JPH0785892A - 蓄電池の充電方法及びこの充電方法に適合した蓄電池 - Google Patents
蓄電池の充電方法及びこの充電方法に適合した蓄電池Info
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- JPH0785892A JPH0785892A JP5228492A JP22849293A JPH0785892A JP H0785892 A JPH0785892 A JP H0785892A JP 5228492 A JP5228492 A JP 5228492A JP 22849293 A JP22849293 A JP 22849293A JP H0785892 A JPH0785892 A JP H0785892A
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- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄電池において充電が進み過充電状態になっ
たとき電解液の分解によりガスが発生するのを防止する
とともに、充電時間の短縮化を図ることができる蓄電池
の充電方法の提供。 【構成】 充電器２により蓄電池１への定電流充電時
に、ＲＭＳメータ５により蓄電池１のＡＥ信号を測定
し、監視回路６によりＡＥ信号の測定値を微分した結
果、この測定値の増加率が急上昇傾向を示したとき、充
電器２から蓄電池１への充電を定電流充電から定電圧充
電に切替えることを特徴とする。
たとき電解液の分解によりガスが発生するのを防止する
とともに、充電時間の短縮化を図ることができる蓄電池
の充電方法の提供。 【構成】 充電器２により蓄電池１への定電流充電時
に、ＲＭＳメータ５により蓄電池１のＡＥ信号を測定
し、監視回路６によりＡＥ信号の測定値を微分した結
果、この測定値の増加率が急上昇傾向を示したとき、充
電器２から蓄電池１への充電を定電流充電から定電圧充
電に切替えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池の充電方法及び
この充電方法に適合した蓄電池に関する。
この充電方法に適合した蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の蓄電池の充電方法として、例えば
特開昭６１−３９４６５号公報に開示されたものがあ
る。この従来の蓄電池の充電方法では、電池内部に酸素
ガスを検知する補助電極を設け、充電初期に直流で充電
を行ない、充電末期にはパルス充電に切替えるようにし
ている。これにより、充電が進み過充電状態になったと
きに電解液の分解によりガスが発生するのを防いでい
る。
特開昭６１−３９４６５号公報に開示されたものがあ
る。この従来の蓄電池の充電方法では、電池内部に酸素
ガスを検知する補助電極を設け、充電初期に直流で充電
を行ない、充電末期にはパルス充電に切替えるようにし
ている。これにより、充電が進み過充電状態になったと
きに電解液の分解によりガスが発生するのを防いでい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の蓄電池の充電方法のように、電池内部に酸素ガ
スを検知する補助電極を設けると電池構造が複雑となる
ので蓄電池を製作するうえでの制約がきびしくなり、一
般に市販されている構造の蓄電池には適用できない。ま
た、パルス充電時にはパルスのオフタイム時間が時間的
損失を招来し、充電時間が長くなるという問題点があっ
た。
た従来の蓄電池の充電方法のように、電池内部に酸素ガ
スを検知する補助電極を設けると電池構造が複雑となる
ので蓄電池を製作するうえでの制約がきびしくなり、一
般に市販されている構造の蓄電池には適用できない。ま
た、パルス充電時にはパルスのオフタイム時間が時間的
損失を招来し、充電時間が長くなるという問題点があっ
た。
【０００４】本発明は、上記した事情に着目してなされ
たものであり、その第１の目的とするところは蓄電池に
おいて充電が進み過充電状態になったときに電解液の分
解によりガスが発生するのを防止し得るとともに、充電
時間の短縮化を図ることができる蓄電池の充電方法を提
供することにある。第２の目的とするところは、上記第
１の目的を達成する蓄電池の充電方法に適合した簡素な
電池構造の蓄電池を提供することにある。
たものであり、その第１の目的とするところは蓄電池に
おいて充電が進み過充電状態になったときに電解液の分
解によりガスが発生するのを防止し得るとともに、充電
時間の短縮化を図ることができる蓄電池の充電方法を提
供することにある。第２の目的とするところは、上記第
１の目的を達成する蓄電池の充電方法に適合した簡素な
電池構造の蓄電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明の蓄電池の充電方法は、被充電対象の蓄
