(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの電極と前記二つの電極との間の短絡を防止するセパレータとを有する電極組立体がケースに内蔵される形態のベアセルと、
前記電極組立体の前記二つの電極から前記ケースを通って引き出される二つの電極タブに接続され、外部との接続端子を有する保護回路と、を備えて構成されるリチウムイオン電池において、
前記保護回路は、電池の長期放置状態を自動的に認識し、前記ベアセルと前記保護回路との間の電流を遮断できる電池残容量の管理回路を備えて構成され、
前記電池残容量の管理回路は、長期間放置状態にあることを判断及び認識する状態認識部を有し、
前記状態認識部は、外部接続端子のうち一部を介して流れる電流を検出できる電流検出センサー部と、前記外部接続端子のうちの一部を介して流れる通信信号を検出できる通信回路部と、前記電流検出センサー部により外部への電流の流れが一定時間なく、かつ及び通信回路部により通信が一定時間ない場合に、電池の長期放置状態を計測するタイマーと、を備え、このタイマーの計測値に基づき、電池の使用有無を判断することを特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項２】
前記電池残容量の管理回路は、
前記状態認識部より得られる判断結果によって、前記ベアセルと前記保護回路との間の電流を遮断し休眠状態に切り換えることのできる切換装置部と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項３】
前記切換装置部は、前記状態認識部の判断によって前記ベアセルと前記保護回路との間の内部電流を遮断する内部電流遮断器を備えて構成されることを特徴とする請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項４】
前記切換装置部は、前記外部接続端子に所定以上の充電電圧が印加されるとき、それを感知して前記内部電流遮断器を接続させる回路要素を備えて構成されることを特徴とする請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項５】
前記電池残容量の管理回路は、マイクロプロセッサを備えており、
前記マイクロプロセッサは、時間経過を計測するタイマーと、経過時間を累積するアキュムレータと、累積される時間値や前記マイクロプロセッサに印加される電圧値を記憶するレジスタと、前記レジスタに記憶される累積された時間値や電圧値を、予め入力される基準時間値や基準電圧値と比較するコンパレータと、を備えて構成されることを特徴とする請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項６】
前記電池残容量の管理回路は、前記ベアセルと前記マイクロプロセッサとの間に位置する内部電流遮断器を備えており、
前記内部電流遮断器は、前記ベアセルから所定以上の電圧が印加されるときに接続され、前記マイクロプロセッサの所定信号によって遮断状態に切り換えられることを特徴とする請求項５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項７】
前記電池残容量の管理回路は、上記ベアセルと上記保護回路の残余部との間に位置する内部電流遮断器を備えており、
前記内部電流遮断器は、充電器の高電圧が印加される外部端子の高電圧信号によってオン状態を維持する第１スイッチと、前記マイクロプロセッサの所定信号によって遮断状態に切り換えられる第２スイッチとが並列に接続される遮断スイッチを備えて構成されることを特徴とする請求項５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項８】
前記電池残容量の管理回路は、前記ベアセルと前記保護回路の残余部との間に位置する内部電流遮断器を備えており、
前記内部電流遮断器は、充電器の高電圧が印加される外部端子の高電圧信号によってオン状態を維持する第１スイッチと、前記ベアセルの高電圧端子の高電圧信号によってオン状態を維持する第２スイッチとが並列に接続される遮断スイッチを備えて構成されることを特徴とする請求項５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項９】
