專利名稱：非水電解液二次電池的狀態(tài)檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能適用于鋰離子二次電池等非水電解液二次電池的電池狀態(tài)檢測方法。尤其涉及檢測這種電池的劣化程度的方法，以及檢測剩余容量的方法。
目前，正在迅速普及以高容量的非水電解液二次電池為電源的諸如筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等的便攜式裝置。為方便用戶，通常在這類裝置上裝有顯示可使用時(shí)間的剩余容量計(jì)。不僅是非水電解液二次電池，只要是二次電池，一旦重復(fù)充放電次數(shù)，必定會(huì)引起性能下降。但是，極少看到有向裝置用戶顯示這種劣化程度的例子。用戶不過只是模模糊糊地根據(jù)所用裝置實(shí)際工作時(shí)間不知不覺地在減少而感覺電池性能在下降。
迄今所提出的二次電池劣化程度的檢測方法，大致有如下幾種。
(1)測定電池內(nèi)部阻抗的方法。
(2)用多個(gè)不同頻率的交流信號測定電池內(nèi)部阻抗，再用規(guī)定的算式對這些測定值進(jìn)行計(jì)算處理的方法。
(3)測定電池構(gòu)成要素之活性物質(zhì)的電阻的方法。
(4)測定以恒流對電池充電或放電時(shí)的電壓，再將該電壓與預(yù)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較的方法。
(5)對充放電循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)的方法。
雖提出有上述多種檢測二次電池性能劣化的方法，但二次電池的性能劣化過程會(huì)隨其使用情況，即充放電電流、充放電電壓、充放電時(shí)間等有很大的差異。因此，即使是經(jīng)過相同循環(huán)次數(shù)的電池，其劣化程度也會(huì)因弱充放電循環(huán)和接近完全放電的強(qiáng)充放電循環(huán)而不同，所以用上述任一方法，如用單純計(jì)算充放電循環(huán)次數(shù)作為統(tǒng)一衡量方法，是難以將電池劣化程度定量表示的。
另一方面，目前便攜裝置采用的二次電池剩余容量的檢測方法，大致有如下兩種。
一種是測定電池電壓來確定的直接法，在目前市場銷售的移動(dòng)電話中廣泛地被采用。若用直接法，雖能低價(jià)制作檢測裝置，但問題是檢測精度低。由于電池電壓總是隨應(yīng)用中的裝置工作方式而上下變動(dòng)，故僅用裝置運(yùn)行中的電池電壓來判斷電池剩余容量，其誤差大。因此，若用該方法，只是采用將電池充足電狀態(tài)及剩余容量為零的狀態(tài)作為兩端將LED分為3到4段進(jìn)行點(diǎn)燈的方式來顯示(指示)移動(dòng)電話等的剩余容量。
另一種是將充電電流的累積值存儲于存儲器、再逐次從中減去放電電流的間接法，廣泛地應(yīng)用于筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)。間接法檢測精度高，能用分鐘為單位顯示剩余容量。但是，需有存儲器來記錄累積的電量，故費(fèi)用高。
此外，還提出有用脈沖放電時(shí)電池電壓的下降量來檢測剩余容量的方法，用脈沖放電后電池電壓的恢復(fù)特性來檢測剩余容量的方法，用電池電容的測定檢測剩余容量的方法，根據(jù)特定頻率的阻抗檢測剩余容量的方法，根據(jù)阻抗的實(shí)數(shù)分量與虛數(shù)分量的比或虛數(shù)分量與測定頻率的運(yùn)算檢測剩余容量的方法等。
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于移動(dòng)電話等小型電子裝置的非水電解液二次電池的狀態(tài)檢測方法。
非水電解液二次電池只要遵守其制造商推薦的充電條件和放電停止電壓使用，則即使放電電流方式各不相同，但輸出電流中速率特性的惡化表示共同的特征。因而，本發(fā)明利用定量檢測輸出電流中的這種速率來檢測電池的劣化。
