CN106654426A - 一种电池充电方法和装置 - Google Patents

一种电池充电方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106654426A
CN106654426A CN201611249580.3A CN201611249580A CN106654426A CN 106654426 A CN106654426 A CN 106654426A CN 201611249580 A CN201611249580 A CN 201611249580A CN 106654426 A CN106654426 A CN 106654426A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
constant
current
voltage
charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611249580.3A
Other languages
English (en)
Inventor
高潮
方占召
闫龙
党琦
龚美丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningde Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningde Amperex Technology Ltd filed Critical Ningde Amperex Technology Ltd
Priority to CN201611249580.3A priority Critical patent/CN106654426A/zh
Publication of CN106654426A publication Critical patent/CN106654426A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/448—End of discharge regulating measures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种电池充电方法和装置。一方面，本发明实施例提供的电池充电方法中，包括：对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电；以及，对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电；其中，每次所述脉冲充电包括：使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。通过本发明实施例，提高了电池的安全性和循环性能。

Description

一种电池充电方法和装置
【技术领域】
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池充电方法和装置。
【背景技术】
随着现代科技技术的不断提升，人们对于电子产品的依赖度越来越高，作为为电子产品提供电能的电池，如何提高电池单位体积的能量密度和充电速度越来越受到重视。
对于电池的充电来说，现有技术中的最常见的充电方法为：先以恒定电流充电直至电池达到一定的电压，再以恒定电压进行充电直至达到充电至截止电流为止。采用这种方式进行充电，若要提高充电速度(即缩短充电时长)，就需要采用较大的恒定电流为电池进行充电，但随之而来的问题是，电池的充电电流越大，电池的安全性越低。以锂离子电池为例，在使用较大恒定电流对锂离子电池充电时，阳极电位由于较大的欧姆极化和浓差极化，阳极电位会迅速下降，当阳极电位降低到一定程度后，会导致电池中的锂离子在阳极表面被还原为金属锂，并且随着恒流充电的充电时长的增大，被还原的金属锂会越来越多，并以枝状结晶的形式变大，当枝状结晶增长到一定程度后，会刺破电池中的隔膜，导致电池发生短路。因此，在现有技术中，提高电池充电速度的方式的安全性较低。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池充电方法和装置，用以解决现有技术中提高电池充电速度的方式的安全性较低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种电池充电方法，包括：
对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电；以及，对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电；
其中，每次所述脉冲充电包括：
使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；
使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；
使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，各次所述脉冲充电所使用的所述第一恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第一恒定电流大于或者等于0.2C，且小于或者等于3C。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在各次所述脉冲充电中，使用所述第一恒定电流进行充电时所使用的充电时长相同，且该充电时长大于或者等于0.1s，且小于或者等于30s。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，各次所述脉冲充电所使用的所述第二恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第二恒定电流大于或者等于0C，且小于或者等于1C。