして、非水電解質中のリチウムイオン濃度の分布が均一化して電極内の分極が解消された状態になった段階で、充電を開始する。これにより、リチウムイオン電池の充電が常に安定的に行われるようになり、電池性能の劣化が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０１６１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された方法によれば、非水電解質中のリチウムイオン濃度の分布が安定した状態で充電を開始できるので、安定した充電が行えるのは確かである。しかし一方で、開回路電圧の時間変化が安定化するまでは充電を行わずに待たなければならないという問題がある。実際に電池を使用する場面においては、連続使用や急速充電の要請が当然にあるのであり、リチウムイオン濃度の分布が均一化するタイミングをただ待つというのは現実的ではない。
【０００６】
本発明の目的は、非水系二次電池（例えばリチウムイオン電池）をいつでも安定的に充電できる充電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電方法は、
非水系二次電池の充電方法であって、
負極の結晶構造が変化する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、
電池の充電期間が前記特定区間に該当するか否かは、負極を複数に分割したエリアごとに検出した電流値に基づいて判定する
ことが好ましい。
【０００９】
本発明の充電方法は、
非水系二次電池の充電方法であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、前記エリアごとの電流値の時間変化率が所定閾値以上になるエリアが１または複数発生する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の充電方法は、
非水系二次電池の充電方法であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、エリア間での電流値の差が所定閾値以上になる特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、
電池の充電期間が前記特定区間に該当するか否かは、電池電圧に基づいて判定する
ことが好ましい。
【００１２】
本発明では、
前記特定区間以外での充電回数が所定の回数閾値以上になった場合には、強制放電を行って、前記特定区間での充電が行われるようにする
ことが好ましい。
【００１３】
本発明の充電装置は、
非水系二次電池の充電装置であって、
負極の結晶構造が変化する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする非水系二次電池の充電装置。
【００１４】
本発明の充電装置は、
非水系二次電池を充電する充電装置であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、前記エリアごとの電流値の時間変化率が所定閾値以上になるエリアが１または複数発生する特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の充電装置は、
非水系二次電池の充電装置であって、
負極を複数に分割したエリアごとの電流値に基づき、エリア間での電流値の差が所定閾値以上になる特定区間においては、他の区間で充電するときの充電電流値よりも低い充電電流値を用いて充電を行う
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、非水系二次電池（例えばリチウムイオン電池）をいつでも安定的に充電できる充電方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電極（負極）を９つのエリアに分ける一例を示す図。
【図２】リチウムイオン電池をＳＯＣ０％からＳＯＣ１００％まで充電したときの各エリアの電流値の変化を示すグラフ。
【図３】第１実施形態に係る充電装置の構成を示す図。
【図４】ＳＯＣ（充電率）と出力電圧Ｖとの関係を示す図。
【図５】ＩＬ、ＩＭおよびＬＨを従来の充電電流値と対比する図。
