專利名稱：備用電源的管理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及導向燈、非常情況用的照明、信息通信系統(tǒng)等的備用電源的管理方法。尤其涉及其中所用鎳氫蓄電池的充電方法和劣化判定方法。
以能夠吸、放氫的貯氫合金作為負極材料使用的鎳氫蓄電池，由于能夠密封，而且能夠做成高于鎳鎘蓄電池(下稱鎳鎘電池)的高能量密度，被用于作為通信設備、電腦、視像設備等的無繩裝置的電池。
而且近年來，至今一直使用的鎳鎘電池的導向燈、非常情況用的照明、信息通信系統(tǒng)等的備用電源也由于考慮到裝置的小型化和環(huán)境保護問題，很希望使用鎳氫電池。
備用電源是在非常情況下使用的電源，因此有必要經常確保有充分的放電量。但是鎳氫電池缺少與備用電源的用途相適應的充電方法，因此尚未廣泛用作備用電源。
所使用的已有的鎳鎘電池的備用電源采用經常向電池提供微量充電電流的涓流充電方法。
在對鎳氫電池進行涓流充電的情況下，容量下降嚴重，不能確保放電容量充分。這是由于在涓流充電時電池處于過充電狀態(tài)，負極中所含的貯氫合金發(fā)生氧化，吸收貯藏氫的能力下降，而且由于這種氧化消耗了電解液，內部電阻增加引起的。
因此，作為使用鎳氫電池的備用電源適用的充電方法，在例如日本專利特開平9-117074號公報和電子情報通信學會1997年通信學會大會(見講演論文集2第531頁)提出了間歇性充電方法。所謂間歇性充電，是對電池進行間歇性充電以補充在充電休止期自放電的放電量，經常維持電池于接近充滿電的狀態(tài)的方法。
根據這些提案，一邊測定電池的電壓，在電池電壓達到最大的閾值時即停止充電，在停止充電時電池電壓降低到最小閾值即重新充電。
但是，這樣的充電控制，需要經常監(jiān)視電池電壓，由于這種控制裝置價格昂貴，所以難以使用于成本限制很嚴的導向燈、非常情況用的照明、信息通信系統(tǒng)等。
又，在電池壽命的后期等時期內部電阻上升時，即使電池本身的放電量達到設定數(shù)值，也有電壓不降低到設定值，充電不能開始的情況。
電腦與信息通信系統(tǒng)用的備用電源使用電池管理裝置(BMU)。BMU具有檢測電池剩余容量，判斷還有多少容量可以使用的功能，同時有判斷電池劣化程度，判斷電池的更換時間的功能。BMU是結構上昂貴的裝置，用于電腦備用電源的管理，但是由于受成本的制約，難于使用到主體的價格比較便宜的導向燈、非常情況用的照明、信息通信系統(tǒng)等的管理上。
在上述專利公報中，公開了為判斷電池的劣化情況而檢測充電剛停止時的電壓值下降的方法。在使用這種方法的情況下，用小電流充電則充電電壓低，因此想要檢測的電壓下降值也小。電壓檢測困難，難于高精度判定劣化情況。
在本發(fā)明中，一邊對鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據溫度對充電休止時的自放電量進行修正。在接著進行充電時補償修正得到的自放電量。
本發(fā)明的目的在于，廉價提供能解決上述問題，長期維持鎳氫蓄電池的容量，適用于導向燈、非常情況下的照明、信息通信系統(tǒng)等的備用電源的管理的電源裝置管理方法。
本發(fā)明的備用電源管理方法是使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池的備用電源的管理方法，其特征在于，一邊對鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據該充電休止中的鎳氫蓄電池的溫度計算鎳氫蓄電池在充電休止中的自放電量，根據得出的自放電量控制鎳氫蓄電池的充電。