前記内部電流遮断器は、前記外部接続端子に所定以上の充電電圧が印加されたり、あるいは別に形成されるスイッチを操作することによって、前記遮断状態から接続状態に切り換えられることを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか一項に記載のリチウムイオン電池。
【請求項１０】
電流検出センサー部を介して電池が外部機器の電源として使用されるかどうか、及び通信回路部を介して通信されているかどうかを周期的に検出するステップと、
前記電流検出センサー部により外部への電流の流れが一定時間なく、かつ及び通信回路部により通信が一定時間ない場合に、周期時間をアキュムレータで積算して使用されていない累積時間をレジスタに記録するステップと、
前記使用されていない累積時間が所定時間を超える場合は、保護回路自体のマイクロプロセッサが電流遮断信号（シャットダウン信号）を内部電流遮断器に伝達することによって、ベアセルと保護回路との間に流れる機能維持用内部電流を遮断して、長期放置モードに切り換えるステップと、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の長期保存方法。
【請求項１１】
前記長期放置モードに切り換えるステップの後に、外部接続端子に所定以上の充電電圧が印加される場合、前記内部電流遮断器が接続されて、使用モードや待機モードに切り換えられるステップを有することを特徴とする請求項１０に記載のリチウムイオン電池の長期保存方法。
【請求項１２】
前記電池が外部機器の電源として使用されるかどうかを周期的に検出するステップは、
所定時間の経過を判断する付属ステップと、
センサーによって外部端子を介する電流が存在するかどうかを判断する付属ステップと、を有することを特徴とする請求項１０に記載のリチウムイオン電池の長期保存方法。
【請求項１３】
センサーによって外部端子を介する通信が存在するかどうかを判断する付属ステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載のリチウムイオン電池の長期保存方法。
【請求項１４】
前記長期放置モードに切り換えるステップは、前記非使用累積時間が所定期間を超えるかどうかを判断する付属ステップと、前記内部電流遮断器を遮断する付属ステップとの間に、所定時間ごとに内部電圧が所定電圧以下であるかどうかを判断する付属ステップを有することを特徴とする請求項１０に記載のリチウムイオン電池の長期保存方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか一つの方法を実施するように作成されたプログラムが内蔵される保護回路を備えて構成されることを特徴とするリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池に関し、より詳細には、電極組立体、カン、及びキャップ組立体を備えるベアセルと、ベアセルに長期間保存するための機能を有する保護回路を接続して構成されるリチウムイオン電池及びその長期保存方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池において、ベアセルの大半は、正極、負極、及びセパレータからなる電極組立体を電解質とともにケースに収納し、封止することによって形成される。ケースは、カン型やパウチ型であってもよい。電極組立体の二つの電極と、ベアセルの外部で接続対象の電極端子を接続するため、電極組立体には電極別に電極タブが設けられる。パウチ型は、パウチの外に電極タブが直接引き出されて電気端子となる。カン型は、カンの相互絶縁される二つの部分、電極端子とカン本体ボディーに電極タブがそれぞれ接続される。
【０００３】
ベアセルは、基本的な充放電は可能であるものの、それ自体として消費者にとっては使用上の危険要素が多い。たとえば、過剰放電となった場合、電池自体を使用できなくなり、さらに、過剰充電や外部の衝撃による内部の損傷、短絡が起きると、電池が損傷して使用できないとともに、発火、爆発を起こすという安全上の深刻な問題点がある。
【０００４】
このため、通常、リチウムイオン電池を構成する際には、ベアセルの電気端子に保護回路を接続させ、これらを別のハードケースに入れたり、樹脂モールドで固定、包装するようにしている。このように、ベアセルに保護回路が接続されて包装される形態のリチウムイオン電池をパック電池とも言い、円筒形電池も直列、並列に組合せられ、保護回路を有するパック電池として多く使用される。