【図６】第１実施形態に係る充電方法の動作手順を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態によって充電した場合のＳＯＣばらつきと、従来方法で充電した場合のＳＯＣばらつきと、を示す図。
【図８】第１実施形態によって充電時間が短縮できるという効果を説明するための図。
【図９】第２実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図１０】第２実施形態に係る充電方法の動作手順を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態の動作を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を順を追って説明していく。
（着想）
まず、本発明の理論的背景を説明する。本発明者らは、鋭意研究の末、電極面内にＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、充電率）の偏りが生じないようにしつつも、待ち時間もなく、かつ、できるだけ短時間で急速にリチウムイオン電池を充電する方法の開発に成功した。
【００１９】
発明者らは、電極１０を例えば図１のように複数のエリアに分けて、充電時にエリアごとに生じる電流を計測した。その結果、正極については、充電量に対してエリアごとの電流値の変化が大きかった。これは、充電時に、エリア間でＳＯＣ偏りを自動緩和する方向に電流が流れていると解釈できる。
【００２０】
一方、負極については、特徴的な振る舞いをすることがわかった。図２は、リチウムイオン電池をＳＯＣ０％からＳＯＣ１００％まで充電したときの各エリアの電流値の変化を示すグラフである。ＳＯＣによって電流値が特徴的な変化を示すことがわかる。
グラフの特徴に基づいてＳＯＣ０％からＳＯＣ１００％までをいくつかの区間に分類できる。
ここでは、
ＳＯＣ０％からＳＯＣ５０％の区間（０％≦ＳＯＣ＜５０％）を第１区間、
ＳＯＣ５０％からＳＯＣ６０％の区間（５０％≦ＳＯＣ＜６０％）を第２区間、
ＳＯＣ６０％からＳＯＣ１００％の区間（６０％≦ＳＯＣ≦１００％）を第３区間、
とする。
【００２１】
まず、ＳＯＣが低い第１区間においては、各エリアの電流値はあまり変動せず、ほぼ一定の値をとる。このとき電極面内のエリアごとにＳＯＣ偏りが形成されやすいことになる。また、この第１区間においては充電電流を大きくしても電流値の変化はあまり生じず、ほぼ一定値を保つことがわかった。
【００２２】
ＳＯＣが第２区間になると、エリアごとに流れる電流に差が生じる。これは、電極面内のＳＯＣ偏りを緩和して電極面内のＳＯＣを均一化する作用があることがわかった。
さらに、このとき、負極を構成する材料（例えばグラファイト）の結晶構造に変化が生じていることがわかった。
ここで、負極を構成する材料（例えばグラファイト）の結晶構造に変化が生じているとは、ステージ構造の遷移が生じているということである。
負極がグラファイトである場合、リチウム−黒鉛層間化合物（Ｌｉ−ＧＩＣ）を形成することによってリチウムイオンが黒鉛層間に挿入されていき、これにより、リチウムイオンが黒鉛層間に吸蔵されることが知られている。
そして、リチウムイオンがグラファイト層間にどの程度挿入されるかによって様々なステージ構造をとることが知られ、リチウムイオンの充填率が高い方からステージ１、ステージ２、ステージ３、ステージ４の順に遷移していく。
この第２区間においては、エリアごとにステージ構造の遷移が生じてリチウムイオンの充填率が変化し、これにより電極面内のＳＯＣ偏りを緩和するという作用が大きく起こりやすいと考えられる。
【００２３】
ＳＯＣが第３区間になると、エリアごとの電流値は一旦一定値となり、その後小さな電流差が生じた後、再び電流値は一定になる。
【００２４】
これら第１区間から第３区間のなかで注目すべきは第２区間である。
第２区間においては、エリアごとのＳＯＣに差が有るほどエリアごとの電流値に大きさが生じる。そして、この第２区間において充電電流値を小さくし、十分に時間をかけて充電を行うと電極面内のＳＯＣ偏りが解消されることがわかった。一方、第２区間での充電電流値を大きくしてしまうと、ＳＯＣ偏りが十分に解消されないことが分かった。第２区間でエリアごとの電流値に差が生じたり、この区間でＳＯＣ偏りが解消されたりすることの理由としては、この区間で負極構成材料の結晶構造（ステージ構造）に変化が生じていることと関係があると考えられる。そして、負極構成材料の結晶構造（ステージ構造）が変化するための十分な時間をとることにより、電極面内のＳＯＣ偏りが解消され、電極面内のＳＯＣを均一化できることがわかった。