電池に対し定電流充電及び定電圧充電を行なえる充電手
段と、前記蓄電池の電池内部で発生するアコースティッ
クエミッション信号を測定する測定手段と、該測定手段
の測定値を微分して当該測定値の増加率を監視する監視
手段とを備え、前記充電手段により前記蓄電池への定電
流充電時に、前記測定手段により当該蓄電池のアコース
ティックエミッション信号を測定し、前記監視手段によ
り前記測定手段の測定値を微分した結果、当該測定値の
増加率が急上昇傾向を示したとき、前記充電手段におい
て前記蓄電池への充電を定電流充電から定電圧充電へ切
替えることを特徴とする。
るため、本発明の蓄電池の充電方法は、被充電対象の蓄
電池に対し定電流充電及び定電圧充電を行なえる充電手
段と、前記蓄電池の電池内部で発生するアコースティッ
クエミッション信号を測定する測定手段と、該測定手段
の測定値を微分して当該測定値の増加率を監視する監視
手段とを備え、前記充電手段により前記蓄電池への定電
流充電時に、前記測定手段により当該蓄電池のアコース
ティックエミッション信号を測定し、前記監視手段によ
り前記測定手段の測定値を微分した結果、当該測定値の
増加率が急上昇傾向を示したとき、前記充電手段におい
て前記蓄電池への充電を定電流充電から定電圧充電へ切
替えることを特徴とする。
【０００６】上記第２の目的を達成するため、本発明の
蓄電池は、電池内部の正負両極板間の電解液中あるいは
電解液面に、電極から発生する気泡が接触することに起
因して気泡の合体あるいは破壊が生じることに伴って振
動する絶縁体を設けたことを特徴とする。
蓄電池は、電池内部の正負両極板間の電解液中あるいは
電解液面に、電極から発生する気泡が接触することに起
因して気泡の合体あるいは破壊が生じることに伴って振
動する絶縁体を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明による蓄電池の充電方法であれば、充電
手段により蓄電池の定電流充電時に、測定手段によりそ
の蓄電池のアコースティックエミッション信号（以下
「ＡＥ信号」と称する）を測定し、監視手段により測定
値を微分した結果、その測定値の増加率が急上昇傾向を
示したとき、充電が進み蓄電池は過充電状態にあると認
識できる。そして、この認識がなされたときに、充電手
段による充電を定電流充電から定電圧充電へ切替えるの
で、電解液の分解によりガスが発生するのを防止するこ
とができる。また、蓄電池への定電圧充電時には従来の
パルス充電時におけるパルスのオフタイム時間の如くの
時間的損失が無いので、充電時間の短縮化を図ることが
できる。しかも、このように蓄電池への充電を行なう場
合には、蓄電池の電池構造を複雑にする手段を採用しな
くても済む。
手段により蓄電池の定電流充電時に、測定手段によりそ
の蓄電池のアコースティックエミッション信号（以下
「ＡＥ信号」と称する）を測定し、監視手段により測定
値を微分した結果、その測定値の増加率が急上昇傾向を
示したとき、充電が進み蓄電池は過充電状態にあると認
識できる。そして、この認識がなされたときに、充電手
段による充電を定電流充電から定電圧充電へ切替えるの
で、電解液の分解によりガスが発生するのを防止するこ
とができる。また、蓄電池への定電圧充電時には従来の
パルス充電時におけるパルスのオフタイム時間の如くの
時間的損失が無いので、充電時間の短縮化を図ることが
できる。しかも、このように蓄電池への充電を行なう場
合には、蓄電池の電池構造を複雑にする手段を採用しな
くても済む。
【０００８】更に、監視手段において蓄電池からのＡＥ
信号の測定値の増加率が急上昇傾向となることを認識す
る時点は、充電サイクル毎に異なるので、その環境条件
に最も適した定電圧充電を行なうことができる。
信号の測定値の増加率が急上昇傾向となることを認識す
る時点は、充電サイクル毎に異なるので、その環境条件
に最も適した定電圧充電を行なうことができる。
【０００９】本発明による蓄電池であれば、充電が行な
われている際、電池内部の正負両極板間の電解液中ある
いは電解液面に設けた絶縁体は、電極から発生する気泡
が接触することに起因して気泡の合体あるいは破壊が生
じることに伴って振動するので、電池内部での気泡の合
体あるいは破壊が生じる位置が不特定となるのを回避で
き、ＡＥ信号の測定時の測定誤差が小さくなる。従っ
て、上記した本発明による蓄電池の充電方法に適合した
ものとなる。
われている際、電池内部の正負両極板間の電解液中ある
いは電解液面に設けた絶縁体は、電極から発生する気泡
が接触することに起因して気泡の合体あるいは破壊が生
じることに伴って振動するので、電池内部での気泡の合
体あるいは破壊が生じる位置が不特定となるのを回避で
き、ＡＥ信号の測定時の測定誤差が小さくなる。従っ
て、上記した本発明による蓄電池の充電方法に適合した