在上述充電控制中，進行充電量相當于計算出的自放電量的充電，可以防止電池過充電，抑制電池的劣化。
這里不一定要使用鎳氫電池的溫度，如果溫度變動小，則可以用周圍的溫度代替。
例如，根據一定的充電休止期間的自放電量決定下一次進行的間歇性充電的持續(xù)時間。
又，所計算出的自放電量達到規(guī)定值，例如蓄電池容量的10～30％時，使鎳氫蓄電池重新開始充電。
根據充電休止中的、一定時間里的鎳氫蓄電池的平均溫度，計算相同的時間里鎳氫蓄電池的自放電量。在計算出的自放電量沒有達到規(guī)定值的情況下，根據接著的一定的時間里的鎳氫蓄電池的平均溫度計算該時間里的鎳氫蓄電池的自放電量，將計算出的自放電量的累計值與規(guī)定值作比較。
這樣，每一定時間(例如3～48小時)對電池的自放電量進行計算，一旦該值達到上述規(guī)定值以上，即重新開始充電。這時的充電電流取例如1/30 C～1C。
借助于此，可以掌握充電休止中該時刻的電池自放電量。而且，即使是充電休止中環(huán)境溫度發(fā)生變動，也能夠修正自放電量，能夠進行更高精度的充電控制。
本發(fā)明的另一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，對所述鎳氫蓄電池以0.2～1C的充電電流，進行利用-ΔV控制方式或dT/dt控制方式檢測滿充電的間歇性充電。
在上面所述的以充電時間為恒定的所謂利用定時器控制進行充電的情況下，如果休止中的自放電量經常保持恒定，就不擔心充電過度或充電不足。但是，周圍環(huán)境溫度一旦發(fā)生變化，自放電量也將發(fā)生變化。特別是由于間歇性充電，電池本身發(fā)熱引起該溫度發(fā)生變化。因此，如果利用定時器控制，則電池可能發(fā)生過充電造成其壽命縮短。于是，為了能夠確實將電池充電到滿充電狀態(tài)而且防止過充電，利用-ΔV控制方式或dT/dt控制方式代替定時器方式，進行對滿充電進行檢測的間歇性充電。
-ΔV控制方式是一種利用在以恒定電流對電池進行充電的情況下，電池電壓隨著充電的進行而上升，一旦達到滿充電后即慢慢下降的特性，將檢測出的電壓下降值-ΔV與預先設定的值作比較以進行充電控制的方式。
dT/dt控制方式是檢測電池溫度的上升梯度(dT/dt)的控制方式。
在使用備用電源時為了確保剩余容量，最好是一邊檢測休止中的的電池電壓，一邊在該值下降到規(guī)定值時即重新開始進行充電。
為了使充電控制更加容易，最好是以定時器規(guī)定的間隔(例如1～7天)的間隔定期重新進行充電。
本發(fā)明的再一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，一邊對鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據該充電開始時的環(huán)境溫度與充電結束時的電池電壓判斷鎳氫蓄電池的劣化情況。
本發(fā)明的又再一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，一邊對所述鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據該充電中的所述鎳氫蓄電池的表面溫度與充電中的電池電壓判斷所述鎳氫蓄電池的劣化情況。
采用這種方法，根據電池溫度與電池電壓判斷鎳氫電池的劣化情況，由于電池的充電電壓與其內部阻抗和充電電流兩者有關，所以采取這種方法，可以與充電電流值無關地判斷電池劣化的情況。


圖1是在本發(fā)明一實施例中對鎳氫蓄電池及鎳鎘蓄電池進行間歇性充電時電池容量變化的特性2是表示同上實施例中對鎳氫蓄電池及鎳鎘蓄電池進行涓流充電時的電池容量變化的特性圖。