【０００５】
リチウムイオン電池に用いられる保護回路は、通常、一般的な充放電使用における過放電や過充電の問題を解決することを主な目的とする。しかし、リチウムイオン電池における過放電の問題は、長期間使用しないことによっても生じる。リチウムイオン電池は、負極と正極との間でリチウムイオンが負極及び正極の活物質に構造的にインターカレーションする現象を利用したもので、過放電が生じると、負極の電極集電体が溶出して、電池構造が破損し、充放電使用が不可能となる。
【０００６】
電池では、電池自体の漏洩電流によって微細な放電が続き、特に、保護回路が設けられるリチウム二次電池では、外部の負荷がかからない状況でも、保護回路自体で消耗される電力がある程度存在する。そのため、充電せずに長期間放置すると、それ自体の漏電及び回路自体の電力消耗によって過放電状態になり、リチウムイオン電池が充電不可能となって使用できないか、充放電可能な電池容量が劣化するというおそれがある。
【０００７】
化成工程により初期に充放電がなされたリチウムイオン電池を製品として輸出する場合は、相当の時間が所要される。さらに、電池使用者がリチウムイオン電池を機器に取り付けたまま紛失して長時間経過したり、予備のリチウムイオン電池を長時間放置する等の場合もある。
【０００８】
このような状態で特別な処理なしに数ヶ月以上が経過すると、いざリチウムイオン電池を使用しようとするときに使用できなくなるという問題が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来のリチウム二次電池の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、一年以上の長期間充電せずに放置されても、充電可能な状態を維持することができるリチウムイオン電池及びその電池における長期保存方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明は、長期間充電せずに放置される場合、それ自体の内部電流を最小化して電力消耗を抑えることによって、充電可能な状態を維持することができるリチウムイオン電池及びその電池における長期保存方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明に係るリチウムイオン電池は、相互結合されるベアセルと保護回路とを備えて構成されるリチウムイオン電池において、上記保護回路は、電池の長期間にわたる放置状態を自体的に認識し、電流消耗を遮断することができる電池残容量の管理回路を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る電池残容量の管理回路は、通常、状態認識部と、状態認識部から得られる結果によって電池を体眠状態に切り換える切換装置部とを備えて構成される。電池残容量の管理回路を構成するために、マイクロプロセッサを搭載してもよい。
【００１３】
また、切換装置部は、外部から充電電圧が電池の外部端子を介して印加される際、それを感知して、内部電流遮断器を接続することによって、電池が正常に作動するようにする回路をさらに備える。
【００１４】
上記状態認識部は、電池自体が長期間放置状態であることが認識できるように、電流検出センサー部、通信回路部のうち少なくとも一つと、タイマーを備えて構成される。
【００１５】
また、切換装置部は、内部電流遮断器を備えて構成される。
【００１６】
内部電流遮断器に遮断信号を送る信号発生機をさらに形成してもよく、あらかじめ回路内に書き込まれる時間値や電圧値と、累算される時間値や現在印加される電圧値とを比較するコンパレータ（比較器）、比較回路及び信号発生機は、必要に応じて状態認識部や切換装置部に設けてもよい。
【００１７】
電池残容量の管理回路がマイクロプロセッサを搭載する場合は、マイクロプロセッサの機能が状態認識部と切換装置部に跨って実行される。
【００１８】