本發(fā)明的非水電解液二次電池的狀態(tài)檢測方法，包含一邊以互為不同的恒定電流使非水電解液二次電池分別進(jìn)行充電或放電一邊測定非水電解液二次電池的電壓的步驟，根據(jù)獲得的多個(gè)電壓值及電流值算出電壓值與電流值的關(guān)系式的步驟，根據(jù)獲得的關(guān)系式的系數(shù)定量判定非水電解液二次電池的劣化程度。
在本發(fā)明非水電解液二次電池狀態(tài)檢測方法的較佳實(shí)施例中，以互為不同的多個(gè)恒定電流使非水電解液二次電池充電或放電，測定非水電解液二次電池的電壓值，并用獲得的多個(gè)電壓值及電流值算出電壓與電流的關(guān)系式。接著，根據(jù)該關(guān)系式的系數(shù)定量判定所述非水電解液二次電池的劣化程度。
例如，可用下面方法來判定非水電解液二次電池的劣化程度。
在恒定電流的充電或放電中，電池電壓V與起始電池電壓V0的差ΔV可用以電流值i為變量的二次函數(shù)ΔV＝(V-V0)＝ai2+bi+c(其中，V0為電池的起始電壓)(1)來近似。系數(shù)a的大小與非水電解液二次電池劣化引起的容量的下降成比例。因此，可根據(jù)系數(shù)a的大小來判定非水電解液二次電池的劣化程度。例如，若將參數(shù)a代入式Ca＝K1-aK2(Ca為放電容量，K1和K2為預(yù)先設(shè)定的電池固有值) (2)就能推算此時(shí)電池的放電容量Ca，而與過去充放電經(jīng)歷無關(guān)。根據(jù)該放電容量Ca就能統(tǒng)一且定量地判定電池的劣化程度。
這里要強(qiáng)調(diào)的是，未實(shí)施充放電循環(huán)的電池的系數(shù)a非常大，一旦重復(fù)充放電循環(huán)，該值逐漸變小。也即，在新電池中，電流值與極化電壓大致成比例關(guān)系，而隨著不斷的充放電循環(huán)，極化電壓相對于電流值加速增大。
上述劣化檢測，例如可按下面實(shí)施。
在裝置中，設(shè)有恒流放電單元(或恒流充電單元)，電壓檢測單元及運(yùn)算單元。恒流放電單元，例如可以電流值0.1A、0.5A、1A、2A及3A分別使要測定的電池放電1秒種。電壓檢測單元檢測從放電開始經(jīng)過1秒時(shí)的電池電壓。用恒流充電單元代替恒流放電單元時(shí)，以同樣的速率充電。運(yùn)算單元根據(jù)獲得的電池電壓計(jì)算電池從起始電壓的下降(或上升)量(ΔV)，并用上述式(1)對該值進(jìn)行擬合運(yùn)算。進(jìn)而將由此獲得的系數(shù)a代入預(yù)先存儲的式(2)，算出電池的放電容量Cd。這里，對算出系數(shù)a擬合算法沒有特別的限制，可應(yīng)用最小的二乘法等公知手段。
在本發(fā)明非水電解液二次電池狀態(tài)檢測方法的另一較佳實(shí)施例中，用大電流對電池進(jìn)行充電或放電，根據(jù)電池電壓到達(dá)特定值的時(shí)間T來定量判定電池劣化程度。
當(dāng)電池每小時(shí)的額定容量為C(mAh)時(shí)，充、放電的電流值最好在5C以上。在鋰二次電池那樣的使用低離子傳導(dǎo)率有機(jī)電解液的電池系列中，若用非一般考慮的相當(dāng)大的電流值進(jìn)行放電，則充放電循環(huán)引起的容量下降劇烈的電池，電壓降越大。該電壓的下降部分與電池的放電容量成反比。充電時(shí)也一樣，電壓上升越大。
即使充放電循環(huán)的電流方式不同，只要如上所述，用非一般考慮的相當(dāng)大的電流對電池充電或放電，用此時(shí)電壓變化量的大小作為參數(shù)，就能檢測不斷放電循環(huán)電池的劣化情況。
因此，根據(jù)電池電壓到達(dá)特定值的時(shí)間T，能夠判定電池容量下降的程度。例如，將上面獲得的時(shí)間T代入式Cb＝∑Ki×Ti(式中i＝1，2，…n，Ki為由電流值、停止電壓及電池種類預(yù)先確定的固有值) (3)就能獲得與過去充放電經(jīng)歷無關(guān)的此時(shí)電池的放電容量Cb。根據(jù)該放電容量Cb，能夠統(tǒng)一且定量地判定電池的劣化程度。
上述劣化檢測方法，例如可按下面實(shí)施。
