CN106785144A - 一种充电方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种充电方法及装置。一方面，本发明实施例对电池进行充电时，该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段，其中，第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，都依次对电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电，然后，在第二充电阶段中，对电池进行恒压充电。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

Description

一种充电方法及装置

【技术领域】

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种充电方法及装置。

【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，作为可移动电子产品的能源供给，电池也越来越被重视。人们对现有电池提出了续航能力更长，充电速度更快，更安全等各方面要求。但以目前电池体系来看，能量密度的提升暂时处于瓶颈期，短时间内很难出现大幅度的提升。那么就必须从充电速度上入手，提高电池的充电速度，从而使移动电子产品可在更短的时间内获得能量补充。现有技术中，对电池进行充电的最常见的充电方式为：恒流充电至一定电压，再以恒压充电至截止电流。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

针对现有的充电方法，若想提高充电速度，就需要采用更高的恒流充电电流，但充电电流的增大会引起较大的极化现象，从而，会造成阳极电位的迅速下降，进而，引起阳极发生析锂现象，导致电池存在较大的安全风险。因此，急需一种新的充电方式来满足电池的快速充电和安全需求。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种充电方法及装置，用以解决现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种充电方法，包括：对电池进行充电；所述充电包括第一充电阶段和第二充电阶段；

所述第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个所述充电子阶段中，依次对所述电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电；

在所述第二充电阶段中，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，

第一充电倍率大于第二充电倍率；

所述第一充电倍率大于第三充电倍率；

所述第一充电倍率大于放电倍率；

其中，所述第一充电倍率为对所述电池进行所述第一恒流充电的充电倍率，所述第二充电倍率为对所述电池进行所述第二恒流充电的充电倍率，所述第三充电倍率为对所述电池进行所述第三恒流充电的充电倍率；所述放电倍率为对所述电池进行所述恒流放电的放电倍率。

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，

第一时长大于第二时长；

所述第一时长大于第三时长；

所述第一时长大于第四时长；

其中，所述第一时长为对所述电池进行所述第一恒流充电的时长，所述第二时长为对所述电池进行所述第二恒流充电的时长，所述第三时长为对所述电池进行所述第三恒流充电的时长；所述第四时长为对所述电池进行恒流放电的时长。

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，所述第一充电倍率的范围包括[0.7C，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，所述第二充电倍率的范围包括[0.05C，1.5C]。

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，所述第三充电倍率的范围包括[0.01C，1.5C]。

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，所述第一时长的范围包括[0.1s，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，所述第二时长的范围包括[0.01s，1s]。

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，所述第三时长的范围包括[0.01s，5s]。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例中，对电池进行充电时，该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段，其中，第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，都依次对电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电，然后，在第二充电阶段中，对电池进行恒压充电。本发明实施例提供的充电方法，在第一充电阶段中的第一恒流充电的过程中，采用大电流对电池进行充电，使得充电速度得到较大提升；然后，采用一个较小的电流进行恒流充电以缓解大电流造成的极化现象，从而使阳极电位不至于快速降低；之后，采用恒流放电的方式，进一步消除浓差极化，如此，可以降低电池在整个充电过程中的极化现象；之后，考虑到充电过程和放电过程的循环进行，可能会破坏电极表面的固体电解质界面膜(solid electrolyte interface，SEI)，因此，在上述的放电过程结束后对电池进行一个小电流的恒流充电，以此修复电极表面的SEI膜，减少该充电过程对电极材料的破坏。因此，本发明实施例提供的充电方法能够在提高电池的充电电流的同时，缓解电池的极化现象，并使得电池的阳极电位逐渐提升，避免电池发生析锂现象，消除了由于提高充电速度导致的电池存在的安全风险，也即，本发明实施例提供的技术方案解决了现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

另一方面，本发明实施例提供了一种充电装置，所述装置应用于对电池进行充电的方法，所述充电包括第一充电阶段和第二充电阶段；

所述装置包括充电单元和放电单元；

所述第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个所述充电子阶段中，所述充电单元用于对所述电池进行第一恒流充电，所述充电单元还用于在所述第一恒流充电结束后对所述电池进行第二恒流充电，所述放电单元用于在所述第二恒流充电结束后对所述电池进行恒流放电，所述充电单元还用于在所述恒流放电结束后对所述电池进行第三恒流充电；

在所述第二充电阶段中，所述充电单元还用于对所述电池进行恒压充电。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例中，对电池进行充电时，该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段，该充电装置包括充电单元和放电单元；其中，第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，充电单元用于对电池进行第一恒流充电，充电单元用于在第一恒流充电结束后对电池进行第二恒流充电，放电单元用于在第二恒流充电结束后对电池进行恒流放电，充电单元用于在恒流放电结束后对电池进行第三恒流充电；在第二充电阶段中，充电单元还用于对电池进行恒压充电。本发明实施例提供的充电装置，在第一充电阶段中的第一恒流充电的过程中，可以采用大电流对电池进行充电，使得充电速度得到较大提升；然后，采用一个较小的电流进行恒流充电以缓解大电流造成的极化现象，从而使阳极电位不至于快速降低；之后，采用恒流放电的方式，进一步消除浓差极化，如此，可以降低电池在整个充电过程中的极化现象；之后，考虑到充电过程和放电过程的循环进行，可能会破坏电极表面的SEI膜，因此，在上述的放电过程结束后对电池进行一个小电流的恒流充电，以此修复电极表面的SEI膜，减少该充电过程对电极材料的破坏。因此，本发明实施例提供的充电装置能够在提高电池的充电电流的同时，缓解电池的极化现象，并使得电池的阳极电位逐渐提升，避免电池发生析锂现象，消除了由于提高充电速度导致的电池存在的安全风险，也即，本发明实施例提供的技术方案解决了现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