圖3是表示本發(fā)明另一實施例中對鎳氫蓄電池及鎳鎘蓄電池進行間歇性充電時的電池容量變化的特性圖。
圖4是表示本發(fā)明再一實施例中對鎳氫蓄電池及鎳鎘蓄電池進行間歇性充電時的電池容量變化的特性圖。
圖5是表示利用本發(fā)明再一實施例的備用電源的管理方法對鎳氫蓄電池進行間歇性充電時的電池容量變化的特性圖。
圖6是表示利用本發(fā)明再一實施例的備用電源的管理方法對鎳氫蓄電池進行間歇性充電時的電池容量變化的特性圖。
圖7是表示本發(fā)明再一實施例中的備用電源的管理方法的概要的模型圖。
圖8是表示鎳氫蓄電池的剩余容量與自放電量的關系的特性圖。
圖9是表示利用本發(fā)明再一實施例中的備用電源的管理方法對鎳氫蓄電池進行間歇性充電時電池容量的變化的特性圖。
圖10是表示利用本發(fā)明再一實施例中的備用電源的管理方法對鎳氫蓄電池進行間歇性充電時電池容量的變化的特性圖。
圖11是表示利用本發(fā)明再一實施例中的備用電源的管理方法對鎳氫蓄電池進行間歇性充電時電池容量的變化的特性圖。
圖12是表示利用本發(fā)明再一實施例中的備用電源的管理方法對鎳氫蓄電池進行間歇性充電時電池電壓的變動的特性圖。
圖13是表示充電開始時的電池溫度和充電結束時的電池電壓的關系的特性圖。
作為本發(fā)明的備用電源的管理方法，下面對電池的充電方法及劣化情況判定方法的最佳實施例進行詳細說明。
實施例1調制以氫氧化鎳粉末與作為導電劑的鈷混合物粉末為主體的膠。接著以這膠充填泡沫狀鎳構成的基體。將充填了這種膠的基體壓成規(guī)定的厚度，再切成AA型電池用的尺寸就得到正極片。
又在有穿孔的鍍鎳鋼片兩面上涂布以貯氫合金粉末為主的膠。用壓機壓這種鍍鎳鋼片，再切成規(guī)定的尺寸就得到負極。
將如上所述得到的正極片和負極片兩者之間隔著由聚丙烯制造的不織布構成的隔離物重疊后，卷成螺旋狀得到電極組。將得到的電極組裝入外包裝罐中之后，在外包裝罐中注入規(guī)定量的、比重為1.30的KOH水溶液中溶解30克/升氫氧化鋰得到的堿電解液。接著，將其在環(huán)境溫度25℃條件下放置12小時，再進行初次充放電(充電是以0.1C的電流充電15小時，放電是以0.2C的電流放電4小時)，得到額定容量為1200mAh的AA型鎳氫蓄電池。
將所得到的鎳氫電池6個串聯(lián)連接構成電池組。將其記為A電池組。
另一方面，將額定容量為600mAh的鎳鎘蓄電池6個串聯(lián)連接構成電池組，將其記為B電池組。
在25℃的環(huán)境溫度下對如上所述得到的電池組A及B進行如下所述的間歇性充電。
在充電休止中電池電壓下降到預先設定的電壓值(每一個電池1.3V)時，開始進行由定時器控制的充電。又，考慮充電休止時的電池組的自放電量(電池容量的約20％)及充電時的充電效率，對電池組以1/2CmA的充電電流進行30分鐘充電，使電池組的充電量為電池容量的25％。
一邊反復進行上述間歇性充電，一邊每6個月進行一次放電，使每一個電池的電壓下降到1.0V，求出其電池容量。其結果示于圖1。
由圖1可知，間歇性充電中使用鎳氫蓄電池的電池組A的容量幾乎不下降。另一方面，使用鎳鎘蓄電池的電池組B，隨著間歇性充電的反復進行容量大大下降。
下面用涓流充電方法分別對電池組A和電池組B進行充電。這時，按照備用鎳鎘蓄電池的代表性充電條件，在25℃的環(huán)境溫度條件下以1/20 CmA的充電電流進行充電。
電池組A及B均以6個月放電1次使1個電池的電壓降低到1.0V，根據這時的放電量求出電池容量。電池組A及B的電池容量變化示于圖2。