在裝置中設(shè)有恒流放電單元(或恒流充電單元)，測定單元及運(yùn)算單元。恒流放電單元用5A的恒定電流使要測定的二次電池進(jìn)行放電。測定單元測定電池電壓降至規(guī)定值例如1V時(shí)的時(shí)間T。能夠判斷T越小該電池容量下降越大。運(yùn)算單元再將該T值代入與T有關(guān)的運(yùn)算式，例如代入上述式(3)那樣的多項(xiàng)式，算出電池的放電容量。用恒流充電單元代替恒流放電單元的場合，采用達(dá)到比電池起始電壓高的某個(gè)值的時(shí)間，也同樣能算出電池的放電容量。
本發(fā)明的又一二次電池的狀態(tài)檢測方法，是用恒定電流對非水電解液二次電池進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的充電或放電，根據(jù)此時(shí)的工作電壓檢測非水電解液二次電池的剩余容量。
通過將獲得的工作電壓與預(yù)先存儲的電池電壓-剩余容量對照表進(jìn)行對照，就能不用累積系統(tǒng)，以簡單結(jié)構(gòu)高精度地檢測電池的剩余容量。
當(dāng)非水電解液二次電池的額定容量為C(mAh)時(shí)，檢測剩余容量時(shí)的電流值最好在C/5(mA)以下。
上述剩余容量的推定，例如可按下面實(shí)施。
在裝置中設(shè)有恒流放電單元(或恒流充電單元)，電壓檢測單元，及運(yùn)算單元。恒流放電單元用70mA的恒定電流使二次電池放電5秒鐘。電壓檢測單元測定此時(shí)電池的工作電壓。運(yùn)算單元將獲得的電壓值與預(yù)先作成的剩余容量與電池電壓的對照表進(jìn)行對照，推定剩余容量。所用剩余容量-電池電壓對照表，可用電池的恒流(70mA)放電曲線作成。
通常，電池的放電電流越大，則工作電壓隨時(shí)間下降越塊。只要用較大電流值放電并測定此時(shí)的工作電壓，就能以某種良好的精度推定電池的剩余容量。電流值越大，所獲得的剩余容量信息的精度越高，但若使放電后期的電池用太大電流值放電，電池電壓就會(huì)下降大，使用中的裝置有可能不能正常運(yùn)行。因此，需對所用裝置的功耗及所用電池的放電電壓特性加以考慮，確定最佳電流值。另外，用大電流對電池充電，測定此時(shí)的電壓升，也同樣能推測放電容量。
附圖概述

圖1為表示本發(fā)明一實(shí)施例所用鋰離子二次電池的充放電循環(huán)中放電容量變化的特性圖；圖2為表示上述實(shí)施例中經(jīng)過程C放電后的電池電流值與電壓下降的關(guān)系特性圖；圖3為表示該電池參數(shù)a與放電容量關(guān)系的特性圖；圖4為表示上述實(shí)施例中經(jīng)過程A放電后電池參數(shù)a與放電容量關(guān)系的特性圖；圖5為表示上述實(shí)施例中經(jīng)過程B放電后電池參數(shù)a與放電容量關(guān)系的特性圖；圖6為表示本發(fā)明另一實(shí)施例中經(jīng)過程C放電后電池恒流放電時(shí)電壓隨時(shí)間變化的特性圖；圖7為表示經(jīng)過程C放電后電池的時(shí)間因子T與放電容量的關(guān)系特性圖；圖8為表示經(jīng)過程A放電后電池時(shí)間因子T與放電容量關(guān)系的特性圖；圖9為表示經(jīng)過程B放電后電池時(shí)間因子T與放電容量關(guān)系的特性圖；圖10為表示經(jīng)過程A、B及C放電后電池時(shí)間因子T與放電容量關(guān)系的特性圖；圖11為表示本發(fā)明又一實(shí)施例中所用電池放電曲線的特性圖；圖12為表示圖11實(shí)施例中所用電池電壓受溫度影響的特性圖；圖13為表示上述電池的放電方式圖；圖14為表示上述電池的電壓與剩余容量的關(guān)系圖。
在下面實(shí)施例中，將用附圖具體描述本發(fā)明的電池狀態(tài)檢測方法。
實(shí)施例1本實(shí)施例將說明根據(jù)電池恒流放電時(shí)輸出電壓的下降量，判定充放電條件不同的非水電解液二次電池中劣化引起的電池容量下降的方法。
在本實(shí)施例中，使用松下電器產(chǎn)業(yè)(株)生產(chǎn)的鋰離子電池(型號CGR17500，推薦上限電壓4.1V，下限電壓3.0V，額定放電容量720mAh)作為試驗(yàn)電池。對這些電池實(shí)施記載于表1不同放電條件的充放電循環(huán)試驗(yàn)，測定在其充放電循環(huán)前、及經(jīng)過300個(gè)循環(huán)、500個(gè)循環(huán)、700個(gè)循環(huán)時(shí)的電池電壓。
