JP2001243990A - 鉛蓄電池の充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い放電容量を引き出し、優れた寿命特性を
長く維持させる。 【解決手段】 充放電サイクルの初期段階（５〜２００
サイクルまで）での放電電気量に対する充電電気量の割
合を１．１５〜１．３０、初期段階以降の段階（５〜２
００サイクル以降）でのその割合を１．００〜１．１５
とし、初期段階での充電量をそれ以降の段階のそれより
も大きくして充電することにより（ａ、ｂ）、充電量を
一定にして充電する場合（ｃ）に比べて放電容量および
寿命特性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充放電を繰り返し
て使用される鉛蓄電池、いわゆるサイクル使用される鉛
蓄電池を充電する方法の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池の充電をする場合、鉛蓄電池の
サイクル寿命、放電容量を充分に発揮させるには、過不
足なく適性な電気量が充電されることが必要てあり、従
来の鉛蓄電池の充電方法においては、適正な電気量が充
電されるようにするために、放電電気量を算出して充電
電気量を推定したり、充電過程で一定の電圧値になるま
での充電電気量を算出して放電電気量を推定したりする
ことにより充電電気量を求めて充電していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の鉛蓄電池の充電
方法にあっては、以下に説明するような問題点を有して
いた。

【０００４】充分な放電容量が得られるようにするに
は、充電電気量が多めになるように設定した条件で鉛蓄
電池を充電すれば良いが、充電電気量が多めに設定され
た鉛蓄電池は充放電サイクルを繰り返し継続して使用す
ると、電解液が枯渇したり、活物質が劣化したり、活物
質を保持する格子体が劣化したりして放電容量の低下が
著しくなり、また、寿命特性が悪くなるという問題点が
あった。そこで、充電電気量を少なめに設定した条件で
充電すると、鉛蓄電池の寿命特性は良くなるが、放電容
量が抑制されるという問題点が新たに発生する。

【０００５】本発明は、鉛蓄電池の寿命特性および放電
容量の両者を向上させることができる充電方法を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の鉛蓄電池の充電方法においては、充放電
サイクルの初期段階とそれ以降の段階とでは異なる電気
量により充電し、初期段階での放電電気量に対する充電
電気量の割合は高くし、初期段階以降の段階での放電電
気量に対する充電電気量の割合は低くすることとしてい
る。

【０００７】そして、このようにすることにより、高い
放電容量を引き出すことができ、優れた寿命特性を長く
維持することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の鉛蓄電池の充電方法にあ
っては、各請求項に記載したような形態で実施すること
ができ、以下にその構成に作用効果を併記して説明す
る。

【０００９】請求項１に記載のように、充放電サイクル
の初期段階とそれ以降の段階とでは異なる電気量により
充電し、放電電気量に対する充電電気量の割合を、初期
段階ではそれ以降の段階よりも大きくするものである。

【００１０】充放電サイクルの初期段階での鉛蓄電池の
放電容量が、その電池の最大放電容量よりも少ないめで
あると、初期段階での放電電気量に対する充電電気量の
割合が高くなって好ましい。充放電サイクルの初期段階
での放電容量は、最大放電容量に対する割合、いわゆる
放電深度が０．８０〜０．９８（８０〜８９％）になる
ようにすると、放電電気量に対する充電電気量が高くな
って効果的である。

【００１１】そして、充放電サイクルの初期段階では、
最大放電容量よりも少ないめの放電容量にし、放電電気
量に対する充電電気量の割合を高くして充電量を多いめ
にすることにより、高い放電容量を維持することがで
き、また、初期段階以降の段階での放電電気量に対する
充電電気量の割合を低くして充電量を少なめにすること
により、寿命特性を向上させることができる。

【００１２】また、請求項２に記載のように、充放電サ
イクルの初期段階としては、１サイクルから５〜２００
サイクルの範囲の所定サイクル値まで、すなわち、最小
が１〜５サイクルで最大が１〜２００サイクルの範囲ま
でが好ましく、効果的である。

【００１３】また、充放電サイクルの初期段階での放電
電気量に対する充電電気量の割合は、請求項３に記載の
ように、１サイクルから最終サイクルまで所定の一定値
にしたり、請求項４に記載のように段階的に減少させた
り、請求項５に記載のように、連続的に減少させたりす
ることができるが、初期段階でも段階的もしくは連続的
に減少させて低下させるようにすると、長寿命化を図る
点からは効果的である。

【００１４】さらに、請求項６に記載のように、充放電
サイクルの初期段階での放電電気量に対する充電電気量
の割合は、高い放電容量を引き出すことを考慮すると、
１．１５〜１．３０の範囲の所定値とするのが好まし
く、また、初期段階以降の段階での放電電気量に対する
充電電気量の割合は、寿命特性を向上させることを考慮
すると、１．００〜１．１５の範囲の所定値とするのが
好ましい。そして、前者の割合が後者の割合よりも大き
くなるようにすると、放電容量を向上させ、寿命特性の
低下を阻止することができる。

【００１５】

【実施例】その実施例について、図１ないし図４を参照
して詳述する。なお、図１は放電電気量に対する充電電
気量の割合とサイクル数との関係を説明する図、図２は
実施例におけるサイクル寿命特性を説明する図、図３は
放電電気量に対する充電電気量の割合とサイクル数との
関係の他の例を説明する図、図４は放電電気量に対する
充電電気量の割合とサイクル数との関係の別の例を説明
する図を示している。