從圖1及圖2可知，鎳氫電池在間歇性充電中長時間保持其容量。采用間歇性充電，可以將過充電量和與其成正比的氧發(fā)生量抑制在進行涓流充電時的過充電量和與其成正比的氧發(fā)生量的1/40左右。從而可以認為，貯氫合金負極的氧化得到抑制，電解液也幾乎不減少。
另一方面，鎳氫蓄電池在涓流充電時容量不能長期維持。對劣化的鎳氫蓄電池進行解剖分析表明，容量下降的原因在于，由于涓流充電，從正極連續(xù)發(fā)生的氧對負極的貯氫合金產生氧化，貯氫合金吸收貯藏氫的能力發(fā)生下降，而且在產生這些氧氣時消耗了電解液，電解液減少引起內阻上升。
與此相反，鎳鎘蓄電池在進行涓流充電時與間歇性充電時其容量下降大的情況不同，其容量的下降受到抑制。這被認為是由于反復充電、尤其是反復進行較大電流的反復充電，容易使電池負極上使用的鎘生成樹枝狀結晶。
這里，如果采用在一定時間停止充電的所謂定時器控制，則與一邊檢測電池電壓一邊控制充放電的方法相比，裝置的結構變得簡單。而且，在周圍環(huán)境溫度穩(wěn)定的情況下，能以高精度控制充電量。
但是，如果采用定時器控制，則由于是補充估計的容量下降量，也會因為周圍環(huán)境溫度變化等原因而發(fā)生電池未能滿充電的情況或過充電的情況。
而且，如果單純采取充電一定時間的定時器充電，則在實際上將電池作為備用電源使用時，在放電后即進行的充電中不能夠實現(xiàn)滿充電。因此，放電后暫時不能作為備用電源充分發(fā)揮其功能。
因此，為了使電池更加確實地實現(xiàn)滿充電，希望采用所謂-ΔV控制方式的充電。-ΔV控制方式是一種利用在以恒定電流對電池進行充電的情況下，電池電壓隨著充電的進行而上升，而達到滿充電以后就慢慢下降的特性，檢測該電池從峰值下降的電壓下降值(-ΔV)進行充電控制的方式。因此如果采用-ΔV控制方式，則可以一邊防止過充電，又可以將電池充電到滿充電狀態(tài)。還有，在-ΔV控制方式的情況下，如果以小電流充電，則在高溫下不容易檢測出-ΔV，所以希望以1/5 C～1C充電。
作為將電池充電到滿充電狀態(tài)的充電控制方式，除了上面所述之外，還可以用檢測電池溫度的上升梯度dT/dt的控制方式、檢測電池溫度上限值(TCO)進行控制的方式。
如上所述，在將鎳氫蓄電池用作備用電源的情況下，最好是使用間歇性充電。
實施例2像實施例1那樣，設定相當于某一自放電量的電壓值，使其具有在休止時電壓下降到該電壓值的情況下開始充電的功能，以此也能夠解決周圍環(huán)境溫度引起的過充電或充電不足的問題。但是在電池壽命的末期等，內部電阻上升，存在自放電量即使達到設定值時電壓值也不下降到設定值，充電不能夠開始的情況。因此，本實施例中，將對能與電池的內部電阻無關地穩(wěn)定動作的充電控制方法加以說明。
按照下述方法對使用與實施例1相同的材料的鎳氫蓄電池的電池組A和鎳鎘蓄電池的電池組B進行間歇性充電。
對電池組A和B反復進行以1/2 CmA充電18分鐘后，3天停止充電的循環(huán)。這里，在25℃的周圍環(huán)境溫度下保存3天，電池容量下降約10％左右。這一容量下降份額以18分鐘的充電補充。這里，每6個月進行1次完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，求出電池容量。
這時的電池容量變化情況示于圖3。
從圖3可知，電池組B容量大大下降，而電池組A的容量經過長時間而幾乎不下降。
采用間歇性充電，則過充電量和過充電在正極引發(fā)的氧氣量被抑制于涓流充電情況下的1/24左右，負極中的貯氫合金的氧4化/劣化和電解液的消耗受到抑制。因此如果采取間歇性充電，則即使在長期保存中也能夠抑制鎳氫蓄電池容量的下降。