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在各次所述脉冲充电中，使用所述第二恒定电流进行放电时所使用的放电时长相同，且该放电时长大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，各次所述脉冲充电所使用的所述第三恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第三恒定电流大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.5C。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在各次所述脉冲充电中，使用所述第三恒定电流进行充电时所使用的充电时长相同，且该充电时长大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述对所述电池进行脉冲充电之前，还包括：
获取所述电池当前的电压值；
判断所述当前的电压值是否小于所述指定电压值；
当所述当前的电压值小于所述指定电压值时，开始执行对所述电池进行脉冲充电的操作。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，还包括：
当所述当前的电压值等于所述指定电压值时，对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到所述指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对所述电池进行恒压充电，包括：
使用所述指定电压值对应的电压对所述电池进行恒压充电。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述指定电压值包括所述电池的截止电压对应的电压值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述指定电流值大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.1C。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法应用于电池充电器、电池适配器、电池控制电路或芯片中。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电池包括：
锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电池应用于终端、可穿戴设备、电动工具、移动电源、无人机、电动车或电动汽车中。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
在本发明实施例中，在对电池进行充电时使用脉冲充电，且每次脉冲充电的方式为先使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电，然后再使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电，最后再使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电；其中，对电池进行至少一次脉冲充电，直至电池的电压值达到指定电压值为止，在使用上述脉冲充电的方式为电池充电时，使用第一恒定电流为电池充电是为了提高电池的充电速度。使用第二恒定电流为电池放电，来升高电池的阳极电位，减少析锂，以及，使阳极表面的金属锂转换为锂离子，进而使得阳极表面在生成金属锂后，也不会出现枝状结晶增长的情况，提高了电池快速充电时的安全性。使用第三恒定电流为电池充电是为了让阳极电位在变化较小的情况下，继续为电池进行补充充电，达到快速充电的目的；以及，在减少析锂的前提下，使电池的电压能够达到指定电压；另外，由于使用第一恒定电流为电池快速充电，会对电池中的阳极界面保护膜(SEI)造成损伤，使用第三次恒定电流为电池充电可以对该损伤进行修复，延长了电池的使用寿命。因此，本发明提供的技术方案，可以在提高充电速度的情况下，减少电池的阳极表面产生的金属锂，且可以不断修复阳极界面保护膜(SEI)，提高了为电池进行快速充电时的安全性，同时延长了循环寿命，且当电池的电压达到在指定电压后，对电池进行恒压充电，以保证达到电池的额定容量，即保证电池可以充满电。
第二方面，本发明实施例提供了一种电池充电装置，包括：
脉冲充电单元，用于对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电；
恒压充电单元，用于对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电；
其中，每次所述脉冲充电包括：
使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；
使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；
使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述装置应用于电池充电器、电池适配器、电池控制电路或芯片中。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
