(57)【要約】【課題】機器に装着された非水電解質一次電池が保管状態において劣化することを防止する非水電解質一次電池の劣化防止装置を提供する。【解決手段】リチウム電池４に定電圧定電流回路３を介して太陽電池２を接続し、リチウム電池４の保管状態において太陽電池２から充電方向に微弱電流を印加する。充電方向に印加される微弱電流は、リチウム電池４の負極が酸化する状態を還元する方向の電流となるので、負極に酸化皮膜が生じることによる劣化が抑制される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非放電状態にある非水電解質一次電池に対し、発電手段により発生させた微弱電流を充電方向に印加することを特徴とする非水電解質一次電池の劣化防止装置。
【請求項２】
印加する微弱電流は、連続的又は間欠的に印加し、その総印加量が電池容量の１０％以内となるように制御する非水電解質一次電池の劣化防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負極活物質としてリチウム等の単体又はその合金、あるいはカーボンとの複合体等を用いて構成される非水電解質一次電池の劣化防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流量測定や異常時制御にマイコンを用いたマイコン制御によるガスメータや水道メータ、あるいは気象観測機器等の電源として用いられる電池は、長寿命、高エネルギー密度が要求され、それに対応する電池として、負極活物質にリチウム等の単体又はその合金、あるいはカーボンとの複合体等を用いて構成される非水電解質一次電池が適用されている。
【０００３】
この非水電解質一次電池の負極活物質材料は高活性であるため、電解液中の不純物やセパレータ等の有機物から生じる物質と酸化反応を生じて負極上に酸化皮膜が形成される。この現象は非水電解質一次電池を高温保存あるいは長期保存した場合により顕著になる。このような酸化皮膜が生じた非水電解質一次電池を使用した場合に、放電初期に酸化皮膜による電圧降下が生じて電池として所望の電圧が得られない場合や、大きな放電電流が取り出せなくなる問題がある。
【０００４】
上記のような非水電解質一次電池に生じる保存状態での問題を解決すべく、電解液中にシラン化合物等の添加剤を溶解させることが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電解液中に酸化抑制のための添加剤を溶解させると、電解液中に不純物が新たに加わることになり、低温下あるいは高温下での放電特性が低下する問題があった。
【０００６】
本発明が目的とするところは、非水電解質一次電池の保存中における酸化皮膜の発生を抑制する劣化防止装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る非水電解質一次電池の劣化防止装置は、非放電状態にある非水電解質一次電池に対し、発電手段により発生させた微弱電流を充電方向に印加することを特徴とするもので、非水電解質一次電池の無負荷電圧より高い電圧の微弱電流を発電手段によって発生させて非水電解質一次電池に印加する。非水電解質一次電池には充電方向に微弱電流が流れるので、負極の酸化を還元させる作用がなされ、保存中に負極に酸化皮膜が発生する劣化現象が抑制される。
【０００８】
上記構成において、印加する微弱電流は、連続的又は間欠的に印加し、その総印加量が電池容量の１０％以内となるように制御することにより、一次電池に充電することによる弊害の発生は抑制される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
本実施形態は、流量測定や異常時制御をマイコン制御によって行うガスメータ（以下、マイコンガスメータ）の電源として装着されたリチウム電池（非水電解質一次電池）に適用した劣化防止装置について示すものである。マイコンガスメータはそれに装着されるリチウム電池の寿命及びメータの耐用年数から設置期限が設定され、マイコンガスメータの新設又は交換時には新しい電池が装着されたマイコンガスメータが各需要家のガス引き込み口に設置される。
【００１１】
