KR100859402B1 - 배터리 셀을 지속 충전하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

배터리를 지속 충전하기 위한 방법 및 장치가 게시되어 있다. 배터리는 종래의 CC-CV 기술을 사용하여 완전히 충전된 후에 제 1 소정 시간 기간 동안 상기 배터리로 제 1 지속 전압을 인가함으로써 지속 충전된다. 희망되는 경우, 제 2 지속 전압이 제 2 소정 시간 기간동안 상기 배터리로 인가될 수 있다. 배터리를 지속 충전하기 위한 장치는 타이머 및 충전 제어기 사용하여 소정의 시간 기간 동안 배터리에 지속 전압을 제공하도록 한다.

배터리, 타이머, 전류원, 충전 제어기, 지속 전압

Description

배터리 셀을 지속 충전하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR MAINTENANCE CHARGING OF BATTERY CELLS}

관련 출원

본 출원은 본원에 참조되어 있는 1999년 3월 17일자로 출원된 명칭이 "Maintenance Charging of Lithium Ion Cells"인 미국 가출원 제60/124,726에 관한 것이고, 이로부터 우선권을 주장한다.

본 발명은 배터리의 충전에 관한 것이며, 특히 리튬-이온 및 리튬-폴리머 배터리 셀과 같은 리튬을 기반으로 한 배터리 셀의 지속 충전에 관한 것이다.

이동 전화, 랩탑 컴퓨터, 비디오 카메라 등과 같은 휴대용 전기 장치는 상기 장치에 전력을 공급하는 하나 이상의 배터리 셀을 필요로 한다. 배터리 셀은 제한된 충전 기간을 가져서 재충전되도록 주기적으로 외부 충전기에 접속되어야 한다는 것이 널리 공지되어 있다. 외부 충전기는 안전하고 효율적인 방법으로 배터리 셀을 재충전하기 위한 논리 명령을 포함할 수 있다. 대안적으로, 전자 장치는 배터리를 둔 채로 전체 전자 장치를 적절한 전원에 접속함으로써 배터리 셀이 재충전될 수 있도록 배터리 셀 충전 공정을 제어하는 논리 명령을 포함할 수 있다. 논리 명령은 범용 프로세서 상에서 동작 가능한 소프트웨어로 구현될 수 있거나 특수용 집적 회로(ASIC)를 기반으로 할 수 있다.

니켈-카드뮴(Ni-Cd), 니켈-금속-수소화물(NiMH), 및 리튬-이온(Li-ion)을 포함하는 여러 형태의 배터리 셀이 현재 휴대용 전자 장치에 이용 가능하다. Li-ion은 통상적으로 양 전극(예를 들어, 캐소드) 및 탄소를 기반으로 한 음 전극(예를 들어, 애노드)으로서 리튬-금속-산화물을 사용하는 비교적 새로운 기술이다. 배터리 충전 및 방전은 캐소드 및 애노드 사이에서 리튬 이온의 이동을 통하여 발생되며 전자의 교환은 도핑 및 비도핑(de-doping)을 통하여 발생된다. 이러한 전자는 전기 장치에 전력을 공급하는데 사용될 수 있는 전류를 나타낸다. Li-ion 배터리 시스템은 니켈을 기반으로 한 배터리 시스템에 비하여 많은 장점을 갖는다. 예를 들어, Li-ion 배터리 시스템은 중량당 훨씬 더 높은 에너지 밀도를 갖는다. 따라서, Li-ion 배터리 시스템은 니켈을 기반으로 한 배터리 시스템보다 훨씬 가볍고 길게 지속될 수 있다. 부가적으로, Li-ion 배터리 시스템에서, 셀-메모리 효과(즉, 배터리가 가장 최근에 충전된 충전 레벨 이상으로 충전하지 못하도록 하는 배터리 셀의 경향)가 존재하지 않는다.

