(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池を携帯端末の外部において満充電以前に充電を停止させる構造を備えることにより、温度劣化が大きな満充電以前に充電を打ち切って電池の劣化を軽減するリチュウムイオン電池の充電構造を提供する。【解決手段】リチュウムイオン電池の充電構造は、携帯端末１の外部に、充電電流値を測定する電流測定手段（ＡＣ電流プローブ７）、定電流充電か定電圧充電かを識別する手段（判定回路８）、ならびに定電流充電か定電圧充電かにより充電電流を接、断する手段（充電制御回路９、充電開閉スイッチ１０）を備えることにより満充電以前に充電を打ち切って満充電を防いで、電池の劣化を軽減する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
リチュウムイオン電池ならびに充電制御回路を内装し、外部の充電電源からＣＣＣＶ方式によりリチュウムイオン電池を充電する携帯端末に対して、充電電流値を測定する電流測定手段、定電流充電か定電圧充電かを識別する手段、ならびに定電流充電か定電圧充電かにより充電電流を接、断する手段を備えることにより、満充電以前に充電を打ち切ることにより電池の劣化を軽減するリチュウムイオン電池の充電構造。
【請求項２】
満充電まで充電する機能と満充電以前に充電を打ち切る機能を備え、いずれの機能を選択して充電しているかをＬＥＤなどの表示手段により表示する、請求項１に記載するリチュウムイオン電池の充電構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】携帯端末を駆動する二次電池としては電圧、容量、サイズなどの面からリチュウムイオン電池が主流となっているが、リチュウムイオン電池は電池の温度上昇により電池寿命が短くなり電池交換頻度が高くなる、電池内の酸素発生により電池ならびに端末ケースが膨らむ、最悪は爆発、発火するなど多様なトラブルが社会問題になっており、出来るだけ満充電を避け、満充電以前で充電を停止する手段が求められている。
【背景技術】
【０００２】リチュウムイオン電池は満充電（１００％充電）状態における保存、動作は８０％以下の充電状態とは比較にならないほど電池温度上昇による劣化が加速される。携帯端末において電池は端末に内装され、電池の充電制御は携帯端末または電池に内装される充電制御回路ＩＣにより、一般的には満充電（１００％充電）で充電を停止する構成になっているため、携帯端末の外部から満充電以前に充電を停止させることは容易でない。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池を携帯端末の外部において満充電以前に充電を停止させる構造を備えることにより、温度劣化が大きな満充電以前に充電を打ち切って電池の劣化を軽減するリチュウムイオン電池の充電構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】携帯端末の外部に、充電電流値を測定する電流測定手段、定電流充電か定電圧充電かを識別する手段、ならびに定電流充電か定電圧充電かにより充電電流を接、断する手段を備えることにより満充電以前に充電を打ち切って満充電を防いで、電池の劣化を軽減するリチュウムイオン電池の充電構造。
【考案の効果】
【０００５】リチュウムイオン電池の一般的な寿命は周囲温度が２５℃程度で規定しているが、特に満充電において周囲温度が上昇する環境においては「アレニウスの１０℃劣化２倍則」により劣化が加速されるため満充電を可能な限り避けることが必要である。例えば、満充電まで充電せずに８０％程度で打ち切ると、満充電状態と比較して電池の温度上昇が抑えられ、劣化寿命は１．５倍程度伸びるため、電池交換サイクルが２年から３年に伸び、電池ならびに端末ケースの膨らみ、最悪の爆発、発火などが防がれる。
【考案を実施するための形態】
【０００６】図１は携帯端末への一般的な充電構成を示す。１は携帯端末、２はリチュウムイオン電池、充電制御回路ＩＣを示し、３はＡＣプラグ４から得る商用電源５をＤＣ５Ｖに変換するＡＣアダプターなどの充電電源、６はＤＣ５Ｖの充電直流を示す。したがって、携帯端末１に内装されるリチュウムイオン電池を満充電で充電を停止する制御は充電制御ＩＣが行うため、携帯端末の外部において満充電以前に充電停止させることはできない。リチュウムイオン電池へのＣＣＣＶ充電は充電ＩＣにより充電量が８０％までは大電流による定電流で急速充電し、８０％を超えると定電圧により低電流による緩速充電に切り替えて、１００％の満充電に到達すると充電を停止する充電方式が推奨、採用されている。このため、図１に示すように単純な充電構造では満充電以前に充電を停止させることは出来ず必ず満充電まで充電が進んでしまう。
