專利名稱：：組電池以及電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種具備多個二次電池的組電池以及對該組電池進行充電以及放電的電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：以往，在二輪車、三輪車以及四輪以上車輛中，搭載有動力系統(tǒng)的啟動用或電氣電路、電氣設備的驅(qū)動用的鉛蓄電池。鉛蓄電池價格低廉，但蓄電能量密度小，所以搭載重量、體積大。從作為車輛的耗油量、動力性能的觀點出發(fā)，要求該重量、體積的輕量、小型化。作為其改善方案，有采用蓄電能量密度較大的鎳-鎘二次電池(nickel-cadmiumsecondarybattery)、鎳氫二次電池(nickel-hydrogensecondarybattery)或鋰離子二次電池(lithiumionsecondarybattery)、鋰聚合物二次電池(lithium-polymersecondarybattery)的方案。另外，為解決用一種電池構(gòu)成組電池的情況下的各種問題，還提出了組合不同種類的電池而構(gòu)成的組電池(例如參照日本專利公開公報特開平9-180768號(以下稱作"專利文獻l"))。在進行恒壓充電的情況下，對二次電池施加一定的電壓并檢測流經(jīng)二次電池的充電電流，當充電電流達到預先設定的充電終止電流值以下時，結(jié)束充電。但是，對于鎳-鎘二次電池或鎳氫二次電池等水溶液二次電池(aqueoussecondarybattery)，當以恒壓充電時，由于在滿充電附近伴隨作為副反應的氧氣的產(chǎn)生而溫度上升，單位電池(cell)的開路電壓(opencircuitvoltage)下降，充電電流轉(zhuǎn)為增大，充電電流無法降至充電終止電流值以下，所以恒壓充電不能結(jié)束，充電繼續(xù)，從而處于過充電狀態(tài)。其結(jié)果，因過充電發(fā)生漏液，電池功能劣化。因此，在具備鉛蓄電池用充電電路的車輛中，存在不能代替鉛蓄電池而搭載水溶液二次電池的問題。另外，鉛蓄電池的充電采用在恒流充電后進行恒壓充電的恒流恒壓(CCCV:ConstantCurrentConstantVoltage)充電方式。在進行恒壓充電的情況下，對二次電池施加一定的電壓并檢測流經(jīng)二次電池的充電電流，當充電電流達到預先設定的充電終止電流值以下時，結(jié)束充電。但是，對于鎳-鎘二次電池或鎳氫二次電池等水溶液二次電池，當以恒壓充電時，由于在滿充電附近伴隨作為副反應的氧氣的產(chǎn)生而溫度上升，因此單位電池的開路電壓下降，充電電流轉(zhuǎn)為增大，充電電流無法降至充電終止電流值以下，所以恒壓充電不能結(jié)束，充電繼續(xù)，從而處于過充電狀態(tài)。其結(jié)果，因過充電發(fā)生漏液，電池功能劣化。因此，在具備鉛蓄電池用充電電路的車輛中，存在不能代替鉛蓄電池而搭載水溶液二次電池的問題。另外，鋰離子二次電池、鋰聚合物二次電池等非水二次電池能夠以與鉛蓄電池同樣的恒流恒壓(CCCV)充電方式進行充電。但是，若在具備鉛蓄電池用充電電路的車輛上代替鉛蓄電池而搭載此類非水二次電池，由于鉛蓄電池與非水二次電池的充電電壓不同，存在不能進行充分的充電的問題。例如，輸出DC12V的鉛蓄電池以14.5V進行恒壓充電。于是，使用用于對此類鉛蓄電池進行充電的充電電路來對由多個鋰離子二次電池串聯(lián)連接而構(gòu)成的組電池進行充電的情況下，每個鋰離子二次電池的充電電壓為將14.5V除以鋰離子二次電池的個數(shù)所得的電壓。例如，在串聯(lián)連接三個鋰離子二次電池而構(gòu)成的組電池中，每個鋰離子二次電池的充電電壓為14.5V/3=4.83V。另一方面，作為對鋰離子二次電池進行恒壓充電的情況下的充電電壓，采用作為鋰離子二次電池的滿充電狀態(tài)的開放電壓(openvoltage)4.2V。于是，當用鉛蓄電池用充電電路對串聯(lián)連接三個鋰離子二次電池而構(gòu)成的組電池進行充電時，充電電壓過高，有可能因過充電導致特性劣化、故障或者帶來安全上的問題。另外，在串聯(lián)連接四個鋰離子二次電池而構(gòu)成的組電池中，每個鋰離子二次電池的充電電壓為14.5V/4=3.63V，相對于4.2V充電電壓過低，充電深度(S0C:StateofCharge)只有50%左右或者更低，存在難以有效利用二次電池的電池容量的問題。另外，在專利文獻1所記載的技術(shù)中，利用水溶液二次電池的在滿充電附近發(fā)熱增大的性質(zhì)，在混合水溶液二次電池和非水二次電池的組電池中通過溫度判定達到了滿充電。