在本发明实施例中，在对电池进行充电时使用脉冲充电，且每次脉冲充电的方式为先使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电，然后再使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电，最后再使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电；其中，对电池进行至少一次脉冲充电，直至电池的电压值达到指定电压值为止，在使用上述脉冲充电的方式为电池充电时，使用第一恒定电流为电池充电是为了提高电池的充电速度。使用第二恒定电流为电池放电，来升高电池的阳极电位，减少析锂，以及，使阳极表面的金属锂转换为锂离子，进而使得阳极表面在生成金属锂后，也不会出现枝状结晶增长的情况，提高了电池快速充电时的安全性。使用第三恒定电流为电池充电是为了让阳极电位在变化较小的情况下，继续为电池进行补充充电，达到快速充电的目的；以及，在减少析锂的前提下，使电池的电压能够达到指定电压；另外，由于使用第一恒定电流为电池快速充电，会对电池中的阳极界面保护膜(SEI)造成损伤，使用第三次恒定电流为电池充电可以对该损伤进行修复，延长了电池的使用寿命。因此，本发明提供的技术方案，可以在提高充电速度的情况下，减少电池的阳极表面产生的金属锂，且可以不断修复阳极界面保护膜(SEI)，提高了为电池进行快速充电时的安全性，同时延长了循环寿命，且当电池的电压达到在指定电压后，对电池进行恒压充电，以保证达到电池的额定容量，即保证电池可以充满电。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电池充电方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电池充电方法中电流-充电时间关系的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种电池充电方法中电流-充电时间关系的示意图；
图4为对比方案一与实施方案一的电流-时间关系的示意图；
图5为对比方案一与实施方案一的电压-时间关系的示意图；
图6为对比方案一与实施方案一的充电时间-电池容量关系的示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种电池充电方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种电池充电装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述恒定电流，但这些恒定电流不应限于这些术语。这些术语仅用来将恒定电流彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一恒定电流也可以被称为第二恒定电流，类似地，第二恒定电流也可以被称为第一恒定电流。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例一
本发明实施例提供了一种电池充电方法，如图1所示，本发明实施例提供的电池充电方法，具体可以包括以下步骤：
101、对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电。
其中，每次所述脉冲充电包括：使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。
具体的，在使用上述脉冲充电的方式为电池充电时，使用第一恒定电流为电池充电是为了提高电池的充电速度。
当阳极电位快速降低(使用恒定大电流为电池进行充电造时造成阳极电位快速降低)且阳极电位降低到一定程度时，会导致电池阳极表面出现金属锂，即：使用恒定大电流为电池充电时，电池的阳极电位会出现较大的欧姆极化和浓差极化，此时阳极电位将迅速下降，且降低到一定程度时会使阳极表面出现金属锂。在电池阳极表面出现金属锂之后，如果提高阳极电位，且使阳极电位高于该程度时，可以使阳极表面出现的金属锂转换为锂离子，即降低阳极电位的欧姆极化和浓差极化，使阳极电位上升到一定程度后，阳极表面的金属锂可以转换为锂离子。由于可以通过对电池放电来升高阳极电位，因此，本发明实施例中，使用第二恒定电流为电池放电，来升高电池的阳极电位，较少析锂；以及，由于使用第一恒定电流为电池充电时，阳极表面可能会出现金属锂，通过第二恒定电流对电池放电，升高阳极电位，使阳极表面的金属锂转换为锂离子，进而使得阳极表面在生成金属锂后，也不会出现枝状结晶增长的情况，保证了电池快速充电时的安全性。
使用第三恒定电流为电池充电是为了让阳极电位在变化较小的情况下，继续为电池进行补充充电，达到快速充电的目的；以及，在减少析锂的前提下，使电池的电压能够达到指定电压；另外，由于使用第一恒定电流为电池快速充电，会对电池中的阳极界面保护膜(SEI)造成损伤，使用第三次恒定电流为电池充电可以对该损伤进行修复，延长了电池的使用寿命。
再进一步的，由于对电池进行充电时，至少进行一次脉冲充电，进一步减少了在电池的电压值达到指定电压值之前，电池的阳极表面出现的金属锂，提高了电池的安全性。
在一个具体的实施方式中，述指定电压值包括所述电池的截止电压对应的电压值。
其中，截止电压为该电池的电压特性，不同的电池具有不同截止电压。
在一个具体的实施方式中，各次所述脉冲充电所使用的所述第一恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第一恒定电流大于或者等于0.2C，且小于或者等于3C。
在一个具体的实施方式中，在各次所述脉冲充电中，使用所述第一恒定电流进行充电时所使用的充电时长相同，且该充电时长大于或者等于0.1s，且小于或者等于30s。
在一个具体的实施方式中，各次所述脉冲充电所使用的所述第二恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第二恒定电流大于或者等于0C，且小于或者等于1C。
在一个具体的实施方式中，在各次所述脉冲充电中，使用所述第二恒定电流进行放电时所使用的放电时长相同，且该放电时长大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。
在一个具体的实施方式中，各次所述脉冲充电所使用的所述第三恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第三恒定电流大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.5C。