대부분의 Li-ion 배터리 셀 충전기는 충전기가 정전류로 우선 동작하고 나서, 정전압에서 충전을 종료하는 두-단계 충전 공정을 사용한다. 이 공정은 "정-전류, 정-전압"("CC-CV") 충전으로 칭해진다. 충전 공정의 제 1 단계에서, 셀이 자신의 최대 전압에 접근할 때까지, 정전류가 Li-ion 배터리에 인가된다. 제 2 단계에서, 배터리가 완전히 충전될 때까지, 완전히-충전된 셀 전압과 동일한 정전압이 배터리에 인가된다.
예를 들어, 미국 특허 제5,237,259호는 정전압 전원에 의한 2차 배터리를 충전하는 방법을 게시한 것이다. 제 1 충전 단계에서, 2차 배터리는 자신이 소정 전압 레벨에 도달할 때까지 충전된다. 제 2 충전 단계에서, 배터리는 소정 시간 기간동안 충전되어, 충전은 종료된다. 배터리 전압이 최대 전압(V_p)으로부터 소정 전압(V_t')으로 떨어진 경우, 배터리는 자신의 최대 전압 레벨(V_p)까지 회복하도록 소정 시간 기간 동안 충전될 수 있다.
EP-A-0 579 946호는 메인 전력 충전기(1) 및 부하(3) 사이의 두 개의-유선 라인에 접속된 재충전 가능한 배터리(2)를 게시한 것이다. 타이밍된 완화 단계(timed relaxation phase)는 충전 또는 방전 전류를 측정하는 전류계(5)에 접속된 피드백 조절기(4)에 의해 그 동작시에 도입된다. 동작 단계는 타이머(6)에 의해 제어되어 충전 전류가 바람직하게는 한달의 간격에서 예를 들어, 5일 동안 0으로 감소되도록 한다. D2는 지속적인 순환 동작 또는 장기 과충전 이 둘 중에 하나로 인한 용량의 점차적인 감소를 피하도록 한다.
WO 98 12791 A는 이동 전화에서 배터리의 급속 충전을 인에이블하게 하는 시스템 및 방법을 포함한 휴대용 전화를 게시한 것이다. Li-ion 배터리는 통상적으로 200 내지 1000 충전 사이클 정도의 가용 수명을 갖는다. 매번 배터리는 자신의 최대 전압까지 완전히 충전되며, 배터리의 가용 수명은 감소된다. 그러므로, 자신의 가용 수명을 감소시키는 배터리의 완전 충전 없이, 배터리 셀의 고 비율의 용량을 유지하는 Li-ion 배터리 셀을 충전하기 위한 시스템 및 방법에 대한 기술이 필요로 된다. 본 발명은 이 요구를 처리하기 위하여 새로운 기술을 사용한다.

부가적으로, 이동 전화를 포함한 이동 통신 장치에서 리튬을 기반으로 한 배터리 셀을 사용하면 어떤 특정한 디자인 고려사항이 필요하다. 가장 먼저, 이동 전화가 매우 물리적으로 콤팩트한 것이 시장에서 요구된다. 부가적으로, 많은 사용자들은 지능을 배터리 충전기에 내장하기 위해 필요로 되는 부가적인 비용을 지불하는 것을 꺼린다. 현재, 많은 이동 전화는 전화에 접속된 배터리를 충전하기 위한 전류와 전압을 조절하는 ASIC를 포함한다. 그러므로, 전화의 배터리는 배터리를 둔 채로 전체의 이동 전화를 "덤(dumb)" 전류원에 접속함으로써 재충전될 수 있고, 전화의 ASIC에서 논리 명령은 충전 공정을 제어한다. 배터리가 완전히 충전될 때, 전화 내의 스위치가 전원으로부터 전화를 분리하여 충전 공정을 종료하도록 한다. 이 디자인에 의해 요구되는 스위치는 이동 전화에서 많은 공간을 차지한다.

따라서, 지능 충전기를 필요로 하지 않고 매우 공간-효율적인 Li-ion 배터리를 충전하기 위한 시스템 및 방법에 대한 기술이 더 필요로 된다. 본 발명은 새로운 배터리 충전 시스템 및 기술을 사용하여 이동 전화와 함께 사용하기 위한 리튬을 기반으로 한 배터리 셀의 지속 충전을 인에이블하도록 한다.