但是，在鉛蓄電池用充電電路這樣的恒壓充電用充電電路中，基于充電電流判定滿充電，并結(jié)束充電。因此，當通過這樣的恒壓充電用充電電路對專利文獻1所記載的組電池進行充電時，則無法結(jié)束充電，有可能因過充電導致特性劣化、故障或帶來安全上的問題。另外，由于水溶液二次電池在滿充電附近發(fā)熱，所以還存在與水溶液二次電池組合的非水二次電池因被加熱而劣化的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種即使在用恒壓充電用的充電電路進行充電的情況下，也能夠容易地降低是否會變成過充電的擔心，并且增大充電結(jié)束時的充電深度的組電池，以及使用此類組電池的電池系統(tǒng)。本發(fā)明所涉及的組電池包括水溶液二次電池以及每個電池的電池容量小于水溶液二次電池的非水二次電池，其中，非水二次電池和水溶液二次電池以極性相反的方式串聯(lián)連接，基于非水溶液(應為非水)二次電池的極性進行充電以及放電。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在對該組電池進行恒壓充電時，非水二次電池被充電，而水溶液二次電池被放電。由于這些充電和放電的電流值相等，所以在水溶液二次電池完全放電之前，電池容量比水溶液二次電池小的非水二次電池先接近滿充電。由此，組電池自身的電壓達到指定值(例如恒壓充電器的額定電壓)，而充電電流衰減，在不會使水溶液二次電池過放電，也不會使非水二次電池過充電的情況下，組電池的充電就結(jié)束。假設在使用鉛蓄電池用的額定14.5V的恒壓充電器的情況下，若根據(jù)專利文獻1，使用三個非水二次電池和兩個水溶液二次電池構(gòu)成組電池，而若根據(jù)本發(fā)明，使用四個非水二次電池和一個水溶液二次電池構(gòu)成組電池。比較兩者，基于本發(fā)明的組電池能夠更多地利用每單位重量的能量密度高的非水二次電池，從而相應地實現(xiàn)輕量化。另外，本發(fā)明所涉及的電池系統(tǒng)包括上述結(jié)構(gòu)的組電池以及所述充電電路。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，通過具備上述結(jié)構(gòu)的組電池，從而在通過所述充電電路對上述結(jié)構(gòu)的組電池進行恒壓充電時，容易降低過充電的可能性并增大充電結(jié)束時的充電深度。本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點通過以下的詳細說明和附圖會更清楚。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的組電池的外觀的一例的立體圖。圖2是表示具備圖1所示的組電池和對組電池進行充電的充電電路的電池系統(tǒng)的電結(jié)構(gòu)的一例的模式圖。圖3(A)是表示用于本發(fā)明的組電池的鋰離子二次電池的充放電動作(charge/dischargebehavior)的圖。圖3(B)是表示用于本發(fā)明的組電池的鎳氫二次電池的充放電動作的圖。圖3(C)是表示本發(fā)明的組電池的充電動作的圖。圖3(D)是表示本發(fā)明的組電池的放電動作的圖。具體實施例方式以下，基于本發(fā)明的實施方式。另外，在各圖中附有相同的附圖標記的結(jié)構(gòu)表示相同的結(jié)構(gòu)，并省略其說明。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的組電池的外觀的一例的立體圖。圖1所示的組電池1例如用作二輪車、四輪車及其它工程車輛等的車載用電池。圖1所示的組電池1例如在大致箱狀的筐體6中收容有被串聯(lián)連接的四個鋰離子二次電池2和一個鎳氫二次電池3。在此，鎳氫二次電池3的負極端子與接近的鋰離子二次電池2的負極端子串聯(lián)連接。另外，在筐體6的上表面向上突出地設有連接端子4、5。連接端子4與最遠離鎳氫二次電池3的鋰離子二次電池2的正極端子連接，構(gòu)成組電池1的正極端子。另一方面，連接端子5與鎳氫二次電池3的正極端子連接，構(gòu)成組電池1的負極端子。即，組電池1的極性與鋰離子二次電池2的極性一致，鎳氫二次電池3相對于組電池1的極性逆向連接。在圖1的例子中，連接端子4、5呈螺釘狀，螺母41、51可與之螺合。另一方面，在應與連接端子4連接的電線42的末端，通過鉚接等方式固定有可外嵌于連接端子4的環(huán)狀的配線側(cè)端子43。同樣，在應與連接端子5連接的電線52的末端，通過鉚接等方式固定有可外嵌于連接端子5的環(huán)狀的配線側(cè)端子53。