表1過程放電電流(mA)放電停止電壓(V)A 140 3.0B 350 3.0C 700 3.01-1，電池充放電循環(huán)試驗(yàn)按照本電池推薦充電方法的恒流-恒壓充電法，用恒定電流500mA對電池通電，當(dāng)電壓達(dá)4.1V時(shí)，保持該電壓再充電共2小時(shí)。另一方面，放電按表1所示A-C3種不同電流方式進(jìn)行，所有放電停止在3.0V。所有試驗(yàn)在20℃恒溫室中進(jìn)行。其結(jié)果如圖1所示。圖1中，縱軸表示放電容量，橫軸表示充放電循環(huán)數(shù)。從圖1清楚可見，放電電流不同，放電容量的劣化程度也不同。1-2，劣化參數(shù)測定對按表1記載的過程C充電的電池在充放電循環(huán)前和在經(jīng)過300及500個(gè)循環(huán)時(shí)，分別用0.1A、0.5A、1A、2A、2.5A、3A、4A及5A電流連續(xù)放電1秒鐘，測定此時(shí)電池電壓從充電結(jié)束之后的下降量。其結(jié)果示于圖2。從圖2清楚可見，若充放電循環(huán)次數(shù)多，即使施加相同電流，電壓下降量也大。將圖2所示數(shù)據(jù)用ΔV＝ai2+bi+c(ΔV為電壓下降量，i為電流)表示的二次函數(shù)近似，可獲得參數(shù)a、b和c示于表2。
表2放電電流(A) 電壓下降量(V)0 100循環(huán)300循環(huán)500循環(huán)0.10.020.02 0.03 0.030.50.070.10 0.15 0.171.00.130.17 0.22 0.361.50.230.27 0.34 0.572.00.310.40 0.55 0.77
2.5 0.400.600.801.23.0 0.470.851.1 1.84.0 0.751.4 2.0 4.15.0 1.1 2.1 3.0 -a 0.025 0.072 0.110.31b 0.089 0.058 0.030 -0.29c 0.015 0.021 0.044 0.14容量(mAh) 670 650 610 530各循環(huán)獲得的參數(shù)a與此時(shí)放電容量的關(guān)系示于圖3。如圖3所示，圖中的4點(diǎn)大致在同一直線上，若用最小二乘法對它們近似，則放電容量C可表達(dá)為a的一次式C(mAh)＝680-490×a對于用過程A及B放電的電池，也可進(jìn)行與上述相同的測定，算出參數(shù)a。它們的結(jié)果分別示于圖4及圖5。
通常，放電容量隨電流值有很大的不同，另外，若不斷進(jìn)行充放電循環(huán)，根據(jù)充放電條件，電池劣化進(jìn)行的程度當(dāng)然會(huì)不同。然而，對照圖3、圖4及圖5可見，按照本實(shí)施例，電池雖然不斷以互為不同放電電流重復(fù)充放電循環(huán)，但仍可借助使用該電池起始放電電流的實(shí)測值及參數(shù)a的關(guān)系式C(mAh)＝起始容量-500×a來推算電池的放電容量C。
上述關(guān)系式雖限于本實(shí)施例所用的鋰離子電池，但對于規(guī)格不同的鋰離子電池或其它非水電解液二次電池，不言而喻，也可同樣通過求得參數(shù)a，從而能定量地把握電池的實(shí)時(shí)容量。
實(shí)施例2本實(shí)施例將說明以大電流對二次電池充、放電，根據(jù)電池電壓達(dá)到特定值的時(shí)間T定量判定電池劣化程度的方法之一例。本實(shí)施例，使用與實(shí)施例1相同的鋰離子電池。
反復(fù)按過程C放電，在充放電循環(huán)前和在經(jīng)過100、300、500及700循環(huán)完成充電的時(shí)刻，以恒流4.9A使電池放電，觀測此時(shí)電池電壓下降的特性。該結(jié)果示于圖6。
從圖6清楚可見，隨充放電循環(huán)不斷重復(fù)電壓下降速度加大。測量電池電壓因電流而下降到達(dá)1.0V的時(shí)間作為時(shí)間因子T。時(shí)間因子T與放電容量的關(guān)系示于圖7。放電容量可用時(shí)間因子T為變量的3次函數(shù)來近似。
