特開 2024-112323 ニッケル亜鉛電池の制御方法および電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112323

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】ニッケル亜鉛電池の制御方法および電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/10 20060101AFI20240814BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H02J7/10 B

H01M10/44 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021070903

(22)【出願日】2021-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】堀川 真代

(72)【発明者】

【氏名】水杉 真也

(72)【発明者】

【氏名】大沼 孟光

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503CA03

5G503CA12

5G503GD03

5G503GD06

5H030AA01

5H030AS08

5H030BB02

5H030BB03

5H030FF43

(57)【要約】

【課題】ニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる、ニッケル亜鉛電池の制御方法及びニッケル亜鉛電池を備える電源システムを提供する。
【解決手段】このニッケル亜鉛電池の制御方法は、所定の電圧値でもってニッケル亜鉛電池を充電する定電圧充電ステップを含む。所定の電圧値は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である。また、このニッケル亜鉛電池の制御方法は、所定の電流値でもってニッケル亜鉛電池を充電する定電流充電ステップを更に含み、定電流充電ステップにおいてニッケル亜鉛電池の単セルの端子間電圧が閾値電圧に到達した後に定電圧充電ステップに移行してもよい。その場合、閾値電圧は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニッケル亜鉛電池を制御する方法であって、
所定の電圧値でもって前記ニッケル亜鉛電池を充電する定電圧充電ステップを含み、
前記所定の電圧値は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である、ニッケル亜鉛電池の制御方法。

【請求項2】

所定の電流値でもって前記ニッケル亜鉛電池を充電する定電流充電ステップを更に含み、
前記定電流充電ステップにおいて前記ニッケル亜鉛電池の端子間電圧が閾値電圧に到達した後に前記定電圧充電ステップに移行し、
前記閾値電圧は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である、請求項１に記載のニッケル亜鉛電池の制御方法。

【請求項3】

ニッケル亜鉛電池と、
前記ニッケル亜鉛電池の充放電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、所定の電圧値でもって前記ニッケル亜鉛電池を充電する定電圧充電動作を行い、
前記所定の電圧値は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である、電源システム。

【請求項4】

前記制御部は、所定の電流値でもって前記ニッケル亜鉛電池を充電する定電流充電動作を更に行い、前記定電流充電動作において前記ニッケル亜鉛電池の端子間電圧が閾値電圧に到達した後に前記定電圧充電動作に移行し、
前記閾値電圧は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である、請求項３に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ニッケル亜鉛電池の制御方法および電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、リチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料を負極に用いた非水電解液二次電池の充電方法が開示されている。この充電方法では、充電開始時の電池温度に応じて充電電圧を設定し、この充電電圧でもって定電圧充電を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－５２７６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電源システムに用いられる二次電池として、ニッケル亜鉛電池が注目されている。ニッケル亜鉛電池は、水酸化カリウム水溶液等の水系電解液を用いる水系電池であることから、高い安全性を有すると共に、亜鉛電極とニッケル電極との組み合わせにより、水系電池としては高い起電力を有する。さらに、ニッケル亜鉛電池は、優れた入出力性能に加えて、低コストといった利点を有する。ニッケル亜鉛電池は、例えば、電気自動車またはハイブリッド車における補助電池（補機）として用いられ得る。

【0005】

ニッケル亜鉛電池は、充放電を繰り返すと次第に劣化して初期の性能を維持できなくなるという性質を有する。したがって、ニッケル亜鉛電池の劣化のペースを遅くして、ニッケル亜鉛電池を長寿命化することが望まれている。本開示は、ニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる、ニッケル亜鉛電池の制御方法及びニッケル亜鉛電池を備える電源システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るニッケル亜鉛電池の制御方法は、所定の電圧値でもってニッケル亜鉛電池を充電する定電圧充電ステップを含む。所定の電圧値は、単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である。また、本開示に係る電源システムは、ニッケル亜鉛電池と、ニッケル亜鉛電池の充放電を制御する制御部と、を備える。制御部は、所定の電圧値でもってニッケル亜鉛電池を充電する定電圧充電動作を行う。所定の電圧値は、単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である。