并且，將配線側(cè)端子43、53分別外嵌于組電池1的連接端子4以及連接端子5，并將螺母41、51安裝并緊固在連接端子4、5上，從而電線42、52的末端與連接端子4、5電連接。電線42、52與車輛內(nèi)的電氣電路、對組電池1進行充電的充電電路等連接，用于組電池1的充放電。另外，連接端子4、5不限于螺釘狀，例如也可以是圓柱狀。并且，作為配線側(cè)端子43、53也可以采用例如具有導電性的金屬板，在其中間部分進行彎曲加工，形成為大致C字狀，通過將該中間部分分別游嵌于(freelyfit)連接端子4、5的外側(cè)后，通過螺釘?shù)染o固配線側(cè)端子43、53的兩端，從而結(jié)合連接端子4、5和配線側(cè)端子43、53。具有上述筐體結(jié)構(gòu)以及端子結(jié)構(gòu)，可容易用組電池1取代車載用鉛蓄電池。另外，組電池1沒必要一定收容在筐體6內(nèi)，不限于具備能夠與鉛蓄電池用配線側(cè)端子43、53直接連接的連接端子的結(jié)構(gòu)。連接端子4、5除例如端子座(terminalblock)、接插件(connector)夕卜，例如還可以是單位電池的電極端子本身。圖2是表示具有圖1所示的組電池1和對組電池1進行充電的充電電路11的電池系統(tǒng)10的電結(jié)構(gòu)的一例的模式圖。圖2所示的組電池1，由四個鋰離子二次電池2和一個鎳氫二次電池3通過連接板7串聯(lián)連接而構(gòu)成。在此，鎳氫二次電池3的負極端子與接近的鋰離子二次電池2的負極端子串聯(lián)連接，連接端子4與最遠離鎳氫二次電池3的鋰離子二次電池2的正極端子連接，構(gòu)成組電池1的正極端子。另一方面，連接端子5與鎳氫二次電池3的正極端子連接，構(gòu)成組電池1的負極端子。另外，在圖1以及圖2中，將同種類的電池接近配置，而不同種類的電池可以配置在任何位置。另外，鋰離子二次電池2的每個電池的電池容量小于鎳氫二次電池3。鋰離子二次電池2相當于非水二次電池的一例，也可以代替鋰離子二次電池2而采用鋰聚合物二次電池等其他非水二次電池。另外，鎳氫二次電池3相當于水溶液二次電池的一例，也可以代替鎳氫二次電池3而采用鎳-鎘二次電池等其它水溶液二次電池。但是，作為水溶液二次電池采用鎳氫二次電池，作為非水二次電池采用鋰離子二次電池，由于其分別具有高能量密度，能夠更輕量、小型化，因此比較理想。充電電路11是通過恒流恒壓(CCCV)對例如車載用鉛蓄電池進行充電的充電電路，例如由車載用ECU(ElectricControlUnit)等構(gòu)成。如圖2所示，充電電路11例如具備電壓傳感器12、電流傳感器13、充電電流供給電路14以及控制部15。充電電流供給電路14具備例如從車輛發(fā)出的電力生成用于對鉛蓄電池進行充電的充電電流、充電電壓的整流電路或開關(guān)電源電路(switchingpowersu卯lycircuit)等。并且，充電電流供給電路14經(jīng)由電流傳感器13以及電線42與連接端子(應為"連接端子4")連接，并經(jīng)由電線52與連接端子5連接。電壓傳感器12例如采用分壓阻抗(dividingresistor)、A/D轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。并且，電壓傳感器12經(jīng)由電線42、52檢測連接端子4、5間的電壓、即組電池l的充電電壓Vb，將該電壓值向控制部15輸出。電流傳感器13例如采用分流阻抗(shuntresistor)、霍爾元件(Hallelement)、A/D轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。并且，電流傳感器13檢測從充電電流供給電路14向組電池1供給的充電電流Ib，將其電流值向控制部15輸出?？刂撇?5具備例如執(zhí)行指定的運算處理的CPU(CentralProcessingUnit:中央處理器)、存儲指定的控制程序的ROM(ReadOnlyMemory:只讀存儲器)、暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM(RandomAccessMemory:隨機存取存儲器)和它們的周邊電路等。控制部15是通過執(zhí)行存儲在ROM中的控制程序，基于從電壓傳感器12得到的充電電壓Vb以及從電流傳感器13得到的充電電流Ib控制充電電流供給電路14的輸出電流以及輸出電壓，從而執(zhí)行恒流恒壓(CCCV)充電的控制電路。通過恒壓充電對鉛蓄電池進行充電時的充電電壓一般為14.5V至15.5V。