電池組B的容量大幅度下降，可以認為是由于該電池負極用的鎘因反復充放電容易生成樹枝狀晶體，產生內部短路。
實施例3對電池組A和B反復進行以1/10 CmA充電38分鐘的充電后，12小時停止充電的循環(huán)。這里，在25℃的周圍環(huán)境溫度下保存3天，電池容量下降約4％左右。因此利用充電補充電池容量6％。這里，每6個月進行1次完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，求出電池容量。
這時的電池容量變化情況示于圖4。
從圖4可知，電池組B容量大大下降，而電池組A的容量經過長時間幾乎不下降。
使用鎳氫蓄電池的電池組，利用間歇性充電，將過充電量(氧的發(fā)生量)抑制于1/7左右，被認為是由于負極中的貯氫合金的劣化受到抑制。而使用鎳鎘蓄電池的電池組B，被認為是由于反復充電，使負極使用的鎘生成樹枝狀晶體，產生內部短路引起的。
實施例4對與上述實施例所用相同的電池組A以下述條件A1和A2分別進行間歇性充電。
A1在0℃的周圍環(huán)境溫度下以1/10 CmA的充電電流反復進行19分鐘充電(相當于電池容量的3％)后，12小時停止充電的循環(huán)。在0℃的周圍環(huán)境溫度下，保存12小時，估計容量下降2％左右。因此利用充電補充該自放電量。
A2在0℃的周圍環(huán)境溫度下，用與上述實施例進行的充電方法對應的方法，以1/10 CmA的充電電流反復進行38分鐘充電(相當于電池容量的6％)后，12小時停止充電的循環(huán)。
這里，每6個月1次進行完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，求出電池容量。
這時的電池容量變化情況示于圖5。
如圖5所示，以條件A2充電的電池組與以條件A1充電的電池組相比，其容量下降得早。
估計是由于在條件A1的情況下，進行與以電池溫度為依據推斷的自放電量相抵的充電，沒有使正極過充電，而在條件A2的情況下，正極過充電，在正極中生成γ型NiOOH，電池內部電阻上升，因此容量下降。
實施例5對與上述實施例所用相同的電池組A以下述條件A3和A4分別進行間歇性充電。
A3在55℃的周圍環(huán)境溫度下以1/10 CmA的充電電流反復進行1小時30分鐘充電(相當于電池容量的15％)后，12小時停止充電的循環(huán)。在55℃的周圍環(huán)境溫度下，保存12小時，估計容量下降10％左右。因此進行充電以補充該自放電量。
A4在55℃的周圍環(huán)境溫度下，用與上述實施例進行的充電方法對應的方法，以1/10 CmA的充電電流反復進行38分鐘充電(相當于電池容量的6％)后，12小時停止充電的循環(huán)。
這里，每6個月1次進行完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，求出電池容量。
這時的電池容量變化情況示于圖6。
如圖6所示，以條件A3充電的電池組比與以條件A4充電的電池組容量大。這是由于采用條件A3，進行與根據電池溫度求得的自放電量相當?shù)某潆娏康某潆?，所以正極達到滿充電狀態(tài)，確保充分的殘留容量。而采用條件A4，只進行比實際上的自放電量少的25℃的自放電量份額的充電，充電不足因而正極達不到滿充電狀態(tài)。
還有，最好是換算為定時放電以1/30C～1C進行間歇性充電。休止時間取例如3小時～7小時。
如上所述，在備用電源用鎳氫蓄電池的間歇性充電中，按照根據充電休止期間里的電池溫度計算出的自放電量進行充電，可以在很廣的溫度區(qū)域提高充電特性和壽命特性。
