(57)【要約】【課題】基準電圧を超えて充電電圧を増大させることができる充電システム、充電装置、及び電池パックを提供する。【解決手段】負極板３０３と正極板３０１との間に多孔性保護膜３２５を備えた二次電池１４１と、二次電池１４１を充電するための充電電圧Ｖｂを供給する充電電圧電流供給回路３３と、負極板３０３のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極板３０３と正極板３０１との間の電圧である基準電圧を超える電圧に設定された設定電圧Ｖｓを、充電電圧として、充電電圧電流供給回路３３によって二次電池１４１へ供給させることにより定電圧充電を実行する充放電制御部２１１とを備えた。【選択図】図１
2008130278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極と正極との間に、耐熱性を有する耐熱部材を備えた二次電池と、
前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、
前記負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの前記負極と前記正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、前記充電電圧として、前記充電電圧供給部によって前記二次電池へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部と
を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記耐熱部材は、樹脂結着剤と無機酸化物フィラーとを含む多孔性保護膜であること
を特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
前記耐熱部材は、セパレータであること
を特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項４】
前記正極の活物質として、ＬｉａＭｂＮｉｃＣｏｄＯｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＭｏからなる群から選択される少なくとも一種の金属であり、且つ０＜ａ＜１．３、０．０２≦ｂ≦０．５、０．０２≦ｄ／ｃ＋ｄ≦０．９、１．８＜ｅ＜２．２の範囲であって、更にｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、０．３４＜ｃである）を用いること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項５】
前記二次電池を充電するための充電電流を供給する充電電流供給部と、
前記充電電流供給部から、予め設定された一定の電流を前記二次電池に供給させることにより、定電流充電を実行する定電流充電制御部と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部とをさらに備え、
前記定電流充電の実行期間中に、前記電圧検出部により検出された端子電圧が前記設定電圧以上になった場合、前記定電流充電制御部は、前記定電流充電を停止すると共に、前記充電制御部は、前記定電圧充電を実行すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記二次電池に流れる充電電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記充電制御部は、前記定電圧充電の実行期間中に、前記電流検出部により検出された充電電流が予め設定された終止電流に達するまで減少すると、前記二次電池への充電電圧の供給を停止し、
前記終止電流は、前記満充電状態の前記二次電池に前記設定電圧を印加した場合に前記二次電池に流れる電流値以上の電流値に設定されていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記二次電池に流れる充電電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記充電制御部は、前記定電圧充電の実行期間中に、前記電流検出部により検出された充電電流が予め設定された終止電流に達するまで減少すると、前記二次電池への充電電圧の供給を停止し、
前記終止電流は、前記満充電状態の前記二次電池に前記設定電圧を印加した場合に前記二次電池に流れる電流値に設定されていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項８】
電池パックと当該電池パックを充電する充電装置とを備えた充電システムであって、
前記電池パックは、
二次電池と、
前記二次電池の負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの、前記二次電池の負極と正極との間の電圧である基準電圧を超える電圧で、前記二次電池を充電することが可能であるか否かを示す電池情報を記憶する電池情報記憶部とを備え、
前記充電装置は、
前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、
前記電池情報記憶部に、前記基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されている場合、前記基準電圧を超える電圧を設定電圧として設定し、前記電池情報記憶部に、前記基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていない場合、前記基準電圧以下の電圧を設定電圧として設定する設定電圧設定処理部と、
前記設定電圧設定処理部により設定された設定電圧を前記充電電圧として前記充電電圧供給部によって前記二次電池へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部とを備えること
を特徴とする充電システム。
【請求項９】
負極と正極との間に、耐熱性を有する耐熱部材を備えた二次電池に接続するための接続端子と、
前記接続端子に前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、
前記負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの前記負極と前記正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、前記充電電圧として、前記充電電圧供給部によって前記接続端子へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部と
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項１０】
二次電池と、前記二次電池に関する電池情報を記憶する電池情報記憶部とを備えた電池パックを充電するための充電装置であって、
前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、
前記電池情報記憶部に、前記二次電池に関する情報として、前記二次電池の負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの、前記二次電池の負極と正極との間の電圧である基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されている場合、前記基準電圧を超える電圧を設定電圧として設定し、前記電池情報記憶部に、前記基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていない場合、前記基準電圧以下の電圧を設定電圧として設定する設定電圧設定処理部と、
前記設定電圧設定処理部により設定された設定電圧を前記充電電圧として前記充電電圧供給部によって前記二次電池へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部と
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項１１】
外部からの指示に応じて二次電池の充電用の電圧を出力する充電装置と接続される電池パックであって、
負極と正極との間に、耐熱性を有する耐熱部材を備えた二次電池と、
前記負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの前記負極と前記正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、前記充電電圧として、前記充電装置によって前記二次電池へ供給させるように、前記充電装置へ前記指示を出力することにより定電圧充電を実行する充電制御部と
を備えることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を充電する充電システム、充電装置、及び二次電池を備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来技術による充電電圧および電流の管理方法を説明するためのグラフである。図１０はリチウムイオン電池の場合のグラフであり、二次電池の端子電圧α１と、二次電池へ供給される充電電流α２と、ＳＯＣ（State Of Charge）α３の変化を示している。
【０００３】
まず端子電圧α１についてみれば、充電開始からトリクル充電領域となり、微小な定電流Ｉ１、たとえば５０ｍＡの充電電流が供給され、一または複数の各セルのセル電圧のうち、最小のセル電圧Ｖｍｉｎがトリクル充電の終了電圧Ｖｍ、たとえば２．３Ｖに達するまでこのトリクル充電が継続される。
【０００４】
前記セル電圧Ｖｍｉｎが終了電圧Ｖｍに達すると、定電流（ＣＣ）充電領域に切換わり、予め定める定電流Ｉ２、たとえば公称容量値ＮＣを定電流放電して、１時間で放電できるレベルを１Ｃとして、その７０％に、並列セル数ＰＮを乗算した充電電流が供給され、定電流（ＣＣ）充電が行われる。
【０００５】