본 발명은 배터리 셀에 대한 새로운 충전 기술을 제공함으로써 상술된 요구를 처리한다. 본 발명에 따르면, 배터리는 기준 전압(V_R)에 거의 근접한 지속 충전 전압(V_M)을 인가함으로써 지속 충전될 수 있다. 바람직하게는, V_R은 자기-방전으로 인한 시간에 대한 배터리의 전압 손실을 반영하는 함수이며, V_M은 V_R보다 조금 낮도록 선택될 수 있다. 유용하게도, 배터리는 상술된 바와 같이, 자신의 가용 수명의 감소를 발생시키는 자신의 최대 전압 레벨까지 자신을 충전함이 없이 지속 충전될 수 있다. 따라서, 본 발명의 시스템 및 방법은 배터리의 가용 수명에 긍정적으로 기여한다.

하나의 양상에서, 본 발명은 배터리를 충전하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 소정 충전 레벨까지 배터리를 충전하는 단계 및 제 1 소정 시간 기간 동안 제 1 지속 전압을 인가하는 단계를 포함하며, 여기서 제 1 지속 전압은 소정 기준 전압보다 낮다. 배터리는 자신이 소정 전압에 도달할 때까지 배터리로 정전류를 인가하고 나서, 자신이 소정 충전 레벨에 도달할 때까지 정전압을 인가함으로써 소정 레벨까지 충전될 수 있다. 본 발명은 부가적으로 지속 전압이 소정의 기준 전압보다 낮게 되도록 소정 시간 기간 동안 지속 전압을 반복적으로 감소시키는 것을 고려한다. 그러므로, 본 발명에 따라서, 제 2 지속 전압이 제 2 소정 시간 기간 동안 인가될 수 있으며, 여기서 제 2 지속 전압은 소정 기준 전압보다 낮다.

다른 양상에서, 본 발명은 정보 스트림을 전송하는 전자기 신호를 송수신하는 수단, 장치에 전력을 제공하기 위하여 이동 통신 장치에 접속 가능한 리튬을 기반으로 한 배터리 셀, 및 배터리를 충전하는 충전 제어기를 포함하는 이동 통신 장치를 제공하며, 여기서 충전 제어기는 배터리를 지속 충전하기 위한 수단과 통신한다. 바람직한 실시예에서, 배터리를 지속 충전하기 위한 수단은 제 1 소정 시간 기간 동안 배터리로 제 1 소정 지속 전압을 인가하는 논리를 포함한다.

또 다른 양상에서, 본 발명은 배터리를 충전하기 위한 장치를 제공한다. 상기 장치는 전류원, 타이머, 배터리를 충전하는 충전 제어기, 및 제 1 소정 시간 기간 동안 배터리에 제 1 지속 전압을 인가하는 지속 충전 제어기를 구비하며, 여기서 제 1 지속 전압은 완전히 충전된 배터리 셀의 전압보다 낮다.

당업자들은 첨부 도면과 관련하여 이하의 상세한 기술을 판독시, 본 발명의 이런 목적 및 다른 목적, 특징 그리고 장점을 명백하게 인지할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 셀 충전 방법의 단계를 도시한 흐름도.

도 2는 본 발명에 따른 배터리 셀 지속 충전 방법의 단계를 도시한 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀 지속 충전 방법을 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 양상에 따른 이동 전화의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 개략적인 회로도.

