用于控制蓄电池的放电的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于控制蓄电池的放电的方法和设备。本发明提供一种用于控制蓄电池的放电的方法，在蓄电池中，由于重复的充电和放电引起的恶化，满充电得到的满容量降低。方法包括以下步骤：在将恶化的蓄电池充电之后至少使用恶化的蓄电池以连接到负载时，在循环地重复放电时间和中止时间的同时，使蓄电池放电。中止时间是一秒或者更长，并且放电时间短于中止时间。
【专利说明】用于控制蓄电池的放电的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制蓄电池的放电的方法和设备。
【背景技术】
[0002]近年来，能多次重复充电和放电的蓄电池已经广泛地应用到诸如移动电话机的日常使用的项目，还应用到诸如电动车的动力相关的项目。在任一种项目中，蓄电池的寿命性能是重要的，并且至今已经进行了多次研究和开发。
[0003]例如，JP-A-2009-254038公开了一种具有放电限制装置的蓄电池模块控制设备，该放电限制装置用于通过使用来自下限监视判定装置的判定结果和来自放电允许剩余时间推定装置的推定结果，当模块电压下降到下限监视值然后推定放电允许剩余时间经过时，开始限制蓄电池模块的放电。JP-A-2009-254038描述了根据以上设备，防止蓄电池单元的过度放电或者过度充电，由此能抑制蓄电池的性能恶化。
[0004]此外，JP-A-2012-016163公开了一种放电控制设备，其允许电池放电，直到高于电池的剩余容量变成零的值的阈值，并使电池放电直到电池的剩余容量到达零，在放电控制设备从外部诊断机接收用于诊断电池的恶化状态的指示的情况下，由此防止由于过度放电而导致的电池的恶化。此外，JP-A-2012-016163描述了使用恶化使得可充电容量减小50%的电池。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题
[0006]对于普通的消费者(终端用户)，在电池一次满充电状态下，安装蓄电池的产品能工作多长时间(最大可用时间)、产品能产生多大的输出(如果产品是车辆，行使范围、速度等)等作为直接可感知的性能是重要的。在蓄电池恶化，使得满容量例如减小约50%的情况下，用户能从产品的最大可用时间的缩短、行使范围等的缩短来感测蓄电池的性能的下降(即，作为产品的品质的下降)。
[0007]如在日本专利公报JP-A-2009-254038和JP-A-2012-016163中所述，在过去的关于蓄电池的恶化的研究和报告中，通过防止过度充电或者过度放电，因而抑制蓄电池的恶化，来为了防止产品品质的下降，进行了研究和开发。然而，没有发现有报告是关于与未恶化的蓄电池相比抑制恶化的蓄电池的产品品质的下降。
[0008]本发明的目的是提供一种用于控制放电的方法和设备，在蓄电池恶化的情况下，相较于未恶化的蓄电池，能抑制蓄电池的产品品质的下降。
[0009]解决问题的手段
[0010]根据本发明的一方面，提供一种用于控制蓄电池的放电的方法，一种用于控制蓄电池的放电的方法，在所述蓄电池中，由于重复的充电和放电引起的恶化，满充电得到的满容量降低，所述方法包括:
[0011]在将所述恶化的蓄电池充电之后至少使用所述恶化的蓄电池以连接到负载时，在循环地重复放电时间和中止时间的同时，使所述蓄电池放电，
[0012]其中，所述中止时间是一秒或者更长，并且所述放电时间短于所述中止时间。
[0013]根据本发明的另一方面，所述中止时间可以是所述放电时间的两倍或者以上。
[0014]根据本发明的另一方面，所述放电时间可以小于30秒。
[0015]根据本发明的另一方面，在初始容量比方面，所述蓄电池已经恶化到80%或者以下。
[0016]根据本发明的另一方面，当所述蓄电池至少以最大规格电流值附近的电流值放电时，可以执行所述方法。