在一个具体的实施方式中，在各次所述脉冲充电中，使用所述第三恒定电流进行充电时所使用的充电时长相同，且该充电时长大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。
102、对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电。
具体的，当对电池进行脉冲充电后，开始对电池进行恒压充电，在对电池进行恒压充电的过程中，随着电池的电量逐渐增加，充电电流将逐渐减小，因此浓差极化及欧姆极化也将逐渐减小，阳极电位也将逐渐上升，直到电池的电流达到截止电流时，停止对电池进行恒压充电，从而保证了电池可以达到额定容量，即保证电池可以充满电。
在一个具体的实施方式中，所述对所述电池进行恒压充电，包括：使用所述指定电压值对应的电压对所述电池进行恒压充电。
在一个具体的实施方式中，所述指定电流值大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.1C。
图2为本发明实施例提供的一种电池充电方法中电流-充电时长关系图，如图2所示，第一恒定电流为I1，第一恒定电流的充电时长为T1，第二恒定电流为I2，第二恒定电流的放电时长为T2，第三恒定电流为I3，第三恒定电流的充电时长为T3，指定电流为I4。具体的，在对电池进行充电的过程中，首先进行若干个脉冲充电过程，直至达到电池的截止电压为止，其中，每次脉冲充电的过程包括：使用I1对电池进行T1时长的恒流充电，然后使用I2对电池进行T2时长的恒流放电，最后使用I3对电池进行T3时长的恒流充电。当电池达到截止电压后，使用截止电压值对应的电压对电池进行恒流充电，直到充电电流达到I4为止。
举例说明，图3为本发明实施例提供的另一种电池充电方法中电流-充电时长关系图，如图3所示，第一恒定电流为1.2C，第一恒定电流的充电时长为9s，第二恒定电流为0.025C，第二恒定电流的放电时长为0.5s，第三恒定电流为0.1C，第三恒定电流的充电时长为0.5s，指定电流为0.05C。具体的，在对电池进行充电的过程中，首先进行若干个脉冲充电过程，直至达到电池的截止电压为止，其中，每次脉冲充电的过程包括：使用1.2C的电流对电池进行9s时长的恒流充电，然后使用0.025C的电流对电池进行0.5s时长的恒流放电，最后使用0.1C的电流对电池进行0.5s时长的恒流充电。当电池达到截止电压后，使用截止电压值对应的电压对电池进行恒流充电，直到充电电流达到0.05C为止。
需要说明的是，本发明实施例中所提及的恒压充电时所使用的截止电压以及指定电流的数值，根据实际应用中不同构造，不同型号的电池分别进行设定，在此并不做具体的限定。
为了可以更好的提高充电的速度，本发明实施例中的电池充电方法中，电池在充电过程中的环境温度大于或者等于0℃，且小于或者等于60℃。
在一个具体的实施方式中，本发明实施例提出的电池充电方法应用于电池充电器、电池适配器、电池控制电路或芯片中。在本实施例中，仅列举以上几种用于为电池进行充电的设备，相应的其他具有相同功能的设备均在本发明保护范围之内。
在一个具体的实施方式中，所述电池包括以下一种：锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池和钠离子电池。
在一个具体的实施方式中，所述电池应用于终端、可穿戴设备、电动工具、移动电源、无人机、电动车或电动汽车中。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的终端可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的可穿戴设备可以包括但不限于智能手环、智能手表、智能眼镜、蓝牙耳机等。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的电动车可以包括但不限于电动自行车、电动三轮车、电动平衡车等。
在本发明实施例中，在对电池进行充电时使用脉冲充电，且每次脉冲充电的方式为先使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电，然后再使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电，最后再使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电；其中，对电池进行至少一次脉冲充电，直至电池的电压值达到指定电压值为止，在使用上述脉冲充电的方式为电池充电时，使用第一恒定电流为电池充电是为了提高电池的充电速度。使用第二恒定电流为电池放电，来升高电池的阳极电位，减少析锂，以及，使阳极表面的金属锂转换为锂离子，进而使得阳极表面在生成金属锂后，也不会出现枝状结晶增长的情况，提高了电池快速充电时的安全性。使用第三恒定电流为电池充电是为了让阳极电位在变化较小的情况下，继续为电池进行补充充电，达到快速充电的目的；以及，在减少析锂的前提下，使电池的电压能够达到指定电压；另外，由于使用第一恒定电流为电池快速充电，会对电池中的阳极界面保护膜(SEI)造成损伤，使用第三次恒定电流为电池充电可以对该损伤进行修复，延长了电池的使用寿命。因此，本发明提供的技术方案，可以在提高充电速度的情况下，减少电池的阳极表面产生的金属锂，且可以不断修复阳极界面保护膜(SEI)，提高了为电池进行快速充电时的安全性，同时延长了循环寿命，且当电池的电压达到在指定电压后，对电池进行恒压充电，以保证达到电池的额定容量，即保证电池可以充满电。
为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰，以下结合附图和实施方案，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中给出的实施方案只是为了解释本发明，并非为了限定本发明，本发明并不局限于说明书中给出的实施方案。