당업자들은 본 발명이 예를 들어, 이동 전화 및 휴대용 컴퓨터를 포함한 재충전 가능한 배터리를 사용하는 모든 장치에 적용할 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 부가적으로, 본 발명은 특히 리튬-이온 배터리 셀 및 리튬-폴리머 배터리 셀에 적용할 수 있지만, 다른 종류의 배터리 셀(예를 들어, 니켈-카드뮴, 니켈-금속-수소화물)에 동등하게 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 이하의 서술에서 이동 전화와 함께 사용하기 위한 지속 충전 리튬-이온 배터리에 대한 본 발명의 적용을 설명하는 예가 제공되며, 이것은 제한보다는 차라리 설명을 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 양상에 따른 Li-ion 배터리 셀을 충전하는 방법(100)을 도시한 흐름도를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 단계(110)에서, 정전류가 배터리 셀에 인가되는데, 이 동안 배터리 셀로의 전압의 전력 흐름은 가변하게 된다. 배터리 셀로 흐르는 정전류의 크기는 본 발명에서 중요하지 않으며 ASIC에 구현된 충전 제어기에 의해 조절될 수 있다. Li-ion 배터리 충전 시스템은 통상적으로 배터리 셀에 예를 들어, 0.1c 및 1.0c 사이에서 측정되는 정전류를 전달하도록 디자인될 수 있으며, 여기서 C는 셀의 용량이다(예를 들어, 500mAh 셀은 540의 C-레이트 (rate)를 갖는다). 전류의 량은 가령, 온도와 같은 동작 상태에 응답하여 조절될 수 있다. 단계(120)에서, 충전 제어기는 배터리 셀의 전압을 모니터하여 배터리 셀 전압이 소정 임계값에 도달할 때, 자신의 동작 모드를 변경시켜서 배터리 셀의 최대 전압과 거의 동일한 정전압을 인가하도록 한다(단계 130). 이 단계 동안, 충전 제어기는 셀로의 전류 흐름을 모니터한다. 배터리 셀로의 전류 흐름이 소정 임계값보다 낮을 때(단계 140), 배터리 셀은 완전히 충전되었다고 간주될 수 있다. 당업자들은 단계(110 내지 140)를 Li-ion 배터리 셀에 대한 CC-CV 충전 루틴의 변형으로 인식할 것이다. 종래의 CC-CV 충전 루틴은 단계(140) 이후에 충전 공정을 종료한다. 대조적으로, 본 발명은 배터리 셀이 완전히 충전된 이후에 지속 충전 루틴(150)을 개시한다.

지속 충전 루틴(200)의 하나의 예시적인 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 단계(210)에서, 충전 제어기는 제 1 소정 시간 기간 동안 배터리 셀에 제 1 지속 전압(V_m,1)을 인가하도록 지시받는다. 전압(V_m,1)은 바람직하게는 소정의 기준 전압(V_ref)보다 조금 낮도록 선택된다. 바람직한 실시예에서, V_ref는 제 1 시간 기간 동안 배터리 셀에 대한 예상 전압 레벨에 대응한다. 제 1 시간 기간이 만료될 때(단계 220), 충전 제어기는 제 2 소정 시간 기간 동안 제 2 지속 전압(V_m,2)을 인가하도록 지시받는다. 바람직하게는, V_m,2는 V_m,1보다 조금 낮고 또한 제 2 시간 기간 동안 배터리 셀에 대한 예상 전압 레벨보다 조금 낮다. 제 2 시간 기간이 종료된 이후에(단계240), 충전 제어기는 충전 루틴(100)을 개시하여 CC-CV 충전 루틴을 시작하도록 지시받는다.

도 3은 도 1-2 제공된 방법에 따른 예시적인 Li-ion 배터리 셀에 대한 지속 충전을 도시한 그래프를 나타낸 것이다. 볼트는 수직(예를 들어, "Y") 축 상에 도시되고 시간은 아우어(hour)로 수평(예를 들어, "X") 축 상에 도시된다. 배터리 셀의 전압은 플럿(plot)(310)에 의해 표시되며 배터리 셀로 인가된 전압은 플럿(320)에 의해 표시된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 배터리 셀은 도 1에 도시된 CC-CV 충전 방식을 사용하여 4.2 볼트까지 충전된다. 플럿(310)에 의해 표현된 바와 같이, 배터리 셀의 전압 레벨은 초기에 급속히 감소되고 이후에 훨씬 완만하게 감쇠하는 로그 곡선을 따르며, 이것은 또한 자기-방전 곡선이라 칭해진다. 도 3에 도시된 실시예에서, 충전 제어기는 60 시간 동안 배터리 셀에 4.15 볼트의 V_m,1을 인가하도록 지시받으며, 그 다음 200 시간 동안 4.10 볼트의 V_m,2를 인가하도록 지시받는다. 도 3에 도시된 그래프는 특히 Li-ion 배터리 셀을 지속 충전하는데 적절하다.