[0017]根据本发明的另一方面，提供一种用于控制蓄电池的放电的设备，在所述蓄电池中，由于重复的充电和放电引起的恶化，满充电得到的满容量降低，所述设备包括:
[0018]放电控制单元，在循环地重复放电时间和中止时间的同时,使所述蓄电池放电，
[0019]其中，所述中止时间是一秒或者更长，并且所述放电时间短于所述中止时间。
[0020]根据本发明的另一方面，所述中止时间可以是所述放电时间的两倍或者以上。
[0021]根据本发明的另一方面，所述放电时间可以小于30秒。
[0022]根据本发明的另一方面，在初始容量比方面，所述蓄电池已经恶化到80%或者以下。
[0023]根据本发明的另一方面，当所述蓄电池至少以最大规格电流值附近的电流值放电时，所述放电控制单元在循环地重复所述放电时间和所述中止时间的同时使得所述蓄电池放电。
[0024]根据本发明，即使当蓄电池已经恶化时，相较于未恶化的蓄电池，可以抑制蓄电池的产品品质的下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是图示根据本发明示例性实施例的用于控制蓄电池的放电的设备的示意构造的框图。
[0026]图2图示用于验证恶化前后的蓄电池的电特性的变化的曲线图，图2 Ca)是图示满容量和充电放电的次数之间的关系的曲线图，图2 (b)图示当蓄电池以最大规格电流值连续放电时的放电曲线，并且图2 (c)是图示极化特性的视图，该极化特性是图示蓄电池的电流和电压之间的关系的曲线。
[0027]图3图示用于验证恶化前后的蓄电池的极化特性的变化的曲线图，图3 Ca)是图示未恶化的蓄电池的极化特性的曲线图，图3 (b)是图示恶化的蓄电池的极化特性的曲线图，并且图3 (c)是在最大规格电流值下恶化前后的极化特性比较的比较视图。
[0028]图4是图示在放电时间较短的情况下极化特性对时间的依赖性的曲线图。
[0029]图5是图示在放电时间较长的情况下极化特性对时间的依赖性的曲线图。
[0030]图6是描述在示例中使用的放电参数的各个参数的曲线图。
[0031]图7示出对通过放电循环充电和放电恶化测试而产生的恶化电池执行连续放电和执行循环放电的结果的曲线图。
[0032]图8是图示在中止时间设定为5秒，电流值设定为5ItA，并且环境温度设定为25摄氏度的情况下放电时间和放电容量之间的关系的视图。[0033]图9是图示在中止时间设定为10秒，电流值设定为5ItA，并且环境温度设定为25摄氏度的情况下放电时间和放电容量之间的关系的视图。
[0034]图10是图示在中止时间设定为30秒，电流值设定为5ItA，并且环境温度设定为25摄氏度的情况下放电时间和放电容量之间的关系的视图。
[0035]图11是水平轴是放电时间与中止时间之比而纵轴是放电容量的曲线图。
[0036]图12图示了曲线图，在曲线图中比较了新的蓄电池的恶化状态，图12 (a)示出其中使用三种放电波形的充电和放电循环测试的结果的曲线图，并且图12 (b)示出三种放电波形的曲线图。
【具体实施方式】
[0037]以下，将参照附图详细地描述本发明示例性实施例的示例。同时，在描述附图时，类似或者等同的部件将给予类似的参考标号，并将不再次描述。
[0038]图1图示的放电控制设备I包括切换单元11和控制切换单元11的控制单元12和可拆卸地安装到放电控制设备I的蓄电池10。放电控制设备I可电连接到负载20，并且蓄电池10的电力通过切换单元11供应到负载20。负载20的示例包括各个电子部件，诸如当设备用在日常使用项目时是安装在移动电话机中的液晶显示器，当设备用在动力相关的项目时是安装在电动车中的电动机。
[0039]蓄电池10是通过连接到充电器而能多次充电的可充电电池。其示例包括锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池和铅电池。当蓄电池多次重复充电放电时,一次满充电而充电的满容量逐渐降低，即，蓄电池逐渐恶化。