これによって、電池パックの充電端子の端子電圧がセル当り４．２Ｖの予め定める終止電圧Ｖｆ（＝直列セル数ＳＮ×４．２Ｖ、したがって、たとえば３セル直列の場合は、１２．６Ｖ）となると、定電圧（ＣＶ）充電領域に切換わり、その終止電圧Ｖｆを超えないように充電電流値が減少されてゆき、前記充電電流値が温度によって設定される電流値Ｉ３まで低下すると満充電と判定して充電電流の供給が停止される。すなわち、充電電流値が電流値Ｉ３まで低下したときの充電深度α３が、１００％を示している。電流値Ｉ３は、満充電を検出するための判定値で、充電容量を満充電にするためには、理想的には０Ａが望ましいが、定電圧充電では、二次電池が満充電に近づくほど充電電流が減少して充電が遅くなるので、電流値Ｉ３を０Ａに設定したのでは、わずかな充電容量を増大させるために長時間必要となる。そのため、電流値Ｉ３は、充電容量と充電時間とのバランスにより適宜設定されており、例えば（０．１Ａ×並列セル数ＰＮ）程度の電流値が設定されている。この場合、０．１Ａは、電池容量Ｃに対して、例えば１／２０ＣＡとして設定されている。
【０００６】
図１１は、リチウムイオン電池を充電した場合のリチウム基準に対する、正極電位Ｐｐと負極電位Ｐｍとの変化を示す説明図である。横軸はＳＯＣを示し、縦軸は電位を示している。図１１に示すように、リチウムイオン電池が充電されると、ＳＯＣが増大するに従って、正極電位Ｐｐは増大し、負極電位Ｐｍは減少する。この場合、リチウムイオン電池の端子電圧は、正極電位Ｐｐと負極電位Ｐｍとの差であり、Ｐｐ−Ｐｍで与えられる。
【０００７】
そして、ＳＯＣが増大するに従って負極電位Ｐｍが減少し、負極電位Ｐｍが０Ｖになったときの正極電位Ｐｐと負極電位Ｐｍとの差、すなわち正極電位Ｐｐは、充電電流値、温度、正極及び負極の活物質の組成のバラツキの影響を受けるものの、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた場合に略４．２Ｖ、正極活物質としてマンガン酸リチウムを用いた場合に略４．３Ｖとなることが知られている。
【０００８】
また、負極電位Ｐｍが、負電位になると、正極から負極へ移動したリチウムイオンが負極表面で金属リチウムとして析出する。そして、負極表面で析出した金属リチウムは、柱状の樹枝状晶、いわゆるリチウムデンドライトとなって正極に向かって成長し、例えばポリエチレン等の樹脂材料で構成されたセパレータを貫通して負極と正極との間を短絡する結果、リチウムデンドライトを流れる短絡電流によってセパレータが溶融し、短絡箇所が拡大して電池が破損してしまうおそれがあることが知られている。
【０００９】
そのため、負極電位Ｐｍが負電位にならないように、一セル当たりの端子電圧が、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた場合に４．２Ｖを超えないように、正極活物質としてマンガン酸リチウムを用いた場合に４．３Ｖを超えないように、終止電圧Ｖｆが設定されている。例えば、終止電圧Ｖｆは、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた場合には４．２Ｖ×直列セル数ＳＮ、正極活物質としてマンガン酸リチウムを用いた場合には４．３Ｖ×直列セル数ＳＮに設定されており、二次電池を充電する際に、充電電圧がこのように設定された終止電圧Ｖｆを超えないように、されている。
【００１０】
また、負極電位Ｐｍが０Ｖになったら、これ以上充電すると金属リチウムが析出してしまうために充電することはできないので、負極電位Ｐｍが０Ｖになるときの充電状態を満充電状態（ＳＯＣ：１００％）としている。以下、負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極と正極との間の電圧を、基準電圧と称する。すなわち、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた場合の基準電圧は４．２Ｖ、正極活物質としてマンガン酸リチウムを用いた場合の基準電圧は４．３Ｖである。
【００１１】
基準電圧を超えて、充電電圧を増大すると、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡され、その短絡電流によってセパレータが溶融し、短絡箇所が拡大して電池が破損してしまうおそれがあるため、従来、基準電圧を超えて充電電圧を増大させることができなかった。
【００１２】
ところで、二次電池を充電する際には、充電電流と、二次電池の内部抵抗やスイッチング素子のオン抵抗等との積によって生じる電圧降下分が、充電電圧に含まれている。このような抵抗成分により生じる電圧降下Ｖｒは、充電電流に比例するから図１０に示す定電流充電領域において、特に増大することとなる。そうすると、充電電圧が基準電圧に達していても、二次電池の開路電圧（ＯＣＶ）は、充電電圧より電圧降下Ｖｒだけ低くなり、基準電圧には達していないこととなる。
【００１３】
このような点に着目し、基準電圧より電圧降下Ｖｒだけ高い電圧で定電流充電を行うことで、充電時間を短縮するようにした充電方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。また、定電流充電の終了後に、充電電流の大きい領域においては基準電圧より高い電圧で充電を行い、充電電流の減少に応じて、すなわち電圧降下Ｖｒの減少に応じて充電電圧を低下させることで、二次電池の開路電圧（ＯＣＶ）が基準電圧を超えないように考慮しつつ、充電時間を短縮するようにした充電方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２８２８８１号公報
【特許文献２】特開平９−１９０７３号公報
【特許文献３】特開２００４−２７４８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述のように、基準電圧より電圧降下Ｖｒだけ高い電圧で定電流充電を行う技術では、定電圧充電を、基準電圧を超える電圧で行うことはできないという不都合があった。また、定電流充電の終了後に、充電電流による電圧降下Ｖｒの範囲内で、充電電圧を高くする技術では、充電電流の減少に伴い充電電圧を低下させなくてはならないから、充電中に充電電圧を低下させなければならず、一定の充電電圧で充電する定電圧充電とは異なる充電方法であって、基準電圧を超える充電電圧を維持することはできないという不都合があった。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことにより、充電時間の短縮及び電池容量の増大のうち少なくとも一方を可能とすることができる充電システム、充電装置、及び電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る充電システムは、負極と正極との間に、耐熱性を有する耐熱部材を備えた二次電池と、前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、前記負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの前記負極と前記正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、前記充電電圧として、前記充電電圧供給部によって前記二次電池へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部とを備える。
【００１７】
この構成によれば、充電制御部によって、基準電圧を超える電圧に設定された設定電圧が、充電電圧供給部から二次電池へ供給されることにより定電圧充電が実行される。この場合、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡されるおそれがあるが、負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても、耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、二次電池を破損させることなく基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことができる。
【００１８】
また、前記耐熱部材は、樹脂結着剤と無機酸化物フィラーとを含む多孔性保護膜であることが好ましい。この構成によれば、多孔性保護膜は耐熱性を有するので、負極と正極との間に前記設定電圧が印加されてリチウムデンドライトにより負極と正極とが短絡され、発熱した場合であっても、多孔性保護膜は溶融、変形することがないので、短絡部が拡大して二次電池が異常に過熱された状態にされるおそれが低減される。
【００１９】
また、前記耐熱部材は、セパレータであってもよい。この構成によれば、セパレータは耐熱性を有するので、負極と正極との間に前記設定電圧が印加されてリチウムデンドライトにより負極と正極とが短絡され、発熱した場合であっても、セパレータの溶融、変形により短絡部が拡大して二次電池が異常に過熱された状態にされるおそれが低減される。
【００２０】
また、前記正極の活物質として、ＬｉａＭｂＮｉｃＣｏｄＯｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＭｏからなる群から選択される少なくとも一種の金属であり、且つ０＜ａ＜１．３、０．０２≦ｂ≦０．５、０．０２≦ｄ／ｃ＋ｄ≦０．９、１．８＜ｅ＜２．２の範囲であって、更にｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、０．３４＜ｃである）を用いることが好ましい。
【００２１】