上記の目的を果たすための本発明の方法の一特徴によると、本発明は、残容量の管理回路において、電流検出センサー部や通信回路部を介して電池が外部機器の電源として使用されるかどうかを周期的に検出するステップと、また、電池が電源として使用されていない場合は、周期時間をアキュムレータ（積算器）で積算してレジスタ（記録器）に記録するステップと、また、アキュムレータの積算される非使用時間が所定期間以上である場合は、マイクロプロセッサが電流遮断信号（シャットダウン信号）を発生し、内部電流遮断器に伝達することによって、ベアセルと保護回路との間に流れる機能維持用内部電流を切断し長期放置モードに切り換えるステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の一実施形態において、長期放置モード、あるいはシャットダウンモードから正常使用モードや待機モードへの復帰は、電池の外部端子に充電電圧がかかることによって可能となる。このような復帰形態ではなく、復帰形態をし易くすると、電池残容量が非常に少ない状態で電池消耗の大きい使用モードや待機モードに入って放電されることによって、過放電が生じやすく、充電可能な状態でなくなるおそれがあるためである。
【００２０】
一方、機器をすぐに使う必要性がより大きい場合は、電池自体に、あるいは電気が使用される装着機器に使用モードへの復帰が可能なようにするスイッチを設けることもできる。この場合、電池に設けられるスイッチを押すことや、あるいは微弱な電気信号を与えることによって、電池が長期放置モードから日常使用モードや待機モードへ復帰するようにすることもできる。
【００２１】
ここで、あまりに簡単に長期放置モードに入り、充電電圧を印加するまでは電池動作が行われないように構成すると、電池残容量が相当量残っているにもかかわらず、電池が装着された機器を使用できないという不便が生じる。よって、本発明では、実施形態のように、電流遮断信号を発生する際、電池の残容量が所定レベル以下であるかどうかを判断するステップを加えることで、所定周期で繰り返して該条件が全て満足されるときにのみ、電流遮断信号を発生することも可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、リチウムイオン電池が何らかの理由で一年以上の長期間未使用であったり、充放電なしに放置されても、充電可能な状態を維持するようにすることができる。特に、このような状態の維持が、外部からの入力なしに、それ自体に内蔵される保護回路のうちの電池残容量の管理保護回路により実現できるという長所がある。
【００２３】
このように、本発明は、長期間充電せずに放置された場合、自体的に内部電流を最小化して電力消耗を抑えることによって充電可能な状態を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明に係る表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明のリチウムイオン電池の一実施形態によるベアセルと保護回路を備えるリチウムイオン電池において、ベアセルと保護回路内のアナログフロントエンド（ＡＦＥ）、マイクロプロセッサの接続形態、及びマイクロプロセッサの構成要素等のうち主な部分を概念的に示すブロック図である。
【００２６】
図２は、本発明の方法の一実施形態による電池の保護回路の作用ステップを示すフローチャートである。
【００２７】
図１及び図２を参照して説明すると、本実施形態において、電流遮断器２０として第２遮断スイッチ２５が内蔵される形態のＡＦＥが使用される。ＡＦＥは、通常、アナログ信号を先に処理し、次のステップで処理可能な電圧に切り換える一種のレベル変換器であって、ここでは、保護回路内でベアセル１００と保護回路２００全体の接続部を構成するものである。
【００２８】
ＡＦＥは、保護回路２００のマイクロプロセッサ３０と接続され、保護回路の第１遮断スイッチを介して電池の外部端子との接続も管理しており、いわゆるベアセル１００とマイクロプロセッサ３０、ベアセル１００と外部機器３００の電気端子間の接続部を構成するものと言える。
【００２９】
通常、リチウム二次電池において、基準作動電圧に逹する前に、充電が必要な状態である外部遮断電圧状態になると、充電残量がないと認識し、ＡＦＥが保護回路内でベアセルと外部機器を接続する経路上の第１遮断スイッチ２１０を遮断し、外部機器３００に電流が流れなくなる。ところが、このとき電池内部では、保護回路２００とベアセル１００と間に電池の機能を維持するための内部電流が流れている。
【００３０】