ものとなる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の蓄電池の充電方法が適用さ
れた一実施例の充電システムのシステム構成を示すブロ
ック図である。
れた一実施例の充電システムのシステム構成を示すブロ
ック図である。
【００１１】この一実施例の充電システムは、被充電対
象の蓄電池１に対し定電流充電及び定電圧充電を行なえ
る充電器２と、蓄電池１の電池内部で発生するＡＥ信号
を蓄電池１の外面に貼付けたＡＥセンサ３で検知し、こ
の検知したＡＥ信号をメインアンプ４で増幅して受ける
ことによりＡＥ信号を測定するＲＭＳメータ５と、この
ＲＭＳメータ５のＡＥ信号測定値（以下「ＲＭＳ値」と
称する）を微分し、この微分した結果を充電器２へ出力
する監視回路６とを備えている。
象の蓄電池１に対し定電流充電及び定電圧充電を行なえ
る充電器２と、蓄電池１の電池内部で発生するＡＥ信号
を蓄電池１の外面に貼付けたＡＥセンサ３で検知し、こ
の検知したＡＥ信号をメインアンプ４で増幅して受ける
ことによりＡＥ信号を測定するＲＭＳメータ５と、この
ＲＭＳメータ５のＡＥ信号測定値（以下「ＲＭＳ値」と
称する）を微分し、この微分した結果を充電器２へ出力
する監視回路６とを備えている。
【００１２】このようなシステム構成において、充電器
２により蓄電池１への定電流充電時に、ＲＭＳメータ５
により蓄電池１のＲＭＳ値を測定し、監視回路６により
ＲＭＳ値を微分した結果、図２に示すようにＲＭＳ値の
増加率が通常充電から外れて急上昇傾向を示したとき、
蓄電池１は充電が進み、過充電状態にあると認識でき
る。そして、この認識がなされたときに、充電器２から
蓄電池１への充電を定電流充電から定電圧充電に切替え
る制御が充電器２においてなされる。これにより、充電
器２から蓄電池１への充電を定電流充電で行なっている
際、蓄電池１において充電が進み過充電状態になると、
充電器２から蓄電池１への充電を定電流充電から定電圧
充電に切替えることができる。従って、蓄電池１におい
て電解液の分解によりガスが発生するのを防止すること
ができる。
２により蓄電池１への定電流充電時に、ＲＭＳメータ５
により蓄電池１のＲＭＳ値を測定し、監視回路６により
ＲＭＳ値を微分した結果、図２に示すようにＲＭＳ値の
増加率が通常充電から外れて急上昇傾向を示したとき、
蓄電池１は充電が進み、過充電状態にあると認識でき
る。そして、この認識がなされたときに、充電器２から
蓄電池１への充電を定電流充電から定電圧充電に切替え
る制御が充電器２においてなされる。これにより、充電
器２から蓄電池１への充電を定電流充電で行なっている
際、蓄電池１において充電が進み過充電状態になると、
充電器２から蓄電池１への充電を定電流充電から定電圧
充電に切替えることができる。従って、蓄電池１におい
て電解液の分解によりガスが発生するのを防止すること
ができる。
【００１３】また、蓄電池１への定電圧充電時には、従
来のパルス充電時におけるパルスのオフタイム時間の如
くの時間的損失が無いので、充電時間の短縮化を図るこ
とができる。しかも、このように蓄電池１への充電を行
なう場合には、蓄電池の電池構造を複雑に手段を採用し
なくても済む。
来のパルス充電時におけるパルスのオフタイム時間の如
くの時間的損失が無いので、充電時間の短縮化を図るこ
とができる。しかも、このように蓄電池１への充電を行
なう場合には、蓄電池の電池構造を複雑に手段を採用し
なくても済む。
【００１４】更に、監視回路６において微分した結果、
蓄電池１のＲＭＳ値の増加率が急上昇傾向にあると認識
する時点は、充電サイクル毎に異なるので、その環境条
件に最も適した定電圧充電を行なうことができる。
蓄電池１のＲＭＳ値の増加率が急上昇傾向にあると認識
する時点は、充電サイクル毎に異なるので、その環境条
件に最も適した定電圧充電を行なうことができる。
【００１５】なお、本実施例では、充電器２において、
監視回路６からのＲＭＳ値の微分結果を受けて定電流充
電から定電圧充電に切替えるようにしたが、監視回路６
においてＲＭＳ値の微分結果に応じて充電器２から蓄電
池１への充電を定電流充電から定電圧充電に切替える旨
の制御信号を出し、この制御信号に応じて充電器２が定
電流充電から定電圧充電へ切替えるようにしてもよい。
監視回路６からのＲＭＳ値の微分結果を受けて定電流充
電から定電圧充電に切替えるようにしたが、監視回路６
においてＲＭＳ値の微分結果に応じて充電器２から蓄電
池１への充電を定電流充電から定電圧充電に切替える旨
の制御信号を出し、この制御信号に応じて充電器２が定
電流充電から定電圧充電へ切替えるようにしてもよい。
【００１６】次に、本実施例の充電方法の作用について
説明する。
説明する。
【００１７】図３は、被充電対象の蓄電池として、公
称：６Ｖ、公称：２Ahの密閉型鉛酸電池を適用し、この