【0007】

ニッケル亜鉛電池の劣化には様々な要因があるが、その一つとして、充放電を繰り返すうちに析出した亜鉛が電極に付着及び成長してデンドライトとなり、このデンドライトを介して正極と負極とが短絡するという現象がある。デンドライトの成長が速いほど、ニッケル亜鉛電池の寿命が短くなる。本発明者による実験によれば、充電電圧が単セルあたり１．８８Ｖ～１．９０Ｖである場合にデンドライトによる短絡が短期間で生じ、また充電電圧が単セルあたり１．８５Ｖ以下である場合には充電不足が発生した。これに対し、充電電圧が単セルあたり１．９３Ｖ以上である場合には、同じ期間内にデンドライトによる短絡が発生せず、ニッケル亜鉛電池の電池寿命を延ばすことができた。すなわち、充電電圧が単セルあたり１．９３Ｖ以上であることにより、ニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。また、本発明者の知見によれば、充電電圧が単セルあたり１．９５Ｖより大きいと、ニッケル亜鉛電池が過充電となり易く、過充電を繰り返すことによってニッケル亜鉛電池が早期に劣化してしまう。すなわち、充電電圧が単セルあたり１．９５Ｖ以下であることにより、ニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。

【0008】

上記の制御方法は、所定の電流値でもってニッケル亜鉛電池を充電する定電流充電ステップを更に含み、定電流充電ステップにおいてニッケル亜鉛電池の端子間電圧が閾値電圧に到達した後に定電圧充電ステップに移行してもよい。また、上記の電源システムにおいて、制御部は、所定の電流値でもってニッケル亜鉛電池を充電する定電流充電動作を行い、定電流充電動作においてニッケル亜鉛電池の端子間電圧が閾値電圧に到達した後に定電圧充電動作に移行してもよい。これらの場合、閾値電圧は単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下であってもよい。このように、定電流充電から定電圧充電に移行する際の閾値電圧を単セルあたり１．９３Ｖ以上とすることにより、デンドライトによる短絡といったニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して、電池寿命を延ばすことができる。また、定電流充電から定電圧充電に移行する際の閾値電圧を単セルあたり１．９５Ｖ以下とすることにより、過充電によるニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、ニッケル亜鉛電池の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができるニッケル亜鉛電池の制御方法および電源システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す回路図である。

【図2】コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。

【図3】一実施形態に係る亜鉛電池の制御方法を示すフローチャートである。

【図4】実験の結果を示すグラフであって、充電電圧と、７５サイクル時における充電率との関係を示す。

【図5】実験の結果を示すグラフであって、サイクル数と容量維持率との関係を示す。

【図6】実験に使用したニッケル亜鉛電池セルの、７５サイクル後の負極における亜鉛の析出状態を示す電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

【図7】実験に使用したニッケル亜鉛電池セルの、７５サイクル後の負極における亜鉛の析出状態を示すＳＥＭ写真である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照しながら本開示によるニッケル亜鉛電池の制御方法および電源システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0012】

図１は、本開示の一実施形態に係る電源システム１の構成の一例を示す回路図である。電源システム１は、例えば電気自動車またはハイブリッド車の補助電池（補機）として用いられる。なお、電源システム１が適用される対象は移動体に限定されず、電源システム１は固定物にも適用可能である。固定物への適用の例として、電源システム１は、無停電電源装置（ＵＰＳ）として家庭、オフィス、工場、農場等の様々な場所で利用され得る。

【0013】

図１に示すように、電源システム１は、ニッケル亜鉛電池２と、制御部３と、充放電制御回路４とを備えている。ニッケル亜鉛電池２は正側端子２ａ及び負側端子２ｂを有する。ニッケル亜鉛電池２は、正側端子２ａと負側端子２ｂとの間に直列に接続された複数のセルを含んで構成されてもよい。負側端子２ｂは、電源システム１のグランド配線に接続されている。