下面，對按過程A及B反復(fù)放電的電池，也進(jìn)行與上述完全相同的測定，算出時(shí)間因子T。其結(jié)果示于圖8及圖9。
將以上獲得的所有數(shù)據(jù)作圖形成圖10所示情況。通常，放電容量隨放電電流大小有很大的不同，另外，不斷重復(fù)充放電循環(huán)時(shí)，劣化程度隨充放電條件不同當(dāng)然也會(huì)有差別。然而，如圖10所示，電池雖然實(shí)施放電電流大小不同的充放電循環(huán)，但當(dāng)使用時(shí)間因子T時(shí)，仍可用數(shù)學(xué)式C(mAh)＝aT3+bT2+CT+d(a＝0.066，b＝-4.0，c＝86，及d＝19)來統(tǒng)一表達(dá)此時(shí)電池實(shí)際放電容量c.
本方法所用的推算放電容量的計(jì)算公式是關(guān)于時(shí)間因子T的3次式，不言而喻，進(jìn)一步采用高次式，細(xì)化設(shè)定參數(shù)，能提高容量的推算精度。
實(shí)施例3本實(shí)施例將說明二次電池的剩余容量檢測方法。
具體而言，本實(shí)施例假定用于實(shí)際的移動(dòng)電話，每當(dāng)使消耗電流變化，檢測電池電壓。
測定按下面描述的過程實(shí)施。
試驗(yàn)電池采用松下電器產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的移動(dòng)電話(P201 Hyper)用方形鋰離子電池(件號為FJA，額定電壓3.6V，額定容量600mAh)。
在試驗(yàn)的放電過程中，假定該移動(dòng)電話可通話時(shí)間為2小時(shí)，故對應(yīng)的放電電流量為600mAh/2h＝300mA，假定可等待接收時(shí)間為170小時(shí)，故放電電流量為600mAh/170h＝3.5mA，該試驗(yàn)取上述兩種放電方式。假定通話狀態(tài)和等待接收狀態(tài)適時(shí)重復(fù)進(jìn)行，如按300mA放電20分鐘及3.5mA放電1小時(shí)交叉重復(fù)。在300mA放電前及放電后檢測電池電壓。
在電池電壓檢測中，檢測出在上述放電過程以300mA或3.5mA放電中使該放電電流瞬間變化為60mA放電5秒時(shí)的電池工作電壓。將獲得的電壓值與預(yù)先制備的電壓-剩余容量對應(yīng)表對比，從而推算剩余容量。電壓檢測一結(jié)束，放電電流量就回到當(dāng)前值。
首先，說明電壓-剩余容量對應(yīng)表的制作順序。
圖11為二次電池的放電容量與電池電壓的關(guān)系圖。圖11所示電池，以恒定電流420mA充電至電池電壓達(dá)4.1V為止，從充電開始保持該電壓經(jīng)過2小時(shí)。放電以恒定電流60mA在45℃、20℃及0℃各環(huán)境溫度中進(jìn)行。
如圖11所示，電池電壓的特性隨環(huán)境溫度而異。例如，電池電壓為3.8V時(shí)，若環(huán)境溫度為0℃，則放電容量為120mAh(即剩余容量為480mAh)，若環(huán)境溫度為45℃，放電容量為180mAh(即剩余容量為430mAh)。因此，電壓測定中，溫差引起的剩余容量誤差為(480-430)/600mAh，即為額定容量的10％左右。也就是說，根據(jù)圖11將電壓10等分，對應(yīng)于各等分的剩余容量為100％，90％，80％……10％，0％，作成電壓-剩余容量對應(yīng)表，按照此表，即使不對溫度校正，也能基本正確地把握電池的剩余容量。
如上所述，放電電流為60mA時(shí)溫差引起的誤差小。但是，若放電電流加大時(shí)，如圖12所示，該誤差變得相當(dāng)大。圖12中，橫軸為放電電流，縱軸為用與容量600mAh相比?。ケ硎镜碾姵仉妷?.8V時(shí)45℃與0℃的剩余容量的誤差。從圖12可知，放電電流為120mA時(shí)，也即電池額定容量為C(mAh)時(shí)電流值在C/5(mA)以下時(shí)，溫度誤差約為10％，當(dāng)流過電流比該值大時(shí)，誤差加大。出于實(shí)用上考慮，精度設(shè)定為10％時(shí)，電流值必須在C/5(mA)以下。如果對溫度加以監(jiān)測，對溫度引起的電池電壓進(jìn)行校正，不言而喻，能始終以良好精度檢測剩余容量，然而，該部分會(huì)加大電池包的尺寸，且費(fèi)用也會(huì)上升。
