JPH05114422A - リチウム２次電池の充電方法 - Google Patents
リチウム２次電池の充電方法Info
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- JPH05114422A JPH05114422A JP3304096A JP30409691A JPH05114422A JP H05114422 A JPH05114422 A JP H05114422A JP 3304096 A JP3304096 A JP 3304096A JP 30409691 A JP30409691 A JP 30409691A JP H05114422 A JPH05114422 A JP H05114422A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負極活物質に金属リチウムと正極活物に二酸
化マンガンと、過塩素酸リチウムをプロピレンカーボネ
イトに溶解した電解液を用い構成したリチウム２次電池
に於て、充放電サイクル回数の多い、即ち寿命の長いリ
チウム２次電池の充電方法を提供することことを目的と
する。 【構成】 充電時連続した直流電流によらず、周波数が
０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、パルス電流密度が１μＡ
／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／ｃｍ２のパルス電流により
充電する。
化マンガンと、過塩素酸リチウムをプロピレンカーボネ
イトに溶解した電解液を用い構成したリチウム２次電池
に於て、充放電サイクル回数の多い、即ち寿命の長いリ
チウム２次電池の充電方法を提供することことを目的と
する。 【構成】 充電時連続した直流電流によらず、周波数が
０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、パルス電流密度が１μＡ
／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／ｃｍ２のパルス電流により
充電する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリチウム２次電池の充電
方法に係り、特にパルス電流により充電するリチウム２
次電池の充電方法に関するものである。
方法に係り、特にパルス電流により充電するリチウム２
次電池の充電方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロニクスの進歩による電気電子
機器の小型軽量化、高性能化、とりわけ近年急速なコー
ドレス化の中で、これらの機器の電源として従来の枠を
越えた高エネルギー密度で長寿命な２次電池の開発が求
望されている。金属リチウムを負極活物質として用いた
電池は、高電圧でエネルギー密度が高いという特性に加
え、作動温度範囲が広く、保存特性が良好である等の利
点が多く、従来のニッケルカドミウム２次電池に換わる
次世代電池として注目を集めている。
機器の小型軽量化、高性能化、とりわけ近年急速なコー
ドレス化の中で、これらの機器の電源として従来の枠を
越えた高エネルギー密度で長寿命な２次電池の開発が求
望されている。金属リチウムを負極活物質として用いた
電池は、高電圧でエネルギー密度が高いという特性に加
え、作動温度範囲が広く、保存特性が良好である等の利
点が多く、従来のニッケルカドミウム２次電池に換わる
次世代電池として注目を集めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属リ
チウムを負極活物質とする２次電池は、充放電を多数回
繰り返すと、負極リチウム表面からデンドライトが成長
するため、電極間で内部短絡を起こして発火の原因とな
ったり、電気的に孤立したリチウムが多くなることで充
放電効率が劣化する等の欠点を有している。
チウムを負極活物質とする２次電池は、充放電を多数回
繰り返すと、負極リチウム表面からデンドライトが成長
するため、電極間で内部短絡を起こして発火の原因とな
ったり、電気的に孤立したリチウムが多くなることで充
放電効率が劣化する等の欠点を有している。
【０００４】その対策として負極活物質にリチウム合金
を用いた電池も検討されているが、合金の加工性および
エネルギー密度上の問題に加え、充放電の繰り返しに伴
う合金の微粉化が負極の短寿命化の原因となっている。
又リチウム２次電池は、リチウムが非常に反応活性であ
るため、大電流密度による急速充電が困難であるという
欠点も有している。以上に述べた欠点のために、リチウ
ム２次電池は優れた特性を有しているにもかかわらず商
用品として実用化されていない。
を用いた電池も検討されているが、合金の加工性および
エネルギー密度上の問題に加え、充放電の繰り返しに伴
う合金の微粉化が負極の短寿命化の原因となっている。
又リチウム２次電池は、リチウムが非常に反応活性であ
るため、大電流密度による急速充電が困難であるという
欠点も有している。以上に述べた欠点のために、リチウ
ム２次電池は優れた特性を有しているにもかかわらず商
用品として実用化されていない。
【０００５】本発明は、前記課題を解決するため優れた
充放電サイクル特性を持ち、発火の危険性がなく、安全
でかつ急速充電可能なリチウム２次電池を提供すること