正極の活物質として、ＬｉａＭｂＮｉｃＣｏｄＯｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＭｏからなる群から選択される少なくとも一種の金属であり、且つ０＜ａ＜１．３、０．０２≦ｂ≦０．５、０．０２≦ｄ／ｃ＋ｄ≦０．９、１．８＜ｅ＜２．２の範囲であって、更にｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、０．３４＜ｃである）を用いた場合、充電による活物質の体積膨張が低減されるので、基準電圧を超えて充電電圧を増大させることで、満充電状態でさらに充電を行った場合であっても、電極を収容している容器内で正極活物質が膨張して電極が座屈を生じるおそれが低減される。
【００２２】
また、前記二次電池を充電するための充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電電流供給部から、予め設定された一定の電流を前記二次電池に供給させることにより、定電流充電を実行する定電流充電制御部と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部とをさらに備え、前記定電流充電の実行期間中に、前記電圧検出部により検出された端子電圧が前記設定電圧以上になった場合、前記定電流充電制御部は、前記定電流充電を停止すると共に、前記充電制御部は、前記定電圧充電を実行することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、一定の電流が二次電池に供給されて、二次電池の端子電圧が基準電圧を超える設定電圧以上になるまで二次電池が定電流充電された後、当該設定電圧による定電圧充電が実行される。この場合、二次電池の端子電圧が基準電圧以下の状態で定電流充電を定電圧充電に切り替える場合よりも、定電流充電を行う期間を延長することができる。定電流充電から定電圧充電に切り替えると、二次電池に流れる充電電流は徐々に減少するが、上述のように、定電流充電を行う期間を延長することにより、充電電流が減少されずに維持される期間が延長される結果、充電時間が短縮される。また、基準電圧を超える設定電圧を充電電圧として定電圧充電が行われるので、基準電圧以下の電圧を充電電圧とする場合よりも定電圧充電において二次電池に流れる充電電流が増大する結果、充電時間が短縮される。
【００２４】
また、前記二次電池に流れる充電電流を検出する電流検出部をさらに備え、前記充電制御部は、前記定電圧充電の実行期間中に、前記電流検出部により検出された充電電流が予め設定された終止電流に達するまで減少すると、前記二次電池への充電電圧の供給を停止し、前記終止電流は、前記満充電状態の前記二次電池に前記設定電圧を印加した場合に前記二次電池に流れる電流値以上の電流値に設定されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、前記設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行されると、ＳＯＣが増大するにつれて充電電流が減少する。そして、電流検出部により検出された充電電流が予め設定された終止電流に達するまで減少すると、二次電池への充電電圧の供給が停止され、すなわち二次電池の充電が終了する。そして、前記終止電圧は、満充電状態の前記二次電池に前記設定電圧を印加した場合に二次電池に流れる電流値以上の電流値に設定されているので、満充電状態、すなわち負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態でさらに充電が継続されることがなく、負極にリチウムが析出して二次電池が劣化するおそれを低減することができる。そうすると、同じ充電容量（ＳＯＣ１００％）まで充電するのに、基準電圧を超える設定電圧で定電圧充電を行うことで二次電池の充電時間を短縮しつつ、負極にリチウムが析出して二次電池が劣化するおそれを低減することができる。
【００２６】
また、前記二次電池に流れる充電電流を検出する電流検出部をさらに備え、前記充電制御部は、前記定電圧充電の実行期間中に、前記電流検出部により検出された充電電流が予め設定された終止電流に達するまで減少すると、前記二次電池への充電電圧の供給を停止し、前記終止電流は、前記満充電状態の前記二次電池に前記設定電圧を印加した場合に前記二次電池に流れる電流値に設定されているようにしてもよい。
【００２７】
この構成によれば、前記設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行されると、ＳＯＣが増大するにつれて充電電流が減少する。そして、電流検出部により検出された充電電流が予め設定された終止電流に達するまで減少すると、二次電池への充電電圧の供給が停止され、すなわち二次電池の充電が終了する。この場合、前記終止電圧は、満充電状態の二次電池に前記設定電圧を印加した場合に二次電池に流れる電流値に設定されているので、満充電状態、すなわち負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態を越えてさらに充電が行われる結果、二次電池の充電容量を増大させることができる。また、このように満充電状態を越えてさらに二次電池を充電した場合であっても、当該二次電池の負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、電池の破損を生じることなく充電を行うことができる。
【００２８】
また、本発明に係る充電システムは、電池パックと当該電池パックを充電する充電装置とを備えた充電システムであって、前記電池パックは、二次電池と、前記二次電池の負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの、前記二次電池の負極と正極との間の電圧である基準電圧を超える電圧で、前記二次電池を充電することが可能であるか否かを示す電池情報を記憶する電池情報記憶部とを備え、前記充電装置は、前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、前記電池情報記憶部に、前記基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されている場合、前記基準電圧を超える電圧を設定電圧として設定し、前記電池情報記憶部に、前記基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていない場合、前記基準電圧以下の電圧を設定電圧として設定する設定電圧設定処理部と、前記設定電圧設定処理部により設定された設定電圧を前記充電電圧として前記充電電圧供給部によって前記二次電池へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部とを備える。
【００２９】
この構成によれば、基準電圧を超える電圧で充電することが可能な二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、充電装置によって、電池情報記憶部に記憶されている電池情報に基づき基準電圧を超える電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行されるので、二次電池を破損させることなく基準電圧を超えて充電電圧を増大させることができる。また、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、電池パックには、基準電圧を超える電圧で二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていないので、充電装置によって、基準電圧以下の電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行される結果、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を、誤って基準電圧を超える電圧で充電して二次電池を破損させるおそれが低減される。
【００３０】
また、本発明に係る充電装置は、負極と正極との間に、耐熱性を有する耐熱部材を備えた二次電池に接続するための接続端子と、前記接続端子に前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、前記負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの前記負極と前記正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、前記充電電圧として、前記充電電圧供給部によって前記接続端子へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部とを備える。
【００３１】
この構成によれば、充電制御部によって、基準電圧を超える電圧に設定された設定電圧が、充電電圧供給部から二次電池へ供給されることにより定電圧充電が実行される。この場合、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡されるおそれがあるが、負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても、耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、二次電池を破損させることなく基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことができる。
【００３２】
また、本発明に係る充電装置は、二次電池と、前記二次電池に関する電池情報を記憶する電池情報記憶部とを備えた電池パックを充電するための充電装置であって、前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電電圧供給部と、前記電池情報記憶部に、前記二次電池に関する情報として、前記二次電池の負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの、前記二次電池の負極と正極との間の電圧である基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されている場合、前記基準電圧を超える電圧を設定電圧として設定し、前記電池情報記憶部に、前記基準電圧を超える電圧で前記二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていない場合、前記基準電圧以下の電圧を設定電圧として設定する設定電圧設定処理部と、前記設定電圧設定処理部により設定された設定電圧を前記充電電圧として前記充電電圧供給部によって前記二次電池へ供給させることにより定電圧充電を実行する充電制御部とを備える。