以下将采用对比方案和实施方案进行说明，其中，对比方案和各实施方案采用的电池体系以LiCoO2(钴酸锂)作为阴极，石墨作为阳极，再加上隔膜、电解液及包装壳，通过混料、涂布、装配、化成和陈化等工艺制成。其中，阴极由96.7％LiCoO2+1.7％PVDF(聚偏氟乙烯)+1.6％SP混合组成，其中，LiCoO2作为阴极活性物质，PVDF作为粘结剂，SP作为导电剂。阳极由98％人造石墨(作为阳极活性物质)+1.0％SBR(丁苯橡胶)+1.0％CMC(羧甲基纤维素)混合组成，隔膜为PE(聚乙烯)薄膜，电解液由有机溶剂(30％EC(碳酸乙烯酯)+30％PC(碳酸丙烯酯)+40％DEC(碳酸二乙酯))与1mol/L的LiPF6(六氟磷酸锂)，再加入添加剂(0.5％VC(碳酸亚乙烯酯)、5％FEC(氟代碳酸乙烯酯)、4％VEC(碳酸乙烯亚乙酯))组成，其中，SBR作为粘结剂，CMC作为增稠剂。
以下陈述的对比方案一、对比方案二、对比方案三和对比方案四为采用现有技术中的充电方法，在不同的充电条件下进行的测试。
对比方案一：
测试温度：室温。
充电条件设定：恒定电流为0.7C、截止电压为4.4V、指定电流为0.05C。
充电过程：使用0.7C的恒定电流为电池进行恒流充电，直到电池的电压达到截止电压4.4V，继续使用4.4V的恒定电压为电池进行恒压充电，直到电池的电流达到指定电流0.05C。
对比方案二：
测试温度：0℃。
充电条件设定：恒定电流为0.3C、截止电压为4.4V、指定电流为0.05C。
充电过程：使用0.3C的恒定电流为电池进行恒流充电，直到电池的电压达到截止电压4.4V，继续使用4.4V的恒定电压为电池进行恒压充电，直到电池的电流达到指定电流0.05C。
对比方案三：
测试温度：60℃。
充电条件设定：恒定电流为0.7C、截止电压为4.4V、指定电流为0.05C。
充电过程：使用0.7C的恒定电流为电池进行恒流充电，直到电池的电压达到截止电压4.4V，继续使用4.4V的恒定电压为电池进行恒压充电，直到电池的电流达到指定电流0.05C。
对比方案四：
测试温度：室温。
充电条件设定：恒定电流为1.2C、截止电压为4.4V、指定电流为0.05C。
充电过程：使用1.0C的恒定电流为电池进行恒流充电，直到电池的电压达到截止电压4.4V，继续使用4.4V的恒定电压为电池进行恒压充电，直到电池的电流达到指定电流0.05C。
以下陈述的实施方案一、实施方案二、实施方案三、实施方案四、实施方案五、实施方案六和实施方案七为采用本发明实施例中的充电方法，在不同的充电条件下进行的测试。
实施方案一：
测试温度：室温。
充电条件设定：第一恒定电流I1为1.2C，第一恒定电流的充电时长为9s，第二恒定电流I2为0.025C，第二恒定电流的放电时长为0.5s，第三恒定电流I3为0.1C，第三恒定电流的充电时长为0.5s，截止电压为4.4V，指定电流为0.05C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流1.2C充电，充电时间为9s；
步骤二：以恒定电流0.025C放电，放电时间为0.5s；
步骤三：以恒定电流0.1C充电，充电时间为0.5s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.05C。
实施方案二：
测试温度：0℃。
充电条件设定：第一恒定电流I1为0.6C，第一恒定电流的充电时长为5s，第二恒定电流I2为0.01C，第二恒定电流的放电时长为1s，第三恒定电流I3为0.05C，第三恒定电流的充电时长为1s，截止电压为4.4V，指定电流为0.05C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流0.6C充电，充电时间为5s；
步骤二：以恒定电流0.01C放电，放电时间为1s；
步骤三：以恒定电流0.05C充电，充电时间为1s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.05C。
实施方案三：
测试温度：60℃。
充电条件设定：第一恒定电流I1为1.5C，第一恒定电流的充电时长为10s，第二恒定电流I2为0.1C，第二恒定电流的放电时长为2s，第三恒定电流I3为0.5C，第三恒定电流的充电时长为5s，截止电压为4.4V，指定电流为0.05C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流1.5C充电，充电时间为10s；
步骤二：以恒定电流0.1C放电，放电时间为2s；
步骤三：以恒定电流0.5C充电，充电时间为5s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.05C。
实施方案四：
测试温度：室温。
充电条件设定：第一恒定电流I1为0.9C，第一恒定电流的充电时长为30s，第二恒定电流I2为0C，第二恒定电流的放电时长为5s，第三恒定电流I3为0.2C，第三恒定电流的充电时长为1s，截止电压为4.4V，指定电流为0.05C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流0.9C充电，充电时间为30s；
步骤二：以恒定电流0C放电，放电时间为5s；
步骤三：以恒定电流0.2C充电，充电时间为1s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.05C。
实施方案五：
测试温度：室温。
充电条件设定：第一恒定电流I1为3C，第一恒定电流的充电时长为0.2s，第二恒定电流I2为0.1C，第二恒定电流的放电时长为0.01s，第三恒定电流I3为0.01C，第三恒定电流的充电时长为0.2s，截止电压为4.4V，指定电流为0.02C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流3C充电，充电时间为0.2s；
步骤二：以恒定电流0.1C放电，放电时间为0.01s；
步骤三：以恒定电流0.01C充电，充电时间为0.2s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.02C。