を目的とする。
充放電サイクル特性を持ち、発火の危険性がなく、安全
でかつ急速充電可能なリチウム２次電池を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、リチウム２次電池の充電にパルス電流を用い
ることを特徴とする。即ち電池の充電に通常連続した直
流電流で行うのに対し、周波数が０．１Ｈｚないし１０
ｋＨｚ、電流値が１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃ
ｍ2 のパルス電流により行うことにより負極表面へのリ
チウムの析出を均一にし、長寿命で、かつ安全性に優れ
たリチウム２次電池を提供するものである。
するため、リチウム２次電池の充電にパルス電流を用い
ることを特徴とする。即ち電池の充電に通常連続した直
流電流で行うのに対し、周波数が０．１Ｈｚないし１０
ｋＨｚ、電流値が１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃ
ｍ2 のパルス電流により行うことにより負極表面へのリ
チウムの析出を均一にし、長寿命で、かつ安全性に優れ
たリチウム２次電池を提供するものである。
【０００７】即ち本発明は、１．負極活物質に金属リチ
ウムと正極活物に二酸化マンガンと、過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ4 ）をプロピレンカーボネイトに溶解した
電解液とにより構成したリチウム２次電池の充電方法に
おいて、充電にパルス電流を用い充電することを特徴と
するリチウム２次電池の充電方法である。２．請求項１
記載のリチウム２次電池の充電方法において、充電する
パルス電流は、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、
電流の最大値が１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃｍ
2 であることを特徴とするリチウム２次電池の充電方法
である。
ウムと正極活物に二酸化マンガンと、過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ4 ）をプロピレンカーボネイトに溶解した
電解液とにより構成したリチウム２次電池の充電方法に
おいて、充電にパルス電流を用い充電することを特徴と
するリチウム２次電池の充電方法である。２．請求項１
記載のリチウム２次電池の充電方法において、充電する
パルス電流は、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、
電流の最大値が１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃｍ
2 であることを特徴とするリチウム２次電池の充電方法
である。
【０００８】
【作用】充電時パルス電流の周波数を０．１Ｈｚないし
１０ｋＨｚとするのは、０．１Ｈｚ未満の周波数領域で
はパルス電流の効果が減少し、連続した直流電流による
充電の場合と同様な繰り返し充電のサイクル効率の劣化
が見られるからである。又１０ｋＨＺを越えた周波数領
域でも繰り返し充電のサイクル特性は劣化する。又パル
ス電流の電流値は１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃ
ｍ2 とする。これはパルス電流を用いた場合、通常のリ
チウム２次電池の充電時における電極の単位面積当りの
直流電流に比べて大きな電流を流すことが可能となる
が、１００ｍＡ／ｃｍ2 を越えると充電電圧に大きな電
圧が加わることにより、電解液が分解したり、負極への
リチウム析出形態が不均一になり、充放電の際の繰り返
しの特性が劣化するからである。
１０ｋＨｚとするのは、０．１Ｈｚ未満の周波数領域で
はパルス電流の効果が減少し、連続した直流電流による
充電の場合と同様な繰り返し充電のサイクル効率の劣化
が見られるからである。又１０ｋＨＺを越えた周波数領
域でも繰り返し充電のサイクル特性は劣化する。又パル
ス電流の電流値は１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃ
ｍ2 とする。これはパルス電流を用いた場合、通常のリ
チウム２次電池の充電時における電極の単位面積当りの
直流電流に比べて大きな電流を流すことが可能となる
が、１００ｍＡ／ｃｍ2 を越えると充電電圧に大きな電
圧が加わることにより、電解液が分解したり、負極への
リチウム析出形態が不均一になり、充放電の際の繰り返
しの特性が劣化するからである。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。 実施例１ 負極活物質として金属リチウムを、正極活物質として二
酸化マンガンを用い、電解液には濃度が１規定の過塩素
酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）を溶媒としてプロピレンカ
ーボネイト（ＰＣ）に溶解させたものを用いて電池を構
成した。この電池を用いて充放電の繰り返しによる電池
の劣化の度合を試験するための充放電のサイクル試験を
行い、サイクル数と充電容量とを測定することにより充
放電サイクル特性を評価した。この時充電は充電電流の