【００３３】
この構成によれば、基準電圧を超える電圧で充電することが可能な二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、設定電圧設定処理部によって電池情報記憶部に記憶されている電池情報に基づき基準電圧を超える電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行されるので、二次電池を破損させることなく基準電圧を超えて充電電圧を増大させることができる。また、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、電池パックには、基準電圧を超える電圧で二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていないので、設定電圧設定処理部によって基準電圧以下の電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行される結果、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を、誤って基準電圧を超える電圧で充電して二次電池を破損させるおそれが低減される。
【００３４】
また、本発明に係る電池パックは、外部からの指示に応じて二次電池の充電用の電圧を出力する充電装置と接続される電池パックであって、負極と正極との間に、耐熱性を有する耐熱部材を備えた二次電池と、前記負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの前記負極と前記正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、前記充電電圧として、前記充電装置によって前記二次電池へ供給させるように、前記充電装置へ前記指示を出力することにより定電圧充電を実行する充電制御部とを備える。
【００３５】
この構成によれば、充電制御部によって、基準電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、充電電圧として二次電池へ供給させる旨の指示が、充電装置へ出力されて、当該設定電圧を充電電圧とする定電圧充電が実行される。この場合、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡されるおそれがあるが、負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても、耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、二次電池を破損させることなく基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことができる。
【発明の効果】
【００３６】
このような構成の充電システムによれば、充電制御部によって、負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極と正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧が、充電電圧供給部から二次電池へ供給されることにより定電圧充電が実行される。この場合、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡されるおそれがあるが、負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても、耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、二次電池を破損させることなく基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことができる。
【００３７】
また、このような構成の充電システムによれば、基準電圧を超える電圧で充電することが可能な二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、充電装置によって、電池情報記憶部に記憶されている電池情報に基づき基準電圧を超える電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行されるので、二次電池を破損させることなく基準電圧を超えて充電電圧を増大させることができる。また、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、電池パックには、基準電圧を超える電圧で二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていないので、充電装置によって、基準電圧以下の電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行される結果、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を、誤って基準電圧を超える電圧で充電して二次電池を破損させるおそれが低減される。
【００３８】
また、このような構成の充電装置によれば、充電制御部によって、負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極と正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧が、充電電圧供給部から二次電池へ供給されることにより定電圧充電が実行される。この場合、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡されるおそれがあるが、負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても、耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、二次電池を破損させることなく基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことができる。
【００３９】
また、このような構成の充電装置によれば、基準電圧を超える電圧で充電することが可能な二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、設定電圧設定処理部によって電池情報記憶部に記憶されている電池情報に基づき基準電圧を超える電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行されるので、二次電池を破損させることなく基準電圧を超えて充電電圧を増大させることができる。また、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を備えた電池パックを充電する場合には、電池パックには、基準電圧を超える電圧で二次電池を充電することが可能である旨の電池情報が記憶されていないので、設定電圧設定処理部によって基準電圧以下の電圧が設定電圧として設定され、この設定電圧を充電電圧として定電圧充電が実行される結果、基準電圧を超える電圧で充電することができない二次電池を、誤って基準電圧を超える電圧で充電して二次電池を破損させるおそれが低減される。
【００４０】
また、このような構成の電池パックによれば、充電制御部によって、負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極と正極との間の電圧を超える電圧に設定された設定電圧を、充電電圧として二次電池へ供給させる旨の指示が、充電装置へ出力されて、当該設定電圧を充電電圧とする定電圧充電が実行される。この場合、リチウムデンドライトが形成されて負極と正極との間が短絡されるおそれがあるが、負極と正極との間に耐熱性を有する耐熱部材が設けられているので、リチウムデンドライトによって負極と正極との間に短絡電流が流れても、耐熱部材により短絡箇所の拡大が抑制される結果、二次電池を破損させることなく基準電圧を超える充電電圧で定電圧充電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００４２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。この充電システム１は、電池パック２に、それを充電する充電器３を備えて構成されるが、電池パック２から給電が行われる図示しない負荷機器をさらに含めて電子機器システムが構成されてもよい。また、充電器３は負荷機器の一部として構成されていてもよい。その場合、電池パック２は、図１では充電器３から充電が行われるけれども、該電池パック２が前記負荷機器に装着されて、負荷機器を通して充電が行われてもよい。電池パック２および充電器３は、給電を行う直流ハイ側の端子Ｔ１１，Ｔ２１と、通信信号の端子Ｔ１２，Ｔ２２と、給電および通信信号のためのＧＮＤ端子Ｔ１３，Ｔ２３とによって相互に接続される。前記負荷機器が設けられる場合も、同様の端子が設けられる。
【００４３】
電池パック２内で、端子Ｔ１１から延びる直流ハイ側の充電経路１１には、充電用と放電用とで、相互に導電形式が異なるＦＥＴ（Field Effect Transistor）１２，１３が介在されており、その充電経路１１が組電池１４のハイ側端子に接続される。組電池１４のロー側端子は、直流ロー側の充電経路１５を介してＧＮＤ端子Ｔ１３に接続され、この充電経路１５には、充電電流および放電電流を電圧値に変換する電流検出抵抗１６（電流検出部）が介在されている。
【００４４】