实施方案六：
测试温度：室温。
充电条件设定：第一恒定电流I1为0.2C，第一恒定电流的充电时长为0.1s，第二恒定电流I2为0.1C，第二恒定电流的放电时长为0.01s，第三恒定电流I3为0.1C，第三恒定电流的充电时长为0.01s，截止电压为4.4V，指定电流为0.1C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流0.2C充电，充电时间为0.1s；
步骤二：以恒定电流0.1C放电，放电时间为0.01s；
步骤三：以恒定电流0.1C充电，充电时间为0.01s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.1C。
实施方案七：
测试温度：室温。
充电条件设定：第一恒定电流I1为2C，第一恒定电流的充电时长为20s，第二恒定电流I2为1C，第二恒定电流的放电时长为3s，第三恒定电流I3为0.3C，第三恒定电流的充电时长为0.04s，截止电压为4.4V，指定电流为0.01C。
充电过程：
第一阶段为脉冲充电阶段：
步骤一：以恒定电流2C充电，充电时间为20s；
步骤二：以恒定电流1C放电，放电时间为3s；
步骤三：以恒定电流0.3C充电，充电时间为0.04s。
重复步骤一直步骤三，直至电池的电压达到截止电压4.4V。
第二阶段为恒压充电阶段：
继续使用4.4V的恒定电压为电池进行充电，直到电池的电流达到0.01C。
实验结果：
实施方案一至实施方案七中的电池，在充电过程中，均未发生阳极析锂的情况。在对比方案四中的电池，在充电过程中，发生了阳极析锂的情况。
在实验过程中，记录每个电池在不同阶段的数据值，其结果可以通过图4、图5、图6以及表1来进行说明。
图4为对比方案一与实施方案一的电流-时间关系图，如图4所示，实施方案一中在脉冲充电阶段可以使用的充电电流更大，且在达到截止电压之前，与对比方案一相比，实施方案一中所使用的充电时间更短。
图5为对比方案一与实施方案一的电压-时间关系图，如图5所示，实施方案一中在脉冲充电阶段电池的电压更小，通过第二恒定电流放电和第三恒定电流充电的作用，使得电池的电压在一定阶段处于较低的电压，促使电池不会发生析锂，提高了电池的安全性。
图6为对比方案一与实施方案一的充电时间-电池容量百分比关系图，如图6所示，采用本发明实施例中的电池充电方法，其充电速度明显快于对比方案一中的充电速度，且实施方案一达到100％电池容量时，比对比方案一达到100％电池容量时的时间缩短了20分钟。
表1为对比方案与实施方案关于充满时间的对比表，如表1所示，通过比较对比方案一与实施方案一、对比方案二与实施方案二、对比方案三与实施方案三、对比方案一与实施方案四、对比方案一与实施方案五，使用本实施例中的电池充电方法为电池进行充电时，其满充时间均比现有技术中的充电方法所需要的时间更短。通过比较对比方案四和实施方案一，在相同温度下，使用实施方案一中的电池充电方法为电池进行充电时，其充满时间与对比方案四中的充电方法所需要的时间基本相同，但是实施方案一中的电池未发生析锂情况，而对比方案四中的电池发生了析锂情况，因此通过实施方案一与对比方案四的比较，实施方案一的充电方法更加安全。
表1
通过表1中的对比方案和实施方案可知，对于同一电池，实施方案在脉冲充电阶段可以使用比对比方案更大的充电电流，且在达到指定电流之前，与对比方案相比，实施方案中所使用的充电时间更短。
需要说明的是，实施方案一至五只是本发明实施例中锂离子电池充电方法的部分实施例，充电参数I1、T1、I2、T2及I3、T3均可以根据电池的种类以及使用环境，如温度等情况，进行具体设置，在此不再一一举例。
实施例二
本发明实施例还提供了一种电池充电方法，如图7所示，在对电池进行脉冲充电之前，该方法还包括以下步骤：
701、获取所述电池当前的电压值。
702、判断所述当前的电压值是否小于所述指定电压值。当所述当前的电压值小于所述指定电压值时，执行步骤703；当所述当前的电压值等于所述指定电压值时，执行步骤704。
703、开始执行对所述电池进行脉冲充电的操作。
704、对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到所述指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电。
其中，所述指定电压值包括所述电池的截止电压对应的电压值。
具体的，由于一个电池的电压小于该电池的截止电压，因此，该电池的电压只能小于或者等于该电池的截止电压，在电池当前的电压值等于指定电压值时，表示电池当前不需要进行脉冲充电，但是为了保证电池充满电，需要对该电池进行恒压充电，其中，在对电池进行恒压充电时，可以使用指定电压对应的电压值对该电池进行恒压充电，具体可以使用截止电压对应的电压值对该电池进行恒压充电；在电池当前的电压值小于指定电压值时，表示电池当前需要进行快速充电，为了使电池即可以快速充电，又保证电池的安全性，因此使用上述方法中的脉冲充电的方式为电池进行充电。
实施例三
图8为本发明实施例提供的电池充电装置实施例的结构示意图，如图8所示，本发明实施例的电池充电装置，可以包括：脉冲充电单元81和恒压充电单元82。
如图8所示，脉冲充电单元11，用于对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电。
恒压充电单元82，用于对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电。
其中，每次所述脉冲充电包括：
使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；
使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；
使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。
需要说明的是，本发明实施例提供的电池充电装置可以应用于电池充电器、电池适配器、电池控制电路或芯片中。