實施例6在本實施例中，對實際檢測電池溫度，設定充電條件的方法的一個例子進行說明。
使用與上述實施例所用相同的電池組A，其充電休止時間取72小時。
從充電休止起測定24小時的電池平均溫度。再求其后的24小時的電池平均溫度，以及接著24小時的電池平均溫度。
這里，各電池溫度下的電池殘留容量與充電休止時的自放電量例示于圖8。從而，可以根據圖8求出充電休止時電池的自放電量。
如圖7所示，例如在滿充電狀態(tài)下停止充電起24小時的電池平均溫度為35℃，其后24小時及再往后24小時的電池平均溫度分別為25℃及45℃。
根據圖8，電池平均溫度為35℃的最初的24小時電池的自放電量為13％。接著24小時(電池平均溫度為25℃)的電池自放電量，因為這時的電池的殘留容量為87％，所以是1％。再接著24小時(電池平均溫度為45℃)的電池自放電量，因為這時的電池的殘留容量為86％，所以是4％。
將這些累計，即得出72小時的充電休止中得出的自放電量為18％，因此進行充電量與這樣計算出的自放電量相當?shù)某潆?，就達到滿充電狀態(tài)。因此，該充電休止時間之后立即進行充電的充電時間根據該自放電量決定。
這樣，對得出的溫度進行測定，以決定下一次充電的條件，以此可以減小鎳氫蓄電池由于過充電引起的劣化。特別是將充電休止期間劃分為多個時間段，在每一時間段從該時間段的平均溫度求出自放電量，因而即使在電池溫度或周圍環(huán)境溫度發(fā)生變化時也能夠長時間維持電池的容量。
下面對本充電控制方法的一個例子加以說明。
對實施例1所使用的電池組A和B，充電休止時間取24小時，根據前12小時及后12小時電池的平均溫度，與上面所述一樣計算出電池組的自放電量。接著，以1/10 CmA對電池組充電，充電時間根據該自放電量決定。
反復進行上述循環(huán)，每6個月進行1次完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，求出電池容量。
這時的電池容量變化情況示于圖9。
如圖9所示，使用鎳鎘蓄電池的電池組B其容量下降早，而使用鎳氫蓄電池的電池組A能夠長時間維持其容量。
還有，充電休止時間不必如上述實施例那樣取24小時，實際使用上最好是取3小時～7天。
又，求電池的平均溫度的時間也不像上述實施例那樣限于12小時，實際使用上希望取3～48小時。
充電電流量不限于1/10C，希望是1/30C-1C。
如上所述，在備用電源用的鎳氫蓄電池的充電中，將充電休止時間(例如3小時～7天)劃分為一定的時間段，用劃分的各時間段電池的平均溫度計算電池的殘留容量在接著的充電中補充該自放電量的份額，以此可以在廣泛的溫度區(qū)域提高充電特性和電池壽命特性。
實施例7分別將6個鎳氫蓄電池串聯(lián)連接，得到電池組C及D。
將得到的電池組C及D在0℃的周圍環(huán)境溫度下按照下面所述分別進行間歇性充電。
電池組C在充電休止時以24小時的間隔劃分的各時間段內對電池組的平均溫度進行測定，計算該時間段內電池組的自放電量。一旦所計算的自放電量的累計值達到電池容量的20％，就以1/10 CmA進行間歇性充電，充電量相當于該自放電量。
而電池組D與實施例6的電池組A一樣反復進行12小時的充電休止和1/10CmA、38分鐘的充電(相當于電池容量的6％)。而且，每6個月進行1次完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，測定電池容量。
這時的充電時間與電池容量的關系示于圖10。