製造されて設置されるまで保管状態にあるマイコンガスメータ、あるいは設置されてガス開栓まで待機状態にあるマイコンガスメータにおいて、それに装着されたリチウム電池は放電がない保管状態にあり、この間に劣化が進行しないように劣化抑制する必要がある。マイコンガスメータはガス開栓と同時にリチウム電池を電源として作動開始し、ガス流量の測定を行うと同時に、ガス漏れ検出や地震等による大きな振動の検出などの異常検出時には電磁弁を作動させてガス供給を遮断する動作を行う。前記保管状態の期間が長期になったり高温状態に曝された場合に、前述したようにリチウム電池の負極には酸化皮膜の発生が進行し、放電開始時に電圧降下が生じて所望の電圧が得られなかったり、電磁弁を作動させ得る大電流が放電できなかったりする恐れがある。そこで、リチウム電池を装着したマイコンガスメータが保管状態にあるとき、リチウム電池がその負極に酸化皮膜が生成されることによる劣化することを防止するために、図１に示すように劣化防止装置１が設けられる。
【００１２】
図１において、劣化防止装置１は、マイコンガスメータ５の外表面から受光部を露出させて配設された太陽電池（発電手段）２と、入射光の強弱によって変化する太陽電池２の出力電圧及び電流を所望の電圧及び電流に制御する定電圧定電流回路３とを備えて構成され、太陽電池２は定電圧定電流回路３を介してリチウム電池４に接続されている。
【００１３】
マイコンガスメータ５が保管状態にあるとき、リチウム電池４の負極には電解液中の不純物等の影響により酸化皮膜が発生しやすい状態にあるが、リチウム電池４に充電方向の電流を印加すると、酸化が還元される状態になり、負極に酸化皮膜が生成されることが抑制される。リチウム電池４に充電方向の電流を印加するためには、太陽電池２の出力電圧がリチウム電池４の電圧より高い必要がある。従って、太陽電池２の出力電圧はリチウム電池４の電圧より大きく設定され、入射光による出力電圧の変動は定電圧定電流回路３によって所定の電圧に制御される。また、充電方向に印加する電流は、連続的に印加する場合においては数μＡ〜数１０μＡの微弱電流で効果があり、定電圧定電流回路３により所定値の充電方向電流になるよう制御される。
【００１４】
この酸化皮膜生成を抑制するために印加する電流は、連続的に印加する電流の総充電電気量はリチウム電池４の電池容量の１０％以内、好ましくは５％程度とすることにより、一次電池であるリチウム電池４に充電することによる弊害を防止することができる。連続的に微弱電流を印加した場合に、保管状態にある期間が長くなると、総充電電気量がリチウム電池４の電池容量を上回ることになるが、その場合には微弱電流の印加を間欠的に行っても酸化皮膜生成を抑制することができる。
【００１５】
図２に示すように、タイマを備えた間欠印加回路８を設けることにより、間欠印加回路８は所定のタイミングで所定時間だけリチウム電池４に対して微弱電流を印加されるように制御する。
【００１６】
上記構成によりマイコンガスメータ５はそれが動作状態となるまでの保管状態においてリチウム電池４の劣化が防止されるので、ガスの開栓時にスイッチ６が負荷に切り替えられ、リチウム電池４からガス制御回路７に放電電流が供給されたとき、リチウム電池４の負極には酸化皮膜が発生していないので、ガス制御回路７に所定電圧が供給される。また、リチウム電池４の負極に酸化皮膜が発生していないので、大きな放電電流にも対応でき、ガス漏れや地震等の検出時に電磁弁を閉じてガス供給を遮断する制御動作も正常になされる。
【００１７】
以上説明した実施形態は、マイコンガスメータの電源として適用されたリチウム電池４の劣化防止装置１について示したが、マイコン制御水道メータ、気象観測装置などに適用されたリチウム電池４等にも同様に構成して保管状態での劣化を防止することができる。
【００１８】
また、リチウム電池４に微弱電流を印加する電力源は、上記実施形態の構成において適用した太陽電池２に限られるものではなく、原子力電池など静止状態で発電する機能を有する発電手段を採用することができ、大きな発電量は必要としないので、マイコンメータ等の機器のサイズや重量の増加を抑えて配設することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、機器に装着された非水電解質一次電池が機器が使用状態となるまでの保管状態において劣化することが防止されるので、劣化により機器の正常動作に障害を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る非水電解質一次電池の劣化防止装置の構成を示すブロック図。
【図２】同上装置の変形例を示すブロック図。
【符号の説明】
１  劣化防止装置
２  太陽電池（発電手段）
３  定電圧定電流回路
４  リチウム電池（非水電解質一次電池）
【図１】
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【図２】
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