最大値が０．１ｍＡ／ｃｍ2 、デューティ比５０％のパ
ルス電流を用いて充電終止電圧３．５Ｖまで行い、放電
電流は電池電圧が３．５Ｖの時０．１ｍＡ／ｃｍ2で連
続した直流電流とし放電終止電圧を２．０Ｖまでとして
行った。図１に最初の充電時の放電電流の電池電圧が
３．５Ｖから２．０Ｖに低下する間の時間と電流値から
求めた初期放電容量を１００％とした時の、充放電サイ
クル数に対する放電容量の低下率の関係を、パルス電流
の周波数が０．１Ｈｚ、１００Ｈｚ及び１０ｋＨｚの時
の特性についてそれぞれ示す。なお比較例として０．１
ｍＡ／ｃｍ2 の連続一定電流を用いて充電終止電圧３．
５Ｖの充電を行い、実施例と同様に放電を行った時のサ
イクル特性を示す。図１から明らかなように、連続一定
直流電流により充電したときに比べ、パルス電流充電を
行った場合にはリチウム電池の容量低下が抑制され、充
放電のサイクル寿命が著しく向上している。
酸化マンガンを用い、電解液には濃度が１規定の過塩素
酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）を溶媒としてプロピレンカ
ーボネイト（ＰＣ）に溶解させたものを用いて電池を構
成した。この電池を用いて充放電の繰り返しによる電池
の劣化の度合を試験するための充放電のサイクル試験を
行い、サイクル数と充電容量とを測定することにより充
放電サイクル特性を評価した。この時充電は充電電流の
最大値が０．１ｍＡ／ｃｍ2 、デューティ比５０％のパ
ルス電流を用いて充電終止電圧３．５Ｖまで行い、放電
電流は電池電圧が３．５Ｖの時０．１ｍＡ／ｃｍ2で連
続した直流電流とし放電終止電圧を２．０Ｖまでとして
行った。図１に最初の充電時の放電電流の電池電圧が
３．５Ｖから２．０Ｖに低下する間の時間と電流値から
求めた初期放電容量を１００％とした時の、充放電サイ
クル数に対する放電容量の低下率の関係を、パルス電流
の周波数が０．１Ｈｚ、１００Ｈｚ及び１０ｋＨｚの時
の特性についてそれぞれ示す。なお比較例として０．１
ｍＡ／ｃｍ2 の連続一定電流を用いて充電終止電圧３．
５Ｖの充電を行い、実施例と同様に放電を行った時のサ
イクル特性を示す。図１から明らかなように、連続一定
直流電流により充電したときに比べ、パルス電流充電を
行った場合にはリチウム電池の容量低下が抑制され、充
放電のサイクル寿命が著しく向上している。
【００１０】実施例２ 実施例１と同様な条件によりリチウム２次電池を構成し
た。この様な条件により作られたリチウム２次電池によ
り、図２に示すようにパルス電流による充電電流の周波
数を１００Ｈｚとし、それぞれ充電電流の最大値を、１
μＡ／ｃｍ2 、０ ．１ｍＡ／ｃｍ2 、１ｍＡ／ｃｍ2
および１００ｍＡ／ｃｍ2 としデューティ比５０％のパ
ルス電流を用い、充電終止電圧３．５Ｖまで充電を行
い、ついで２．０Ｖまで放電させた充放電サイクル回数
に対する放電容量低下率の関係を示す。なお比較例とし
て０．１ｍＡ／ｃｍ2 および１ｍＡ／ｃｍ2 の連続直流
電流で、それぞれ充電終止電圧３．５Ｖで直流充電した
時の充放電のサイクル回数の特性値も併せて図に示す。
図２から明らかなようにパルス電流で充電を行うことに
より、連続した直流電流による充電の場合より充放電時
のサイクル回数、即ち電池の寿命が著しく向上している
ことを示す。なお本発明の実施例に於て、充電するパル
ス電流のデューティ比を５０％としたが、本発明の効果
はデューティ比５０％にのみ限定されるものではない。
た。この様な条件により作られたリチウム２次電池によ
り、図２に示すようにパルス電流による充電電流の周波
数を１００Ｈｚとし、それぞれ充電電流の最大値を、１
μＡ／ｃｍ2 、０ ．１ｍＡ／ｃｍ2 、１ｍＡ／ｃｍ2
および１００ｍＡ／ｃｍ2 としデューティ比５０％のパ
ルス電流を用い、充電終止電圧３．５Ｖまで充電を行
い、ついで２．０Ｖまで放電させた充放電サイクル回数
に対する放電容量低下率の関係を示す。なお比較例とし
て０．１ｍＡ／ｃｍ2 および１ｍＡ／ｃｍ2 の連続直流
電流で、それぞれ充電終止電圧３．５Ｖで直流充電した
時の充放電のサイクル回数の特性値も併せて図に示す。
図２から明らかなようにパルス電流で充電を行うことに
より、連続した直流電流による充電の場合より充放電時
のサイクル回数、即ち電池の寿命が著しく向上している
ことを示す。なお本発明の実施例に於て、充電するパル
ス電流のデューティ比を５０％としたが、本発明の効果
はデューティ比５０％にのみ限定されるものではない。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による充電時
に、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、電流の最大
値が１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃｍ2 のパルス
電流によるリチウム２次電池の充電方法により、従来に
比べて長寿命で、かつ内部短絡の危険性のないリチウム
２次電池を提供することが可能となった。
に、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、電流の最大
値が１μＡ／ｃｍ2 ないし１００ｍＡ／ｃｍ2 のパルス
電流によるリチウム２次電池の充電方法により、従来に
比べて長寿命で、かつ内部短絡の危険性のないリチウム