如圖10所示可以推斷，電池組C比電池組D更能夠長時間維持其容量。也就是說，電池組C利用考慮溫度對自放電的影響的間歇性充電，從而正極不會發(fā)生過充電，而電池組D進行充電的充電量是比實際自放電量大的、25℃的自放電量，因此在充電時發(fā)生過充電，在正極生成γ型NiOOH，電池內部電阻上升，因此容量下降。
實施例8分別將6個鎳氫蓄電池串聯(lián)連接，得到電池組E及F。
將得到的電池組E及F在55℃的周圍環(huán)境溫度下按照下面所述分別進行間歇性充電。
電池組E在充電休止時以24小時的間隔劃分的各時間段內對電池組的平均溫度進行測定，計算該時間段內電池組的自放電量。一旦所計算的自放電量的累計值達到電池容量的20％，就以1/10 CmA進行間歇性充電，充電量相當于該自放電量。
而電池組F與實施例6的電池組A一樣反復進行12小時的充電休止和1/10CmA、38分鐘的充電(相當于電池容量的6％)。而且，每6個月進行1次完全放電，使電池電壓降低到1個電池的電壓為1.0V，求電池容量。
這時的充電時間與電池容量的關系示于圖11。
從圖11所示可以推斷，電池組E比電池組F容量更大。也就是說，電池組E由于考慮溫度對自放電的影響的間歇性充電，得到了滿充電，而電池組F充電量不足，電池容量下降。
實施例9本實施例對間歇性充電中電池的劣化判斷的一個例子加以說明。
調制以氫氧化鎳粉末與作為導電劑的鈷化合物粉末為主體的膠。接著以這膠充填泡沫狀鎳構成的基體。將這基體壓成規(guī)定的厚度，再切成AA型電池用的尺寸就得到正極片。
又在鍍鎳不銹鋼構成的打孔金屬基片的兩面上涂布以貯氫合金(MmNi5型)粉末為主的膠。用壓機壓這種打孔金屬基片，再切成規(guī)定的尺寸就得到負極。
將得到的正極片和負極片兩者之間隔著由聚丙烯制造的不織布構成的隔離物重疊后，卷成螺旋狀得到電極組。將得到的電極組裝入外包裝罐中之后，在外包裝罐中注入規(guī)定量的、比重為1.30的KOH水溶液中溶解30克/升氫氧化鋰得到的堿電解液。接著，將其在環(huán)境溫度25℃條件下放置12小時，再進行初次充放電(充電是以0.1C的電流充電15小時，放電是以0.2C的電流放電4小時)，得到額定容量為1200mAh的AA型鎳氫蓄電池。
如上所述得到的鎳氫蓄電池初次充電后(內部阻抗16.1毫歐姆)在間歇性充電時的電壓變化，和400次充放電的充放電壽命試驗(溫度為4℃，以1CmA充電120％，以1CmA放電到1V)結束后(內部阻抗161毫歐姆)的間歇性充電的電壓變化示于圖12。在圖中，以電池A表示剛初次充電后的電池，以電池B表示400次充放電結束后的電池。而且都是在35℃的周圍環(huán)境溫度條件下以0.1CmA充電。內部阻抗上升到161毫歐姆的電池在充電結束時的電壓比剛進行過初次充電的電池的電壓高0.1V。在這一試驗中，由于是使用單個電池進行試驗，充電結束時的電壓的差別很小，但是實際使用的導向燈、非常情況用的照明、信息通信系統(tǒng)等的備用電源中，將單個電池多個串聯(lián)連接成電池組使用，因此充電結束時的電壓的差別達到數(shù)倍，容易判斷劣化的情況。
又，使用上述電池A和電池B，求充電開始時的電池溫度和充電結束時的電壓的關系。將該結果示于圖13。
由圖13可知，充電開始時的電池溫度和充電結束時的電壓有關系。因此在電池上裝備用于測定充電開始時的電池溫度的溫度監(jiān)控器，觀察與該溫度對應的充電結束時的電池電壓，從而能夠以更高的精度判斷劣化情況。
如上所述，借助于檢測充電開始時的電池溫度和充電結束時的電池電壓，能夠進行高精度的電池壽命判斷，了解劣化情況。
而且使用監(jiān)控器，經常對充電時的電池溫度和充電時的電池電壓進行監(jiān)視，能夠對電池壽命進行高精度判斷，了解劣化情況。