本実施形態でＡＦＥは、マイクロプロセッサ３０の特定の信号によって第２遮断スイッチ２５を開け、電池ベアセル１００と保護回路２００との間の内部電流を遮断することができる。また、ベアセルからＡＦＥにかかる電圧信号そのものが低いと、ＡＦＥは、第２遮断スイッチ２５を開いた状態になるようにし、作動しない状態とするため、内部電流が流れないようにすることも可能である。すなわち、ベアセル１００の電圧がＡＦＥにかかり、ＡＦＥは所定の作動基準電圧以上でのみ動作するように形成されている。
【００３１】
ベアセル１００の充電量が所定以上となり、ベアセル端子の電位が基準作動電圧以上の電位差を有すると、ＡＦＥが作動するようになる。一方、逆方向に、電池の外部端子にかかる充電電位差によっても、ＡＦＥは、第２遮断スイッチ２５が閉じた状態となり、電池が正常使用状態あるいは待機モードへ復帰し、ベアセルの充電が正常に行われることがある。
【００３２】
しかし、この基準作動電圧は、リチウムイオン電池がほぼ放電された状態にある場合が多い。ベアセル１００が外部機器に放電によって高い電圧から外部遮断電圧まで低下し、次いで内部電流使用や内部漏洩によってＡＦＥの基準作動電圧まで低下すると、ＡＦＥが作動せず、ベアセル１００から保護回路２００の方に一般的な電池機能の維持に必要な内部電流が流れなくなり、微量の最小電流、漏洩電流のみ流れるようになる。
【００３３】
この場合、電池に電流はほとんど流れなくなるが、ベアセル１００は、自己放電のような微弱な電流の流れによっても、直ちに充電が不可能な状態になることがある。
【００３４】
かかる状態に関しては、図３のリチウムイオン電池残容量と電圧との関係を示すグラフから容易に分かる。
【００３５】
グラフにおいて、横軸は＋方向で電池の充電可能容量を示し、縦軸は電池の内部電圧を示す。横軸は−方向で電池の残容量を示すものと考えられる。
【００３６】
リチウムイオン電池は、満充電されて充電可能容量が０であるとき、内部電圧は４．２ボルト程度である。そして、放電が進み、徐々に電圧が低下する。しかし、初期の一部の区間を除いて、リチウムイオン電池の特性上、ほとんどの充電量が消耗されるまで電圧の下降は緩くて微弱である。充電量のたとえば１／１０程度残ったとき、電圧は３．５ボルト程度である。しかし、その後の区間で充電量の変化によって電圧は急激に低下し、電圧が所定のレベル以下に低下するような完全放電状態となると、負極構造の非可逆的変化によって、さらに充電電圧を行なっても充電が難しくなる状態となる。
【００３７】
従って、３ボルト程度をＡＦＥの基準作動電圧とすると、電池残容量の消耗によって電池が作動電圧の以下に低下すれば、ＡＦＥの第２遮断スイッチ２５が開き、それ以上電池内部の機能維持のための電流が流れなくても、充電残容量自体が少なすぎるため所定レベルの漏洩電流や内部の最小電流が流れると考えても、充電可能な状態（たとえば、２．５ボルト）を維持できる期間が短い。
【００３８】
しかし、内部マイクロプロセッサ３０の自体的な調節作用により、本願発明のように、所定電圧（Ｖ０）、たとえば３．３や３．５ボルト程度としてＡＦＥを自体的に第２遮断スイッチをオフし作用を中断させると、この状態では、電池残容量が３ボルト程度での電池残容量に比べて、たとえば１０倍程度さらに残るようになる。従って、同一のレベルの漏洩電流や最小電流が電池内部で流れる場合、充電可能な状態を維持できる期間が１０倍に増えることになる。
【００３９】
従って、本発明の課題を達成するため、リチウム二次電池の充電可能期間を少なくとも１年以上の期間に伸ばすためには、相当量の電池残容量が残っている状態でＡＦＥの作動を中断させる必要がある。
【００４０】
ＡＦＥの一出力端子は、マイクロプロセッサ３０に接続され、ベアセル１００の電位差、すなわち電圧信号がマイクロプロセッサ３０に伝達される。この電圧信号は、マイクロプロセッサの駆動電力を供給する役割も有する。
【００４１】
マイクロプロセッサ３０は、電圧信号が印加されると、タイマーが稼動し、まず、内部レジスタの累積時間（ＴＡ）及び周期時間（Ｔ１）と関連する現在の経過時間（ＴＸ）が０とリセットされる（ステップ１０）。
【００４２】
電池が使用されているかどうかを周期的に判断する。また、電池残容量が所定のレベル以上になるかどうかもさらに判断することもできる。たとえば、ＡＦＥ出力端子から伝達される電圧信号によってマイクロプロセッサで電池残容量を計算し、それをコンパレータ（比較回路）により予め定められた所定レベルの残容量値と比較することができる。