２次電池を提供することが可能となった。
【図１】本発明によるパルス電流による充電の際の、パ
ルス電流値の最大値が０．１ｍＡ／ｃｍ2 の時の各パル
ス周波数に於ける電池容量の容量低下率と充放電サイク
ル回数との関係を示す特性図。
ルス電流値の最大値が０．１ｍＡ／ｃｍ2 の時の各パル
ス周波数に於ける電池容量の容量低下率と充放電サイク
ル回数との関係を示す特性図。
【図２】本発明によるパルス電流による充電の際の、パ
ルス電流の周波数が１００Ｈｚの時の各充電電流の最大
値と充放電のサイクル回数との関係を示す特性図。
ルス電流の周波数が１００Ｈｚの時の各充電電流の最大
値と充放電のサイクル回数との関係を示す特性図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 リチウム２次電池の充電方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリチウム２次電池の充電
方法に係り、特にパルス電流により充電するリチウム２
次電池の充電方法に関するものである。
方法に係り、特にパルス電流により充電するリチウム２
次電池の充電方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロニクスの進歩による電気電子
機器の小型軽量化、高性能化、とりわけ近年急速なコー
ドレス化の中で、これらの機器の電源として従来の枠を
越えた高エネルギー密度で長寿命な２次電池の開発が求
望されている。金属リチウムを負極活物質として用いた
電池は、高電圧でエネルギー密度が高いという特性に加
え、作動温度範囲が広く、保存特性が良好である等の利
点が多く、従来のニッケルカドミウム２次電池に換わる
次世代電池として注目を集めている。
機器の小型軽量化、高性能化、とりわけ近年急速なコー
ドレス化の中で、これらの機器の電源として従来の枠を
越えた高エネルギー密度で長寿命な２次電池の開発が求
望されている。金属リチウムを負極活物質として用いた
電池は、高電圧でエネルギー密度が高いという特性に加
え、作動温度範囲が広く、保存特性が良好である等の利
点が多く、従来のニッケルカドミウム２次電池に換わる
次世代電池として注目を集めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属リ
チウムを負極活物質とする２次電池は、充放電を多数回
繰り返すと、負極リチウム表面からデンドライトが成長
するため、電極間で内部短絡を起こして発火の原因とな
ったり、電気的に孤立したリチウムが多くなることで充
放電効率が劣化する等の欠点を有している。
チウムを負極活物質とする２次電池は、充放電を多数回
繰り返すと、負極リチウム表面からデンドライトが成長
するため、電極間で内部短絡を起こして発火の原因とな
ったり、電気的に孤立したリチウムが多くなることで充
放電効率が劣化する等の欠点を有している。
【０００４】その対策として負極活物質にリチウム合金
を用いた電池も検討されているが、合金の加工性および
エネルギー密度上の問題に加え、充放電の繰り返しに伴
う合金の微粉化が負極の短寿命化の原因となっている。
又リチウム２次電池は、リチウムが非常に反応活性であ
るため、大電流密度による急速充電が困難であるという
欠点も有している。以上に述べた欠点のために、リチウ
ム２次電池は優れた特性を有しているにもかかわらず商
用品として実用化されていない。
を用いた電池も検討されているが、合金の加工性および
エネルギー密度上の問題に加え、充放電の繰り返しに伴
う合金の微粉化が負極の短寿命化の原因となっている。
又リチウム２次電池は、リチウムが非常に反応活性であ
るため、大電流密度による急速充電が困難であるという
欠点も有している。以上に述べた欠点のために、リチウ
ム２次電池は優れた特性を有しているにもかかわらず商
用品として実用化されていない。
【０００５】本発明は、前記課題を解決するため優れた
充放電サイクル特性を持ち、発火の危険性がなく、安全
でかつ急速充電可能なリチウム２次電池を提供すること
を目的とする。
充放電サイクル特性を持ち、発火の危険性がなく、安全
でかつ急速充電可能なリチウム２次電池を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、リチウム２次電池の充電にパルス電流を用い
ることを特徴とする。即ち電池の充電に通常連続した直
流電流で行うのに対し、周波数が０．１Ｈｚないし１０
ｋＨｚ、電流値が１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／ｃ
ｍ２のパルス電流により行うことにより負極表面へのリ
チウムの析出を均一にし、長寿命で、かつ安全性に優れ
たリチウム２次電池を提供するものである。
するため、リチウム２次電池の充電にパルス電流を用い
ることを特徴とする。即ち電池の充電に通常連続した直
流電流で行うのに対し、周波数が０．１Ｈｚないし１０
ｋＨｚ、電流値が１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／ｃ
ｍ２のパルス電流により行うことにより負極表面へのリ
チウムの析出を均一にし、長寿命で、かつ安全性に優れ
たリチウム２次電池を提供するものである。
【０００７】即ち本発明は、１．負極活物質に金属リチ