采用本發(fā)明，能夠以廉價提供能長期維持鎳氫蓄電池的容量，適用于導向燈、非常情況下的照明、信息通信系統(tǒng)等的備用電源的管理上適用的電源裝置管理方法。
權利要求
1．一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，一邊對所述鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據該充電休止中的所述鎳氫蓄電池的溫度計算所述鎳氫蓄電池在充電休止中的自放電量，根據得出的自放電量控制所述鎳氫蓄電池的充電。
2．根據權利要求1所述的備用電源的管理方法，其特征在于，根據計算出的自放電量，決定下一次充電的持續(xù)時間。
3．根據權利要求1所述的備用電源的管理方法，其特征在于，在計算出的自放電量達到規(guī)定值時，重新開始對所述鎳氫蓄電池進行充電
4．根據權利要求3所述的備用電源的管理方法，其特征在于，所述規(guī)定值是所述鎳氫蓄電池的放電容量的10～30％。
5．根據權利要求3所述的備用電源的管理方法，其特征在于，根據充電休止中的、一定時間里的所述鎳氫蓄電池的平均溫度，計算相同的時間里所述鎳氫蓄電池的自放電量。
6．根據權利要求5所述的備用電源的管理方法，其特征在于，在計算出的自放電量沒有達到規(guī)定值的情況下，根據在所述一定時間里接著的下一段一定的時間里的所述鎳氫蓄電池的平均溫度，計算該時間里的所述鎳氫蓄電池的自放電量，將計算出的自放電量的累計值與所述規(guī)定值作比較。
7．根據權利要求5所述的備用電源的管理方法，其特征在于，所述規(guī)定的時間是3～48小時。
8．一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，對所述鎳氫蓄電池以0.2～1C的充電電流，進行利用-ΔV控制方式或dT/dt控制方式檢測滿充電的間歇性充電。
9．根據權利要求8所述的備用電源的管理方法，其特征在于，一旦充電休止中的所述鎳氫蓄電池的電壓下降到規(guī)定值，即重新進行充電。
10．根據權利要求8所述的備用電源的管理方法，其特征在于，以1～7天的間隔定期重新進行充電。
11．一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，一邊對所述鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據該充電開始時的環(huán)境溫度與充電結束時的電池電壓判斷所述鎳氫蓄電池的劣化情況。
12.一種備用電源的管理方法，使用具備以氧化鎳為主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池，其特征在于，一邊對所述鎳氫蓄電池進行間歇性充電，一邊根據該充電中的所述鎳氫蓄電池的表面溫度與充電中的電池電壓判斷所述鎳氫蓄電池的劣化情況。
全文摘要
本發(fā)明廉價提供一種能長期維持鎳氫電池的容量,適用于導向燈、非常情況下的照明、信息通信系統(tǒng)等的備用電源的管理的電源裝置管理方法。這種使用具備以氧化鎳主體的正極、貯氫合金構成的負極、隔離物及堿電解液的鎳氫蓄電池的備用電源的管理方法,其特征在于,一邊對鎳氫蓄電池進行間歇性充電,一邊根據該充電休止中的鎳氫蓄電池的溫度計算鎳氫蓄電池在休止中的自放電量,根據得出的自放電量控制鎳氫蓄電池的充電。
文檔編號H01M10/44GK1219002SQ9812278
公開日1999年6月9日 申請日期1998年12月3日 優(yōu)先權日1997年12月3日
發(fā)明者八尾剛史, 笠原英樹, 鈴木達彥, 增井基秀, 小西始 申請人:松下電器產業(yè)株式會社