[发明专利]充电方法

说明书

本发明提供一种能够防止充电对象的锂离子电池的劣化且能够以低成本迅速充电的充电方法。采用准恒定电压充电法对将含有铁成分的锂化合物作为正极活性物质而使用的锂离子电池(10)进行充电。该锂离子电池(10)将充电特性的电压平坦部的电压为比所述含有铁成分的锂化合物作为正极活性物质时高的电压的锂化合物作为正极活性物质混入锂离子电池(10)的正极材料，且锂离子电池(10)可以是由多个单电池串联连接而构成的电池组。

本申请是国际申请号PCT/JP2011/052229，国家阶段申请号201180008269.9、申请日2011年2月3日、发明名称为“充电方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种对锂离子电池进行充电的充电方法，尤其涉及一种适合将含有铁成分的锂化合物作为正极活性物质而用作正极材料的锂离子电池的充电方法。

背景技术

当前，一般而言，锂离子电池的正极活性物质使用锰酸锂或钴酸锂等锂化合物(更严格而言，所谓“锂化合物”称之为“锂金属氧化物”)。

相对于此，如专利文献1所记载那样，近年以来，作为正极活性物质，对含有铁成分的锂化合物的研究得以推进。其主要着眼点在于，含有铁成分的锂化合物的热稳定性高，与以往的将钴系等锂化合物作为正极活性物质使用的电池相比，能够使动作的稳定性进一步得到提高。

但是，如专利文献2所记载那样，在以往技术中，作为通常的锂离子电池的充电方法，采用的是如下方法，即，在充电初期以恒定电流进行充电，且当电池电压上升至设定电压时，维持为该电压而继续充电的所谓“恒定电流恒定电压充电方法”。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-034534号公报

专利文献2：日本特开平5-111184号公报

发明概要

发明要解决的课题

但是，本发明的发明者经过研究得到的结论是，当将以往的恒定电流恒定电压充电法对使用了正极活性物质中含有铁成分的锂化合物的锂离子电池进行应用时，会产生不良状况。

关于其理由，通过对正极活性物质使用锰酸锂(LiMn₂O₄)的通常的锂离子电池与将含有铁成分的锂化合物即磷酸铁锂(LiFePO₄)用作正极活性物质的锂离子电池进行对比来具体说明。

在锂离子电池的负极，两者都采用通常的石墨系材料。需要说明的是，为了便于说明，以下，将正极活性物质使用了锰酸锂(LiMn₂O₄)的锂离子电池简称为“锰系电池”，将作为正极活性物质而使用了磷酸铁锂(LiFePO₄)的锂离子电池简称为“铁系电池”。

图4中示出了锰系电池及铁系电池的充电特性。在图4中，横轴表示充电状态(SOC；以下，也存在仅记为“SOC”的情况。需要说明的是，SOC是State of Charge(充电状态)的略记)，纵轴表示单电池的电池电压(释放电压)。此处，充电状态(SOC)是指，各时刻的二次电池的剩余容量与充满电时的二次电池的剩余容量(所谓的“电池容量”)的比率。另外，锰系电池的充电特性被记载为“LiMn₂O₄/Gr”，铁系电池的充电特性被记载为“LiFePO₄/Gr”。

如图4所示，对于铁系电池及锰系电池而言，存在如下通用的基本的充电特性的图案，即，在充电初期电压上升之后，电压上升平缓的电压平坦部(也称之为“电压坪(Plateau)”)在宽广的范围内存在，在充电末期电压再次大幅上升。但是，对于铁系电池而言，可发现如下的特征差异，即，在电压上升平缓的电压平坦部的电压值很低，另外在电压平坦部的电压的上升率(线的斜率)也较低。