因此，控制部15在進行恒壓充電時，以使電壓傳感器12的檢測電壓成為14.5V至15.5V的方式控制充電電流供給電路14的輸出電流、電壓。另外，鋰離子二次電池的滿充電狀態(tài)的開放電壓(openvoltage)為約4.2V。鋰離子二次電池伴隨充電而充電深度增大，隨之正極電位增大，負極電位減少。鋰離子二次電池的端子電壓表現(xiàn)為正極電位與負極電位的差。并且，隨著充電深度增大而負極電位降低，負極電位變?yōu)?V時的正極電位與負極電位的差、即正極電位，雖然受到充電電流值、溫度、正極以及負極的活性物質(zhì)的組成的不均(variance)的影響，但是已知在使用鈷酸鋰作為正極活性物質(zhì)的情況下為約4.2V，在使用錳酸鋰作為正極活性物質(zhì)的情況下為約4.3V。如上，在負極電位變?yōu)?V時處于滿充電，將此時的端子電壓、例如4.2V用作恒壓充電的充電電壓，從而可使鋰離子二次電池滿充電(充電深度100%)。另一方面，水溶液二次電池具有相對于放電深度的變化而端子電壓緩慢變化的特性，例如在鎳氫二次電池中，從充電狀態(tài)放電時的閉路電壓(closedcircuitvoltage)為約1.2V。這樣，在電池系統(tǒng)10中，例如將充電電壓Vb設為14.5V進行組電池1的恒壓充電的情況下，每個鋰離子二次電池2的充電電壓為(14.5V+1.2V)/4=3.925V，與如上所述的串聯(lián)連接四個鋰離子二次電池的情況下的每個鋰離子二次電池的充電電壓3.63V相比，能夠提高鋰離子二次電池2的充電電壓。S卩，與鋰離子二次電池的滿充電狀態(tài)的開放電壓4.2V乘以4而得的電壓16.8V相比，鋰離子二次電池的滿充電狀態(tài)的開放電壓4.2V乘以4而得的電壓與鎳氫二次電池的放電時的閉路電壓1.2V的差值電壓即15.6V與鉛蓄電池用充電電壓14.5之間的差更小。另外，上述合計電壓(應為上述差值電壓15.6V)為鉛蓄電池用充電電壓14.5V以上，當鉛蓄電池用充電電壓施加在連接端子4、5之間時，施加于每個鋰離子二次電池2的充電電壓為4.2V以下。其結(jié)果，能夠降低鋰離子二次電池2的劣化，并能夠降低安全性受損的可能性。另夕卜，鉛蓄電池的輸出電壓例如有12V、24V、42V那樣的為12V的倍數(shù)的輸出電壓，對這樣的鉛蓄電池進行充電的充電電路的充電電壓也為14.5V至15.5V的倍數(shù)。在此，較為理想的是，通過將一個鎳氫電池和四個電池容量比鎳氫電池小的鋰離子二次電池，以鎳氫電池逆向連接的方式串聯(lián)連接而構(gòu)成的組電池作為一個單元(一個單位)，根據(jù)充電電路的充電電壓相應地增減該單元數(shù)，使鎳氫電池的個數(shù)和鋰離子二次電池的個數(shù)設定為1比4的比率。由此，與鉛蓄電池的輸出電壓為12V的情況下同樣地，使組電池的充電電壓適宜于充電電路的輸出電壓，能夠增大用這樣的充電電路對組電池l進行充電時的充電結(jié)束時的充電深度。也可將如上構(gòu)成的單元作為基本單位，根據(jù)起電力(electromotiveforce)或電池容量等方面的要求，將數(shù)個單元串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合連接而構(gòu)成組電池。接著，說明如上構(gòu)成的電池系統(tǒng)10的動作。圖3(A)是表示用于本發(fā)明的一實施方式所涉及的組電池1的鋰離子二次電池2的充放電動作的圖。圖3(B)是表示用于本發(fā)明的一實施方式所涉及的組電池1的鎳氫二次電池3的充放電動作的圖。圖3(C)是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的組電池1的充電動作的圖。圖3(D)是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的組電池1的放電動作的圖。另外，圖3(A)至(D)中，橫軸表示充放電容量，縱軸表示組電池1、鋰離子二次電池2或鎳氫二次電池3的充放電電壓。另外，曲線a-l以及a-2表示鋰離子二次電池2的充電時以及放電時的端子電壓，曲線b-l以及b-2表示鎳氫二次電池3的充電時以及放電時的端子電壓。另外，組電池1采用在四個鋰離子二次電池2上逆向連接一個鎳氫二次電池3的結(jié)構(gòu)。此外，組電池1通過包含額定電壓為14.5V的充電器的充電電路11被進行充電，通過設備側(cè)的控制在達到10.5V時結(jié)束放電。如圖3(A)以及(B)所示，本實施方式所涉及的組電池1的鎳氫二次電池3的充放電容量P大于鋰離子二次電池2的充放電容量a。此外，將鋰離子二次電池2和鎳氫二次電池3以極性相反的方式串聯(lián)連接，并基于鋰離子二次電池2的極性對組電池1進行充放電。