[0040]然后，根据本发明的示例性实施例，优选地对恶化的蓄电池执行下文将详细描述的循环充电。可以对例如当初始容量认为是100%时容量已经降低到初始容量的至少80%或者以下的蓄电池10 (即，在初始容量率方面已经恶化到80%或者以下的蓄电池10)执行循环充电。优选地在蓄电池的容量恶化到之前设定的水平(表面是更换蓄电池的时候)之前执行循环放电。初始容量的单位可以是电容量的单位[Ah]或者电力容量的单位[Wh]。
[0041]切换单元11是基于从控制单元12发送的控制信号将电池10和负载20之间的电连接的接通/关断进行切换的单元。当切换单元11是接通时，蓄电池10和负载20电连接，并且蓄电池10的电力供应到负载20。S卩，蓄电池10在切换单元11处于接通期间放电。
[0042]另一方面，当切换单元11关断时，蓄电池10和负载20之间的电连接切断，使得从蓄电池10到负载20的电力供应中断。即，蓄电池10的放电在切换单元11处于关断期间中止。
[0043]控制单元12向切换单元11发送控制信号，该控制信号接通-关断操作切换单元11，使得蓄电池10根据之前设定的用于控制放电的条件而以循环的方式重复地放电和中止。关于放电时间和中止时间之间的关系，中止时间设定成长于放电时间，并且，中止时间设定成一秒或者以上。此外，放电时间设定成小于三十秒。例如，控制单元12将放电时间设定为0.5秒，中止时间设定为放电时间两倍的1.0秒。
[0044]控制单元12向切换单元11发送控制信号，该控制信号接通-关断操作切换单元
11,使得放电时间和中止时间循环地重复。
[0045]以下，重复地放电和中止而使得电池放电将称为循环放电。循环放电的周期设定为几秒或者几分钟，使得在电力供应到负载20的同时电力以间歇的方式供应到负载20。此外，连续地使电池放电将称为连续放电。
[0046]当电池以最大规格电流值附近的电流值放电时，优选地执行循环放电。此处，最大规格电流值附近的电流值称为最大规格电流的至少80%，优选地90%或者以上的电流值。当电池以最大规格电流值附近的电流值放电时，可以抑制浓度极化(以下将描述浓度极化的细节)，该浓度极化在电流值较大时会容易地发生。同时，在本示例性实施例中，放电控制单元的示例通过使用控制单元12和切换单元11而构造。
[0047]当恶化的蓄电池10被满充电然后通过连接到负载20而被放电时(例如，当负载20是电动车的电动机时，时间段约为几分钟至两个小时)，以上构造的本示例性实施例的放电控制设备I使蓄电池10放电，同时，根据用于控制放电的条件使用控制单元12以循环的方式使蓄电池重复地放电和中止。当蓄电池循环地放电时,恶化的蓄电池10的放电容量相较于在连续放电的情况下获得的放电容量而增大。
[0048]因而，当负载20是诸如安装在移动电话机中的液晶显示器的各个电子部件中的一者时，移动电话机在一次满充电下工作的工作时间维持较长。此外，当负载20是安装在电动车中的电动机时，电动车能在一次满充电下行使的行使范围维持较长。这样，通过控制恶化的蓄电池10的放电以根据放电控制的条件执行循环放电，可以抑制产品品质的恶化。
[0049]换言之，对于普通消费者，无论安装的蓄电池是否恶化，这仅仅是消费者能感知为产品性能(例如，最大可用时间、车辆的行使范围等)缩短的结果的参数。总之，只要诸如最大可用时间的性能维持，普通消费者就不能感知蓄电池是否恶化。结果，对于消费者，无论电池本身是否恶化是不重要的。
[0050]一般地，容易恶化的蓄电池10相较于几乎不恶化的蓄电池10便宜。根据示例性实施例的放电控制设备1，在放电容量相对于在执行连续放电的情况下获得的放电容量增大的条件下使用恶化的蓄电池10。因而，在维持产品的品质的同时降低了成本。
[0051]根据示例性实施例的放电控制设备1，放电时间设定为例如0.5秒，并且中止时间设定为1.0秒，为放电时间的两倍。这样，当中止时间设定为放电时间两倍或者以上时，恶化的蓄电池10的放电容量能相较于在连续放电的情况下获得的放电容量而增大。