本发明实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种电池充电方法，其特征在于，所述方法包括：
对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电；以及，对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电；
其中，每次所述脉冲充电包括：
使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；
使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；
使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各次所述脉冲充电所使用的所述第一恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第一恒定电流大于或者等于0.2C，且小于或者等于3C。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在各次所述脉冲充电中，使用所述第一恒定电流进行充电时所使用的充电时长相同，且该充电时长大于或者等于0.1s，且小于或者等于30s。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各次所述脉冲充电所使用的所述第二恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第二恒定电流大于或者等于0C，且小于或者等于1C。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在各次所述脉冲充电中，使用所述第二恒定电流进行放电时所使用的放电时长相同，且该放电时长大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各次所述脉冲充电所使用的所述第三恒定电流相同，且每次所述脉冲充电所使用的所述第三恒定电流大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.5C。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在各次所述脉冲充电中，使用所述第三恒定电流进行充电时所使用的充电时长相同，且该充电时长大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述电池进行脉冲充电之前，还包括：
获取所述电池当前的电压值；
判断所述当前的电压值是否小于所述指定电压值；
当所述当前的电压值小于所述指定电压值时，开始执行对所述电池进行脉冲充电的操作；
当所述当前的电压值等于所述指定电压值时，对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到所述指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电。
9.如权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述对所述电池进行恒压充电，包括：
使用所述指定电压值对应的电压对所述电池进行恒压充电。
10.如权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述指定电流值大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.1C。
11.一种电池充电装置，其特征在于，所述装置包括：
脉冲充电单元，用于对所述电池进行至少一次脉冲充电，直到所述电池的电压值达到指定电压值时，停止对所述电池进行脉冲充电；
恒压充电单元，用于对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的充电电流的电流值达到指定电流值时，停止对所述电池进行恒压充电；
其中，每次所述脉冲充电包括：
使用第一恒定电流对所述电池进行恒流充电；
使用第二恒定电流对所述电池进行恒流放电；
使用第三恒定电流对所述电池进行恒流充电。
CN201611249580.3A 2016-12-29 2016-12-29 一种电池充电方法和装置 Pending CN106654426A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611249580.3A CN106654426A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种电池充电方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611249580.3A CN106654426A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种电池充电方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106654426A true CN106654426A (zh) 2017-05-10

Family

ID=58836137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611249580.3A Pending CN106654426A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种电池充电方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106654426A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109004694A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 宁德新能源科技有限公司 一种充电方法及装置