下面，按照上述移動(dòng)電話使用中設(shè)定的放電方式，對二次電次進(jìn)行剩余容量檢測試驗(yàn)。其結(jié)果示于圖13。
先對試驗(yàn)電池充電后，再重復(fù)相當(dāng)于通話時(shí)消耗電流的300mA 20分鐘的放電(通話方式A)和相當(dāng)于移動(dòng)電話等待接收時(shí)消耗電流的3.5mA 3小時(shí)的放電(待機(jī)方式)。在緊接300mA 20分鐘放電后的時(shí)刻t1～t7，分別以恒定電流60mA使試驗(yàn)電池放電5秒鐘，測得此時(shí)電池電壓V1～V7。又在緊接3.5mA同3小時(shí)放電后的時(shí)刻t′1-t′2，同樣以60mA放電5秒鐘，測得此時(shí)電池電壓。此時(shí)獲得的電壓值與緊接該時(shí)刻前的時(shí)刻t1～t7中的電壓(V1～V7)的差約10mV。反復(fù)上述操作直至電池電壓為3.0V為止。其中，該電池剩余容量變化到10％處由于電壓下降迅速，故最后2次300mA放電如圖所示進(jìn)行10分鐘(通話方式B)。
電池電壓-剩余容量的特性(V1～V7)示于圖14。在圖14中將電池電壓達(dá)3.0V時(shí)的剩余容量作為0，從這里在時(shí)間上倒推過去來計(jì)算剩余容量。
根據(jù)圖14獲得的結(jié)果，將剩余容量從0至100％按每份10％分為10份，將其與測定電壓對應(yīng)，作成表3。
表3測定電壓適應(yīng)范圍(V)剩余容量(％)上限 下限- 3.96 953.95 3.93 853.92 3.90 753.89 3.87 653.86 3.83 553.82 3.79 453.78 3.73 353.72 3.68 253.67 3.55 153.54 3.30 53.29 -1以下若用表3就能按10％間隔推算電池剩余容量。
對于上述剩余容量的檢測，結(jié)構(gòu)上很易實(shí)現(xiàn)。
在實(shí)際使用中，用戶只要按下設(shè)于裝置上的剩余容量檢測按鈕，電池就在規(guī)定時(shí)間內(nèi)以恒定電流60mA放電，測定此時(shí)電池的工作電壓。將獲得的工作電壓與存儲在裝置內(nèi)存儲器的對應(yīng)表(表3)對照，判定剩余容量。由此獲得的剩余容量經(jīng)顯示單元告之裝置的用戶。
在已有技術(shù)中，通過檢測電池電壓推算剩余容量，是不管裝置使用狀況如何來測定電池電壓。如圖14所示，若放電電流從300mA變化到3.5mA，則電池工作電壓就增大約200mV。因此，單純地僅測定放電中電池的工作電壓，會(huì)隨裝置使用狀況、即是通話方式還是待機(jī)方式而變，故不能正確推算剩余容量。
按照本實(shí)施例，由于利用恒定電流使電池放電，故不管此時(shí)裝置的使用狀況如何，都能以良好精度推算電池的剩余容量。只要通話中消耗電流值小于電壓檢測時(shí)放電電流值，那末用電壓檢測時(shí)的放電電流也可進(jìn)行通話。但是，按照上面實(shí)施例，即使通話中消耗電流值大于電壓檢測時(shí)放電電流值，也由于在裝置中設(shè)有雙重電容器等能瞬間充放電的預(yù)備電源，故電壓檢測時(shí)也能夠通話。
在上述實(shí)施例中，就特定鋰離子電池中的剩余容量檢測方法進(jìn)行了說明，但對于規(guī)格不同的鋰離子電池或其它非水電解液二次電池，只要預(yù)先測定如圖11所示的放電曲線，與上述一樣適當(dāng)設(shè)定其電流值及放電(充電)時(shí)間，也同樣能檢測剩余容量。
在實(shí)際應(yīng)用中，只要在裝置的存儲器中預(yù)先存儲多種電池的對應(yīng)表，用戶通過對電池種類加以選擇，即使使用不同種類的電池，也能正確顯示對應(yīng)的剩余容量。