蓄電池の充電量に対する放電量の特性を示したものであ
り、特性Ａは本実施例の場合を示し、特性Ｂは従来の場
合を示している。
称：６Ｖ、公称：２Ahの密閉型鉛酸電池を適用し、この
蓄電池の充電量に対する放電量の特性を示したものであ
り、特性Ａは本実施例の場合を示し、特性Ｂは従来の場
合を示している。
【００１８】本実施例による特性Ａは、蓄電池に対して
充電器をつないでＩＣで定電流充電を行なっている際、
ＲＭＳ値の増加率が急上昇傾向を示したとき、蓄電池へ
の充電を定電流充電から定電圧充電に切替えて得た特性
である。
充電器をつないでＩＣで定電流充電を行なっている際、
ＲＭＳ値の増加率が急上昇傾向を示したとき、蓄電池へ
の充電を定電流充電から定電圧充電に切替えて得た特性
である。
【００１９】従来の特性Ｂは、蓄電池に対して最初から
最後まで充電器によりＩＣで定電流充電を行なって得た
特性である。
最後まで充電器によりＩＣで定電流充電を行なって得た
特性である。
【００２０】この図３から明らかなように、本実施例の
充電方法の場合は、従来の充電方法の場合と比較して、
少ない充電量でより多く放電量を確保することができ
る。特に充電量が１００％になると本実施例の充電方法
の場合では、ほぼ１００％近くの放電量を得ることがで
きる。これに対し、従来の充電方法の場合には、充電量
が１００％になっても放電量が７５％程度にしかならな
い。
充電方法の場合は、従来の充電方法の場合と比較して、
少ない充電量でより多く放電量を確保することができ
る。特に充電量が１００％になると本実施例の充電方法
の場合では、ほぼ１００％近くの放電量を得ることがで
きる。これに対し、従来の充電方法の場合には、充電量
が１００％になっても放電量が７５％程度にしかならな
い。
【００２１】図４、被充電対象の蓄電池として、公称電
圧：６Ｖ、公称容量：２Ahの密閉型鉛酸電池を適用し、
この蓄電池への充電サイクル数とこの蓄電池の充電容量
との関係を示す特性であり、特性Ｃは本実施例の充電方
法の場合を示し、特性Ｄは従来の場合を示している。
圧：６Ｖ、公称容量：２Ahの密閉型鉛酸電池を適用し、
この蓄電池への充電サイクル数とこの蓄電池の充電容量
との関係を示す特性であり、特性Ｃは本実施例の充電方
法の場合を示し、特性Ｄは従来の場合を示している。
【００２２】本実施例による特性Ｃは、蓄電池に対して
充電器により０．２５Ｃで定電流充電を行なっている
際、ＲＭＳ値の増加率が急上昇傾向を示したとき、蓄電
池への充電を定電流充電より定電圧充電に切替えて得た
特性である。
充電器により０．２５Ｃで定電流充電を行なっている
際、ＲＭＳ値の増加率が急上昇傾向を示したとき、蓄電
池への充電を定電流充電より定電圧充電に切替えて得た
特性である。
【００２３】従来の特性Ｄは、蓄電池に対して充電器に
より０．２５Ｃで定電流充電を行なっている際、蓄電池
の電圧が７．２Ｖに達したら、７．２Ｖの定電圧充電に
切替えて得た特性である。
より０．２５Ｃで定電流充電を行なっている際、蓄電池
の電圧が７．２Ｖに達したら、７．２Ｖの定電圧充電に
切替えて得た特性である。
【００２４】この図４から明らかなように、本実施例の
充電方法の場合及び従来の充電方法の場合ともに各充電
サイクル毎に定電流充電から定電圧充電に切替えるのに
かかわらず、本実施例の充電方法の場合の方が従来の充
電方法の場合よりもサイクル寿命が伸びており、例えば
充電サイクル数：２００において、本実施例の充電方法
によると充電容量を１００％程度に維持できるが、従来
の充電方法によると５０％程度まで半減してしまう。こ
れは、各充電サイクル毎にＲＭＳ値の増加率が急上昇傾
向となる時点が異なることに対応させているか否かの相
違であり、本実施例の充電方法にあっては各充電サイク
ル毎に環境条件に最も適した電圧値で定電圧充電を行な
っているが、従来の充電方法ではそれを行なうことが不
可能であることによる。
充電方法の場合及び従来の充電方法の場合ともに各充電
サイクル毎に定電流充電から定電圧充電に切替えるのに
かかわらず、本実施例の充電方法の場合の方が従来の充
電方法の場合よりもサイクル寿命が伸びており、例えば
充電サイクル数：２００において、本実施例の充電方法
によると充電容量を１００％程度に維持できるが、従来
の充電方法によると５０％程度まで半減してしまう。こ
れは、各充電サイクル毎にＲＭＳ値の増加率が急上昇傾
向となる時点が異なることに対応させているか否かの相
違であり、本実施例の充電方法にあっては各充電サイク
ル毎に環境条件に最も適した電圧値で定電圧充電を行な
っているが、従来の充電方法ではそれを行なうことが不
可能であることによる。
【００２５】また、上記した本発明の一実施例の充電方
法では、充電器２において、各充電サイクル毎に同一電
圧値で定電圧充電を行なっているが、各充電サイクル毎
に監視回路６で微分した結果に対応させて段階的に電圧