[0052]在示例性实施例的放电控制设备I中，已经描述了其中控制单元2使恶化的蓄电池10循环地放电的构造，但是本发明不限于以上构造，并且控制单元12可以将未恶化的蓄电池10控制成循环地放电。这是因为即使当未恶化的蓄电池10被控制为循环地放电时，对蓄电池10的恶化的加速没有影响。因而，根据此构造，没有必要提供其中取决于蓄电池10是否恶化而将放电控制从连续放电切换到循环放电的构造，并且可以简化控制系统的整体构造。
[0053]
【发明者】发现根据以上所述的方法，可以相较于通过满充电然后使恶化的蓄电池10连续放电而获得的放电容量而增大通过满充电然后使恶化的蓄电池10循环地放电而获得的放电容量。此外，
【发明者】发现即使当未恶化的蓄电池10循环放电时对蓄电池10的恶化的加速没有影响。
[0054]接着，参照图2和图3描述相较于在连续放电的情况下获得的放电容量而增大在循环放电的情况下获得的恶化的蓄电池10的放电容量的原理。
[0055]图2图示用于验证恶化前后蓄电池的电气性能的变化的曲线图。在图2中，图2(a)是图示满容量和充电放电的次数之间关系的曲线图，图2 (b)图示当蓄电池以最大规格电流值连续放电时放电曲线，并且图2 (C)是图示极化特性的视图，该极化特性是图示蓄电池的电流和电压之间的关系的曲线。
[0056]图2 (a)中的曲线图上的黑圆圈表示在使用之后尚未被充电和放电(B卩，处于新的产品状态下)的蓄电池的满容量。图2 (a)中的曲线图上的黑三角形表示在使用之后已经多次充电和放电(即，处于恶化的产品状态下)的蓄电池的满容量。
[0057]如在曲线图中所图示，蓄电池具有满容量随着充电和放电次数增大而降低的趋势。这是认为是因为在蓄电池重复充电和放电的同时，极化特性由于诸如电极表面上的副产品的累积的原因而发生变化。
[0058]图2 (b)中的曲线图A是当未恶化的蓄电池以最大规格电流值连续放电时的放电曲线。图2(b)中的曲线图B是当恶化的蓄电池以最大规格电流值连续放电时的放电曲线。
[0059]比较曲线图A和曲线图B，能确认通过连续地使恶化的蓄电池放电而获得的放电容量比通过连续地使未恶化蓄电池放电而获得的放电容量小参考符号D表示的宽度。
[0060]此外，能确认预定放电容量值Cl处的电压值在恶化前后产生的差达参考标号P表示的宽度，并且电压在恶化的蓄电池中降低。
[0061]这样，当蓄电池恶化时，由于满容量、放电容量或者电力如上所述降低，已经报道了用于防止蓄电池的恶化的多个研究和报告。然而，
【发明者】注意到图2 (C)中图示的极化特性在恶化前后的变化，并发现用于有效地使恶化的蓄电池放电的方法。
[0062]图3图示了用于验证恶化前后蓄电池的极化特性的变化的曲线图。在图3中，图3 (a)是图示未恶化的蓄电池的极化特性的曲线图，图3 (b)是图示恶化的蓄电池的极化特性的曲线图，并且图3 (c)是比较在最大规格电流值下恶化前后的极化特性的比较图。
[0063]首先，将描述构成蓄电池的极化特性的三种极化(电阻成分)。蓄电池的极化特性分成阻抗极化、活性化极化和浓度极化。
[0064]阻抗极化是指由电解质或者电极的阻抗引起的极化，并还称为作为当电子或者离子电流在电极或者电解液中迁移时发生的电压降低的阻抗成分的纯阻抗。
[0065]从图3 (a)和(b)，能确认不管电流值如何，都发生阻抗极化。此外，能确认阻抗极化具有随着电流值增大而增大的趋势。因而，电压降随着电流值增大而变大。
[0066]阻抗极化在几乎与放电开始的同时(B卩，几微秒(μ s)之后)发生。此外，难以在实际操作情形中抑制由阻抗极化弓I起的电压降。
[0067]活性化极化是指由电极反应的活性化能量引起的极化。活性化极化还称为作为当电极表面上的化学反应到达平衡状态时电压降的阻抗成分的反应阻抗。化学反应的示例是在电子和锂离子(Li+)的结合或者来自锂(Li+)的电子脱离反应。
[0068]从图3的(a)和(b)，能确认不管电流值如何，活性化极化都发生，并具有随着电流值而增大的趋势。因而，电压降随着电流值增大而变大。更具体地，能确认电压趋于在小电流值(O附近)处显著下降，然后随着电流值增大而逐渐下降。
