CN105576310A - 一种修复动力锂离子电池的充电方法 - Google Patents

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魏引利
王海波
陶静
侯守卫
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Abstract

本发明提供一种修复动力锂离子电池的充电方法，包括：将寿命终止的动力锂离子电池用小电流放电至空电态，所述小电流为1C以下的电流；将所述寿命终止的动力锂离子电池用小电流从空电态开始充电6～30min后，再接着用大电流脉冲充电至满电态，所述小电流为1C以下的电流，所述大电流为3C以上的电流。本发明成本低，修复过程容易实现，修复后电池使用寿命可延长30～40%，对目前动力锂离子电池的使用寿命具有革命性的突破。

Description

一种修复动力锂离子电池的充电方法
技术领域
本发明涉及电池修复技术领域，具体是一种修复动力锂离子电池的充电方法。
背景技术
能源与环境问题日益严重，尤其是经济发展和交通运输对石油、煤炭、天然气等不可再生能源的快速消耗，使得各国政府纷纷重视可再生绿色能源的推广和应用。近年来，电动汽车和电池储能等新能源领域的蓬勃发展，使得以动力锂离子电池为代表的二次电池技术成为备受瞩目的研究方向。动力锂离子电池目前已成为电动汽车***中的关键技术之一，在动力锂离子电池的使用过程中，动力锂离子电池及电池组的使用寿命是制约电动汽车和电池储能发展的关键因素之一。
众所周知，动力锂离子电池当其实际容量为初始容量的80%时定义为寿命终止，充放电方式是影响电池寿命的重要因素，动力锂离子电池及电池组在充电过程中，充电倍率的大小对单体电池内部结构有很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种修复动力锂离子电池的充电方法，延长动力锂离子电池的使用寿命。
本发明的技术方案为：
一种修复动力锂离子电池的充电方法，包括以下顺序的步骤：
（1）将寿命终止的动力锂离子电池用小电流放电至空电态，所述小电流为1C以下的电流；
（2）将所述寿命终止的动力锂离子电池用小电流从空电态开始充电6～30min后，再接着用大电流脉冲充电至满电态，所述小电流为1C以下的电流，所述大电流为3C以上的电流。
所述的修复动力锂离子电池的充电方法，步骤（1）中，将寿命终止的动力锂离子电池用0.5C的电流放电至空电态。
所述的修复动力锂离子电池的充电方法，步骤（2）中，将所述寿命终止的动力锂离子电池用1C的电流从空电态开始充电6min后，再接着用3C的电流脉冲充电至满电态。
本发明的有益效果为：
由上述技术方案可知，本发明采用大电流脉冲充电的方式，能够促使寿命终止的动力锂离子电池的负极SEI膜分解，进而延长了动力锂离子电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明中电池初始、循环后、修复后EIS测试示意图；
图3是本发明中电池初始循环、修复后循环寿命示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
如图1所示，一种修复动力锂离子电池的充电方法，包括以下顺序的步骤：
S1、将寿命终止的动力锂离子电池用0.5C（基于额定容量，下同）的电流放电至空电态；
S2、将寿命终止的动力锂离子电池用1C的电流从空电态开始充电6min后，再接着用3C的电流脉冲充电至满电态。
下面通过交流阻抗谱EIS测试对动力锂离子电池的修复效果进行验证说明：
（1）取一只额定容量为30Ah的动力锂离子电池，用15A的电流满放满充循环5次后，满电态截止，充放电的电压范围为2.0V～3.65V；记录满放满充循环5次后电池的初始状态：容量C1、电压V1、内阻R1、重量G1，EIS测试曲线对应图2中的曲线initial，对EIS测试曲线拟合后的内阻为6.925mΩ；
（2）对上述（1）中满电态的电池用30A的电流进行满放满充循环，充放电的电压范围为2.0V～3.65V，直至容量降至C1的80%定义为寿命终止，满电态截止，循环曲线对应图3中的曲线before；记录电池寿命终止时的状态：容量C2、电压V2、内阻R2、重量G2，EIS测试曲线对应图2中的曲线cycle，对EIS测试曲线拟合后的内阻为9.7mΩ；
（3）对上述（2）中满电态的电池用15A的电流放电至2.0V，此时电池处于空电态，用30A的电流充电6min，此时电池的SOC为10%，循环曲线对应图3中的曲线before；之后用180A的电流进行大电流脉冲充电至满电态，修复完成；
（4）对上述（3）中修复完成后的满电态的电池用15A的电流满放满充循环5次后，满电态截止，充放电的电压范围为2.0V～3.65V；记录修复完成且满放满充循环5次后的电池的状态：容量C3、电压V3、内阻R3、重量G3，EIS测试曲线对应图2中的曲线restore，对EIS测试曲线拟合后的内阻为8.5mΩ，明显小于上述（2）中寿命终止时的值；
（5）对上述（4）中满电态的电池用30A的电流进行满放满充循环，充放电的电压范围为2.0V～3.65V，直至容量降至C3的80%定义为寿命终止，循环曲线对应图3中的曲线after；这里，对修复后的电池进行循环测试的目的在于检验修复的效果，即测试修复后的电池经过多少次的满放满充循环而再次达到寿命终止状态，只有当达到预设的次数阈值时，才能认为是修复成功，可以继续使用。
本发明适用于LFP/C、NCM/C两种动力锂离子电池，寿命终止的动力锂离子电池经过大电流脉冲充电后，其负极的SEI膜明显分解。本发明成本低，修复过程容易实现，修复后寿命可延长30～40%，对目前动力锂离子电池的使用寿命具有革命性的突破。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种修复动力锂离子电池的充电方法，其特征在于，包括以下顺序的步骤：
（1）将寿命终止的动力锂离子电池用小电流放电至空电态，所述小电流为1C以下的电流；
（2）将所述寿命终止的动力锂离子电池用小电流从空电态开始充电6～30min后，再接着用大电流脉冲充电至满电态，所述小电流为1C以下的电流，所述大电流为3C以上的电流。
2.根据权利要求1所述的修复动力锂离子电池的充电方法，其特征在于，步骤（1）中，将寿命终止的动力锂离子电池用0.5C的电流放电至空电态。
3.根据权利要求1所述的修复动力锂离子电池的充电方法，其特征在于，步骤（2）中，将所述寿命终止的动力锂离子电池用1C的电流从空电态开始充电6min后，再接着用3C的电流脉冲充电至满电态。
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