【００２５】
（第１実施形態）
ここまでに説明した知見に基づいて本発明者らは次のような実施形態を開発した。
図３は、第１実施形態に係る充電装置の構成を示す図である。
充電装置１００は、電流分布検出部１１０と、電流値設定部１２０と、充電電流供給回路１３０と、メモリ１４０と、を備える。
【００２６】
電流分布検出部１１０は、電池９００の電極面内において電流の分布に偏りが生じているか否かを検出するための機能部である。電極面内のエリアごとに電流値を直接に検出できる場合には、エリアごとの電流値を直接検出すればよい。電池９００の構造として電極面内のエリアごとの電流値を直接に検出できない場合には、電池電圧Ｖに基づいて電流の分布に偏りが生じているか否かを推定する構成とする。
【００２７】
そこで、電流分布検出部１１０は、電圧検出部１１１と、区間判定部１１２と、を備えている。電圧検出部１１１は、電池９００の正極端子９１０と負極端子９２０との間の電圧値を検出する。区間判定部１１２は、前記検出した電圧値Ｖに基づいて、電池９００のＳＯＣがどの状態にあるかを判定する。
【００２８】
具体的には、区間判定部１１２は、電池容量と現状の電圧値Ｖとの関係からＳＯＣが上記第１区間から第３区間のいずれであるかを判定する。ここで、メモリ１４０には、区間を識別するための電圧閾値が予めセットされている。例えば、図４に示すように、ＳＯＣ（充電率）と出力電圧Ｖとの関係が特定されていれば検出電圧Ｖに基づいてＳＯＣがどの区間にあるかを判定することができる。ここでは、ＳＯＣが第２区間であることを判断するための電圧閾値としてＶｔｈ１とＶｔｈ２とがメモリ１４０に設定されているとする。（Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２とする。）
【００２９】
なお、区間を識別するための電圧閾値Ｖｔｈを特定するには、繰り返しの実験によって、図４のように出力電圧値Ｖと電極面内の電流値分布との関係を求める。そして、電流値の差が大きくなり始める電池電圧Ｖｔｈ１と、電流値の差が縮まってまたエリアごとの電流値が一定値になる電池電圧Ｖｔｈ２と、を特定すればよい。または、電流値の差ではなく、エリアごとの電流値の時間変化率に基づいて電圧閾値Ｖｔｈを特定してもよい。たとえば、電流変化率が徐々に高まってきて、電流変化率が１５％／分となるエリアが一つでも発生するようになったときの電池電圧を電圧閾値Ｖｔｈ１とし、すべてのエリアにおいて電流変化率が１５％／分以下になるときの電池電圧を電圧閾値Ｖｔｈ２としてもよい。なお、電流変化率の閾値は、１５％／分に限らず、１０％／分や５％／分でもよいことはもちろんである。
【００３０】
そして、区間判定部１１２は、電池電圧ＶがＶｔｈ１よりも低ければ（Ｖ＜Ｖｔｈ１）、ＳＯＣは第１区間であると判定する。電池電圧ＶがＶｔｈ１とＶｔｈ２との間にあれば（Ｖｔｈ１≦Ｖ＜Ｖｔｈ２）、ＳＯＣは第２区間であると判定する。電池電圧ＶがＶｔｈ２以上であれば（Ｖ≧Ｖｔｈ２）、ＳＯＣは第３区間であると判定する。
【００３１】
電流値設定部１２０は、充電時の供給電流値を区間に応じて設定する。
すなわち、区間判定部１１２によって電池９００のＳＯＣが第１区間であると判定された場合、電流値設定部１２０は供給電流値を大きい値ＩＨに設定する。
区間判定部１１２によって電池９００のＳＯＣが第２区間であると判定された場合、電流値設定部１２０は供給電流値を小さい値ＩＬに設定する。
区間判定部１１２によって電池９００のＳＯＣが第３区間であると判定された場合、電流値設定部１２０は供給電流値を中間の値ＩＭに設定する。
（なお、ＩＬ＜ＩＭ＜ＩＨとする）
【００３２】
ここで、ＩＬ、ＩＭおよびＬＨの具体的な数値は限定されるものではないが、従来の充電時に使用されていた供給電流値ＩＰとの大小関係を表すと例えば図５のようになる。図５において、従来は、一定の電流値ＩＰで充電していたとする。この電流値Ｉｐを基準にすると、大きい電流値ＩＨは従来電流値ＩＰに比べてかなり大きい。中間電流値ＩＭは従来電流値に比べてやや大きい。小さい電流値ＩＬは従来電流値に比べて小さい。すなわち、ＩＨ＜ＩＭ＜ＩＰ＜ＩＬの関係である。これら電流値はメモリ１４０に登録されている。