[0069]活性化极化紧接在放电开始之后(即，几毫秒(ms)之后)发生。此外，本发明的放电控制能抑制由于活性化极化而引起的电压降。
[0070]浓度极化是指由于电极表面上的反应物的浓度随着电极反应进行而减小而引起的极化。浓度极化还称为扩散阻抗，该扩散阻抗是由于反应参与物质对电极的供应速度或者当反应参与物质的浓度随着电流的流动而从平衡状态变化时的产品的扩散速度的影响而发生的电压降的阻抗成分。
[0071]从图3的(a)和(b)，能确认不管电流值如何，浓度极化都发生，并具有当电流值超过某个值时急剧增大的趋势，由此进一步降低了电压。
[0072]浓度极化在从放电开始的短时间后(B卩，几秒(μ s)之后)发生。此外，本发明的放电控制能抑制由于浓度极化弓I起的电压降。
[0073]图3 (a)中图示的曲线图C图示新的蓄电池的极化特性。如图3 (a)所图示，最大规格电流值处的极化特性包括阻抗极化al、活性化极化bl和浓度极化Cl。如图3 (a)中所图示，在新产品的状态下，能确认活性化极化bl是最占优势的，阻抗极化al是第二占优势的，并且浓度极化Cl的比例是最小的。
[0074]图3 (b)的曲线图D图示恶化的蓄电池的极化特性。如图3 (b)所图示，最大规格电流值处的极化特性包括阻抗极化a2、活性化极化b2和浓度极化c2。如图3 (b)图示，大致相同比例的活性化极化b2和浓度极化c2的组合约占整个电压降的80%，并且浓度极化a2的比例最小。
[0075]图3(c)是比较图，比较了最大规格电流值的新蓄电池的极化特性与最大规格电流值的恶化蓄电池的极化特性。首先，比较新产品的阻抗极化al与恶化产品的阻抗极化a2，能确认阻抗极化在恶化之后增大。
[0076]接着比较新产品的活性化极化bl和恶化的产品的活性化极化b2，能确认相较于新产品的活性化极化bl，恶化的产品的活性化极化b2增大。
[0077]当比较新产品的浓度极化Cl与恶化产品的浓度极化c2时，能确认恶化产品的浓度极化c2相较于新产品的浓度极化Cl而增大。此外，能确认浓度极化的增大比阻抗极化或者活性化极化的增大要大。
[0078]图4是图示在放电时间较短的情况下极化特性对时间的依赖性的曲线图。参考符号a3表示阻抗极化，参考符号b3表示活性化极化，并且参考符号c3表示浓度极化。从曲线图，发现在每个放电时间较短的情况下，活性化极化b3和浓度极化c3不会显著地增大。结果，阻抗极化a3变得占优势。
[0079]图5是图示在放电时间较长的情况下极化特性对时间的依赖性的曲线图。参考符号a4表不阻抗极化,参考符号b4表不活性化极化,并且参考符号c4表不浓度极化。从曲线图，发现在每个放电时间较长的情况下，随着时间显著变化的活性化极化b4和浓度极化c4比随着时间略微变化的阻抗极化a4进一步增大。结果，活性化极化b4和浓度极化c4变得占优势。
[0080]从以上验证结果，
【发明者】发现恶化的蓄电池的极化特性中极化的增大的大部分(电压降)是由在响应时间上是可逆成分的活性化极化和浓度极化中的增大(特别是浓度极化的增大)引起的。结果，发现当至少能抑制恶化蓄电池的浓度极化时，能抑制电压降。此夕卜，发现当能抑制至少浓度极化的影响时，可以相较于在连续放电的情况下获得的放电容量增大恶化的蓄电池的放电容量。
[0081]此外，关于用于抑制浓度极化的影响的方法，
【发明者】注意到浓度极化是每隔几秒发生的可逆的现象这样的事实，并发现当放电中止达几秒(即，一秒或者以上)的中止时间且中止时间设定成长于放电时间时，能抑制由浓度极化引起的电压降。因而，发现即使对于恶化的蓄电池，当循环地重复进行中止一秒或者以上并且放电达比中止时间短的放电时间时，连续地抑制浓度极化引起的电压降，将恶化之后整个电压降抑制到与新产品的电压降大致相同的水平。结果，恶化的蓄电池的放电容量能相较于在连续放电的情况下获得的放电容量增大。