そして、ＦＥＴ１２と並列に、トリクル充電回路２５が設けられている。このトリクル充電回路２５は、限流抵抗２６とＦＥＴ２７とから成る直列回路と、限流抵抗２８とＦＥＴ２９とから成るもう１つの直列回路とが並列に接続されて構成されている。限流抵抗２８は、限流抵抗２６よりも抵抗値が小さくされている。限流抵抗２８とＦＥＴ２９とがない構成でもよい。
【００４５】
組電池１４は、複数の二次電池（セル）が直並列に接続されて成り、例えば３個の二次電池１４１が直列に接続されて構成されている。二次電池１４１の温度は温度センサ１７によって検出され、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。また、各二次電池１４１の端子間電圧は電圧検出回路２０（電圧検出部）によって読取られ、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。さらにまた、電流検出抵抗１６によって検出された電流値も、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。アナログ／デジタル変換器１９は、各入力値をデジタル値に変換して、制御部２１へ出力する。なお、組電池１４の代わりに二次電池１４１が単体で使用されてもよい。
【００４６】
制御部２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、充放電制御部２１１（充電制御部）、定電流充電制御部２１２、及びトリクル充電制御部２１３として機能する。
【００４７】
充放電制御部２１１は、アナログ／デジタル変換器１９からの各入力値に応答して、充電器３に対して、出力を指示する充電電流の電圧値、電流値を演算し、通信部２２から端子Ｔ１２，Ｔ２２；Ｔ１３，Ｔ２３を介して充電器３へ送信する。また、充放電制御部２１１は、アナログ／デジタル変換器１９からの各入力値から、端子Ｔ１１，Ｔ１３間の短絡や充電器３からの異常電流などの電池パック２の外部における異常や、組電池１４の異常な温度上昇などに対して、ＦＥＴ１２，１３を遮断するなどの保護動作を行う。
【００４８】
トリクル充電制御部２１３は、充電の初期に、放電用のＦＥＴ１３をオンしたまま、急速充電用のＦＥＴ１２をオフし、トリクル充電回路２５におけるＦＥＴ２７をオン、ＦＥＴ２９をオフすると共に充電器３へトリクル充電用の電流出力を指示することで、限流抵抗２６を使用して従来と同様のトリクル充電を行った後、ＦＥＴ２９をオン、ＦＥＴ２７をオフして、限流抵抗２６よりも抵抗値の小さい限流抵抗２８を使用して、従来のトリクル充電電流以上の電流を供給する中速充電を行う。限流抵抗２８とＦＥＴ２９がない構成の場合には、電池パックはＦＥＴ２７をオフしＦＥＴ１２をオンして充電器側で中速充電電流を供給する方法でもよい。
【００４９】
定電流充電制御部２１２は、ＦＥＴ１２，１３をオン、ＦＥＴ２７，２９をオフすると共に、充電器３へ、予め設定された一定の電流を供給させる旨の指示を出力することにより、定電流充電を実行する。そして、組電池１４に含まれる各二次電池１４１の負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極と正極との間の電圧である基準電圧（正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた場合、基準電圧は４．２Ｖ）を超える電圧、例えば４．２５Ｖ〜４．３０Ｖ程度の電圧に設定された設定電圧Ｖｓに、各二次電池１４１の端子電圧が達して、組電池１４の端子電圧Ｖｂが、設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮ以上になると、定電流充電制御部２１２は定電流充電を停止する一方、充放電制御部２１１は、設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮの電圧を出力すべき旨の指示を充電器３へ出力することで、設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮの電圧を組電池１４に印加して、定電圧充電を行う。
【００５０】
設定電圧Ｖｓは、基準電圧を超える電圧に設定されるが、正極活物質の種類によって基準電圧は異なる。従って、設定電圧Ｖｓは、正極活物質の種類に応じた基準電圧を超える電圧に、適宜設定すればよい。
【００５１】
なお、「二次電池１４１の負極のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖ」とは、０Ｖのみならず、充電電流値、温度、正極活物質３２２や負極活物質３２４の組成等、負極電位に影響を与える条件のバラツキ等により生じる負極電位の変動範囲を含む意味である。
【００５２】
充電器３では、前記の指示を、制御ＩＣ３０において、通信手段である通信部３２で受信し、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された充電制御部３１が充電電圧電流供給回路３３（充電電圧供給部、充電電流供給部）を制御して、前記の電圧値、電流値、およびパルス幅で、充電電流を供給させる。充電電圧電流供給回路３３は、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどから成り、入力電圧を、充電制御部３１で指示された電圧値、電流値、およびパルス幅に変換して、端子Ｔ２１，Ｔ１１；Ｔ２３，Ｔ１３を介して、充電経路１１，１５へ供給する。
【００５３】
なお、制御部２１を電池パック２に備える例に限られず、制御部２１に充電器３を備えるようにしてもよく、あるいは制御部２１の一部を充電器３に備えるようにしてもよい。
【００５４】
図２は、二次電池１４１の構成の一例を示す概略断面図である。図２に示す二次電池１４１は、巻回構造の極板群を有する円筒形の非水電解質二次電池、例えばリチウムイオン二次電池である。極板群３１２は、正極リード集電体３０２を備えた正極板３０１（正極）と、負極リード集電体３０４を備えた負極板３０３（負極）とが、セパレータ３０５を介して渦巻き状に巻回された構造を有している。また、負極板３０３とセパレータ３０５との間には、図略の多孔性保護膜が形成されている。
【００５５】
極板群３１２の上部には上部絶縁板３０６が、下部には下部絶縁板３０７が取り付けられている。そして、極板群３１２、及び図略の非水電解液（電解質）が入れられたケース３０８は、ガスケット３０９と封口板３１０と正極端子３１１とで封口されている。
【００５６】
そして、封口板３１０の略中央には、略円形の溝３１３が形成されており、ケース３０８内でガスが発生して内部圧力が所定の圧力を超えると、溝３１３が破断してケース３０８内のガスを放出するようになっている。また、正極端子３１１の略中央部には、外部接続用の凸部が設けられ、この凸部に電極開口部３１４が設けられており、溝３１３が破断して放出されたガスを、電極開口部３１４から二次電池１４１の外部へ放出するようになっている。
【００５７】
図３は、極板群３１２の構成を詳細に示す断面図である。図３に示す極板群３１２は、負極集電体３２３、負極活物質３２４、多孔性保護膜３２５、セパレータ３０５、正極活物質３２２、及び正極集電体３２１がこの順に積層されて構成されている。
【００５８】
図３に示す正極板３０１は、例えばアルミ箔等の金属箔からなる正極集電体３２１の表面に、正極活物質３２２が略均一に塗着されて構成されている。
【００５９】
正極活物質３２２は、リチウムを含む遷移金属含有複合酸化物、例えば、非水電解質二次電池に使用されるＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２等の遷移金属含有複合酸化物を正極活物質として含有する。これらの遷移金属含有複合酸化物の中でも、高い充電終止電圧を使用でき、また高電圧状態で添加剤がその表面に吸着あるいは分解して良質な被膜を形成しうるＣｏの一部を他の元素で置換した遷移金属含有複合酸化物が好ましい。
【００６０】
このような遷移金属含有複合酸化物としては、具体的には、例えば、一般式ＬｉａＭｂＮｉｃＣｏｄＯｅ（ＭはＡｌ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＭｏからなる群から選択される少なくとも一種の金属であり、且つ０＜ａ＜１．３、０．０２≦ｂ≦０．５、０．０２≦ｄ／ｃ＋ｄ≦０．９、１．８＜ｅ＜２．２の範囲であって、更にｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、０．３４＜ｃである）で表される遷移金属含有複合酸化物が挙げられる。特に、上記一般式において、Ｍが、Ｃｕ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも一種の金属であることが好ましい。
【００６１】
このように構成された正極活物質３２２は、充電状態における体積膨張が低減されるので、例えば図１１に示す満充電状態（ＳＯＣ１００％）を超えて充電を行った場合でも、ケース３０８内で正極活物質３２２が膨張して極板群３１２が座屈を生じるおそれが低減される。
【００６２】
なお、以下の説明においては、正極活物質３２２としてコバルト酸リチウムを用いた場合（二次電池１４１の負極板３０３のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極板３０３と正極板３０１との間の電圧である基準電圧が、４．２Ｖである場合）を例に、説明する。（正極活物質３２２としてマンガン酸リチウムを用いた場合には、基準電圧は４．３Ｖとなる。）
また、図３に示す負極板３０３は、例えばアルミ箔等の金属箔からなる負極集電体３２３の表面に、負極活物質３２４が略均一に塗着されて構成されている。
【００６３】