値を変更する定電圧充電を２段階以上の複数段階で行な
うこともできる。このようにすると、蓄電池１の電池内
部状態に対しより整合性が高くなることを期待できる。
法では、充電器２において、各充電サイクル毎に同一電
圧値で定電圧充電を行なっているが、各充電サイクル毎
に監視回路６で微分した結果に対応させて段階的に電圧
値を変更する定電圧充電を２段階以上の複数段階で行な
うこともできる。このようにすると、蓄電池１の電池内
部状態に対しより整合性が高くなることを期待できる。
【００２６】次に、前述した本発明の各実施例の充電方
法についてその結果を確認するために行った実験で得ら
れたデータを説明する。
法についてその結果を確認するために行った実験で得ら
れたデータを説明する。
【００２７】図５は、未使用の蓄電池と、５００回充放
電後の蓄電池に対し、本発明の一実施例の充電方法によ
り同一条件で充電を行なった際のＡＥ信号のＲＭＳ変化
である。いずれも過充電状態になるとＲＭＳが急増する
ことは前述した通りであるが、通常充電中（定電流充電
中）にもＲＭＳには変化が生じており、その増加率は、
電池の使用回数に応じて変化することが分る。
電後の蓄電池に対し、本発明の一実施例の充電方法によ
り同一条件で充電を行なった際のＡＥ信号のＲＭＳ変化
である。いずれも過充電状態になるとＲＭＳが急増する
ことは前述した通りであるが、通常充電中（定電流充電
中）にもＲＭＳには変化が生じており、その増加率は、
電池の使用回数に応じて変化することが分る。
【００２８】更に、図６は、充電時の外部雰囲気温度を
変えた場合のＲＭＳ変化であるが、ＲＭＳの増加率は電
池（電極）の劣化や環境の変化に起因する充電反応活性
度によって変化している。これに対し、本発明の充電方
法では、ＲＭＳの増加率を検出するので、蓄電池の活性
度を検出し、充電状態のきめ細かい制御及び電池劣化の
早期発見を容易に行なえる。
変えた場合のＲＭＳ変化であるが、ＲＭＳの増加率は電
池（電極）の劣化や環境の変化に起因する充電反応活性
度によって変化している。これに対し、本発明の充電方
法では、ＲＭＳの増加率を検出するので、蓄電池の活性
度を検出し、充電状態のきめ細かい制御及び電池劣化の
早期発見を容易に行なえる。
【００２９】次に、前述した本発明の各実施例の充電方
法に適合した本発明の蓄電池について説明する。
法に適合した本発明の蓄電池について説明する。
【００３０】図７は、本発明が適用された第１実施例の
蓄電池の構成を示す図である。
蓄電池の構成を示す図である。
【００３１】まず構成を説明すると、１１は正極板、１
２は負極板、１３は電解液であり、両極板はこの電解液
に浸されている。１４は絶縁体から成る薄膜であり、正
極板１１、負極板１２間の電解液１３中あるいは液面に
配置されている。なおセンサーからの出力が電解液の電
位の影響を受けないようにするために１４は絶縁体とし
ている。１５は薄膜１４の振動を検出するため、薄膜１
４に取り付けられたセンサーである。１６は容器であっ
て、センサー１５と電解液１３が接触しないようにする
ことで、電解液１３によりセンサー１５が侵されたり、
センサー１５からの出力が短絡するのを防いでいる。セ
ンサー１５からの出力は前増幅器１７により増幅された
後、ＡＥ検出器１８に送られる。
２は負極板、１３は電解液であり、両極板はこの電解液
に浸されている。１４は絶縁体から成る薄膜であり、正
極板１１、負極板１２間の電解液１３中あるいは液面に
配置されている。なおセンサーからの出力が電解液の電
位の影響を受けないようにするために１４は絶縁体とし
ている。１５は薄膜１４の振動を検出するため、薄膜１
４に取り付けられたセンサーである。１６は容器であっ
て、センサー１５と電解液１３が接触しないようにする
ことで、電解液１３によりセンサー１５が侵されたり、
センサー１５からの出力が短絡するのを防いでいる。セ
ンサー１５からの出力は前増幅器１７により増幅された
後、ＡＥ検出器１８に送られる。
【００３２】次に作用を説明する。正極板１１の材質は
ニッケル、負極板１２の材質はカドミウム、電解液１３
には２０％ＫＯＨ水溶液を用い、薄膜１４は板厚０．３
mmのポリプロピレン製で、電解液１３の移動を妨げない
ように細かい孔を複数開けたものを電解液に浸かるよう
に配置した。本発明に係る蓄電池をＩＣ電流にて充電し
たところ、電解液１３の電気分解がおこり、正極板から
酸素ガスが発生した。ガスは細かい気泡状となって液面
へ移動していき、気泡の合体あるいは気泡がはじける際
に弾性波（超音波）が放出されるため、ＡＥセンサーな
どで振動を検出すれば、ガスの発生、ひいては充電状態
を監視することができる。従来の蓄電池構造では、気泡
のはじける位置が不特定であったり、比較的多くの気泡
がはじける液面付近で測定しようとしても、液量の変化
や液面の振動などで安定な計測ができないため、精度良
い測定ができなかった。しかし本発明に係る蓄電池構造