【0014】

充放電制御回路４は、充電制御回路４１と、放電制御回路４２とを有する。充電制御回路４１の入力端は電源配線を介して電源システム１の外部の電源と電気的に接続されており、電源配線から電源電力Ｐｉｎ（例えば＋１２Ｖ）を受ける。充電制御回路４１の出力端はニッケル亜鉛電池２の正側端子２ａと電気的に接続されている。充電制御回路４１は、後述する制御部３から充電の指示を受けると、ニッケル亜鉛電池２の正側端子２ａへ充電電圧を印加し、充電電流Ｊｃを供給する。

【0015】

放電制御回路４２の入力端は、ニッケル亜鉛電池２の正側端子２ａと電気的に接続されている。放電制御回路４２の出力端は、電源システム１の外部の車載機器等の電力負荷と電気的に接続されている。放電制御回路４２は、後述する制御部３から放電の指示を受けると、ニッケル亜鉛電池２の正側端子２ａから放電電流Ｊｄを受け取り、この放電電流Ｊｄを出力電力Ｐｏｕｔとして電力負荷へ供給する。

【0016】

制御部３は、コンピュータ３１と、電源部３２と、分圧部３４と、参照電圧生成回路３６と、を有する。制御部３は、これらの構成要素が一つのパッケージ内に収容されて成り、制御部３の外部との信号入出力のための複数の端子３ａ～３ｅを該パッケージに有する。

【0017】

コンピュータ３１は、ニッケル亜鉛電池２の充電及び放電を制御するコンピュータであって、例えばマイクロコンピュータである。図２は、コンピュータ３１のハードウェア構成例を示す図である。この図に示すように、コンピュータ３１は、プロセッサ３１１、メモリ３１２、及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路３１３を有する。プロセッサ３１１、メモリ３１２、及びＡ／Ｄ変換回路３１３は、データバス３１４を介して互いに接続されている。プロセッサ３１１は例えばＣＰＵであり、メモリ３１２は例えばフラッシュメモリで構成される。コンピュータ３１の各機能は、プロセッサ３１１が、メモリ３１２に格納されているプログラムを実行することで実現される。例えば、プロセッサ３１１は、メモリ３１２から読み出したデータまたは通信端子を介して受信したデータに対して所定の演算を実行し、その演算結果を他の装置に出力することで、他の装置を制御する。あるいは、プロセッサ３１１は受信したデータまたは演算結果をメモリ３１２に格納する。コンピュータ３１は１台のコンピュータにより構成されてもよいし、複数のコンピュータの集合（すなわち分散システム）により構成されてもよい。制御部３のハードウェア構成はコンピュータに限定されず、同様の機能を有する回路であれば任意に選択されてよい。

【0018】

再び図１を参照する。コンピュータ３１は、２つの信号入出力端子（Ｉ／Ｏポート）を有する。一方の信号入出力端子は、制御部３の端子３ａを介して、充電制御回路４１の制御端子と電気的に接続されている。他方の信号入出力端子は、制御部３の端子３ｂを介して、放電制御回路４２の制御端子と電気的に接続されている。コンピュータ３１は、これらの信号入出力端子から制御信号を出力することにより、充電制御回路４１および放電制御回路４２の動作を制御する。

【0019】

電源部３２は、制御部３の端子３ｃを介してニッケル亜鉛電池２の正側端子２ａと電気的に接続されており、ニッケル亜鉛電池２の端子間電圧Ｖａを、制御部３を駆動するための電源電圧として受ける。また、電源部３２は、制御部３の端子３ｄを介して、電源システム１の外部から起動信号Ｓ１を受ける。電源部３２は、起動信号Ｓ１の状態に応じて、電圧変換を開始する。電源部３２は、ニッケル亜鉛電池２の端子間電圧Ｖａから変換した電源電圧Ｖｓ１を、コンピュータ３１の電源端子に提供する。なお、コンピュータ３１のグランド端子は、制御部３の端子３ｅを介して、ニッケル亜鉛電池２の負側端子２ｂと電気的に接続され、ニッケル亜鉛電池２の負側端子２ｂと同電位（グランド電位）とされている。