負極活物質３２４としては、炭素材料、リチウム含有複合酸化物、リチウムと合金化可能な材料等、リチウムを可逆的に吸蔵放出可能な材料、及び金属リチウムを用いることができる。炭素材料としては、例えば、コークス、熱分解炭素類、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、黒鉛化メソフェーズ小球体、気相成長炭素、ガラス状炭素類、炭素繊維（ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、セルロース系、気相成長炭素系）、不定形炭素、有機物の焼成された炭素材料等が挙げられる。これらは単独または二種以上を混合して使用してもよい。これらの中でもメソフェーズ小球体を黒鉛化した炭素材料や、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛材料が好ましい。また、リチウムと合金化可能な材料としては、例えば、Ｓｉ単体あるいはＳｉとＯとの化合物（ＳｉＯｘ）等が挙げられる。これらは単独または二種以上を混合して使用してもよい。上記のようなケイ素系の負極活物質を使用することにより、さらに高容量の非水電解質二次電池が得られる。
【００６４】
図３に示すセパレータ３０５は、大きなイオン透過度、及び所定の機械的強度を有する絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、セパレータ３０５は、２００℃以下の融点を有する樹脂材料をベースとするものが望ましく、特にボリオレフィンが好ましく用いられる。なかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、ボリエチレンとボリプロピレンとの複合物などが好ましい。２００℃以下の融点を有するポリオレフィン製のセパレータは、電池が外的要因で短絡した場合に容易に溶融し、樹脂材料が軟化して細孔構造が閉塞することにより、イオンの移動が抑制されるいわゆるシャットダウン効果が得られ、二次電池１４１の安全性を向上することができる。
【００６５】
セパレータ３０５は、１種のポリオレフィン樹脂からなる単層膜であってもよく、２種以上のボリオレフィン樹脂からなる多層膜であってもよい。セパレータ３０５の厚みｔ１は、特に限定されないが、電池の設計容量を維持する観点から８〜３０μｍであることが好ましい。
【００６６】
図３に示す多孔性保護膜３２５（耐熱部材）は、例えば無機酸化物フィラーおよび樹脂結着剤を含む塗料（以下、多孔膜塗料）を調製し、これを負極板３０３の表面に塗布し、その塗膜を乾燥することで得られる。多孔膜塗料は、無機酸化物フィラーおよび樹脂結着剤を、フィラーの分散媒と混合することにより得られる。分散媒には、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン等の有機溶媒や水が好ましく用いられるが、これらに限定されない。フィラー、樹脂結着剤および分散媒の混合は、プラネタリミキサ等の双腕式攪拌機やビーズミル等の湿式分散機を用いて行うことができる。多孔膜塗料を電極表面に塗布する方法としては、コンマロール法、グラビアロール法、ダイコート法等を挙げることができる。
【００６７】
なお、多孔性保護膜３２５は、樹脂結着剤と無機酸化物フィラーを含む微粒子スラリーが、負極又は正極の表面の少なくとも一方に塗布されるものであればよく、負極板３０３の表面に形成される例に限られず、正極板３０１の表面に形成されてもよく、正極板３０１及び負極板３０３の両方の表面に相対向するように形成されていてもよい。また、多孔性保護膜３２５の厚さｔ２は、０．１μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００６８】
耐熱性の高い多孔性保護膜３２５を得る観点からは、無機酸化物フィラーが２５０℃以上の耐熱性を有し、かつ非水電解液二次電池の電位窓内で電気化学的に安定であることが望まれる。多くの無機酸化物フィラーはこれらの条件を満たすが、無機酸化物のなかでも、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアなどが好ましく、特に、粒径が０．１μｍ〜５０μｍの範囲にあるアルミナ粉末又はＳｉＯ２粉末（シリカ）より選ばれることが好ましい。無機酸化物フィラーは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００６９】
イオン伝導性の良好な多孔性保護膜３２５を得る観点からは、無機酸化物フィラーの嵩密度（タップ密度）が０．２ｇ／ｃｍ３以上０．８ｇ／ｃｍ３以下であることが望ましい。嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ３未満では、無機酸化物フィラーが嵩高くなり過ぎて、多孔性保護膜３２５の構造が脆弱になることがある。一方、嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ３を超えると、フィラー粒子間に好適な空隙を形成することが困難になることがある。無機酸化物フィラーの粒子径は、特に限定されないが、粒子径が小さい方が嵩密度が低くなりやすい。無機酸化物フィラーの粒子形状は、特に限定されないが、複数個（例えば２〜１０個程度、好ましくは３〜５個）の一次粒子が連結固着した不定形粒子であることが望ましい。一次粒子は、通常、単一の結晶からなるため、不定形粒子は、必ず多結晶粒子となる。
【００７０】
多孔性保護膜３２５に含まれる樹脂結着剤の量は、無機酸化物フィラーの１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下が望ましく、１重量部以上５重量部以下が更に望ましい。樹脂結着剤の量が２０重量部を超えると、多孔性保護膜３２５の細孔の多くが樹脂結着剤で塞がれてしまい、放電特性が低下することがある。一方、樹脂結着剤の量が１重量部未満では、多孔性保護膜３２５と電極表面との密着性が低下して、多孔性保護膜３２５が剥離することがある。
【００７１】
内部短絡の発生箇所が高温になっても多孔性保護膜３２５の熱的安定性を維持させる観点から、樹脂結着剤の融点または熱分解温度は２５０℃以上であることが好ましい。また、樹脂結着剤が結晶性高分子からなる場合には、結晶性高分子の融点が２５０℃以上であることが好ましい。ただし、多孔性保護膜３２５の主成分は耐熱性の高い無機酸化物であるから、本発明の効果は、樹脂結着剤の耐熱性に大きく依存されるものではない。
【００７２】
多孔質絶縁膜の多孔度Ｐの範囲は、セパレータの見かけ体積に対する真体積の割合をＲとした場合に一０．１０≦Ｒ−Ｐ≦０．３０を満たす範囲で決定すればよい。
【００７３】
多孔性保護膜の多孔度Ｐは、次の方法で求めることができる。まず、無機酸化物フィラーと、樹脂結着剤と、フィラーを分散させる分散媒を含む塗料（以下、多孔膜塗料）を調製する。多孔膜塗料を金属箔上に塗布し、乾燥する。乾燥後の塗膜を金属箔とともに任意の面積に切り取り、金属箔を取り除くことで、多孔性保護膜の試料が得られる。得られた試料の厚みと面積から、多孔性保護膜の見かけ体積Ｖａを求め、さらに試料の重量を測定する。次に、試料の重量と、無機物フィラーおよび樹脂結着剤の真比重を用いて、多孔性保護膜の真体積Ｖｔを求める。多孔度Ｐは、見かけ体積Ｖａおよび真体積Ｖｔから、以下の式（１）により求められる。
【００７４】
多孔度Ｐ＝（Ｖａ−Ｖｔ）／Ｖａ  ・・・（１）
多孔度Ｐは、無機酸化物フィラーの大きさ例えば平均粒径と、形状とを適宜設定することで、所望の値に設定することができ、例えば３５〜４５％程度が好適である。
【００７５】
セパレータ３０５の見かけ体積に対する真体積の割合Ｒは、次の方法で求めることができる。まず、セパレータ３０５の厚みと面積からセパレータ３０５の見かけ体積Ｖａｓを算出し、さらにセパレータ３０５の重量を測定する。次に、セパレータ３０５の重量と真比重を用いて、セパレータの真体積Ｖｔｓを求める。割合Ｒは、見かけ体積Ｖａｓおよび真体積Ｖｔｓから、以下の式（２）により求められる。
【００７６】
割合Ｒ＝Ｖｔｓ／Ｖａｓ  ・・・（２）
無機酸化物フィラーは、無機酸化物フィラーを多結晶粒子とすることで、樹枝状、珊瑚状、房状などの形状にすることができる。このような形状の多結晶粒子は、多孔性保護膜内で過度に緻密な充填構造を形成しにくいため、適度な空隙を形成するのに適している。多結晶粒子には、例えば２〜１０個程度の一次粒子が溶融により連結した粒子や、２〜１０個程度の結晶成長中の粒子が途中で接触して合体した粒子等が含まれる。
【００７７】
多結晶粒子の平均粒径（体積基準のメディアン径：Ｄ５０）は、例えばマイクロトラック社製の湿式レーザー粒度分布測定装置等により測定することができる。多結晶粒子の平均粒径が、一次粒子の平均粒径の２倍未満では、多孔性保護膜が過度に緻密な充填構造をとることがあり、１０μｍを超えると、多孔性保護膜の多孔度が過剰となって多孔性保護膜の構造が脆くなることがある。
【００７８】
多結晶粒子を得る方法は特に限定されないが、例えば無機酸化物を焼結して塊状物とし、塊状物を適度に粉砕すれば得られる。また、粉砕工程を経ずに、結晶成長中の粒子を途中で接触させることにより、多結晶粒子を直接得ることもできる。
【００７９】
例えばα−アルミナを焼結して塊状物とし、塊状物を適度に粉砕して、多結晶粒子を得る場合、焼結温度は８００〜１３００℃が好ましく、焼結時間は３〜３０分が好ましい。また、塊状物を粉砕する場合、ボールミル等の湿式設備やジェットミル・ジョークラッシャー等の乾式設備を用いて粉砕を行うことができる。その場合、当業者であれば、粉砕条件を適宜調整することにより、多結晶粒子を任意の平均粒径に制御することができる。
【００８０】
なお、セパレータ３０５を用いず、例えば図４に示す極板群３１２ａのように、多孔性保護膜３２５ａの多孔度Ｐ、厚さｔ２、あるいは曲路率その他の特性を適宜設定することにより、セパレータ３０５の代わりに多孔性保護膜３２５ａを用いる構成としてもよい。
【００８１】
また、多孔性保護膜３２５を備える代わりに、例えば図５に示す極板群３１２ｂのように、耐熱性のセパレータ３０５ａ（耐熱部材）を用いるようにしてもよい。図５に示す耐熱性セパレータ３０５ａは、例えばポリエチレンの基板３５５の表面に、耐熱材料であるアラミド樹脂層３５６を備えて構成されている。ポリエチレンの基板３５５の厚さｔ６は例えば１４μｍ程度、アラミド樹脂層３５６の厚さｔ７は例えば３〜４μｍ程度にされている。