[0082]如上所述，当循环地重复进行中止一秒或者以上并且放电达比中止时间短的放电时间，并且在设定成比放电时间长的中止时间期间中止放电时，恶化的蓄电池的放电容量能相较于在连续放电情况下获得的放电容量增大。
[0083]此外，发现当在每个放电期间针对每个循环确保一秒或者以上的中止时间时，能获得可靠地消除浓度极化的影响的效果。因而，发现能获得通过使用简单的控制系统(其使用切换电连接的接通/关断的切换单元)而可靠地增大放电容量的效果。
[0084]接着，将使用示例验证在控制单元12中设定的放电控制条件(放电时间和中止时间之间的关系)。
[0085](示例)
[0086]首先，使用商购的2Ah级18650型电池，在45摄氏度的环境下，通过“放电循环充电和放电恶化测试”而产生恶化的电池,在该“测试”中，重复以111A (充电和放电电流值的单位)进行充电，并以IItA进行放电。此外，通过使用相同的商购2Ah的18650型电池，在60摄氏度的环境下通过4.2V电压测试来产生恶化的电池。
[0087]通过在25度的环境下将充电条件固定到“CC (0.21ItA)_CV4.2V/0.02ItA cutoff”，然后改变图6图示的各个参数(a:放电时间(秒)，b:中止时间(秒)，c:电流值(ItA)，T:环境温度(摄氏度)，R:恶化程度(充电的初始相对状态(％Wh)))，对以上述方式产生的恶化电池和新电池的放电性能进行评估。
[0088]图7图示了已经通过放电循环充电和放电恶化测试而产生并满充电的恶化电池的连续放电的结果和循环放电的结果。图7中的曲线图A是其中电池以5ItA的电流值连续放电的情况的放电曲线，并且图7中的曲线B是其中以循环的方式以5ItA的电流值重复放电达10秒的放电时间，并中止达30秒的中止时间而循环地对电池进行放电的情况的放电曲线。
[0089]在图示连续放电的结果的曲线图A中，放电容量小于0.1Ah,而在图示循环放电的结果的曲线图B中，放电容量是0.SAh或者以上。因而，发现循环放电使容量增大约8倍以上。这如上所述启示了不可逆的阻抗成分不是蓄电池恶化的唯一的原因。即，发现，通过抑制浓度极化(这是可逆反应)引起的电压降，循环放电的放电容量能相较于在连续放电的情况下获得的放电容量增大。
[0090]接着，通过改变参数调查图6中图示的各个参数对放电容量的影响。图8是图示在中止时间(参数b)设定为5秒，电流值(参数c)设定为5ItA并且环境温度(参数T)设定为25摄氏度的情况下，放电时间(参数a)和放电容量之间的关系的视图。图8图示了合计三个曲线图，表示恶化程度的参数R是100% (新的产品)的曲线图，参数R是60% (其中容量变成新的产品的60%的状态；以下，称为初始容量的60%)的曲线图以及参数R是50% (其中容量降低到新的产品的50%的状态；以下称为初始容量的50%)的曲线图。
[0091]从图8发现，当参数R是100%时，即，当蓄电池是新的产品时，即使当放电时间改变时，放电容量不显著地变化。[0092]此外，发现当参数R是60%时，S卩，蓄电池处于初始容量的60%的状态下，直到2秒的放电时间和5秒的中止时间，获得约IAh的放电容量。然而，当放电时间变成5秒时，几
乎难以获得放电容量。
[0093]此外，当蓄电池处于初始容量的50%的状态下时，类似地，直到2秒的放电时间和5秒的中止时间，获得约0.7Ah的放电容量；然而，当放电时间变成5秒时，几乎难以获得放
电容量
[0094]图9是图示在中止时间(参数b)设定为10秒，电流值(参数c)设定为5ItA，并且环境温度(参数T)设定为25摄氏度的情况下放电时间(参数a)和放电容量之间的关系的视图。类似于图8，图9图示总计三个曲线图，表示恶化的程度的参数R是100%的曲线图，参数R是初始容量的60%的曲线图和参数R是初始容量的50%的曲线图。
[0095]从图9发现，当参数R是100%时，即，当蓄电池是新的产品时，即使当放电时间改变，放电容量也不显著地变化。