【００３３】
次に図６のフローチャートを参照して、充電装置１００の動作を説明する。
充電装置１００は、電池９００を充電するにあたって、まず、電圧検出部１１１によって電圧検出を行う（ＳＴ１１０）。そして、検出した電圧値Ｖに応じて区間判定部１１２により電池９００のＳＯＣがどの区間にあるかを判定する。ここでは一例として、完全に放電された状態（ＳＯＣ０％）から充電を行う場合を例にする。ＳＯＣ０％では、検出電圧も０Ｖである。すなわち、検出電圧値Ｖが第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも小さいので（Ｖ＜Ｖｔｈ１）、ＳＯＣは第１区間にある（ＳＴ１３０：ＹＥＳ）。この場合、電流値設定部１２０は供給電流値を大きい値ＩＨに設定する（ＳＴ１３１）。ＳＯＣが第１区間にある間は大きい電流値ＩＨで急速に充電を進める（ＳＴ１６０）。満充電にはまだまだ達しないので（ＳＴ１７０：ＮＯ）、電圧検出（ＳＴ１１０）から充電（ＳＴ１６０）までを所定のサイクルピッチで繰り返す。
【００３４】
充電が進んでＳＯＣが上がってくると検出される電圧Ｖも上がってくる。そして、検出電圧Ｖが第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上になった場合（ＳＴ１３０：ＮＯ）、検出電圧Ｖが第１電圧閾値Ｖｔｈ１と第２電圧閾値Ｖｔｈ２との間に入るかどうかを判定する（ＳＴ１４０）。検出電圧Ｖが第１電圧閾値Ｖｔｈ１と第２電圧閾値Ｖｔｈ２との間であるということは、ＳＯＣが５０％あたりまで上がってきたということであり、ＳＯＣが第２区間に入ってきたということである。この第２区間においては、電極面内のエリアの電流に差が生じ（図２参照）、これにより電極面内のＳＯＣ偏りを解消する方向の作用が生じる。そして、負極の結晶構造（ステージ構造）が変化するのに十分な時間をこの第２区間でとることが電極面内のＳＯＣを均一化するのに有効なことであった。そこで、検出電圧Ｖが第１電圧閾値Ｖｔｈ１と第２電圧閾値Ｖｔｈ２との間にある場合には（ＳＴ１４０：ＹＥＳ）、電流値を小さい値ＩＬに設定する（ＳＴ１４１）。
【００３５】
この小さい電流値ＩＬで充電を進め（ＳＴ１６０）、検出電圧値Ｖが第２電圧閾値Ｖｔｈ２以上になったら（ＳＴ１４０：ＮＯ）、第２区間が終了である。この場合、ＳＯＣは第３区間に入ったということであるので（ＳＴ１５０）、再び電流値を上げて、中間の電流値ＩＭで充電を行う（ＳＴ１６０）。
【００３６】
そして、満充電に達したところで充電は終了する。満充電になったことは、例えば、電圧が所定の規定電圧に達した等により判定される。
【００３７】
このような本実施形態によれば次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ＳＯＣが第２区間に入ったときに充電電流値を低くする。
この第２区間においては電極面内のエリアごとの電流に差が生じ、これにより、電極面内のＳＯＣ偏りが解消される。このとき、本実施形態のように充電電流値を低くすることにより第２区間の時間を十分にとることができ、これによって電極面内のＳＯＣを均一化することができる。すなわち、電極面内のリチウムイオン濃度が均一化し、Ｌｉの析出等が防止される。その結果、安定した充電を行うことができるとともに、電池９００の劣化を防止することができる。図７は、本実施形態によって充電した場合のＳＯＣばらつきと、従来方法で充電した場合のＳＯＣばらつきと、を示す図である。図７（Ａ）は、本実施形態によって充電した場合のＳＯＣばらつきを示し、図７（Ｂ）は、従来方法で充電した場合のＳＯＣばらつきを示す。本実施形態を適用することにより電極面内のＳＯＣばらつきは１％以内に抑えられるが、従来方法では５％以上のＳＯＣばらつきが発生する。
【００３８】
（２）本実施形態では、第２区間では小さい電流値ＩＬで充電を行うが、それ以外の第１区間や第３区間においては従来よりも大きな電流で充電する。これにより、従来に比べて短時間で満充電に達することができる。ここで、第１区間で充電電流値を大きくできるのは、仮に第１区間でＳＯＣ偏りが発生したとしても第２区間でＳＯＣ偏りを解消できるからである。したがって、第１区間ではＳＯＣ偏りの発生を気にせずに急速充電する。また、第１区間においては充電電流値の大小に関わらず電極面内での電流差は生じずに結局ＳＯＣ偏りができてしまうことがわかった。したがって、第１区間ではできるだけ大きな電流値で急速充電するということにしている。