【００８２】
次に、上述のように構成された充電システム１の動作について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る充電システム１の動作の一例を示す説明図である。また、図７は、本発明の一実施形態に係る充電システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８３】
まず、トリクル充電制御部２１３によって、通信部２２，３２を介して充電制御部３１へトリクル充電電流が要求され、ＦＥＴ１３，２７がオン、ＦＥＴ１２，２９がオフされて、限流抵抗２６を使用して微小な一定の電流Ｉ１１、たとえば５０ｍＡの充電電流でトリクル充電が開始される（ステップＳ１、タイミングＴ１）。
【００８４】
次に、トリクル充電制御部２１３によって、電圧検出回路２０によって検出された各二次電池１４１の端子電圧が確認され（ステップＳ２）、各端子電圧のうち最小の電圧が切換え電圧Ｖｍａ、たとえば１．０Ｖを超えると（ステップＳ２でＹＥＳ）、中速電流充電を行うべくステップＳ３へ移行する。
【００８５】
次に、ステップＳ３において、トリクル充電制御部２１３によって、ＦＥＴ２９がオン、ＦＥＴ２７がオフされ、限流抵抗２６よりも抵抗値の小さい限流抵抗２８を使用して、充電電流が電流Ｉ１１から電流Ｉ１２へ増大される（タイミングＴ２）。電流Ｉ１２は、たとえば公称容量値ＮＣを定電流放電して、１時間で放電できるレベルを１Ｃとして、その１０〜５０％に、並列セル数ＰＮを乗算した電流値に設定される（たとえば、ＮＣ＝２０００ｍＡｈで、２個並列であるとき、１０％で４００ｍＡ）。
【００８６】
そして、トリクル充電制御部２１３によって、電圧検出回路２０によって検出された各二次電池１４１の端子電圧が確認され（ステップＳ４）、各端子電圧のうち最小の電圧が終了電圧Ｖｍ、たとえば２．３Ｖを超え（ステップＳ４でＹＥＳ）、すなわち１または複数の二次電池１４１の端子電圧の総てが従来と同様のトリクル充電の終了電圧Ｖｍを超えると、トリクル充電を終了して定電流充電を開始するべくステップＳ５へ移行する。
【００８７】
すなわち、トリクル充電の終了電圧Ｖｍは従来と同じまま、従来のトリクル充電領域を、従来のトリクル充電の電流値Ｉ１１による充電を行う前半の領域と、その従来の電流値Ｉ１１よりも大きいもう１つの電流値Ｉ１２による充電を行う後半の領域とに区分するとともに、従来の電流値Ｉ１１によるトリクル充電を早期に切り上げ、トリクル充電期間（領域）の後半は中速電流充電領域として、その電流値Ｉ１１よりも大きい電流値Ｉ１２で充電を行う。これにより、中速電流充電領域における充電電流を増大させて、組電池１４の充電時間を短縮することができる。
【００８８】
次に、ステップＳ５において、定電流充電制御部２１２によって、ＦＥＴ１２，１３がオン、ＦＥＴ２７，２９がオフされると共に、通信部２２，３２を介して充電制御部３１へ、大きな充電電流Ｉ１３、例えば１時間で放電できるレベルを１Ｃとして、その８０％〜２００％に、並列セル数ＰＮを乗算した電流値（たとえば、ＮＣ＝２０００ｍＡｈで、２個並列であるとき、１００％で４０００ｍＡ）に設定すべき旨の指示が出力される。そして、充電制御部３１からの制御信号に応じて充電電圧電流供給回路３３から、充電電流Ｉ１３の電流値に設定された充電電流Ｉｃが出力されて、定電流充電が行われる（タイミングＴ３）。
【００８９】
そして、定電流充電制御部２１２によって、電圧検出回路２０によって検出された組電池１４の端子電圧Ｖｂが確認され（ステップＳ６）、端子電圧Ｖｂが、設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮ以上になると（ステップＳ６でＹＥＳ）、定電流充電制御部２１２は定電流充電を停止し、定電圧充電を開始するべくステップＳ７へ移行する。
【００９０】
この場合、設定電圧Ｖｓは、各二次電池１４１の負極板３０３のリチウム基準における電位が実質的に０Ｖになる状態である満充電状態になったときの負極板３０３と正極板３０１との間の電圧である基準電圧（４．２Ｖ）を超える電圧、例えば４．３Ｖに設定されている。そうすると、端子電圧Ｖｂが設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮ以上になることは、各二次電池１４１の端子電圧が原則的には、設定電圧Ｖｓ以上になることを意味する。そうすると、二次電池１４１の負極板３０３のリチウム基準における電位は、実質的に０Ｖを下回ることとなり、負極活物質３２４の表面に金属リチウムが析出し始める。
【００９１】
ここで、図３、図４に示す多孔性保護膜３２５，３２５ａや、図５に示すセパレータ３０５ａのような耐熱部材を備えない従来の二次電池の場合には、負極表面で金属リチウムが析出すると、析出した金属リチウムがリチウムデンドライトとなって正極に向かって成長し、例えばポリエチレン等の樹脂材料で構成されたセパレータを貫通して負極と正極との間を短絡する結果、リチウムデンドライトを流れる短絡電流によってセパレータが溶融し、短絡箇所が拡大して電池が破損してしまうおそれがある。そのため、従来の二次電池では、負極にリチウムを析出させないために、二次電池の端子電圧が基準電圧を超えないように、例えば正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた二次電池では４．２Ｖを超えないように、設定電圧Ｖｓが４．２Ｖ以下の電圧に設定されていた。そのため、従来の二次電池では、端子電圧Ｖｂが、４．２Ｖ×直列セル数ＳＮに達するタイミングＴ４までしか定電流充電を行うことができなかった。
【００９２】
しかし、二次電池１４１では、図３、図４に示す多孔性保護膜３２５，３２５ａや、図５に示すセパレータ３０５ａのような耐熱部材を備えることにより、リチウムデンドライトが形成されて正極板３０１と負極板３０３との間が短絡された場合であっても、セパレータの溶融により短絡箇所が拡大することが抑制されるので、設定電圧Ｖｓを、基準電圧（４．２Ｖ）を超える４．２５Ｖ〜４．３０Ｖに設定することができる。そうすると、端子電圧Ｖｂが、設定電圧Ｖｓ（４．３０Ｖ）×直列セル数ＳＮに達するタイミングＴ５まで定電流充電を行うことができる結果、従来の二次電池を充電する場合よりも長い期間、大きな充電電流で定電流充電を継続することができるので、充電時間を短縮することが可能となる。
【００９３】
次に、ステップＳ７において、充放電制御部２１１によって、通信部２２，３２を介して充電制御部３１へ、設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮの電圧を出力すべき旨の指示が出力される。そして、充電制御部３１からの制御信号に応じて充電電圧電流供給回路３３から、設定電圧Ｖｓ×直列セル数ＳＮの電圧、すなわち４．３Ｖ×３＝１２．９Ｖが出力されて、組電池１４の端子電圧Ｖｂが１２．９Ｖにされて定電圧充電が行われる。
【００９４】
図３、図４に示す多孔性保護膜３２５，３２５ａや、図５に示すセパレータ３０５ａのような耐熱部材を備えない従来の二次電池を充電する場合には、負極へのリチウムの析出を回避するために、４．２Ｖ×直列セル数ＳＮ以下の電圧で、定電圧充電を行う必要があった。しかし、二次電池１４１では、ステップＳ７において、４．３０Ｖ×直列セル数ＳＮの電圧で充電を行うことができるので、定電圧充電の充電電圧を増大させて充電電流を増大させることができる結果、充電時間を短縮することが可能となる。
【００９５】
そして、充放電制御部２１１によって、電流検出抵抗１６で検出された充電電流Ｉｃが確認され（ステップＳ８）、充電電流Ｉｃが予め設定された終止電流Ｉ１４以下になると（ステップＳ８でＹＥＳ）、充放電制御部２１１は充電を終了するべくステップＳ９へ移行する。
【００９６】
終止電流Ｉ１４は、満充電状態の二次電池１４１に設定電圧Ｖｓを印加した場合に二次電池１４１に流れる電流値に設定されており、温度に応じて適宜設定され、例えば（０．５Ａ×並列セル数ＰＮ）といった電流値が用いられる。この場合、０．５Ａは、電池容量Ｃに対して、例えば１／４ＣＡ程度の電流値が設定されている。
【００９７】
また、満充電状態とは、図１１に示すように、負極電位Ｐｍが０Ｖになるときの充電状態（ＳＯＣ：１００％）を意味しているから、ステップＳ８において充電電流Ｉｃが終止電流Ｉ１４に一致する（タイミングＴ６）ことは、すなわち二次電池１４１のＳＯＣが１００％に達して端子電圧が４．２Ｖ（基準電圧）になることを意味している。
【００９８】
そうすると、満充電状態を判定するための終止電流Ｉ１４を、背景技術に係る定電圧充電の場合の電流値Ｉ３（例えば０．１Ａ×並列セル数ＰＮ）よりも大きい電流値（例えば０．５Ａ×並列セル数ＰＮ）にできるので、二次電池１４１が満充電に近づいて充電電流Ｉｃが減少し、充電の進行が遅くなった状態での充電効率の悪い充電時間を短縮しつつ、背景技術に係る定電圧充電によって充電した場合と同じ充電容量（ＳＯＣ１００％）まで充電することができ、充電時間を大幅に短縮することができる。例えば、背景技術に係る定電圧充電（設定電圧Ｖｓを４．２Ｖ、終止電流Ｉ１４を０．１Ａ×並列セル数ＰＮにした場合に相当）で満充電状態にするための充電時間が１２０分程度必要であったものが、例えば設定電圧Ｖｓを４．３０Ｖ、終止電流Ｉ１４を０．５Ａ×並列セル数ＰＮとして定電圧充電することにより、８５分程度で満充電状態にすることができる。
【００９９】
また、終止電流Ｉ１４が、満充電状態の二次電池１４１に設定電圧Ｖｓを印加した場合に二次電池１４１に流れる電流値に設定されていれば、ステップＳ８において充電電流Ｉｃが終止電流Ｉ１４に一致したタイミングＴ６において、二次電池１４１のＳＯＣが１００％に達して端子電圧が４．２Ｖ（基準電圧）になるので、定電圧充電における充電電圧としては、４．２Ｖ（基準電圧）を超える４．３Ｖが印加されるものの、二次電池１４１の開路電圧（ＯＣＶ）については、原則的には４．２Ｖ（基準電圧）になった時点で定電圧充電が終了するために、二次電池１４１の開路電圧（ＯＣＶ）が４．２Ｖ（基準電圧）を超えることが抑制され、二次電池１４１の劣化が促進されることを低減することができる。