도 2-3은 두 개의 이산 지속 전압(V_m,1,V_m,2)이 두 개의 이산 시간 기간 동안 배터리 셀에 인가되는 본 발명의 한 실시예를 도시한 것이다. 본 발명이 자기-방전 곡선을 기반으로 한 소정 시간 기간 동안 배터리 셀에 그 시간 기간 동안 배터리의 예상 전압 레벨보다 조금 아래 있는 지속 전압을 인가함으로써 배터리 셀을 지속 충전하는 것을 고려한다는 것을 이해할 것이다. 당업자들은 시간 기간의 수는 배터리 자기-방전 곡선의 경도 및 하드웨어 제한(예를 들어, 충전 제어기의 전압 출력의 감도)을 기반으로 하여 선택될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 가장 간단한 실시예에서, 본 발명은 전체 지속 충전 기간 동안, 단일 지속 전압을 배터리 셀에 인가할 수 있다. 더 복잡한 실시예에서, 하드웨어가 제한되지 않는다고 가정하면, 본 발명은 지속 충전 시간을 무한히 작은 주기로 분할하여 배터리 셀의 자기 방전 곡선에 거의 근접한 유연한 곡선을 따르도록 한다.

배터리 셀의 자기 방전 곡선은 실험적으로 측정될 수 있다. 그러나, 많은 배터리 판매업자가 이 정보를 공개하였다. 지속 충전 루틴을 위한 적절한 파라미터는 전자 장치에서 사용된 충전 제어기의 성능 및 배터리 셀의 자기 방전 곡선을 조사함으로써 결정될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따라서 사용하기에 적절한 이동 전화 어셈블리(400)의 사시도를 나타낸 것이다. 전화(410)는 상기 장치를 둘러싸는 프론트 쉘(front shell) (412) 및 베이스 쉘(base shell)(418)을 포함한다. 쉘, 커버, 및 프레임 요소라는 용어는 본 명세서를 통해서 교환 가능하게 사용될 수 있다. 프론트 쉘(412)은 액정 스크린 윈도우(414), 및 다수의 키 홀(416)을 갖는 키패드 영역을 포함한다. 내부 구성요소(도시되지 않음)는 통상적으로 프론트 쉘(412) 및 베이스 쉘(418) 사이에서 둘러싸인 키패드 어셈블리 및 인쇄 회로 보드를 포함한다. 이동 전화 어셈블리의 전형적인 실시예는 본원에 참조되어 있는 다음의 문서(미국 특허 번호 5,867,772;5,838,789)에 게시되어 있다. 그 중에서, 전화(410)의 인쇄 회로 보드는 마이크로프로세서 및 관련 메모리를 포함하며 또한 배터리 셀 충전 공정을 제어하는 ASIC를 포함한다.

하나의 실시예에서, 본 발명의 지속 충전 방법은 인쇄 회로 보드와 관련된 메모리 내에 저장되고 그 인쇄 회로 보드와 관련된 마이크로프로세서 상에서 동작 가능한 논리 명령(예를 들어, 소프트웨어)를 사용하여 구현될 수 있다. 대안적으로, 그 소프트웨어는 배터리 충전기에 내장된 프로세서 상에서 구현될 수 있다. 마이크로프로세서 상에서 동작하는 소프트웨어는 이동 전화(410)가 전류원에 전기적으로 접속되어 충전 사이클이 시작될 때를 탐지할 수 있다. 그 소프트웨어는 타이머를 설정하여 배터리 셀이 완전히 충전될 때, 충전 제어기에 지시하여 제 1 소정 시간 기간 동안 배터리 셀로 V_m,1을 인가하고 나서, 제 2 소정 시간 기간 동안 배터리 셀에 V_m,2를 인가하도록 하며, 여기서 완전 충전 사이클이 재개된다. 당업자들은 본원에 제공된 기술을 기반으로 하여 그러한 코드를 구현할 수 있다.