【0020】

分圧部３４は、ニッケル亜鉛電池２の端子間電圧Ｖａを分圧するために設けられている。分圧部３４は、互いに直列に接続された一対の抵抗３４１，３４２を有する。抵抗３４１，３４２からなる直列回路の一端は、端子３ｃを介してニッケル亜鉛電池２の正側端子２ａと電気的に接続されている。該直列回路の他端は、制御部３の端子３ｅを介して、ニッケル亜鉛電池２の負側端子２ｂと電気的に接続されている。したがって、抵抗３４１，３４２の間のノードには、抵抗３４１，３４２の抵抗比に応じて端子間電圧Ｖａが分圧された電圧信号Ｓａが生成される。電圧信号Ｓａは、コンピュータ３１のアナログ入力端子に入力され、コンピュータ３１が内蔵するＡ／Ｄ変換回路３１３によってデジタル信号に変換される。コンピュータ３１は、この電圧信号Ｓａの大きさに基づいて、端子間電圧Ｖａの大きさを知ることができる。

【0021】

参照電圧生成回路３６は、参照電圧Ｖｒｅｆを生成する基準電圧源ＩＣである。参照電圧生成回路３６によって生成された参照電圧Ｖｒｅｆは、コンピュータ３１のアナログ入力端子に入力され、コンピュータ３１が内蔵するＡ／Ｄ変換回路３１３によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、コンピュータ３１が入力するアナログ信号（電圧信号Ｓａ）の基準電圧として用いられる。

【0022】

以上の構成を備える本実施形態の電源システム１の動作について説明する。同時に、本実施形態に係る亜鉛電池の制御方法について説明する。図３は、本実施形態に係る亜鉛電池の制御方法を示すフローチャートである。

【0023】

まず、電源システム１の外部から電源部３２が起動信号Ｓ１を受けると、電源部３２は、電源電圧Ｖｓ１の生成を開始する。これにより、コンピュータ３１が動作を開始する（ステップＳＴ１）。次に、コンピュータ３１が電源システム１の外部から通信回路等を通じて充電指示を示す信号を受信すると、コンピュータ３１は充電制御回路４１へ制御信号を送信し、充電制御回路４１の充電動作を開始させる（充電ステップＳＴ２）。コンピュータ３１は、まず、所定の電流値でもってニッケル亜鉛電池２を充電する定電流充電動作を行うように充電制御回路４１を制御する（定電流充電ステップＳＴ２１）。定電流充電における電流値は例えば０．１Ｃ～１０Ｃの範囲内であり、一実施例では０．３Ｃである。なお、本明細書においては、電池の理論容量を１時間で完全放電させる電流の大きさを１Ｃと定義する。そして、この定電流充電ステップＳＴ２１の間、コンピュータ３１は、ニッケル亜鉛電池２の端子間電圧Ｖａが閾値電圧に到達したか否かを確認し続ける（判定ステップＳＴ２２）。閾値電圧の電圧値は、単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である。定電流充電ステップＳＴ２１においてニッケル亜鉛電池２の端子間電圧Ｖａが閾値電圧に到達すると（判定ステップＳＴ２２：ＹＥＳ）、コンピュータ３１は、所定の電圧値でもってニッケル亜鉛電池２を充電する定電圧充電に移行するように充電制御回路４１を制御する（定電圧充電ステップＳＴ２３）。定電圧充電における電圧値は、単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下である。コンピュータ３１は、所定の条件を満たした場合に、定電圧充電ステップＳＴ２３を終了する。

【0024】

ここで、単セルあたりの電圧値とは、一つのニッケル亜鉛電池のセルあたりの電圧値をいう。ニッケル亜鉛電池の複数のセルが直列に接続されている場合には、その直列回路の両端の電圧値を、直列に接続されたセルの個数で除算した値が単セルあたりの電圧値である。すなわち、電圧値が単セルあたり１．９５Ｖである場合、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のセルが直列に接続された構成においては、その直列回路の両端の電圧値は１．９５×Ｎ（Ｖ）となる。

【0025】

充電ステップＳＴ２ののち、コンピュータ３１が電源システム１の外部から通信回路等を通じて放電指示を示す信号を受信すると、コンピュータ３１は放電制御回路４２へ制御信号を送信し、放電制御回路４２に放電動作を行わせる（放電ステップＳＴ３）。以降、電源システム１の動作を終了するまで（ステップＳＴ４）、上記の充電ステップＳＴ２及び放電ステップＳＴ３を繰り返し行う。

【0026】

以上の構成を備える本実施形態の電源システム１およびニッケル亜鉛電池２の制御方法によって得られる効果について説明する。前述したように、ニッケル亜鉛電池２は、充放電を繰り返すと次第に劣化して初期の性能を維持できなくなるという性質を有する。したがって、ニッケル亜鉛電池２の劣化のペースを遅くして、ニッケル亜鉛電池２を長寿命化することが望まれている。ニッケル亜鉛電池２の劣化には様々な要因があるが、その一つとして、充放電を繰り返すうちに析出した亜鉛が電極に付着及び成長してデンドライトとなり、このデンドライトを介して正極と負極とが短絡するという現象がある。デンドライトの成長が速いほど、ニッケル亜鉛電池２の寿命が短くなる。

【0027】

本発明者は、ニッケル亜鉛電池の充電電圧と電極間の短絡までの期間との関係を調べるため、ニッケル亜鉛電池のサイクル実験を実施した。この実験では、５個のニッケル亜鉛電池セルを用意し、１回の充電と１回の放電との組み合わせを１サイクルとして、充放電を繰り返した。充放電の条件は下記の通りである。
・試験温度：４０℃
・充電方式：定電流充電ののち定電圧充電
・定電流充電の電流値：０．３Ｃ
・定電流充電の終了条件：端子間電圧が定電圧充電の電圧値まで増加すること
・定電圧充電の電圧値：１．８５Ｖ、１．８８Ｖ、１．９０Ｖ、１．９３Ｖ、１．９５Ｖ（セル毎に異なる）
・定電圧充電の終了条件：充電電流が１／２０Ｃまで減少するか、又は充電開始から５時間が経過すること
・放電方式：定電流放電
・定電流放電の電流値：０．３Ｃ
・定電流放電の端子間電圧：１．１Ｖ
・充電と放電との間の休止時間：１時間

【0028】

また、本実験では、２５サイクル毎に容量確認を行った。容量確認の条件は下記の通りである。
・試験温度：２５℃
・充電方式：定電流充電ののち定電圧充電
・定電流充電の電流値：０．３Ｃ
・定電圧充電の電圧値：１．９Ｖ（各セルで共通）
・定電圧充電の終了条件：充電電流が１／２０Ｃまで減少するか、又は充電開始から５時間が経過すること
・放電方式：定電流放電
・定電流放電の電流値：０．３Ｃ
・定電流放電の端子間電圧：１．１Ｖ
・充電と放電との間の休止時間：１時間

【0029】

ニッケル亜鉛電池セルの正極と負極とが短絡すると、充電率（＝充電容量／放電容量×１００）が上昇する。この実験では、充電率が１０５％を超えた場合に短絡と判定した。

【0030】

図４，図５及び下記の表１は、上記の実験の結果を示すグラフである。図４は、充電電圧と、７５サイクル時における充電率との関係を示すグラフである。図４の横軸は充電電圧（単位：Ｖ）を示し、図４の縦軸は充電率（単位：％）を示す。また、図５は、サイクル数と容量維持率との関係を示すグラフである。図５の横軸はサイクル数を示し、図５の縦軸は容量維持率（単位：％）を示す。

【0031】

図４、図５及び表１に示されるように、充電電圧が１．８８Ｖ～１．９０Ｖである場合に短絡が早期に生じ、また充電電圧が１．８５Ｖ以下である場合には充電不足（容量維持率の顕著な低下）が発生した。これに対し、充電電圧が１．９３Ｖ以上である場合には、同じ期間内に短絡が発生せず、ニッケル亜鉛電池２の電池寿命を延ばすことができた。

【表1】

【0032】

すなわち、定電圧充電ステップＳＴ２３における充電電圧が単セルあたり１．９３Ｖ以上であることにより、ニッケル亜鉛電池２の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。また、本発明者の知見によれば、定電圧充電ステップＳＴ２３における充電電圧が単セルあたり１．９５Ｖより大きいと、ニッケル亜鉛電池２が過充電となり易く、過充電を繰り返すことによってニッケル亜鉛電池２が早期に劣化してしまう。すなわち、定電圧充電ステップＳＴ２３における充電電圧が単セルあたり１．９５Ｖ以下であることにより、ニッケル亜鉛電池２の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。

【0033】

図６及び図７は、実験に使用したニッケル亜鉛電池セルの、７５サイクル後の負極における亜鉛の析出状態を示す電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。図６は充電電圧を１．９０Ｖとしたセルを示し、図７は充電電圧を１．９５Ｖとしたセルを示す。充電電圧を１．９５Ｖとしたセル（図７）と比較して、充電電圧を１．９０Ｖとしたセル（図６）では、亜鉛が多く析出し、針状のデンドライトが大きく成長していることがわかる。つまり、上記の短絡は、亜鉛が多く析出してデンドライトが成長したことに起因するといえる。

【0034】

また、本実施形態のように、定電流充電ステップＳＴ２１（定電流充電動作）から定電圧充電ステップＳＴ２３（定電圧充電動作）に移行する際の閾値電圧が単セルあたり１．９３Ｖ以上であり且つ１．９５Ｖ以下であってもよい。このように、定電流充電から定電圧充電に移行する際の閾値電圧を１．９３Ｖ以上とすることにより、デンドライトによる短絡といったニッケル亜鉛電池２の劣化を抑制して、電池寿命を延ばすことができる。また、定電流充電から定電圧充電に移行する際の閾値電圧を１．９５Ｖ以下とすることにより、過充電によるニッケル亜鉛電池２の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。

【0035】

本発明による亜鉛電池の制御方法及び電源システムは、上述した実施形態の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0036】

上述した実施形態では、ニッケル亜鉛電池２を充電する際に定電流充電及び定電圧充電を行っているが、定電圧充電のみ行ってもよい。その場合であっても、定電圧充電の充電電圧を１．９３Ｖ以上１．９５Ｖ以下とすることにより、ニッケル亜鉛電池２の劣化を抑制して電池寿命を延ばすことができる。

【符号の説明】

【0037】

１…電源システム、２…ニッケル亜鉛電池、２ａ…正側端子、２ｂ…負側端子、３…制御部、３ａ～３ｅ…端子、４…充放電制御回路、３１…コンピュータ、３２…電源部、３４…分圧部、３６…参照電圧生成回路、４１…充電制御回路、４２…放電制御回路、３１１…プロセッサ、３１２…メモリ、３１３…Ａ／Ｄ変換回路、３１４…データバス、３４１，３４２…抵抗、Ｊｃ…充電電流、Ｊｄ…放電電流、Ｐｉｎ…電源電力、Ｐｏｕｔ…出力電力、Ｓ１…起動信号、Ｓａ…電圧信号、Ｖａ…端子間電圧、Ｖｒｅｆ…参照電圧、Ｖｓ１…電源電圧。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】