【００３９】
図８は、本実施形態によって充電時間が短縮できるという効果を説明するための図である。
図８（Ｂ）中の太線は本実施形態を適用した場合の充電電流値の推移であり、これは前述の説明の通りである。図８（Ｂ）中の細線は従来の充電電流値ＩＰであり、常に一定の値である。そして、図８（Ａ）中の太線は、本実施形態を適用した場合の電池電圧の推移であり、一方、図８（Ａ）中の細線は従来技術で充電を行った場合の電池電圧の推移である。満充電までにかかる時間を比べてみると、本実施形態の方が従来技術に比べて２０％程度時間を短縮できることがわかった。繰り返しになるが、これは第１区間と第３区間とにおいて大電流を用いて充電しているからである。
【００４０】
（３）また、本実施形態の充電方法によれば、充電後に電池電圧が下がらないことがわかる。
図８（Ａ）において、満充電に達して充電電流の供給を停止した後を見ると、電圧が下がっていないことがわかる。一方、従来方法で電池を充電した場合、満充電に達した後に充電電流の供給を停止すると、電池電圧が下がる。本実施形態では、満充電のときの電池電圧が従来に比べて１０％程度増加しており、規定通りの出力電圧になっていることがわかる。
【００４１】
（４）本実施形態よれば、充電を行うにあたって特開２０１２−０１６１０９号公報のような待ち時間を必要としない。本実施形態では仮に電極面内にＳＯＣ偏りが生じるとしても第２区間での充電によって解消できる。したがって、充電前にリチウムイオン濃度が均一化するのを待つなどということは必要ない。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。
第２実施形態の基本的構成は第１実施形態と同様であるが、電極面内のエリアごとに電流値を検出できるようになっている。図９は、第２実施形態の構成を示す機能ブロック図である。第１実施形態（図３）との違いを中心に説明する。
【００４３】
電流分布検出部２１０は、電流検出部２１１を備えている。この電流検出部２１１は、電極（負極）のエリアごとに電流値を検出できるようになっている。区間判定部２１２においては、エリアごとに検出された電流値の変化率に基づいてＳＯＣがどの区間にあるかを判定する。第２区間においてはエリア間のＳＯＣ偏りを解消するように電流が発生するため、電流値が大きく変化するエリアが出現する（図２参照）。このことを利用して、例えば、電流変化率が１５％／分となるエリアが一つでもある場合にはＳＯＣが第２区間であると判定する。なお、第２区間を検出するための電流変化率の閾値は１５％／分に限らず、適宜適切な値に設定されればよい。
【００４４】
電流値設定部１２０としては、ＳＯＣが第２区間である場合には充電電流を小さい電流値ＩＬに設定する。一方、ＳＯＣが第２区間ではなかった場合には、充電電流を大きい電流値ＩＨに設定する。なお、第２実施形態では第１区間と第３区間とを区別しないので、中間の電流値ＩＭは使用しないことにする。
【００４５】
図１０のフローチャートは、第１実施形態のフローチャート（図６）に対応しており、対応するステップは下二桁が同じになるように符号を付している。図１０のフローチャートでは、エリアごとの電流値を検出し（ＳＴ２１０）、電流変化率閾値（１５％／分）を超える電流変化を示しているエリアがあるかどうかを判定する（ＳＴ２２０）。そして、第２区間であるか否かによって充電電流値を変える（ＳＴ２３０−ＳＴ２４１）。
【００４６】
このような構成によっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することは明らかであろう。
【００４７】
（変形例１）
上記第２実施形態において、ＳＯＣが第２区間であるか否かを判定するにあたってはエリアごとの電流変化率を利用した。ここで、変形例としては、エリアごとに取得した電流値を比較して、エリア間で電流差が生じている場合にはＳＯＣが第２区間にあると判断するようにしてもよい。例えば、エリアごとに取得した電流値を比較して、最大のものと最小のものとの比または差が所定値以上になっていれば、ＳＯＣが第２区間にあると判断するようにしてもよい。