では、発生した気泡を集める薄板を有するため、気泡は
この薄板表面で集中してはじけ、薄板を直に振動させる
こととなり、感度を大幅に改善することができる。図８
に本発明に係る蓄電池における充電時のＡＥ測定値（Ｒ
ＭＳ）を従来の蓄電池の電槽部で測定したものと比較し
た結果を示す。なお本発明に係る蓄電池構造はニッケル
−カドミウム電池、さらには２次電池に限らず種々の電
池に適用できる。
ニッケル、負極板１２の材質はカドミウム、電解液１３
には２０％ＫＯＨ水溶液を用い、薄膜１４は板厚０．３
mmのポリプロピレン製で、電解液１３の移動を妨げない
ように細かい孔を複数開けたものを電解液に浸かるよう
に配置した。本発明に係る蓄電池をＩＣ電流にて充電し
たところ、電解液１３の電気分解がおこり、正極板から
酸素ガスが発生した。ガスは細かい気泡状となって液面
へ移動していき、気泡の合体あるいは気泡がはじける際
に弾性波（超音波）が放出されるため、ＡＥセンサーな
どで振動を検出すれば、ガスの発生、ひいては充電状態
を監視することができる。従来の蓄電池構造では、気泡
のはじける位置が不特定であったり、比較的多くの気泡
がはじける液面付近で測定しようとしても、液量の変化
や液面の振動などで安定な計測ができないため、精度良
い測定ができなかった。しかし本発明に係る蓄電池構造
では、発生した気泡を集める薄板を有するため、気泡は
この薄板表面で集中してはじけ、薄板を直に振動させる
こととなり、感度を大幅に改善することができる。図８
に本発明に係る蓄電池における充電時のＡＥ測定値（Ｒ
ＭＳ）を従来の蓄電池の電槽部で測定したものと比較し
た結果を示す。なお本発明に係る蓄電池構造はニッケル
−カドミウム電池、さらには２次電池に限らず種々の電
池に適用できる。
【００３３】図９に第２実施例を示す。この図は電極板
間の絶縁体の構造を示すものである。２０は電極板間が
短絡しないように適度な間隔を設ける目的の厚膜部、２
１は２０表面に設けられた繊毛状突起であり、その径は
２０よりも細く、各突起間は電解液が移動できるように
なっている。２２はセンサーであって、厚膜部２０に付
けられている。図１０は第２実施例の繊毛状突起付き絶
縁体を電極間に設置した状態を示すもので、２３は電
極、２４は絶縁体であり、絶縁体２４は突起を有する面
が電極と平行になる向きに、電極で挾まれている。作用
を説明すると、電極板２３表面から生じる気泡は絶縁体
の繊毛状突起２１表面に捕捉され、気泡は繊毛表面で集
中的に合体し、そこでＡＥが生じる。ＡＥの振動は突起
２１を介して厚膜部２０に伝えられ、センサー２２によ
り検出される。本実施例では気泡を捕捉する薄膜部を繊
毛状とし、これを電極板と平行に配しているので、上記
した第１実施例に比べて絶縁体の厚さを薄くしやすく、
更にその絶縁体はセパレータとしての特性が優れたもの
となるので、より効率の高い電池が得られる。また、効
率の面から電極板間距離は短くする方が望ましいため、
第２実施例は、より実用性が高い構造であるといえる。
間の絶縁体の構造を示すものである。２０は電極板間が
短絡しないように適度な間隔を設ける目的の厚膜部、２
１は２０表面に設けられた繊毛状突起であり、その径は
２０よりも細く、各突起間は電解液が移動できるように
なっている。２２はセンサーであって、厚膜部２０に付
けられている。図１０は第２実施例の繊毛状突起付き絶
縁体を電極間に設置した状態を示すもので、２３は電
極、２４は絶縁体であり、絶縁体２４は突起を有する面
が電極と平行になる向きに、電極で挾まれている。作用
を説明すると、電極板２３表面から生じる気泡は絶縁体
の繊毛状突起２１表面に捕捉され、気泡は繊毛表面で集
中的に合体し、そこでＡＥが生じる。ＡＥの振動は突起
２１を介して厚膜部２０に伝えられ、センサー２２によ
り検出される。本実施例では気泡を捕捉する薄膜部を繊
毛状とし、これを電極板と平行に配しているので、上記
した第１実施例に比べて絶縁体の厚さを薄くしやすく、
更にその絶縁体はセパレータとしての特性が優れたもの
となるので、より効率の高い電池が得られる。また、効
率の面から電極板間距離は短くする方が望ましいため、
第２実施例は、より実用性が高い構造であるといえる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の充電方法
によれば、充電手段により蓄電池への定電流充電時に、
測定手段により蓄電池のＡＥ信号を測定し、監視手段に
よりＡＥ信号のＲＭＳ値を微分した結果、ＲＭＳ値の増
加率が急上昇傾向を示したとき、充電手段において蓄電
池への充電を定電流充電から定電圧充電に切替えるの
で、蓄電池に対する充電効率を増加させ、また蓄電池の
サイクル寿命を長くできるという効果が得られる。
によれば、充電手段により蓄電池への定電流充電時に、
測定手段により蓄電池のＡＥ信号を測定し、監視手段に