【００４３】
電池の外部入出力端子に接続される電流検出センサー部（Ｓ）や、通信回路部マイクロプロセッサ３０自体や、外部に存在し、最近、所定期間の間に外部端子を介して流れる電流が存在するかどうか、電池が装着されるシステム（たとえばコンピュータの電池管理システム）との通信のやり取りがあるかどうかが分かる。マイクロプロセッサ内のタイマーを利用して、図２の付属ステップ２１のような方法により、所定周期（Ｔ１）の時間間隔で電流の流れ及び通信の有無を判断する（図２のステップ２０）。
【００４４】
もし、電流の流れや通信がない場合は、マイクロプロセッサのアキュムレータで周期に該当する時間を足し続ける演算を行い、その累積の結果値をレジスタに保存することができる（図２のステップ３０）。
【００４５】
図２に示すものとは異なって、電池が長時間放置状態にあるかどうかを判断するための時間累算は、外部への電流の流れのみをコントロール要件としたり（付属ステップ２５がない場合）、通信の有無のみをコントロール要件としてもよい（付属ステップ２３がない場合）。たとえば、保存状態ではシステムが長い間隔で通信を行うことがある。このような長い間隔の通信のため、システムが電池を使用するものとして判断するおそれがあるため、保存状態を判断する際に、通信の有無を判断要素とせずに、電流の流れのみをコントロール要件とすることもできる。
【００４６】
また、外部への電流の流れ及び通信のいずれもない場合のみ、時間累算が行われるようにすることもできる（図２の実施形態のステップ２０の場合）。
【００４７】
もし、当該時間の間に電流の流れが存在したり、通信が存在する場合、アキュムレータの結果値が０となるようにし（付属ステップ２７)、時間累算及び結果値を保存し続ける。
【００４８】
ステップ４０と関連して、アキュムレータの値と、あらかじめ定めて入力した期間（Ｔ０）、たとえば１ヶ月を比較する（付属ステップ４１）。レジスタに保存される累算期間が入力された期間値を超えると、電池は長時間放置された状態にあると判断し、マイクロプロセッサは、ＡＦＥと接続される通信線を介してＡＦＥ内のスイッチ２５を遮断し、ベアセル１００と保護回路２００との間の電池機能を維持するための電流の流れを遮断する（付属ステップ４５）。
【００４９】
電流の流れを遮断する前に、電池の残容量が所定値、たとえば外部遮断電圧未満に低下したかどうかを判断する作用ステップをさらに設けてもよい（付属ステップ４３）。ここで、内部電圧（Ｖ）により所定値（Ｖ０）以上であるときは、時間累算を継続して行いながら周期的に（付属ステップ４７を利用）累積時間及び残容量を判断するステップ（付属ステップ４１、４３）を実施する。なお、このときの基準となる電池の残容量、基準となる内部電圧は、電池を充電可能なように相当の期間維持できる程度の値に定めなければならない。
【００５０】
さらに、外部遮断電圧以下に低下したかどうかを判断するステップを有する場合を別に考える必要はないが、判断するステップがない場合にも、大概第２遮断スイッチによって内部電流を遮断する前に、外部電流の流れを遮断する第１遮断スイッチをオフ状態にすることを一般的な方法として考えられる。
【００５１】
ステップ５０と関連して、ステップ４０の後に、外部端子に所定以上の充電電圧（ＶＣ）が印加されると（付属ステップ５１）、ＡＦＥ内の第２遮断スイッチ２５は再び接続され、ベアセルと保護回路との間の電流が流れるようにするステップがさらに設けられる（付属ステップ５３）。このとき、第１遮断スイッチも外部の充電電圧が印加されると、再び接続される。
【００５２】
このステップと関連して、図４に示すような実施形態を説明する。
【００５３】
図４の実施形態において、図１の実施形態のＡＦＥ２５’内にベアセル１００と保護回路２００の残余部を接続する一つの経路上に並列に形成される二つのスイッチ２５１、２５３がある。このスイッチは、それぞれＦＥＴタイプのスイッチであってもよい。二つのうちの一つのスイッチにのみ高電圧（ＨＩＧＨ）信号が印加されると、両方のスイッチはオン状態を維持するようになる。たとえば、二つのＦＥＴスイッチのゲートは、それぞれ保護回路２００のマイクロプロセッサ３０の一端子及び一外部端子２３１と接続される。
【００５４】