【００４８】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。
リチウムイオン電池の実際の使用場面を想定すると、放電され尽くす前に充電が開始されることの方が多いと考えられる。例えば、リチウムイオン電池がハイブリッドカーに搭載されているとすると、走行中に頻繁に充電が行われ、ＳＯＣが５０％を下回る前に繰り返し充電が行われることが想定される。リチウムイオン電池が携帯電子機器に搭載される場合でも、ユーザが充電プラグを頻繁に商用電源に差し込めば、やはりＳＯＣが５０％を下回る前に繰り返しの充電が行われることになる。すると、第２区間におけるＳＯＣ偏りの緩和が行われないで、第３区間での充電が繰り返されることになる。このように第３区間での充電ばかりが繰り返されると、電極面内のＳＯＣ偏りがどんどん蓄積されてしまうことになる。
【００４９】
そこで、第３実施形態として、第２区間以外での充電回数が所定回数に達した場合には、強制的に放電を行って第２区間での充電が行われるようにする。図１１、図１２は、この第３実施形態の動作を示すフローチャートである。図１１、図１２において、ＳＴ１１０からＳＴ１５１は第１実施形態（図６）のフローと同じである。ここで、第３実施形態においては、第２区間以外での充電回数が所定回数に達した際に強制放電を実行する放電工程（ＳＴ３００）が挿入されている。図１１、図１２においては、区間判定（ＳＴ１２０）と充電（ＳＴ１６０）との間に放電工程（ＳＴ３００）を挿入したが、放電工程（ＳＴ３００）をどのタイミングで行うかはこの例に限定されないのはもちろんである。
【００５０】
区間判定（ＳＴ１２０）においてＳＯＣがどの区間であるかを判定しており、これによってＳＯＣが現状どの区間であるかが特定される（ＳＴ１３０、ＳＴ１４０、ＳＴ１５０）。そこで、ＳＴ３１０においてＳＯＣが第２区間であるか否かを判断し、第２区間以外での充電が行われる場合にはカウンタのカウント値を１つ増加させる（ＳＴ３２０）。そして、カウント値を所定の回数閾値Ｎと比較する（ＳＴ３４０）。カウント値が回数閾値Ｎに達していなければ（ＳＴ３４０：ＮＯ）、設定された電流値（ＩＨまたはＩＭ）で充電を行う（ＳＴ１６０）。
【００５１】
ここで、ＳＴ３４０においてカウント値が回数閾値Ｎに達していた場合（ＳＴ３４０：ＹＥＳ）、充電を行うのではなく、放電を行う（ＳＴ３５０）。放電の程度としては、電池の出力電圧がＶｔｈ１を下回る程度まで下がるようにすればよい。要は、次の充電で第２区間を通過させるようにできればよい。このように放電（ＳＴ３５０）を行えば、次のサイクルでは第２区間での充電を行うことになる。これにより、第２区間以外での繰り返しの充電で蓄積されているであろう電極面内のＳＯＣ偏りが解消される。
【００５２】
そして、第２区間での充電が行われる場合には（ＳＴ３１０：ＹＥＳ）、カウンタをリセット（ＳＴ３３０）した後、設定された電流値ＩＬで充電を行う（ＳＴ１６０）。
【００５３】
このような第３実施形態によれば、第２区間での充電をある程度の頻度で強制的に実行させることができる。そして、この第２区間での充電によって電極面内のＳＯＣ偏りを解消するので、電池を連続使用したしてもＬｉの析出など重大な劣化に至ることを防止することができる。
【００５４】
（リチウムイオン電池の構成例）
本発明を適用するにあたってリチウムイオン電池の構成は特に限定されるものではないが、参考のためにリチウムイオン電池の構成を例示しておく。
リチウムイオン電池は、正極および負極と、正極および負極の間に介在するセパレータと、リチウムイオンを含み、正極および負極の間に充填された非水電解液と、を備える。
＜正極＞
正極は正極活物質を有する。正極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等を用いることができる。また、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２を任意の割合で混合して焼成した材料を用いてもよい。組成の一例としては、例えば、これらの材料を等しい割合で混合したＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２が挙げられる。また、正極は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）を用いることができる。リチウムイオン二次電池の正極は、例えば、正極活物質と、導電材と、溶媒と、結着剤（バインダー）とを混練し、混練後の正極合剤を正極集電体に塗布して乾燥することによって作製することができる。