ウムと正極活物に二酸化マンガンと、過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ４）をプロピレンカーボネイトに溶解した
電解液とにより構成したリチウム２次電池の充電方法に
おいて、充電にパルス電流を用い充電することを特徴と
するリチウム２次電池の充電方法である。２．請求項１
記載のリチウム２次電池の充電方法において、充電する
パルス電流は、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、
電流のパルス電流密度が１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍ
Ａ／ｃｍ２であることを特徴とするリチウム２次電池の
充電方法である。
ウムと正極活物に二酸化マンガンと、過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ４）をプロピレンカーボネイトに溶解した
電解液とにより構成したリチウム２次電池の充電方法に
おいて、充電にパルス電流を用い充電することを特徴と
するリチウム２次電池の充電方法である。２．請求項１
記載のリチウム２次電池の充電方法において、充電する
パルス電流は、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、
電流のパルス電流密度が１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍ
Ａ／ｃｍ２であることを特徴とするリチウム２次電池の
充電方法である。
【０００８】
【作用】充電時パルス電流の周波数を０．１Ｈｚないし
１０ｋＨｚとするのは、０．１Ｈｚ未満の周波数領域で
はパルス電流の効果が減少し、連続した直流電流による
充電の場合と同様な繰り返し充電のサイクル効率の劣化
が見られるからである。又１０ｋＨｚを越えた周波数領
域でも繰り返し充電のサイクル特性は劣化する。又パル
ス電流の電流密度は１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／
ｃｍ２とする。これはパルス電流を用いた場合、通常の
リチウム２次電池の充電時における電極の単位面積当り
の直流電流に比べて大きな電流を流すことが可能となる
が、１００ｍＡ／ｃｍ２を越えると充電電圧に大きな電
圧が加わることにより、電解液が分解したり、負極への
リチウム析出形態が不均一になり、充放電の際の繰り返
しの特性が劣化するからである。
１０ｋＨｚとするのは、０．１Ｈｚ未満の周波数領域で
はパルス電流の効果が減少し、連続した直流電流による
充電の場合と同様な繰り返し充電のサイクル効率の劣化
が見られるからである。又１０ｋＨｚを越えた周波数領
域でも繰り返し充電のサイクル特性は劣化する。又パル
ス電流の電流密度は１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／
ｃｍ２とする。これはパルス電流を用いた場合、通常の
リチウム２次電池の充電時における電極の単位面積当り
の直流電流に比べて大きな電流を流すことが可能となる
が、１００ｍＡ／ｃｍ２を越えると充電電圧に大きな電
圧が加わることにより、電解液が分解したり、負極への
リチウム析出形態が不均一になり、充放電の際の繰り返
しの特性が劣化するからである。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。 実施例１ 負極活物質として金属リチウムを、正極活物質として二
酸化マンガンを用い、電解液には濃度が１規定の過塩素
酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）を溶媒としてプロピレンカ
ーボネイト（ＰＣ）に溶解させたものを用いて電池を構
成した。この電池を用いて充放電の繰り返しによる電池
の劣化の度合を試験するための充放電のサイクル試験を
行い、サイクル数と充電容量とを測定することにより充
放電サイクル特性を評価した。この時充電は充電電流の
パルス電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２、デューティ比５
０％のパルス電流を用いて充電終止電圧３．５Ｖまで行
い、放電電流は電池電圧が３．５Ｖの時０．１ｍＡ／ｃ
ｍ２で連続した直流電流とし放電終止電圧を２．０Ｖま
でとして行った。図１に最初の充電時の放電電流の電池
電圧が３．５Ｖから２．０Ｖに低下する間の時間と電流
値から求めた初期放電容量を１００％とした時の、充放
電サイクル数に対する放電容量の低下率の関係を、パル
ス電流の周波数が０．１Ｈｚ、１００Ｈｚ及び１０ｋＨ
ｚの時の特性についてそれぞれ示す。なお比較例として
０．１ｍＡ／ｃｍ２の連続一定電流を用いて充電終止電
圧３．５Ｖの充電を行い、実施例と同様に放電を行った
時のサイクル特性を示す。図１から明らかなように、連
続一定直流電流により充電したときに比べ、パルス電流
充電を行った場合にはリチウム電池の容量低下が抑制さ
れ、充放電のサイクル寿命が著しく向上している。
酸化マンガンを用い、電解液には濃度が１規定の過塩素
酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）を溶媒としてプロピレンカ
ーボネイト（ＰＣ）に溶解させたものを用いて電池を構