由此，顯示出圖3(C)以及(D)所示的特有的充放電動作。使用圖3(C)，對組電池1的充電進行詳細論述。曲線c-1是連接端子4、5間的電壓、即組電池1的充電電壓(差值電壓)Vb。首先，根據(jù)來自控制部15的控制信號，從充電電流供給電路14經(jīng)由電線42向組電池1輸出1.5A的充電電流Ib，對鋰離子二次電池2進行恒流充電，并對鎳氫二次電池3進行恒流放電，整體上來說，差值電壓Vb上升，組電池1被恒流充電。此處，鎳氫二次電池3的端子電壓隨著組電池1的充電一點點地下降。另一方面，鋰離子二次電池的端子電壓隨著充電，以上升曲線而增大。此時，差值電壓Vb隨著鋰離子二次電池的端子電壓的增大而增大。另一方面，隨著組電池的充電深度變高，鎳氫二次電池逐漸放電，電壓下降。具體而言，組電池1的極性與鋰離子二次電池2的極性相同，且被串聯(lián)連接成四個鋰離子二次電池2和一個鎳氫二次電池3的極性相反。因此，恒流充電持續(xù)至四個鋰離子二次電池2的充電電壓的總和c-2達到充電器與鎳氫二次電池3的放電電壓的總和b-2的容量Y-l為止。然后，當由電壓傳感器12檢測出的差值電壓Vb達到14.5V時(Y-1)，通過控制部15，從恒流充電被切換到恒壓充電。然后，響應來自控制部15的控制信號，通過充電電流供給電路14，在連接端子4、5間施加14.5V的一定的電壓，執(zhí)行恒壓充電。這樣，通過恒壓充電，隨著鋰離子二次電池2的充電深度的增大，充電電流減小。然后，當由電流傳感器13檢測出的充電電流在預先作為恒壓充電的終止條件而設定的充電終止電流以下時，由控制部15判斷為鋰離子二次電池2已被充電到接近在14.5V的恒壓充電下能夠充電的最大充電深度的充電深度。然后，響應來自控制部15的控制信號，充電電流供給電路14的輸出電流成為零，充電結(jié)束(Y_2)。顯示這樣的動作是因為鎳氫二次電池3的充放電容量13比鋰離子二次電池2的充放電容量a大。鎳氫二次電池3在放電的中間階段顯示出比較平坦的電壓，所以從四個鋰離子二次電池2的充電電壓的總和c-2達到充電器與鎳氫二次電池3的放電電壓的總和b-2'的Y-l起到充電結(jié)束的Y-2為止，能夠?qū)︿囯x子二次電池2進行恒壓充電。由于Y-2與鋰離子二次電池2的充放電容量a相比足夠小，所以鋰離子二次電池2不會被過充電。另外，由于Y-2與鎳氫二次電池3的充放電容量13相比也足夠小，所以鎳氫二次電池3不會被過放電。此處，如有意降低鎳氫二次電池3的大電流放電特性，則即使對于車輛的發(fā)電機那樣充電時的突發(fā)電流(inrushcurrent)有可能變大的充電器，也能夠抑制鋰離子二次電池2的充電。具體而言，采用當組電池l以大電流被充電時，被逆向連接的鎳氫二次電池3不適宜于大電流放電。因此，鎳氫二次電池3的放電電壓降低，充電器與鎳氫二次電池3的放電電壓的總和b-2'也降低。由此，y-1以及結(jié)束充電的y-2提前(充電容量變小)，能夠抑制鋰離子二次電池2的電壓上升，從安全性方面來講是較理想的方式。在圖3(D)中，曲線d-l表示連接端子4、5間的電壓、即組電池l的放電電壓。組電池1的極性與鋰離子二次電池2的極性相同，且被串聯(lián)連接四個鋰離子二次電池2和一個鎳氫二次電池3的極性相反。因此，四個鋰離子二次電池2的充電電壓(應為放電電壓)的總和d-2至達到設備側(cè)的控制電壓與鎳氫二次電池3的充電電壓的總和b-l'的容量Y-3為止其放電持續(xù)。在此，由于Y-3與鋰離子二次電池2的充放電容量a相比足夠小，所以鋰離子二次電池2不會被過放電。另外，由于Y-3與鎳氫二次電池3的充放電容量13相比也足夠小，所以鎳氫二次電池3不會被過充電。此處，如有意降低鎳氫二次電池3的大電流充電特性，則即使在車輛的設備同時被使用而放電電流變大的情況下，也能夠抑制鋰離子二次電池2的放電。具體而言，采用當組電池l以大電流放電時，被逆向連接了的鎳氫二次電池3不適宜于大電流充電。因此，充電電壓上升，設備側(cè)的控制電壓與鎳氫二次電池3的充電電壓的總和b-l'也進一步上升。由此，結(jié)束放電的Y-3提前(放電容量變小)，能夠抑制鋰離子二次電池2的過放電，從耐久性方面來講是較理想的方式。另夕卜，已知鎳氫二次電池的自放電電流比鋰離子二次電池大。因此，若在充電后放置組電池l，則鎳氫二次電池3的殘存容量比鋰離子二次電池2的殘存容量少。并且，當從鎳氫二次電池3的殘存容量比鋰離子二次電池2的殘存容量少的狀態(tài)開始進行組電池1的充電，則在充電結(jié)束時鎳氫二次電池3放電。由此，在鋰離子二次電池2未被充分充電的狀態(tài)下充電停止。但是，自放電速度依賴于電池電壓，一般而言，與充電狀態(tài)相比，放電狀態(tài)的自放電小。