发明名称 充电、熔解及格式化电池之方法与装置
摘要 一种快速充电电池之方法与装置。此较佳充电法包含施以一或更多充电脉冲(C1,C2),如果超过一个,间隔一段等待时段(CW1),在最后充电脉冲后继而为第二等待时段(CW2)。然后为一系列放电脉冲(D1,D2,D3),其间隔等待时段(DW1,DW2),继而在发生次一充电脉冲(C1)前为最后等待时段(DW3)。放电脉冲具有与充电脉冲之最大约相同之量较佳,但其具有实质上小于充电脉冲时间之时间。放电脉冲用以产生及完全分散离子于电池之电解质,使离子不遮蔽电池板妨碍进一步电荷转移。使用多重放电脉冲而非单一放电脉冲,使电池内之天然化学及电梯度用以用均匀地完全分离离子于电解质。使用相当小放电脉冲时间不造成电池之重大放电,但确增加电池充电之时间及电池充电之效率,而减少充电时间及电池放热。亦揭示熔解及充电冷冻电池,以格式化新电池、决定电池形成状态、及决定电池充电状态之装置与方法。
申请公布号 TW222720 申请公布日期 1994.04.21
申请号 TW082100919 申请日期 1993.02.10
申请人 电子能源科技公司 发明人 菲利浦.伍.波普;鲁利.波拉汉史基
分类号 H02J7/04 主分类号 H02J7/04
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1﹒一种充电一电池之方法,包含以下步骤:将至少一充电脉冲施加至该电池,该电池主要是仅当一该充电脉冲时接收一充电电流, 一该充电脉冲具有实质上不短于150毫秒之一脉冲宽度;施加一第一充电脉冲至该电池;等待一第一等待时段,于此时段中,该电池既非实质上被充电、亦非实质上被放电;将至少一第二放电脉冲施加至该电池,该电池主要是仅当该放电脉冲时提供一放电电流;及重复以上步骤直到得到一选择之参数。2﹒根据申请专利范围第1项之方法,其中该施放电脉冲之步骤包含施负载于该电池。3﹒根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一放电脉冲具有第一时间,该第二放电脉冲具有第二时间,且该第一时间大约等于该第二时间。4﹒根据申请专利范围第1项之方法,其中该充电脉冲具有充电电流幅度且各该放电脉冲只有放电电流幅度,且其中该放电脉冲之至少一放电电流幅度不小于该充电电流幅度。5﹒根据申请专利范围第1项之方法,更包含在施该充电脉冲后在施该第一放电脉冲之前等待第二等待时段之步骤。6﹒根据申请专利范围第1项之方法,更包含在施该第二放电脉冲后在重复该以上步骤之前等待第二等待时段之步骤。7﹒根据申请专利范围第6项之方法,其中该第一等待时段具有大约等于该第二等待时段之时间。8﹒根据申请专利范围第1项之方法,其中该选择参数为该窗油之电荷程度且该方法更包含测量该电池之该电荷程度之步骤。9﹒根据申请专利范围第8项之方法,其中该电荷程度在施该充电脉冲时测量。10﹒根据申请专利范围第9项之方法,其中一该充电脉冲引起一正向尖峰电压出现于该电池且该测量该电荷程度之步骤包含测量该电池之该正向尖峰电压。11﹒根据申请专利范围第10项之方法,其中该正向尖峰电压在充电脉冲开始时测量。12﹒根据申请专利范围第10项之方法,其中该测量该电荷程度之步骤更包含测定该正向尖峰电压是否已达到稳定状态状况。13﹒根据申请专利范围第10项之方法,其中该测量该电荷程度之步骤更包含在放电脉冲后在等待时段时测量该电池电压之峰幅14﹒根据申请专利范围第8项之方法,其中该电荷程度在施该放电脉冲时测量。15﹒根据申请专利范围第14项之方法,其中一该放电脉冲引起一负向尖峰电压出现于该电池且该测量该电荷程度之步骤包含测量该电池之该负向尖峰电压。16﹒根据申请专利范围第15项之方法,其中该负向尖峰电压在放电脉冲开始时测量。17 ﹒根据申请专利范围第15项之方法,其中该电荷程度之步骤更包含测定该负向尖峰电压是否已达到稳定状态状况。18﹒根据申请专利范围第8项之方法,其中该电荷程度在放电脉冲后之等待时段时测。