[0096]此外，发现当参数R是60%时，S卩，蓄电池处于初始容量的60%的状态下，直到5秒的放电时间和10秒的中止时间，获得约IAh的放电容量；然而，当放电时间变成10秒时，几
乎难以获得放电容量。
[0097]此外，当蓄电池处于初始容量的50%的状态下时，类似地，直到5秒的放电时间和10秒的中止时间，获得约0.5Ah的放电容量；然而，当放电时间变成10秒时，几乎难以获得
放电容量。
[0098]图10是图示在中止时间(参数b)设定为30秒，电流值(参数c)设定为5ItA，并且环境温度(参数T)设定为25度的情况下放电时间(参数a)和放电容量之间的关系的视图。类似于图8，图10图示总计三个曲线图，表示恶化的程度的参数R是100%的曲线图，参数R是初始容量的60%的曲线图和参数R是初始容量的50%的曲线图。
[0099]从图10发现，当参数R是100%时，即，当蓄电池是新的产品时，即使当放电时间改变，放电容量也不显著地变化。
[0100]此外，发现当参数R是60%时，S卩，蓄电池处于初始容量的60%的状态下，直到10秒的放电时间和30秒的中止时间，获得约IAh的放电容量；然而，当放电时间变成30秒时，几乎难以获得放电容量。
[0101]此外，当蓄电池处于初始容量的50%的状态下时，类似地，直到10秒的放电时间和30秒的中止时间，获得约0.3Ah的放电容量；然而，当放电时间变成30秒时，几乎难以获得
放电容量。
[0102]从图8至图10的结果发现，当在循环放电中确保至少比放电时间长的中止时间时，浓度极化的一些影响被抵消，并且观察到相较于在连续放电的情况下获得的放电容量而将放电容量增大一定的程度的效果。
[0103]此外，发现当确保放电时间的两倍以上的中止时间时，几乎抵消了浓度极化的影响，电压降显著受到抑制，并且相较于在连续放电的情况下获得的放电容量而能增大放电容量。
[0104]图11图示了绘制出示例的一些实验结果的曲线图，图11的水平轴是放电时间与中止时间的比率(参数a/参数b)。图11的纵轴是放电容量。
[0105]如图11图示，能确认当参数a/参数b的比率是0.5或者以下时，获得某个放电容量。这认为是因为在参数a/参数b的比率是0.5或者以下时，确保放电时间两倍以上的中止时间。因而，通过放电恢复了由累积的阻抗成分(主要是浓度极化)引起的电压降，并且下限电压没有达到。
[0106]另一方面，在参数a/参数b的比率是1.0的情况下，能确认存在维持放电容量的情况，并还存在几乎难以获得放电容量的情况。此外，在参数a/参数b的比率大于1.0的情况下，几乎难以获得放电容量。这认为是因为相较于放电时间，中止时间是不够的，使得累积的阻抗成分(主要是浓度极化)引起的电压降没有被放电充分地恢复，并且达到下限电压。
[0107]图12图示比较新的蓄电池的恶化趋势的曲线图。图12 (a)图示使用三种放电波形Pl至P3的充电和放电循环测试的结果，并且图12 (b)图示各个放电波形Pl至P3的波形形状。
[0108]图12 (b)中的放电波形Pl具有其中蓄电池以IItA连续充电的形状。放电波形P2具有其中以2ItA重复一秒的放电和一秒的中止的脉冲形状。放电波形P3具有其中以2ItA重复2秒的放电和2秒的中止的脉冲形状。这样，为了确保公平地评估各个测试结果，放电波形Pl至P3的占空比设定成相同。
[0109]图12 Ca)中的曲线Wl是通过使用特定的充电方法对蓄电池进行充电，使用放电波形Pl对蓄电池连续放电达一个小时而获得的曲线。测量在此时的剩余电力和总的放电电力。然后，计算作为剩余电力与电池的初始电力之比的初始电力比(％)。随后，重复相同的测试。同时，纵轴表示初始电力比，并且水平轴表示总放电电力。
[0110]曲线W2是通过使用特定的充电方法对蓄电池进行充电，使用放电波形P2对蓄电池循环地放电达一个小时而获得的曲线。测量此时的剩余电力和总的放电电力。然后，计算作为剩余电力与电池的初始电力之比的初始电力比(％)。随后，重复相同的测试。