一外部端子２３１は、充電器３００から分岐された高電圧端子に接する。マイクロプロセッサ３０の一端子は、ベアセルの電圧が所定値以下に低下すると、本発明の他の実施形態のように特定信号を発生する。信号によって、たとえば、一ＦＥＴスイッチ２５３のゲートに低電圧（ＬＯＷ）信号を与えて、ベアセル１００と保護回路２００とを接続するスイッチ２５３をオフ状態にすることができる。マイクロプロセッサ３０の一端子の代りに、ベアセル１００の高電圧端子線を分岐して、スイッチ２５３のＦＥＴのゲートを接続することも考えられる。
【００５５】
このような構成において、一旦、電池の一外部端子２３１が充電器から分離されると、全ての接続が切断され、一外部端子２３１及び導線２３０にて接続されるＡＦＥの第２遮断スイッチ２５’内の一つのＦＥＴスイッチ２５１は、ゲートに０電圧が印加されるのでオフ状態となる。しかし、この際にも、第２遮断スイッチ内の他の一つのＦＥＴスイッチ２５３は、ベアセルの高電圧端子の電圧状態が高いレベルではオン状態を維持することができる。
【００５６】
次に、電池が電気機器に触れて放電したり、電気機器と切断された状態で内部消耗によって電圧レベルが低下すると、一旦、保護回路２００内の第１遮断スイッチ２１０が切断される。そして、継続してベアセル１００の高電圧端子の電圧レベルが低くなると、マイクロプロセッサ３０の所定信号により、あるいはベアセル高電圧端子のレベル低下により、ＡＦＥ２０’の第２遮断スイッチ２５’からＦＥＴスイッチ２５３のゲートに所定以下の電圧が印加される。結果的に、当該スイッチ２５３が切断され、全体的に漏洩電流を除く保護回路２００とベアセル１００の電流の流れが遮断される。従って、電池は長期放置モードに切り換えられ、低いレベルの電流のみ消耗しながら、長期間放置しても充電可能な状態を維持することができる。
【００５７】
本発明の実施形態のような内部電流の遮断、長期放置モードへの切り換えは、外部の信号ではなくそれ自体の論理判断で自ら行われるという点で、実際の使用において有用な効果を奏する。
【００５８】
機器やリチウムイオン電池自体の特性によって異なるが、リチウムイオン電池の使用モードでは、３乃至４ｍＡ程度の電流が流れ、使用待機モードでは、２００乃至４００μＡ程度の電流が流れる。このような電流の大きさに比べて、長期放置モードあるいはシャットダウンモードでは、電池に異常がない場合、およそ２μＡ以下の電流が流れる。よって、シャットダウンモードへの切り換えがない場合と比較するとき、通常の待機モードより１００倍程度の保存期間の延長が可能であり、より多くの残容量があるとき待機モードから長期放置モードに切り換えることが、充電可能期間を延長させる方法となる。
【００５９】
本発明の実施形態に係るアキュムレータ、レジスタ、タイマー、比較回路を備えるマイクロプロセッサ、電流遮断器として用いられるＡＦＥ、電流検出センサー、通信回路部それぞれの具体的な構成は、本発明の技術分野及び関連分野の通常の知識を有する者に既に知られており、本発明は、これらの組合せにより自体的に長期放置状態を感知し、モードの切り換えを行なうことを特徴とするものであるので、具体的な回路構成は省略する。
【００６０】
本発明では、放置状態であると判断される電池の非使用基準期間及び電池残容量の基準は、電池の用途や特性によって適切に加減してマイクロプロセッサなどに書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のリチウムイオン電池の一実施形態に係るベアセルと保護回路を備えるリチウムイオン電池において、ベアセルと保護回路内のアナログフロントエンド（ＡＦＥ）、マイクロプロセッサの接続形態、及びマイクロプロセッサの構成要素等を概念的に示したブロック図である。
【図２】本発明の製造方法の一実施形態に係る電池保護回路の作用ステップを示すフローチャートである。
【図３】リチウムイオン電池の残容量及び電圧の関係を示すグラフである。
【図４】図１のリチウムイオン電池の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００  ベアセル
２００  保護回路
３００  外部機器
２０  電流遮断器
２５  第２遮断スイッチ
２１０  第１遮断スイッチ
３０  マイクロプロセッサ
【図１】
0004629012.tif 000002
【図２】
0004629012.tif 000003
【図３】
0004629012.tif 000004
【図４】
0004629012.tif 000005