19﹒根据申请专利范围第18项之方法,其中该电荷程度之步骤包含:测量该电池之电压幅度以提供幅度测定在该等待时段之预定部分计算该幅度测定以提供一计算之幅度信号;及求该计算之幅度信号之値。20﹒根据申请专利范围第19项之方法,其中该施加一放电脉冲之步骤包含施加一负载至该电池。21﹒根据申请专利范围第19项之方法,其中该测量该电荷程度之步骤更包含测定该计算之幅度信号是否已达到稳定状态状况。22﹒根据申请专利范围第18项之方法,其中该测量该电荷程度之步骤包含测量该电池于该等待时段之预定部分内电压之变化速率。23﹒根据申请专利范围第22项之方法,其中该测量该电荷程度之步骤更包含测量该变化速率是否已达到稳定状态状况。24﹒ 一种充电电池之装置,包含:施加一充电脉冲至该电池之充电装置,该电池主要使当一该充电脉冲时接收一充电电流,该充电脉冲具有一实质上不短于150 毫秒之脉冲宽度;施加一放电脉冲至该电池之放电装置,该电池主要使当一该放电脉冲时提供一放电电流;及控制装置,含有定时装置,供重复下列动作;引发该充电装置施加至少一第一充电脉冲,引发该放电装置施加一第一放电脉冲,等候一等待时段,于该时段中,该电池既非实质上被充电亦非实质上被放电,且引发该放电装置施加至少一第二放电脉冲。25﹒根据申请专利范围第24项之方法,其中该控制装置件该第二放电脉冲后成该充电装置施次一该第一充电脉冲前等待第二等待时段。26﹒根据申请专利范围第24项之方法,其中该控制装置在该第一充电脉冲后等待第二等待时段,然后在造成该放电装置施该第一放电脉冲前造成该充电装置施该第二充电脉冲。27﹒ 根据申请专利范围第24项之方法,其中该控制装置监测该电池之预定参数。28﹒根据申请专利范围第27项之方法,其中该预定参数为该电池之温度且该控制装置反应该温度而调整以下至少之一:该充电脉冲之时间;充电脉冲之次数;该放电脉冲之时间;放电脉冲之次数;该等待时段之时间;该充电脉冲之程度;该放电脉冲之程度。29﹒根据申请专利范围第27项之方法,其中该预定参数为该电池之电压且该控制装置反应该电池电压而调整以下至少之一:该充电脉冲之时间,充电脉冲之次数;该放电脉冲之时间;放电脉冲之次数;该等待时段之时间;该充电脉冲之程度;该放电脉冲之程度。30﹒根据申请专利范围第27项之方法,其中一该充电脉冲引发一正向尖峰电压出现于该电池,该预定参数为该正向尖峰电压且该控制装置因应于达到稳定状态状况之该正向尖峰电压而中断该电池之该充电。31﹒根据申请专利范围第27项之装置,其中一该放电脉冲引发一负向尖峰电压出现于该电池,该预定参数为该负向尖峰电压且该控制装置因应于达到稳定状态状况之该负向尖峰电压向中断该电池之该充电。32﹒根据申请专利范围第27项之方法,其中该预定参数为一该放电脉冲后于一该等待时段之一预定部分中所测得电池电压之计算値且该控制装置因应于达到稳定状态状况之该计算値而中断该电池之该充电。33﹒根据申请专利范围第27项之方法,其中该预定参数为于一该放电脉冲后一该等待时段之一预定部分时所测得电池电压之斜率且该控制装置因应于达到稳定状态状况之该斜率而中断该电池之该充电。34﹒一种测定电池状况之方法,包含中以下步骤:施加一充电脉冲于该电池,该充电脉冲引发一正向尖峰电压出现于该电池;测量该充电脉冲时该电池之正向尖峰电压;及评定该尖峰电压。35﹒根据申请专利范围第34项之方法,其中该监测步骤包含在充电脉冲开始时测量该尖峰电压。36﹒根据申请专利范围第34项之方法,其中该评定步骤包含比较该尖峰电压与前次充电脉冲时测量之尖峰电压。37﹒根据申请专利范围第34项之方法,其中该评定步骤包含测定目前充电脉冲之该尖峰电压与前次充电脉冲时之该尖峰电压之差异。38﹒根据申请专利范围第37项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被格式化之步骤。39﹒根据申请专利范围第37项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被充电之步骤。