【０００７】満充電の状態は電池温度による劣化を最も受け易いため、満充電状態での携帯端末の保管、使用は望ましくなく、携帯端末の販売店では満充電以下の充電状態で端末を保管している。ＣＣＣＶ充電においては充電容量が８０％程度までは定電流による大きな急速充電電流値で充電し、８０％程度を超えると定電圧による少ない緩速充電電流値で充電を行うことが基本であるため、充電電流値の差異、変化を監視することにより満充電以前の８０％近傍の充電状態を識別することが出来る。
【０００８】図２はＡＣ１００Ｖによる充電電流５の磁束を常時捉えて電圧に変換する電流プローブ７により測定して得られるＡＣ充電電流値により急速充電か緩速充電かを判定回路８で判定し、緩速充電値と判定された場合は電池の充電が８０％に到達したため、充電制御回路９によりリレー、半導体などのスイッチ回路１０を開いて充電を停止する。図３はホール素子による直流電流プローブ１２により測定して得られるＤＣ充電電流値を急速充電か緩速充電かを判定回路８で判定し、緩速充電値と判定された場合は電池の充電が８０％に到達しているため、充電制御回路９によりリレー、半導体などのスイッチ１３を開いて充電を停止する。このように、充電量が８０％近傍に達したことをリチュウムイオン電池のＣＣＣＶ方式の充電特性により把握して充電を接断制御することにより、携帯端末に内装される電池を取り出さずに満充電以前での充電を停止させることが出来る。
【実施例】
【０００９】電線５（ＡＣ）または６（ＤＣ）を電流プローブ７または２でクランプして得られる充電電流値を判定回路８で電圧値に変換して、充電電流値が急速充電状態か緩速充電状態かを判定し、緩速充電値と判定した場合は電池の充電量が８０％に到達しているため、充電制御回路９によりリレー、半導体などのスイッチ１３を開いて充電を停止をする。判定回路８は図４に示すように、電流プローブ７の信号は、帯域フィルター１４，整流回路１５，平滑回路１６によって直流電位に変換されて、電位判定回路１７で電位判定されて急速充電状態か緩速充電状態かを判定される。充電制御回路９は判定回路８の判定結果によりリレー、半導体などのスイッチ１０を開閉して充電の接、断を制御する。なお、８０％充電での充電停止は１００％満充電と比較して充電量が２０％少ないため、電池が空になるのも早く、携帯端末の使用時間が長い場合などには電池量に不足を生ずる恐れも有るため、８０％充電と１００％充電のいずれで充電するかを使用者の意思で選択指定できるようにすることも重要であり何れにに設定されているかをＬＥＤ１１などで表示する。充電状態の判別に充電電圧値を利用することも可能ではあるが、充電電圧値で示される充電量の差異は極めて微細であるため充電電流値で充電量を判別することが望ましい。なお、具体的に示した構成などは一例であって、充電電流をＡＣで測定するか、ＤＣで測定するか、充電制御をリレーにするか、半導体にするかなども含めて、本考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々応用、変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】携帯端末を充電電源により充電する基本構成を示す。
【図２】携帯端末へのＡＣ充電電流を測定して８０％充電を実現する基本構成を示す。
【図３】携帯端末へのＤＣ充電電流を測定して８０％充電を実現する基本構成を示す。
【図４】判定回路８の具体的構成を示す。
【符号の説明】  １  携帯端末
２  携帯端末に内装される電池、充電回路
３  充電電源
４  ＡＣコンセント
５  ＡＣ充電パス
６  ＤＣ充電パス
７  ＡＣ電流プローブ
８  判定回路
９  充電制御回路
１０  充電開閉スイッチ
１１  ＬＥＤ表示器
１２  ＤＣ電流プローブ
１３  充電開閉スイッチ
１４  帯域フィルター
１５  整流回路
１６  平滑回路
１７  電位判定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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