【００１６】充放電サイクル試験では、図１に示すよう
に、充放電サイクルの初期段階、すなわち１サイクルよ
り５〜２００サイクルの範囲で設定した所定サイクル値
までの段階では、放電電気量に対する充電電気量の割合
が、１．１５〜１．３０の範囲で設定した所定値になる
ように制御し、前記所定サイクル値以降の段階では、放
電電気量に対する充電電気量の割合が、前記の初期段階
よりは低い１．００〜１．１５の範囲で設定した所定値
になるように制御している。

【００１７】実施例による充放電サイクル試験は、電圧
１２Ｖ、定格電気容量６０Ａｈの密閉型鉛蓄電池を用
い、試験は温度２５℃で行い、以下に説明するａ、ｂ、
ｃの条件で充電し、２０Ａ定電流で放電深度８０％の条
件で放電した。そして、ａの場合は、放電電気量に対す
る充電電気量の割合を、５０サイクルまでは１．２５
（１２５％）、５０サイクル以降は１．１０（１１０
％）と多めに減少させたもの（実施例）、ｂの場合は、
放電電気量に対する充電電気量の割合を、５０サイクル
までは１．１５（１１５％）、５０サイクル以降は１．
１０（１１０％）と少なめに減少させたもの（実施
例）、ｃの場合は、放電電気量に対する充電電気量の割
合を、５０サイクルまでは１．２５（１２５％）、５０
サイクル以降も１．２５（１２５％）と変化させないも
の（比較例）である。また、サイクル寿命特性は、５０
サイクル毎に２０Ａ定電流で９．９Ｖまで放電して容量
を測定し、そのサイクルにおける初期の放電容量に対す
る容量の変化率（％）として求めた。この結果は、図２
に示す通りである。

【００１８】図２より、ａの場合は、充放電サイクルの
初期段階で引きだした高い放電容量を５０サイクル以降
も維持し、サイクル寿命も長く維持しており、また、ｂ
の場合は、５０サイクルまでの放電電気量に対する充電
電気量の割合がａの場合に比べて低いので、放電容量も
低めに維持されているが、充分な寿命特性を有してお
り、ｃの場合は、５０サイクルまでの放電電気量に対す
る充電電気量の割合を高くして充電量を多くしているの
で、高い放電容量を引き出しているが、５０サイクル以
降もその多い充電量で推移させているので、電解液が枯
渇し、活物質および格子体が劣化して放電容量の低下が
著しくなり、寿命特性も極端に短くなっていることが分
かる。

【００１９】なお、ａの場合、電解液の比重を高めに
し、充放電サイクルの初期段階での放電電気量に対する
充電電気量の割合を高くして充電量を多くし、初期段階
以降の段階での充電量を低めに設定すると、鉛蓄電池が
劣化することなく、高い放電容量を寿命末期まで維持で
きることを確認している。また、ｂの場合は、充放電サ
イクルの初期段階での放電電気量に対する充電電気量の
割合が低く、充電量が多くないので、電解液の比重は低
めにするのが好ましい。

【００２０】さらに、以上では、充放電サイクルの初期
段階、すなわち１サイクルより５〜２００サイクルの範
囲で設定した所定サイクル値までの段階では、放電電気
量に対する充電電気量の割合を、１．１５〜１．３０の
範囲で設定した所定値を一定に維持させる場合について
説明したが、放電電気量に対する充電電気量の割合は
１．１５〜１．３０の範囲内で、図３に示すように段階
的で不連続に減少させたり、図４に示すように傾斜状に
連続させて減少させたりすることができ、このように充
放電サイクルの初期段階からそれ以降の段階へ移行する
際の充電量の変化を少なくすると、寿命特性がさらに向
上して効果的となる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２２】充放電サイクルの初期段階での放電電気量
に対する充電電気量の割合を、初期段階以降の段階での
放電電気量に対する充電電気量の割合よりも高くするこ
とにより、放電容量を向上させ、優れた寿命特性を維持
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における放電電気量に対する充
電電気量の割合とサイクル数との関係を説明する図

【図２】同実施例におけるサイクル寿命特性を説明する
図

【図３】放電電気量に対する充電電気量の割合とサイク
ル数との関係の他の例を説明する図

【図４】放電電気量に対する充電電気量の割合とサイク
ル数との関係の別の例を説明する図

【符号の説明】 ａ 実施例による放電容量の変化を示す線図 ｂ 他の実施例による放電容量の変化を示す線図 ｃ 比較例による放電容量の変化を示す線図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充放電サイクルの初期段階とそれ以降の
   段階とでは異なる電気量により充電し、放電電気量に対
   する充電電気量の割合を、初期段階ではそれ以降の段階
   よりも大きくする鉛蓄電池の充電方法。
2. 【請求項２】 充放電サイクルの初期段階は５〜２００
   サイクルまでの範囲にする請求項１記載の鉛蓄電池の充
   電方法。
3. 【請求項３】 充放電サイクルの初期段階での放電電気
   量に対する充電電気量の割合は一定にする請求項１記載
   の鉛蓄電池の充電方法。
4. 【請求項４】 充放電サイクルの初期段階での放電電気
   量に対する充電電気量の割合を段階的に減少させる請求
   項１記載の鉛蓄電池の充電方法。
5. 【請求項５】 充放電サイクルの初期段階での放電電気
   量に対する充電電気量の割合を連続的に減少させる請求
   項１記載の鉛蓄電池の充電方法。
6. 【請求項６】 充放電サイクルの初期段階での放電電気
   量に対する充電電気量の割合を１．１５〜１．３０の範
   囲とし、初期段階以降の段階での放電電気量に対する充
   電電気量の割合を１．００〜１．１５の範囲とする請求
   項１ないし５のいずれかに記載の鉛蓄電池の充電方法。