よりＡＥ信号のＲＭＳ値を微分した結果、ＲＭＳ値の増
加率が急上昇傾向を示したとき、充電手段において蓄電
池への充電を定電流充電から定電圧充電に切替えるの
で、蓄電池に対する充電効率を増加させ、また蓄電池の
サイクル寿命を長くできるという効果が得られる。
【００３５】また、本発明の蓄電池は、その構成を、蓄
電池内の正負両極板間の電解液中あるいは電解液面に、
電極より発生する気泡が接触し、気泡の合体あるいは破
壊に伴って振動する絶縁体を配したことにより、上記し
た本発明の充電方法により充電状態を精度良く監視し、
最適に制御できるため、蓄電池の寿命を向上できるとい
う効果が得られる。
電池内の正負両極板間の電解液中あるいは電解液面に、
電極より発生する気泡が接触し、気泡の合体あるいは破
壊に伴って振動する絶縁体を配したことにより、上記し
た本発明の充電方法により充電状態を精度良く監視し、
最適に制御できるため、蓄電池の寿命を向上できるとい
う効果が得られる。
【図１】本発明の蓄電池の充電方法が適用された一実施
例の充電システムのシステム構成を示すブロック図であ
る。
例の充電システムのシステム構成を示すブロック図であ
る。
【図２】充電時間とＡＥ信号のＲＭＳの値との関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図３】充電量と放電量の関係を示す図である。
【図４】充電サイクル数と充電容量の関係を示す特性図
である。
である。
【図５】充電時のＡＥ信号のＲＭＳ変化を示す特性図で
ある。
ある。
【図６】充電時の外部雰囲気温度を変えた場合における
充電時のＡＥ信号のＲＭＳ変化を示す特性図である。
充電時のＡＥ信号のＲＭＳ変化を示す特性図である。
【図７】本発明が適用された第１実施例の蓄電池の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図８】蓄電池のＡＥ信号の測定値を示す特性図であ
る。
る。
【図９】本発明が適用された第２実施例の蓄電池の要部
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施例の作用を説明するために
用いた図である。
用いた図である。
１ 蓄電池 ２ 充電器 ３ ＡＥセンサ ４ メインアンプ ５ ＲＭＳメータ ６ 監視回路 １１ 正極板 １２ 負極板 １３ 電解液 １４ 絶縁体から成る薄膜 １５，２２ センサー １６ 容器 １７ 前増幅器 １８ ＡＥ検出器 ２０ 厚膜部 ２１ 繊毛状突起 ２３ 電極 ２４ 絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 公博 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 被充電対象の蓄電池に対し定電流充電及
び定電圧充電を行なえる充電手段と、前記蓄電池の電池
内部で発生するアコースティックエミッション信号を測
定する測定手段と、該測定手段の測定値を微分して当該
測定値の増加率を監視する監視手段とを備え、 前記充電手段により前記蓄電池への定電流充電時に、前
記測定手段により当該蓄電池のアコースティックエミッ
ション信号を測定し、前記監視手段により前記測定手段
の測定値を微分した結果、当該測定値の増加率が急上昇
傾向を示したとき、前記充電手段において前記蓄電池へ
の充電を定電流充電から定電圧充電へ切替えることを特
徴とする蓄電池の充電方法。 - 【請求項２】 前記充電手段による前記蓄電池への充電
は、定電流充電から定電圧充電へ切替えた後、前記監視
手段により前記測定手段の測定値を微分した結果に対応
させて段階的に電圧値を変更する定電圧充電を複数段階
で行なうことを特徴とるする請求項１記載の蓄電池の充
電方法。 - 【請求項３】 電池内部の正負両極板間の電解液中ある
いは電解液面に、電極から発生する気泡が接触すること
に起因して気泡の合体あるいは破壊が生じることに伴っ
て振動する絶縁体を設けたことを特徴とする蓄電池。 - 【請求項４】 前記絶縁体に当該絶縁体の振動を検知す
るセンサを付設したことを特徴とする請求項３記載の蓄
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228492A JPH0785892A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 蓄電池の充電方法及びこの充電方法に適合した蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228492A JPH0785892A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 蓄電池の充電方法及びこの充電方法に適合した蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785892A