與車輛的發(fā)電機連接的組電池l始終處于充電狀態(tài)，所以被逆向連接的鎳氫二次電池3始終處于放電狀態(tài)。因此，鎳氫二次電池3的自放電速度有自然減小的傾向。另外，即使假設鎳氫二次電池3自放電而電壓降低，由于鎳氫二次電池3極性逆向地被連接，所以組電池1自身的電壓上升，自然也利于長期保存。另外，本實施方式所涉及的充電電路ll不限于鉛蓄電池用充電電路。另外，組電池1也可通過適當設定鋰離子二次電池2和鎳氫二次電池3的個數(shù)，能夠應用于通過以任意的充電電壓進行恒壓充電的充電電路進行充電的組電池。實施例作為非水二次電池采用松下電池工業(yè)株式會社制造的CGR18650CF(電池容量2.25Ah)，作為水溶液二次電池采用松下電池工業(yè)株式會社制造的HHR330APH(電池容量3.3Ah)，制作了以下所示的實施例1至3以及比較例2的組電池。另外，在比較例1中作為鉛蓄電池采用了松下電池工業(yè)株式會社制造的LC-P122R2J(電池容量2.2Ah)。(實施例1)將四個CGR18650CF(電池容量2.25Ah)和一個HHR330APH(電池容量3.3Ah)共計五個電池以僅讓HHR330APH逆向連接的方式串聯(lián)連接，構(gòu)成了實施例1的組電池。(比較例1)用一個LC-P122R2J(電池容量2.2Ah)電池構(gòu)成了比較例1的組電池。(比較例2)串聯(lián)連接四個CGR18650CF(電池容量2.25Ah)電池，構(gòu)成了比較例2的組電池。對這些實施例1以及比較例1、2的組電池，測定了以恒流充電下的充電電流1A、恒壓充電下的充電電壓14.5V、充電終止電流0.1A的條件進行恒流恒壓充電后，再以恒流1A放電到10V為止時的、單位體積的電池能量密度、單位重量的電池能量密度。另外，測定了重復300次上述充放電后的單位體積的電池能量密度、單位重量的電池能量密度。測定結(jié)果示于表l。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如表1所示，組合了水溶液二次電池和容量比該水溶液二次電池的電池容量小的非水二次電池的本發(fā)明的實施例1的組電池，相對于比較例1的鉛蓄電池或比較例2的組電池，其單位體積的電池能量密度、單位重量的電池能量密度充分大，可實現(xiàn)輕量化、小型化。另外可知，本發(fā)明的實施例1的組電池的循環(huán)300次后的單位體積的電池能量密度、單位重量的電池能量密度，與比較例1、2相比也充分大，能夠降低反復使用引起的劣化。另外，上述的具體實施方式中主要包含具有以下結(jié)構(gòu)的發(fā)明。本發(fā)明所涉及的組電池包括水溶液二次電池和每個電池的電池容量比水溶液二次電池小的非水二次電池，其中，非水二次電池和水溶液二次電池以極性相反的方式串聯(lián)連接，充電及放電基于非水溶液(應為非水)二次電池的極性而進行。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在對該組電池進行恒壓充電時，非水二次電池被充電，水溶液二次電池被放電。由于這些充電和放電的電流值相等，所以在水溶液二次電池完全放電之前，電池容量比水溶液二次電池小的非水二次電池先接近滿充電。由此，組電池自身的電壓達到指定值(例如恒壓充電器的額定電壓)，充電電流衰減，在不會使水溶液二次電池過放電，也不會使非水二次電池過充電的情況下，結(jié)束組電池的充電。假設在采用鉛蓄電池用的額定14.5V的恒壓充電器的情況下，若根據(jù)專利文獻1，使用三個非水二次電池和兩個水溶液二次電池構(gòu)成組電池，若根據(jù)本發(fā)明，使用四個非水二次電池和一個水溶液二次電池構(gòu)成組電池。比較兩者，基于本發(fā)明的組電池更多地利用每單位重量的能量密度高的非水二次電池，從而相應地實現(xiàn)輕量化。在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，在串聯(lián)連接所述水溶液二次電池和所述非水二次電池的串聯(lián)電路的兩端，設置有用于從輸出預先設定的一定的充電電壓并進行恒壓充電的充電電路接收所述充電電壓的連接端子，由下式(1)求得的差值電壓Vb與所述充電電壓之差，小于所述差值電壓Vb與所述非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓K的整數(shù)倍的電壓中最接近所述充電電壓的電壓之差。Vb=V^-V^......