사용시, 이동 전화가 전류원에 전기적으로 접속될 때, 상기 이동 전화는 최초에 CC-CV 충전 알고리즘을 사용하여 자신의 완전 용량까지 충전된다. 일단, 완전히 충전된 경우, 지속 충전 알고리즘이 시작된다. 배터리 셀의 전압이 충전 제어기에 의해 인가된 지속 전압 아래로 떨어지지 않는 경우, 전하가 배터리 내로 흐를 수 없다. 그러므로, 충전기는 배터리 셀에 "off"를 나타낸다. 그러나, 배터리 셀의 전압이 충전 제어기에 의해 인가된 지속 전압 아래로 떨어진 경우, 배터리로 지속 충전을 제공하면서, 전류는 배터리 내로 흐를 것이다.

본 발명은 자신의 완전 용량까지 배터리 셀을 충전하는 재충전 기술에 비하여 몇 가지 장점을 제공한다. 첫째로, 본 발명의 기술이 배터리의 전압 피크로 되지 않기 때문에, 이러한 기술은 배터리 셀의 수명에 기여한다. 둘째로, 충전 제어기가 배터리 셀의 최대 전압(즉, 배터리 셀이 완전히 충전되는 전압 레벨) 아래의 레벨까지 충전 전압을 감소시킴으로써 배터리 셀로의 전류의 흐름을 정지시키기 때문에, 이동 전화는 배터리 셀로의 전류 흐름을 단절하기 위한 스위치를 포함할 필요가 없다. 이로 인해, 이동 전화의 인쇄 회로 보드 상에서 비용과 공간이 절약된다. 본 발명은 또한 이동 전화를 기지국으로 등록 및/또는 인증하기 위하여 이동 전화를 위해 필요로 되는 비교적 높은 전류를 전달하는 고가의 충전 유닛에 대한 필요성을 제거한다. 완전히 충전된 이후에 배터리를 분리하기 위하여 스위치를 사용하는 종래의 충전 기술은 전화를 등록 및/또는 인증하는데 필요로 되는 전력을 발생시키기 위한 충전 유닛을 필요로 한다. 이로 인해 충전기의 비용과 복잡성이 증가된다. 본 발명의 충전 기술을 사용하면 분리될 배터리가 필요로 되지 않는다. 그러므로, 이동 전화는 충전기보다는 차라리 배터리로부터 자신의 전력을 도출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 개요적인 회로도를 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 전원은 회로도 상의 지점(A)에서 입력 전압을 인가한다. 정확한 입력 전압을 본 발명에서 중요하지 않다. 대부분의 상업적 배터리 충전기는 최대 6V dc 전력을 제공한다는 것을 주의하라. 지점(A) 및 지점(B) 사이의 FET(520)은 회로(510)에 의해 제어되어 A로부터 B로 전력 흐름을 조정하도록 한다. FET(520)은 선형 조절기의 기능을 하며, 이것은 최대 0.5W 내지 0.7W의 전력을 발생시킨다. 회로도의 지점(C)에서의 전압은 배터리 전압에 대응한다. 회로(510)는 지점(C)에서 소정 시간 간격으로(예를 들어, 초당 한번) 전압을 샘플링한다. B와 C 사이의 저항기(530)는 회로가 배터리 셀(540) 내로 흐르는 전류를 검출하도록 한다. 부하(550)는 전기 장치(예를 들어, 이동 전화)의 GSM 기능에 의해 배터리(540) 상에 위치된 전기 부하를 나타낸 것이다.