true JPH0785892A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16877311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5228492A Pending JPH0785892A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 蓄電池の充電方法及びこの充電方法に適合した蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785892A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010040319A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の電解液量検出方法およびその装置 |
| WO2011001471A1 (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の内部状態検出装置、及び方法 |
| FR2949908A1 (fr) * | 2009-09-04 | 2011-03-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede de charge d'un accumulateur electrochimique |
| JP2013187031A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Hitachi Ltd | リチウムイオン二次電池システム、リチウムイオン二次電池の検査方法、リチウムイオン二次電池の制御方法 |
| US8984943B2 (en) | 2011-06-06 | 2015-03-24 | Hitachi, Ltd. | Inspection apparatus and inspection method for lithium ion secondary battery, and secondary battery module |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP5228492A patent/JPH0785892A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010040319A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の電解液量検出方法およびその装置 |
| WO2011001471A1 (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の内部状態検出装置、及び方法 |
| CN102473972A (zh) * | 2009-07-02 | 2012-05-23 | 丰田自动车株式会社 | 电池的内部状态检测装置和方法 |
| JP5293818B2 (ja) * | 2009-07-02 | 2013-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の内部状態検出装置、及び方法 |
| US8549927B2 (en) | 2009-07-02 | 2013-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device and method to sense battery internal state |
| FR2949908A1 (fr) * | 2009-09-04 | 2011-03-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede de charge d'un accumulateur electrochimique |
| US8984943B2 (en) | 2011-06-06 | 2015-03-24 | Hitachi, Ltd. | Inspection apparatus and inspection method for lithium ion secondary battery, and secondary battery module |
| JP2013187031A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Hitachi Ltd | リチウムイオン二次電池システム、リチウムイオン二次電池の検査方法、リチウムイオン二次電池の制御方法 |
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