(1)在式(1)中，V^是所述非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓^乘以所述串聯(lián)電路中所含的該非水溶液(應為非水)二次電池的個數(shù)而得的電壓，V2n2是所述水溶液二次電池的放電狀態(tài)的端子電壓^乘以所述串聯(lián)電路中所含的該水溶液二次電池的個數(shù)n2而得到的電壓)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，差值電壓Vb=Vini_V2n2(原本為使該組電池滿充電所需的充電電壓與從充電電路供給的充電電壓之差)，比非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓的整數(shù)倍的電壓中最接近從充電電路供給的充電電壓的電壓小。因此，通過所述充電電路對該組電池進行恒壓充電的情況下，與通過所述充電電路對僅使用非水二次電池構(gòu)成的組電池進行恒壓充電的情況相比，能夠?qū)⒔M電池充電至接近滿充電的電壓。即，根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠增大充電結(jié)束時的充電深度。另外，較為理想的是，所述差值電壓Vb二VA-、化被設定為所述充電電壓以上，所述差值電壓Vb=Vini-V2n2與所述充電電壓之差，小于所述差值電壓Vb=Vini-V2n2與所述非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓的整數(shù)倍的電壓中的、在所述充電電壓以上且最接近所述充電電壓的電壓之差。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，差值電壓Vb=Vini-V2n2，即原本為了使該組電池滿充電所需的充電電壓為從充電電路供給的充電電壓以上。因此，通過該充電電路對該組電池進行恒壓充電的情況下，組電池被施加過電壓的可能性降低。另外，較為理想的是，所述充電電路是鉛蓄電池用的充電電路，所述串聯(lián)電路所含的所述水溶液二次電池的個數(shù)與所述非水二次電池的個數(shù)的比率為1比4。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠減小從鉛蓄電池用充電電路供給的充電電壓與使該組電池滿充電所需的充電電壓之差，增大充電結(jié)束時的充電深度。另外，較為理想的是，所述水溶液二次電池是鎳氫二次電池。由于鎳氫二次電池在水溶液二次電池中屬高能量密度，所以能夠使組電池進一步輕量小型化。另外，較為理想的是，所述非水二次電池是鋰離子二次電池。由于鋰離子二次電池在非水二次電池中屬高能量密度，所以能夠使組電池進一步輕量小型化。在上述結(jié)構(gòu)中，在所述組電池的充電時，鎳氫二次電池的電壓為1.0V以上且1.2V以下，鋰離子二次電池的電壓為3.9V以上且4.IV以下。另外，在所述組電池的放電時，鎳氫二次電池的電壓為1.3V以上且1.5V以下，鋰離子二次電池的電壓為3.7V以下。由此，能夠避免鎳氫二次電池的過放電或過充電。在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述鎳氫二次電池的大電流放電特性低于鋰離子二次電池的大電流放電特性。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在如車輛的發(fā)電機那樣充電時的突發(fā)電流有可能變大的充電器中，也能夠抑制鋰離子二次電池的充電。具體而言，當組電池以大電流被充電時，由于逆向連接的鎳氫二次電池被構(gòu)成為不適宜于大電流放電，所以放電電壓降低。因此，以充電器的額定電壓和鎳氫二次電池的放電電壓的和表示的鋰離子二次電池的充電終止電壓降低。由此，能夠抑制鋰離子二次電池的電壓上升，所以從安全性方面考慮是較理想的方式。另外，本發(fā)明所涉及的電池系統(tǒng)具有上述結(jié)構(gòu)的組電池和所述充電電路。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，通過配備上述結(jié)構(gòu)的組電池，從而在通過所述充電電路對上述結(jié)構(gòu)的組電池進行恒壓充電時，容易降低處于過充電的可能性并增大充電結(jié)束時的充電深度。如上所述，根據(jù)本發(fā)明所涉及的組電池，例如作為鉛蓄電池的代替品，能夠提供一種無需改變充電電路即可容易地搭載于車輛的、輕量小型且反復使用下的劣化少的組電池。