成した。この電池を用いて充放電の繰り返しによる電池
の劣化の度合を試験するための充放電のサイクル試験を
行い、サイクル数と充電容量とを測定することにより充
放電サイクル特性を評価した。この時充電は充電電流の
パルス電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２、デューティ比５
０％のパルス電流を用いて充電終止電圧３．５Ｖまで行
い、放電電流は電池電圧が３．５Ｖの時０．１ｍＡ／ｃ
ｍ２で連続した直流電流とし放電終止電圧を２．０Ｖま
でとして行った。図１に最初の充電時の放電電流の電池
電圧が３．５Ｖから２．０Ｖに低下する間の時間と電流
値から求めた初期放電容量を１００％とした時の、充放
電サイクル数に対する放電容量の低下率の関係を、パル
ス電流の周波数が０．１Ｈｚ、１００Ｈｚ及び１０ｋＨ
ｚの時の特性についてそれぞれ示す。なお比較例として
０．１ｍＡ／ｃｍ２の連続一定電流を用いて充電終止電
圧３．５Ｖの充電を行い、実施例と同様に放電を行った
時のサイクル特性を示す。図１から明らかなように、連
続一定直流電流により充電したときに比べ、パルス電流
充電を行った場合にはリチウム電池の容量低下が抑制さ
れ、充放電のサイクル寿命が著しく向上している。
【００１０】実施例２ 実施例１と同様な条件によりリチウム２次電池を構成し
た。この様な条件により作られたリチウム２次電池によ
り、図２にパルス電流による充電電流の周波数を１００
Ｈｚとし、それぞれ充電電流のパルス電流密度を、１μ
Ａ／ｃｍ２、０．１ｍＡ／ｃｍ２、１ｍＡ／ｃｍ２およ
び１００ｍＡ／ｃｍ２としデューティ比５０％のパルス
電流を用い、充電終止電圧３．５Ｖまで充電を行い、つ
いで２．０Ｖまで放電させた時の充放電サイクル回数に
対する放電容量低下率の関係を示す。なお比較例として
０．１ｍＡ／ｃｍ２および１ｍＡ／ｃｍ２の連続直流電
流で、それぞれ充電終止電圧３．５Ｖで直流充電した時
の充放電のサイクル回数の特性値も併せて図に示す。図
２から明らかなようにパルス電流で充電を行うことによ
り、連続した直流電流による充電の場合より、充放電時
のサイクル回数、即ち電池の寿命が著しく向上している
ことを示す。なお本発明の実施例に於て、充電するパル
ス電流のデューティ比を５０％としたが、本発明の効果
はデューティ比５０％にのみ限定されるものではない。
た。この様な条件により作られたリチウム２次電池によ
り、図２にパルス電流による充電電流の周波数を１００
Ｈｚとし、それぞれ充電電流のパルス電流密度を、１μ
Ａ／ｃｍ２、０．１ｍＡ／ｃｍ２、１ｍＡ／ｃｍ２およ
び１００ｍＡ／ｃｍ２としデューティ比５０％のパルス
電流を用い、充電終止電圧３．５Ｖまで充電を行い、つ
いで２．０Ｖまで放電させた時の充放電サイクル回数に
対する放電容量低下率の関係を示す。なお比較例として
０．１ｍＡ／ｃｍ２および１ｍＡ／ｃｍ２の連続直流電
流で、それぞれ充電終止電圧３．５Ｖで直流充電した時
の充放電のサイクル回数の特性値も併せて図に示す。図
２から明らかなようにパルス電流で充電を行うことによ
り、連続した直流電流による充電の場合より、充放電時
のサイクル回数、即ち電池の寿命が著しく向上している
ことを示す。なお本発明の実施例に於て、充電するパル
ス電流のデューティ比を５０％としたが、本発明の効果
はデューティ比５０％にのみ限定されるものではない。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による充電時
に、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、電流のパル
ス電流密度が１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／ｃｍ２
のパルス電流によるリチウム２次電池の充電方法によ
り、従来に比べて長寿命で、かつ内部短絡の危険性のな
いリチウム２次電池を提供することが可能となった。
に、周波数が０．１Ｈｚないし１０ｋＨｚ、電流のパル
ス電流密度が１μＡ／ｃｍ２ないし１００ｍＡ／ｃｍ２
のパルス電流によるリチウム２次電池の充電方法によ
り、従来に比べて長寿命で、かつ内部短絡の危険性のな
いリチウム２次電池を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパルス電流による充電の際の、パ
ルス電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２の時の各パルス周波
数に於ける電池容量の容量低下率と充放電サイクル回数
との関係を示す特性図。
ルス電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２の時の各パルス周波
数に於ける電池容量の容量低下率と充放電サイクル回数
との関係を示す特性図。
【図２】本発明によるパルス電流による充電の際の、パ
ルス電流の周波数が１００Ｈｚの時の各充電電流のパル
ス電流密度と充放電のサイクル回数との関係を示す特性
図。
ルス電流の周波数が１００Ｈｚの時の各充電電流のパル
ス電流密度と充放電のサイクル回数との関係を示す特性
図。
フロントページの続き (72)発明者 大槻 悦夫 宮城県仙台市太白区郡山６丁目７番１号 株式会社トーキン内
Claims (2)
- 【請求項１】 負極活物質に金属リチウムと正極活物に