ここで、溶媒としては、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶液を用いることができる。
また、バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。
正極集電体として、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金を用いることができる。
【００５５】
＜負極＞
負極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えば、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。そして、正極と同様に、負極活物質と、溶媒と、バインダーとを混練し、混練後の負極合剤を負極集電体に塗布して乾燥することによって負極を作製することができる。ここで、負極集電体として、例えば銅やニッケルあるいはそれらの合金を用いることができる。
【００５６】
＜非水電解液＞
非水電解液は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。ここで、非水溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等からなる群から選択された一種または二種以上の材料を用いることができる。支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＩ等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。
【００５７】
＜セパレータ＞
セパレータには、絶縁性の多孔質膜を用いることができる。例えば、セパレータとしては、ポリエチレン膜、ポリオレフィン膜、およびポリ塩化ビニル膜等の多孔質ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することができる。
【００５８】
本発明は、上記実施形態および変形例の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更できることはもちろんである。
本発明において、大きい電流値ＩＨと小さい電流値ＩＬとのレベル差をどの程度にするかは特に限定されるものではない。
本発明の趣旨からして、第２区間での充電電流ＩＬがその他の区間での充電電流値ＩＨよりもわずかでも下回っていればよい。ＩＬがＩＨよりもわずかでも小さければ本発明の作用効果を奏することができると考えられるからである。
なお、本発明の作用効果を十分に発揮させるためにはＩＨをできる限り大きくしかつＩＬを十分に小さくするということが必要になる。したがって、好ましくはＩＬをＩＨの５０％以下とし、さらに好ましくはＩＬをＩＨの３０％以下とし、さらにより好ましくはＩＬをＩＨの２０％以下とすることが例として挙げられる。
【００５９】
ＳＯＣが第２区間であるか否かを判定するにあたっては電圧値や電流値を用いるが、さらに、温度による補正を加えるなど判定の精度をより向上させる付加的要素を加えてもよいことはもちろんである。
【００６０】
上記においては充電電流（ＩＨ、ＩＬ）のレベル（大きさ）を制御するようにしたが、充電電圧のレベルを制御対象にしても等価であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６１】
１００、２００・・・充電装置、１１０・・・電流分布検出部、１１１・・・電圧検出部、１１２・・・区間判定部、１２０・・・電流値設定部、１３０・・・充電電流供給回路、１４０・・・メモリ、２１０・・・電流分布検出部、２１１・・・電流検出部、２１２・・・区間判定部、９００・・・電池、９１０・・・正極端子、９２０・・・負極端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図７】
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