[0111]曲线W3是通过使用特定的充电方法对蓄电池进行充电，使用放电波形P3对蓄电池循环地放电达一个小时而获得的曲线。测量此时的剩余电力和总的放电电力。然后，计算作为剩余电力与电池的初始电力之比的初始电力比(％)。随后，重复相同的测试。
[0112]同时，在60摄氏度或者以下的环境温度执行获得曲线Wl至W3的测试，并在除了所使用的放电波形不同以外的相同的条件下执行该测试。即，各个条件相同，使得放电波形的不同对恶化没有任何影响，则获得相同的曲线。
[0113]如图12 (a)中图示，曲线Wl至W3图示大致相同的斜率。这样，曲线Wl至W3图示大致相同的测试结果，并从此事实，能确认其中使用放电波形P2或者P3的循环放电不具有加速蓄电池的恶化的任何影响。
[0114]从以上所述的示例的结果，
【发明者】发现相较于对未恶化的蓄电池进行满充电然后使电池连续地放电而获得的放电容量，能增大通过对恶化的蓄电池进行满充电然后使该电池循环放电而获得的放电容量。此外，本
【发明者】还发现，即使当使未恶化的蓄电池循环放电，也不存在加速蓄电池的恶化的影响。
[0115]作为基于以上知识执行各种验证的结果，本
【发明者】发现，当恶化的蓄电池被充电然后通过连接到负载而使用时，通过在循环地重复放电时间和中止时间，将中止时间设定为一秒或者以上，并将放电时间设定为短于中止时间的同时使蓄电池放电，相较于在连续放电的情况下获得的放电容量，能增大放电容量，并可以比未恶化的蓄电池更加抑制产品品质的降低。
[0116]此外，发现在循环放电中，通过将中止时间设定为放电时间的两倍或者以上，相较于在连续放电的情况下获得的放电容量，能增大恶化的蓄电池的放电容量，并可以将产品的品质维持在大致新的产品的品质。
[0117]至今，已经就具体的示例性实施例详细地描述了本发明，但是本领域的技术人员清楚知道在本发明的概念和范围内能添加各种修改或者修正。
【权利要求】
1.一种用于控制蓄电池的放电的方法，在所述蓄电池中，由于重复的充电和放电引起的恶化，满充电得到的满容量降低，所述方法包括: 在将恶化的所述蓄电池充电之后至少使用恶化的所述蓄电池以连接到负载时，在循环地重复放电时间和中止时间的同时,使所述蓄电池放电， 其中，所述中止时间是一秒或者更长，并且所述放电时间短于所述中止时间。
2.根据权利要求1所述的用于控制蓄电池的放电的方法， 其中，所述中止时间是所述放电时间的两倍或者以上。
3.根据权利要求1或2所述的用于控制蓄电池的放电的方法， 其中，所述放电时间小于30秒。
4.根据权利要求1或2所述的用于控制蓄电池的放电的方法， 其中，在初始容量比方面，所述蓄电池已经恶化到80%或者以下。
5.根据权利要求1或2所述的用于控制蓄电池的放电的方法， 其中，当所述蓄电池至少以最大规格电流值附近的电流值放电时，执行所述方法。
6.一种用于控制蓄电池的放电的设备，在所述蓄电池中，由于重复的充电和放电引起的恶化，满充电得到的满容量降低，所述设备包括: 放电控制单元，在循环地重复放电时间和中止时间的同时，使所述蓄电池放电， 其中，所述中止时间是一秒或者更长，并且所述放电时间短于所述中止时间。
7.根据权利要求6所述的用于控制蓄电池的放电的设备， 其中，所述中止时间是所述放电时间的两倍或者以上。
8.根据权利要求6或7所述的用于控制蓄电池的放电的设备， 其中，所述放电时间小于30秒。
9.根据权利要求6或7所述的用于控制蓄电池的放电的设备， 其中，在初始容量比方面，所述蓄电池已经恶化到80%或者以下。
10.根据权利要求6或7所述的用于控制蓄电池的放电的设备， 其中，当所述蓄电池至少以最大规格电流值附近的电流值放电时，所述放电控制单元在循环地重复所述放电时间和所述中止时间的同时使得所述蓄电池放电。
【文档编号】H01M10/44GK103811825SQ201310566689
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】斋藤亮, 新井寿一 申请人:雅马哈发动机株式会社