[发明专利]可充电电池的充电方法和用于可充电电池的保护电路

说明书

根据35U.S.C.§119，本申请要求较早于2006年5月8日在韩国知识产权局提交并获得的正式序列号为No.10-2006-0041175的申请METHOD OFCHARGING RECHARGEABLE BATTERY AND PROTECTION CIRCUITFOR RECHARCHEABLE BATTERY的所有权益，通过引用并入这里。 

技术领域

本发明涉及一种可充电电池的充电方法和用于该可充电电池的保护电路，以及更具体地讲涉及一种能够通过在充电初始阶段限制通过充电器输入的电流量的预充电方法和用于该可充电电池的保护电路。 

背景技术

在可充电电池(例如锂离子电池)的使用过程中，基于电池的充电状态执行可充电电池的充电和放电步骤。因为能量被储存在电池中，因此如果发生例如内部短路的问题，则由于在短时间内释放储存的能量而可能发生起火或爆炸。特别是，在锂可充电电池的情况下，迫切需要增加安全性，因为锂可充电电池的能量密度很高并且用于锂可充电电池的非水电解质是易燃的。 

作为用于改善安全性的设备，可以使用通过监视温度变化来断开电流的正温度系数热敏电阻或者使用双金属的断路器，或者使用通过监视内部压力变化来防止爆炸的安全孔等等，并且通常在充电器或电池自身中安装阻止过充电的保护电路。 

目前可充电电池的保护电路典型地由以下构成：裸电池单元；充电场效应晶体管(在下文中称为″″FET″)，它与裸电池单元串联并且在过充电和过放电的情况下关断；放电场效应晶体管；保险丝，当内部温度超过特定值时切断电路；感测裸电池单元电流的传感寄存器；主控制电路，通过整合来自裸电池单元和传感寄存器的电信号来生成各种控制信号；第一保护电路，接通或关断充电FET或放电FET；通过主控制电路连接到保险丝的第二保护电路，接通或关断防止短路的FET。所有的组成元件都置于单个电池组中。外部充 电器可以对可充电电池充电，并且当可充电电池放电时外部驱动负载可以连接到该电池。 

在目前可充电电池的保护电路中，当裸电池单元过充电时，传感寄存器感测过充电状态并且向主控制电路输出特定的电信号。该主控制电路向第一保护电路输出控制信号。然后第一保护电路通过向充电FET的栅电极输出低信号而关断充电FET，从而停止电池的充电。 

在裸电池单元过放电的情况下，通过与上述类似的控制途径，通过关断放电FET来停止电池的放电。 

在可充电电池内部温度由于出现异常状态(如内部短路)而升高的情况下，通过激活连接到温度敏感保险丝的第二保护电路，防止可充电电池的起火和爆炸。当温度升高到一定水平时，温度敏感保险丝可以熔断，从而切断流入该电路的电流。 

同时，在充电的初始阶段充电器通常提供恒定充电电流，而在充电的稍后期间提供恒定电压。对于锂可充电电池，如果在充电的初始阶段提供恒定充电电流，则由于电流值将升高到超过适当水平，因此电池内部的负电极活性物质的内部结构可能会遭受破坏，从而可能缩短电池的使用寿命。为了解决这些问题，在充电的初始阶段，关断充电FET，并且在分流电路中安装预充电FET和正温度系数热敏电阻器来引导(induce)充电电流。并且通过正温度系数热敏电阻器的电阻来将流经预充电FET的充电电流限制在一个范围内，使得充电电流不会不利地影响可充电电池电极结构。 

在经过一定时间之后或者当可充电电池裸电池单元的电压达到一定水平时，通过调整栅电压来关断预充电FET和接通充电FET，从而引导充电电流。 

然而在目前的保护电路中，正温度系数热敏电阻器和分流电路的预充电FET的成本较高，由此增加了保护电路板的成本和可充电电池的制造成本。 

发明内容

因此本发明的一个目的是改善可充电电池的充电方法和改善用于该可充电电池的保护电路。 

本发明的另一个目的是提供一种可充电电池的充电方法和一种用于该可充电电池的保护电路，其能够在不使用目前保护电路中的预充电FET和支路电路中的正温度系数热敏电阻下而将起始充电电流控制在低水平。

为了获得上述特征，根据本发明的可充电电池充电方法包括通过感应裸电池的电压经过保护电路来感知电池是否在充电，通过保护电路在充电FET的栅电极和源电极之间施加变化的直流电压，充电FET安装在裸电池一端和串联的充电器一端之间，和将从充电FET的源电极到漏电极流过的电流值控制在低水平，由此保持低充电速率。