CN110416626A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 李锐 一种锂离子电池化成方法
CN111342160A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 欣旺达电动汽车电池有限公司 快速充电方法
CN113894067A (zh) * 2021-09-28 2022-01-07 格林美股份有限公司 一种梯次利用三元锂电池的分选方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015043648A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 充電制御ｉｃおよび充電装置
CN105870525A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 宁德新能源科技有限公司 电池充电的方法及装置
CN106160081A (zh) * 2016-07-11 2016-11-23 深圳天珑无线科技有限公司 一种电池的充电方法、充电电路及电子设备
CN106207291A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 宁德新能源科技有限公司 一种充电方法、装置及电池***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015043648A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 充電制御ｉｃおよび充電装置
CN105870525A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 宁德新能源科技有限公司 电池充电的方法及装置
CN106160081A (zh) * 2016-07-11 2016-11-23 深圳天珑无线科技有限公司 一种电池的充电方法、充电电路及电子设备
CN106207291A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 宁德新能源科技有限公司 一种充电方法、装置及电池***

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109004694A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 宁德新能源科技有限公司 一种充电方法及装置
CN110416626A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 李锐 一种锂离子电池化成方法
CN110416626B (zh) * 2019-08-05 2020-12-22 广州明美新能源股份有限公司 一种锂离子电池化成方法
CN111342160A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 欣旺达电动汽车电池有限公司 快速充电方法
CN113894067A (zh) * 2021-09-28 2022-01-07 格林美股份有限公司 一种梯次利用三元锂电池的分选方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109581240B (zh) 基于交流阻抗法的锂离子电池失效分析方法
CN105870525B (zh) 电池充电的方法及装置
WO2017143761A1 (zh) 二次电池充电方法
CN106785141A (zh) 电池充电方法及装置
JP6080911B2 (ja) 電池の急速充電方法
Chen et al. Improvement of Li-ion battery discharging performance by pulse and sinusoidal current strategies
CN109004694A (zh) 一种充电方法及装置
CN106532159A (zh) 电池充电方法及装置
CN106532160A (zh) 电池充电方法及装置
CN106129508B (zh) 一种充电方法和装置
CN106654426A (zh) 一种电池充电方法和装置
CN112106248B (zh) 改善电池循环性能的方法和电子装置
CN108258346A (zh) 二次电池充电方法
CN112540297B (zh) 一种研究锂离子电池过充安全冗余边界的方法
CN112820963B (zh) 锂离子电池低温充电方法
CN107808987A (zh) 二次电池充电方法
CN107093777A (zh) 电池充电方法和装置
CN106785144A (zh) 一种充电方法及装置
CN103018683A (zh) 一种电池循环性能加速评估方法
CN109378534A (zh) 充电方法、充电装置和移动终端
CN106654425A (zh) 一种充电方法及装置
KR102441469B1 (ko) 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치
CN106785143A (zh) 电池充电方法及装置
KR20220052703A (ko) 실리콘계 음극을 이용한 이차전지의 충전을 위한 방법, 배터리 관리 시스템, 및 충전 장치
CN109301170B (zh) 预成型的硅基负电极及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170510

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication