[发明专利]用于锂离子电池的控制电子元件

说明书

相关申请案

本申请案主张2005年7月14日申请的第60/699,088号美国临时申请案的优先权，该临时申请案的全部教示被合并于本文中作为参考。

背景技术

便携式电子装置中的锂离子电池通常基于其用户而经历不同的充电、放电和储存常规程序。虽然该电池具有相对较长的使用(或储存)寿命和/或循环寿命是有利的，但通常该电池具有有限的使用寿命和循环寿命，部分是因为电池的化学衰减和由电极的呼吸性质造成的机械衰减，根据锂嵌入和移除改变其厚度。举例来说，虽然与采用基于LiCoO₂(锂钻氧化物)的阴极材料的锂离子电池相比，采用基于尖晶石锰酸盐(manganate-spinel)的阴极材料的锂离子电池通常具有较高安全性、较高功率能力和较低制造成本，但其具有相对较短的循环寿命和使用寿命。而且，在相同类型的电池间，其使用寿命和循环寿命可彼此不同，取决于其基于用户而经历的充电、放电和储存常规程序。

针对电池的使用寿命通常考虑两个特性。第一特性涉及在储存期间经由自身放电而损失的电池容量。在电池工业中众所周知，在没有充电能力的情况下储存的电池可部分损失其电荷。电荷损失水平通常取决于例如化学稳定性、温度和储存时间等......因素。锂离子电池是此通常在储存期间经由自身放电损失容量的电池实例。锂离子电池的损失容量可作为电池在储存期间经历的相对充电状态变化(或电压变化)来测量。第二特性涉及电池的可恢复容量和不可恢复的永久衰减。可通过将整个充电/放电循环期间的初始容量与已经储存电池的整个充电/放电循环的容量相关联来测量该可恢复容量。电池的损失容量被认为与电池在储存期间的化学衰减有关，该化学衰减不同于由电池循环所造成的衰减。由电池循环造成的衰减被认为包括由电极呼吸性质造成的衰减。无论如何，因长期使用引起的电池衰减对于许多电子装置来说是普遍的问题，尤其是对于那些采用锂离子电池的电子装置来说。

因此，需要开发用以增加例如锂离子电池等电池的使用寿命和/或循环寿命的方法。

发明内容

本发明大体上涉及控制电池或电池组的储存电压的方法和电子装置，其用以调整其储存电压以避免有害电压范围或有害电压，进而将电池或电池组花费在有害电压范围或有害电压上的时间减到最小。

申请人现已发现对于锂离子电池且尤其是对于含有钴酸锂与尖晶石锰酸盐的混合物的锂离子电池来说，给定电池(或电池单元)的储存电压电平是电池使用寿命的决定性因素。申请人现还已发现，锂离子电池衰减较快的特定储存电压范围。基于这些发现，本文揭示用控制电子元件控制电池组的储存电压的方法；包含电子装置、电池组以及耦合到电子装置和电池组的控制电子元件的系统；包含组外壳、组外壳中的至少一个电池单元以及组外壳中的控制电子元件的电池组；以及包含控制电子元件的控制电子装置。

在一个实施例中，本发明针对用控制电子元件控制电池组的储存电压的方法。该此方法包括以下步骤：感测电池组的储存电压；以及如果储存电压处于预定电压范围内，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压范围，或者如果储存电压处于或高于预定电压，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压。优选地，控制电子元件和电池组耦合到电子装置。

在另一实施例中，本发明针对于包含电子装置、电池组以及耦合到电子装置和电池组的控制电子元件的系统。控制电子元件感测电池组的储存电压，且如果储存电压处于预定电压范围内，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压范围，或者如果储存电压处于或高于预定电压，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压。

在又一实施例中，本发明针对于包含组外壳、组外壳中的至少一个电池单元以及组外壳中的控制电子元件的电池组，该以感测电池组的储存电压，且如果储存电压处于预定电压范围内，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压范围，或者如果储存电压处于或高于预定电压，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压。

本发明还包括控制电子装置，其包括装置外壳和装置外壳中的控制电子元件，该以感测电池组的储存电压，且如果储存电压处于预定电压范围内，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压范围，或者如果储存电压处于或高于预定电压，则触发放电机制进而将电池组的储存电压调整为低于预定电压。