另外，本發(fā)明以串聯(lián)所有電池的結(jié)構(gòu)為基礎，但毋庸置疑，采用將并聯(lián)連接多個鋰離子二次電池得到的單元A和并聯(lián)連接多個鎳氫二次電池得到的單元B，以單元A的容量〈單元B的容量的方式串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，也能得到與本發(fā)明相同的效果。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可適宜應用于用作二輪車、四輪車及其他工程車輛等的車載用電池的組電池，或用作UPS等備用電源、便攜式個人計算機或數(shù)碼相機、手機等電子設備、電動汽車、混合動力型車等車輛等的電源的組電池。另外，適合用于使用這樣的組電池的電池系統(tǒng)。權(quán)利要求一種組電池，其特征在于包括水溶液二次電池；以及每個電池的電池容量小于所述水溶液二次電池的非水二次電池，其中，所述非水二次電池和所述水溶液二次電池以極性相反的方式串聯(lián)連接，充電及放電基于所述非水溶液二次電池的極性而進行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組電池，其特征在于在串聯(lián)連接所述水溶液二次電池和所述非水二次電池的串聯(lián)電路的兩端，設有用于從輸出預先設定的一定的充電電壓并進行恒壓充電的充電電路接收所述充電電壓的連接端子，通過下式(1)求出的差值電壓Vb與所述充電電壓之差，小于所述差值電壓Vb與所述非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓K的整數(shù)倍的電壓中最接近所述充電電壓的電壓之差，Vb=V^-V^......(1)在式(1)中，V^是所述非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓^乘以所述串聯(lián)電路所含的該非水溶液二次電池的個數(shù)&所得的電壓，V2n2是所述水溶液二次電池的放電狀態(tài)的端子電壓V2乘以所述串聯(lián)電路所含的水溶液二次電池的個數(shù)n2所得的電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組電池，其特征在于所述差值電壓Vb=Vini-V2n2被設定在所述充電電壓以上，所述差值電壓Vb=Vini-V2n2與所述充電電壓之差，小于所述差值電壓Vb=Vini-V2n2與所述非水二次電池的滿充電狀態(tài)的端子電壓的整數(shù)倍的電壓中的、在所述充電電壓以上且最接近所述充電電壓的電壓之差。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的組電池，其特征在于所述充電電路是鉛蓄電池用的充電電路，所述串聯(lián)電路所含的所述水溶液二次電池的個數(shù)和所述非水二次電池的個數(shù)的比率為1比4。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組電池，其特征在于將包括一個所述水溶液二次電池和四個所述非水二次電池的單元作為基本單位，將多個該單元串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或串并聯(lián)混合連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的組電池，其特征在于所述水溶液二次電池的大電流放電特性被設定成低于非水二次電池的大電流放電特性。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的組電池，其特征在于所述水溶液二次電池為鎳氫二次電池。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的組電池，其特征在于所述非水二次電池為鋰離子二次電池。9.一種電池系統(tǒng)，其特征在于包括如權(quán)利要求2至8中任一項所述的組電池；以及所述充電電路。全文摘要本發(fā)明提供一種組電池以及電池系統(tǒng)，包括水溶液二次電池以及每個電池的電池容量小于水溶液二次電池的非水二次電池，其中，非水二次電池和水溶液二次電池以極性相反的方式串聯(lián)連接，充電及放電基于非水溶液二次電池的極性而進行。文檔編號H01M10/44GK101796704SQ20088010602公開日2010年8月4日申請日期2008年6月10日優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日發(fā)明者杉山茂行,青木護申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社