如上所述，按照本發(fā)明，通過簡單試驗(yàn)，就能方便地檢測非水電解液二次電池的劣化程度及剩余容量，而與過去充放電經(jīng)歷無關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種非水電解液二次電池的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，以恒定電流對所述二次電池充電或放電，根據(jù)此時(shí)所述二次電池的電壓值定量地判定所述二次電池的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述方法包含以互為不同的多個(gè)恒定電流分別對所述二次電池進(jìn)行充電或放電，同時(shí)測定所述二次電池的電壓值的步驟；用獲得的多個(gè)所述電壓值及電流值算出電壓值與電流值的關(guān)系式的步驟，根據(jù)所述關(guān)系式中系數(shù)判定所述二次電池的劣化程度。
3.如權(quán)利要求2所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述關(guān)系式用以電流值i為變量的二次函數(shù)V0-V＝ai2+bi+c，其中，V0為電池的起始電壓，來表達(dá)所述二次電池以恒定電流充電或放電時(shí)的電池電壓V，根據(jù)所述二次函數(shù)中系數(shù)a的大小判定所述二次電池的劣化程度。
4.如權(quán)利要求3所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，將所述系數(shù)a代入式Ca＝K1-aK2，其中K1及K2為預(yù)定的固有值，根據(jù)獲得的推算放電容量Ca判定所述二次電池的劣化程度。
5.如權(quán)利要求1所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，當(dāng)所述二次電池每小時(shí)的額定容量為C(mAh)時(shí)，以5c(mA)以上的大電流對所述二次電池充電或放電，同時(shí)根據(jù)電池電壓到達(dá)特定值時(shí)的時(shí)間T判定所述二次電池的劣化程度。
6.如權(quán)利要求5所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，將所述時(shí)間T代入式Cb＝∑Ki×Ti，其中，i為1至n的自然數(shù)，Ki為根據(jù)電流值、停止電壓及電池種類預(yù)先確定的固有值，根據(jù)獲得的推算放電容量Cb判定所述二次電池的劣化程度。
7.如權(quán)利要求1所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，根據(jù)以恒定電流對所述二次電池充電或放電規(guī)定時(shí)間時(shí)的所述二次電池的工作電壓，檢測所述二次電池的剩余容量。
8.如權(quán)利要求7所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，通過將所述工作電壓與預(yù)先作成的電池電壓和剩余容量對應(yīng)表相對照，檢測所述二次電池的剩余容量。
9.如權(quán)利要求7所述的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述二次電池的額定容量為C(mAh)時(shí)，充電或放電的電流值小于C/5(mA)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非水電解液二次電池的狀態(tài)檢測方法,通過簡單試驗(yàn),能夠方便高精度地檢測非水電解液二次電池的劣化程度及剩余容量而與過去充放電經(jīng)歷無關(guān)。該方法對電池進(jìn)行恒流充、放電,根據(jù)此時(shí)的電壓值或以其為變量的關(guān)系式,定量判定電池的劣化程度。
文檔編號G01R31/36GK1203368SQ9811516
公開日1998年12月30日 申請日期1998年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月24日
發(fā)明者世利肇, 山田義則, 竹山健一, 神原輝壽 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社