동작시, 전류원은 지점(A)에 제공된다. 회로(510)는 FET(520)를 조절하여 회로(510)가 배터리 셀의 완전히 충전된 전압에 대응하는 전압을 지점(C)에서 검출할 때까지 정전류가 배터리 셀(540)에 인가되도록 한다. 이때 회로(510)는 FET(520)를 조절하여 배터리 셀이 완전히 충전될 때까지 배터리 셀에 정전압을 인가하도록 한다. 배터리 셀(540)이 완전히 충전될 때, 회로(510)는 FET(520)를 조절하여 상술된 바와 같이, 배터리 셀(540)에 지속 전압을 인가하도록 한다.

상술된 전형적인 실시예는 모든 양상에서 본 발명을 제한하려는 것이 아니라, 오히려 설명하기 위한 것이다. 그러므로, 본 발명은 본원에 포함된 명세서로부터 유도될 수 있는 상세한 실시예에서 당업자들에 의해 다양하게 변경될 수 있다. 모든 그러한 변경 및 수정은 이하의 청구항에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범위와 정신 내에 존재하도록 고려된다.

Claims (31)

1. 배터리(540)를 충전하는 방법(100)에 있어서:

   (i) 완전히 충전될 때까지 상기 배터리(540)를 충전하는 단계; 및

   (ii) 제 1 시간 기간 동안 상기 배터리(540)에 제 1 지속 전압을 인가하는 단계를 포함하며,

   상기 제 1 지속 전압이 기준 전압(Vref)보다 낮고,

   상기 기준 전압(Vref)은 배터리의 자기-방전 곡선(310)을 기반으로 한 상기 시간 기간 동안의 상기 배터리에 대한 예상 전압 레벨에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배터리를 충전하는 상기 단계는 상기 배터리가 임계 전압에 도달할 때까지 상기 배터리에 정전류를 인가하고 나서, 상기 배터리가 충전 레벨에 도달할 때까지 정전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 배터리는 4.2V의 충전 레벨까지 충전되며,

   4.15V의 제 1 지속 전압이 상기 제 1 시간 기간 동안 상기 배터리에 인가되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 시간 기간은 상기 배터리와 관련된 자기-방전 곡선의 함수인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 시간 기간은 60 시간인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   (iii) 제 2 시간 기간 동안 제 2 지속 전압을 인가하는 단계를 더 포함하며,

   상기 제 2 지속 전압은 기준 전압보다 낮은 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 시간 기간은 상기 배터리와 관련된 방전 곡선 특성의 함수인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 2 시간 기간은 200 시간인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 지속 전압이 기준 전압보다 낮게 되도록 제 1 시간 기간 동안 상기 제 1 지속 전압을 반복적으로 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
10. 배터리 셀을 충전하는 장치에 있어서:

    전류원;

    타이머;

    상기 배터리 셀을 충전하는 충전 제어기; 및

    제 1 시간 기간 동안 상기 배터리 셀에 제 1 지속 전압을 인가하는 지속 충전 제어기를 포함하며,

    상기 제 1 지속 전압은 기준 전압(Vref)보다 낮고,

    상기 기준 전압(Vref)은 배터리의 자기-방전 곡선(310)을 기반으로 한 상기 시간 기간 동안의 상기 배터리에 대한 예상 전압 레벨에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 지속 충전 제어기는 또한 제 2 시간 기간 동안 상기 배터리 셀에 제 2 지속 전압을 인가하며, 상기 제 2 지속 전압은 상기 제 1 지속 전압보다 낮은 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 전류원은 ac/dc 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 타이머, 상기 충전 제어기, 및 상기 지속 충전 제어기는 이동 통신 장치의 인쇄 회로 보드 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
14. 제 10 항에 있어서,

    제 1 시간 기간은 상기 배터리와 관련된 자기-방전 곡선의 함수인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 기준 전압은 상기 배터리와 관련된 자기-방전 곡선의 함수인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
16. 제 10 항에 있어서,

    상기 지속 충전 제어기는 상기 지속 전압이 기준 전압보다 낮게 되도록 제 1 시간 기간 동안 제 1 지속 전압을 반복적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 충전 장치.
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