40﹒根据申请专利范围第37项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池之角板被格式化之步骤。41﹒根据申请专利范围第37项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被充电之步骤。42﹒根据申请专利范围第34项之方法,且更包含在该尖峰电压达到稳定状态状况时指示该电池被格式化之步骤。43﹒根据申请专利范围第34项之方法,且更包含在该尖峰电压达到稳定状态状况时指示该电池被充电之步骤。44﹒一种测定电池状况之方法,包含中以下步骤:施加一充电脉冲于该电池;施加一放电脉冲于该电池,该放电脉冲引发一负向尖峰电压出现于该电池;测量该放电脉冲时该电池之该负向尖峰电压;及评定该尖峰电压。45﹒根据申请专利范围第44项之方法,其中该监测步骤包含在放电脉冲开始时测量该尖峰电压。46﹒根据申请专利范围第44项之方法,其中该评定步骤包含比较该尖峰电压与前次放电脉冲时测量之尖峰电压。47﹒根据申请专利范围第44项之方法,其中该评定步骤包含测定目前放电脉衡之该尖峰电压与前次放电脉冲时之该尖峰电压之差异。48﹒根据申请专利范围第47项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被格式化之步骤。49﹒根据申请专利范围第47项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被充电之步骤。50﹒根据申请专利范围第47项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池之负板被格式化之步骤。51﹒根据申请专利范围第47项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被允电之步骤。52﹒ 根据申请专利范围第44项之方法,且更包含在该尖峰电压达到稳定状态状况时指示该两地被格式化之步骤。53﹒根据申请专利范围第44项之方法,且更包含在该尖峰电压达到稳定状态状况时指示该电池被充电之步骤。54﹒一种测定电池状况之方法,包含以下步骤:施加一充电脉冲于该电池;施加一放电脉冲于该电池;等待一预定之等待时段;在该等待时段时测量该电池之输出电压以提供一电压测量;计算该等待时段该预定部分之该电压测量以提供一计算之电压测量;及评定该电压测量。55﹒根据申请专利范围第54项之方法,其中该评定步骤更包含在该计算之电压测量达到稳定状态状况时指示该电池被充电之步骤。56﹒根据申请专利范围第54项之方法,其中该评定步骤更包含比较该计算之电压测量与前次等待时段之计算之电压测量。57﹒根据申请专利范围第56项之方法,其中该评定步骤更包含测定目前等待时段之计算之电压测量与前次等待时段之计算之电压测量之差异。58﹒根据申请专利范围第57项之方法,且更包含在该差异小于预定値时指示该电池被格式化之步骤。59﹒一种决定电池状况之方法,包含以下步骤:施加一充电脉冲至该电池;施加一放电脉冲至该电池;等待一预定之等待时段;于该等待时段之一部分,量测该电池之输出电压以提供一电压测量;于该等待时段该部分内决定该输出电压之斜率以提供一电压斜率测量;及求取该电压斜率测量之値。60﹒根据申请专利范围第59项之方法,其中该评定步骤更包含在该斜率达到稳定状态状况时指示该电池被充电。61﹒根据申请专利范围第59项之方法,且更包含比较该斜率与参考値之步骤。62﹒根据申请专利范围第61项之方法,其中该参考値为前次等待时间该输出电压之斜率。63﹒根据申请专利范围第61项之方法,且更包含在该斜率之量大于该参考値时指示该电池被充电之步骤。图示简单说明:图l为本发明较佳具体实施例之方块图。图2为充电脉冲/等待时间/放电脉冲/等待时间过程之描述。图3为描述如何测定电池充电状态之波形。图4为描述如何测定电池格式化状态之波形。图5为控制器实行电池充电过程之流程图。
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