【０１００】
次に、ステップＳ９において、充放電制御部２１１によって、充電制御部３１へ充電電圧をゼロにすべき指示が出力され、充電制御部３１により充電電圧電流供給回路３３の出力電圧がゼロにされて充電を終了する。
【０１０１】
なお、終止電流Ｉ１４は、満充電状態の二次電池１４１に設定電圧Ｖｓを印加した場合に二次電池１４１に流れる電流値に設定される例に限られず、例えば図８に示すように、終止電流Ｉ１４を、満充電状態の二次電池１４１に設定電圧Ｖｓを印加した場合に二次電池１４１に流れる電流値よりも小さな電流値、例えば図１０に示す定電圧充電の終止電流Ｉ３と同じ（０．１Ａ×並列セル数ＰＮ）に設定すれば、ステップＳ８において充電電流Ｉｃが終止電流Ｉ１４に一致するタイミングＴ７において、二次電池１４１のＳＯＣが１００％を超える。すなわちＳＯＣ１００％を超えて組電池１４を充電することができ、組電池１４の充電容量（放電容量）を増大させることができる。
【０１０２】
また、上述のように構成された正極活物質３２２は、充電状態における体積膨張が低減されるので、二次電池１４１のＳＯＣが１００％を超えるまで充電を行った場合であっても、ケース３０８内で正極活物質３２２が膨張して極板群３１２が座屈を生じるおそれが低減される。
【０１０３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る充電システム１ａについて説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る充電システム１ａの構成の一例を示すブロック図である。図９に示す充電システム１ａと図１に示す充電システム１とでは、下記の点で異なる。すなわち、図９に示す充電システム１ａは、充電器３ａと電池パック２ａとから構成されている。
【０１０４】
電池パック２ａは、図１に示す電池パック２とは、制御部２１ａが、充放電制御部２１１、定電流充電制御部２１２、及びトリクル充電制御部２１３を備えていない点、及び電池情報記憶部２３を備えている点で異なる。電池情報記憶部２３は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子や、ジャンパピン等の設定スイッチ等を用いて構成されている。そして、電池情報記憶部２３には、二次電池１４１が基準電圧を超える電圧で充電することが可能であるか否かを示す情報が記憶されている。今、二次電池１４１は、負極と正極との間に耐熱部材を備えているので、基準電圧を超える電圧で充電することが可能である旨の情報が電池情報記憶部２３に記憶されている。同様に、耐熱部材を備えていない二次電池を備えた電池パックの場合には、基準電圧を超える電圧で充電することができない旨の情報が電池情報記憶部２３に記憶されている。なお、耐熱部材を備えていない二次電池を備えた電池パックは、電池情報記憶部２３を備えない構成としてもよい。
【０１０５】
電池情報記憶部２３には、さらに、二次電池に用いられている正極活物質が、例えばコバルト酸リチウムであるか、マンガン酸リチウムであるか、といった正極活物質の種類を示す正極情報も記憶されている。
【０１０６】
制御部２１ａは、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されており、アナログ／デジタル変換器１９で得られた端子電圧Ｖｂや、二次電池１４１の各端子電圧、二次電池１４１の温度、充電電流Ｉｃ、及び電池情報記憶部２３に記憶されている電池情報や正極情報を、通信部２２及び端子Ｔ１２を介して充電器３ａへ送信したり、充電器３ａから端子Ｔ１２を介して通信部２２で受信された制御指示に応じて、ＦＥＴ１２，１３，２６，２７をオンオフしたりするようになっている。
【０１０７】
充電器３ａは、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御部３４を備え、制御部３４が所定の制御プログラムを実行することで、充電制御部３１、充放電制御部２１１ａ、定電流充電制御部２１２ａ、トリクル充電制御部２１３ａ、及び設定電圧設定処理部２１４として機能する点で、図１に示す充電器３とは異なる。
【０１０８】
設定電圧設定処理部２１４は、制御部２１ａから送信された電池情報及び正極情報に基づいて、設定電圧Ｖｓ及び終止電流Ｉ１４を設定する。具体的には、設定電圧設定処理部２１４は、電池情報が、基準電圧を超える電圧で充電することが可能であることを示し、かつ正極活物質がコバルト酸リチウムであることを示す場合には、設定電圧Ｖｓとして、例えば４．２５Ｖ〜４．３０Ｖを設定し、終止電流Ｉ１４として（０．５Ａ×並列セル数ＰＮ）を設定する。また、設定電圧設定処理部２１４は、電池情報が、基準電圧を超える電圧で充電することが可能であることを示し、かつ正極活物質がマンガン酸リチウムであることを示す場合には、設定電圧Ｖｓとして、例えば４．３５Ｖ〜４．４０Ｖを設定し、終止電流Ｉ１４として（０．５Ａ×並列セル数ＰＮ）を設定する。また、設定電圧設定処理部２１４は、電池情報が、基準電圧を超える電圧で充電することができないことを示し、かつ正極活物質がコバルト酸リチウムであることを示す場合には、設定電圧Ｖｓとして、例えば４．２Ｖを設定し、終止電流Ｉ１４として（０．１Ａ×並列セル数ＰＮ）を設定する。また、設定電圧設定処理部２１４は、電池情報が、基準電圧を超える電圧で充電することができないことを示し、かつ正極活物質がマンガン酸リチウムであることを示す場合には、設定電圧Ｖｓとして、例えば４．３Ｖを設定し、終止電流Ｉ１４として（０．１Ａ×並列セル数ＰＮ）を設定する。
【０１０９】
なお、設定電圧設定処理部２１４は、電池パックが電池情報記憶部２３を備えていないために電池情報を取得できない場合には、設定電圧Ｖｓとして、例えば４．２Ｖを設定し、終止電流Ｉ１４として（０．１Ａ×並列セル数ＰＮ）を設定するようにしてもよい。
【０１１０】
充放電制御部２１１ａ、定電流充電制御部２１２ａ、及びトリクル充電制御部２１３ａは、設定電圧設定処理部２１４により設定された設定電圧Ｖｓを用いる点、端子電圧Ｖｂや、二次電池１４１の各端子電圧、二次電池１４１の温度、充電電流Ｉｃ等の情報を、制御部２１ａから通信部２２，３２を介して取得する点、及び通信部２２，３２を介して制御部２１ａへ制御指示を送信することにより、ＦＥＴ１２，１３，２６，２７のオンオフを制御する点を除き、充放電制御部２１１、定電流充電制御部２１２、及びトリクル充電制御部２１３と同様に動作する。
【０１１１】
これにより、充電器３ａは、電池パック２ａから二次電池に関する情報を取得して、当該二次電池の種類に応じて設定電圧Ｖｓ及び終止電流Ｉ１４を自動的に設定することで、充電時間を短縮したり、充電容量を増大させたりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ等の電子機器、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池搭載装置として使用される充電システム、これら電池搭載装置の電源として用いられる電池パック、及びこのような電池パックを充電する充電装置として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す二次電池の構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】図２に示す極板群の構成の一例を詳細に示す断面図である。
【図４】図２に示す極板群の構成の他の一例を詳細に示す断面図である。
【図５】図２に示す極板群の構成の他の一例を詳細に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る充電システムの動作の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る充電システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る充電システムの動作の他の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る充電システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】背景技術に係る二次電池の充電時における一般的な充電電圧および電流の管理方法を説明するためのグラフである。
【図１１】リチウムイオン電池を充電した場合のリチウム基準に対する、正極電位と負極電位との変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１ａ  充電システム
２，２ａ  電池パック
３，３ａ  充電器
１４  組電池
１６  電流検出抵抗
１７  温度センサ
１９  アナログ／デジタル変換器
２０  電圧検出回路
２１，２１ａ  制御部
２２，３２
２３  電池情報記憶部
２５  トリクル充電回路
２６，２８  限流抵抗
３１  充電制御部
３３  充電電圧電流供給回路
３４  制御部
１４１  二次電池
２１１，２１１ａ  充放電制御部
２１２，２１２ａ  定電流充電制御部
２１３，２１３ａ  トリクル充電制御部
２１４  設定電圧設定処理部
３０１  正極板
３０３  負極板
３０５，３０５ａ  セパレータ
３１２，３１２ａ，３１２ｂ  極板群
３２２  正極活物質
３２４  負極活物質
３２５，３２５ａ  多孔性保護膜
３５５  基板
３５６  アラミド樹脂層
Ｉ１４  終止電流
Ｐｍ  負極電位
Ｐｐ  正極電位
Ｖｓ  設定電圧
【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７】
2008130278.tif 000009
【図８】
2008130278.tif 000010
【図９】
2008130278.tif 000011
【図１０】
2008130278.tif 000012
【図１１】
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