二酸化マンガンと、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）
をプロピレンカーボネイトに溶解した電解液とにより構
成したリチウム２次電池の充電方法において、充電にパ
ルス電流を用い充電することを特徴とするリチウム２次
電池の充電方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のリチウム２次電池の充電
方法において、充電するパルス電流は、周波数が０．１
Ｈｚないし１０ｋＨｚ、電流の最大値が１μＡ／ｃｍ2
ないし１００ｍＡ／ｃｍ2 であることを特徴とするリチ
ウム２次電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3304096A JPH05114422A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | リチウム２次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3304096A JPH05114422A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | リチウム２次電池の充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114422A true JPH05114422A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17928980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3304096A Pending JPH05114422A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | リチウム２次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114422A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6377030B1 (en) | 1998-07-31 | 2002-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of charging secondary battery by varying current or voltage at an inflection point in a storage region before full charge and device therefor |
| JP2009070813A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 非水電解質二次電池の充電方法 |
| CN107146918A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-08 | 浙江大学 | 一种应用于锂金属电池的脉冲充电方法 |
| CN113540573A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-10-22 | 浙江工业大学 | 一种脉冲化成锂电池sei膜的方法 |
| US12134337B2 (en) * | 2020-08-27 | 2024-11-05 | Ningbo Geely Automobile Research & Dev. Co., Ltd. | Power supply system capable of switching between a charging mode and a power supply mode for an electric vehicle drivetrain |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477432A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-23 | Mitsui Bussan | Charge-and-discharge control of charging battery |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3304096A patent/JPH05114422A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477432A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-23 | Mitsui Bussan | Charge-and-discharge control of charging battery |
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| CN113540573A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-10-22 | 浙江工业大学 | 一种脉冲化成锂电池sei膜的方法 |
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