【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是本发明实施例所提供的充电方法充电过程示意图；

图2是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的电流曲线对比示意图；

图3是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的电压曲线对比示意图；

图4是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的充电速度曲线对比示意图；

图5是本发明实施例所提供的充电装置的功能方块图。

【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。

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

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例给出一种充电方法，该方法包括：对电池进行充电。

充电包括第一充电阶段和第二充电阶段；

第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，依次对电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电；

在第二充电阶段中，对电池进行恒压充电。

需要说明的是，本发明实施例中，对电池进行充电时，利用第一充电阶段的充电方法，直至达到电池的截止电压，开始利用第二充电阶段的充电方法对电池进行充电；在对电池进行充电的第二充电阶段，对电池进行恒压充电直至达到电池的截止倍率，充电过程结束。

具体的，请参考图1，其为本发明实施例所提供的充电方法的充电过程示意图。如图1所示，AB阶段表示对电池进行充电的第一充电阶段，BC阶段表示对电池进行充电的第二充电阶段；其中，AD阶段即表示一个充电子循环，AB阶段可以包括至少两个AD阶段，即第一充电阶段AB可以包括至少两个充电子循环AD。

具体的，如图1所示，在每个充电子循环AD中，依次包括：AE阶段、EF阶段、FG阶段、GD阶段。具体的，在AE阶段，对电池进行第一恒流充电；在EF阶段，对电池进行第二恒流充电，在FG阶段，对电池进行恒流放电，在GD阶段，对电池进行第三恒流充电。可以理解的是，AE阶段的充电倍率与EF阶段的充电倍率不同。

需要说明的是，本发明实施例中，如图1所示，在每个AD阶段都按照AE阶段、EF阶段、FG阶段、GD阶段的先后顺序为电池进行充电。具体的，在每个AD循环中，可以在AE阶段采用较大的充电倍率为电池充电，并持续较长的时间，如此，能够提升充电速度；在EF阶段，通过一个较小的充电倍率为电池进行充电，以缓解大电流充电阶段造成的极化现象，包括欧姆极化现象、浓差极化现象等，以使得电池的阳极电位不至于快速降低；之后，在FG阶段，采用较小的放电倍率对电池进行恒流放电，如此，能够进一步地抑制在AE阶段的大电流的充电产生的较大的浓差极化现象，同时，保证电池的阳极电位不至于快速下降，降低电池发生析锂的风险；此时，由于AF阶段和FG阶段的循环进行，充电倍率的反复变化，此时，会对充电过程中在电极表面形成的SEI膜产生破坏，进而会破坏电极材料，对电池的寿命和性能产生不可逆的影响，因此，可以在GD阶段采用较小的充电倍率对电池进行恒流充电，通过小电流的充电缓解并修复电极材料表面的SEI膜，以减少对电极材料的破坏。

具体的，如图1所示，在为电池进行充电的第二充电阶段，即BC阶段，对电池进行恒压充电，此时，充电倍率逐渐降低，直至将至电池的截止倍率，充电过程结束。

需要说明的是，本发明实施例中，第一充电倍率大于第二充电倍率；第一充电倍率大于第三充电倍率；第一充电倍率大于放电倍率；其中，第一充电倍率为对电池进行第一恒流充电的充电倍率，第二充电倍率为对电池进行第二恒流充电的充电倍率，第三充电倍率为对电池进行第三恒流充电的充电倍率；放电倍率为对电池进行恒流放电的放电倍率。

举例说明，如图1所示，AE阶段的充电倍率I₁大于EF阶段的充电倍率I₂；AE阶段的充电倍率I₁大于GD阶段的充电倍率I₃；AE阶段的充电倍率I₁大于FG阶段的放电倍率I₄。

需要说明的是，本发明实施例中，对于第二充电倍率、第三充电倍率和放电倍率之间的大小关系不进行特别限定，在具体的实践过程中，可以根据实际需要进行预设。

在一个具体的实现过程中，第一充电倍率可以在[0.7C，3C]的范围内进行预设。

在一个具体的实现过程中，第二充电倍率可以在[0.05C，1.5C]的范围内进行预设。

在一个具体的实现过程中，第三充电倍率可以在[0.01C，1.5C]的范围内进行预设。

在一个具体的实现过程中，放电倍率可以在[0.01C，0.2C]的范围内进行预设。

具体的，本发明实施例中，第一时长大于第二时长；第一时长大于第三时长；第一时长大于第四时长；其中，第一时长为对电池进行第一恒流充电的时长，第二时长为对电池进行第二恒流充电的时长，第三时长为对电池进行第三恒流充电的时长；第四时长为对电池进行恒流放电的时长。

举例说明，如图1所示，AE阶段的充电时长T₁大于EF阶段的充电时长T₂；AE阶段的充电时长T₁大于GD阶段的充电时长T₃；AE阶段的充电时长T₁大于FG阶段的放电时长T₄。

需要说明的是，本发明实施例中，对于第二时长、第三时长和第四时长之间的大小关系不进行特别限定，在具体的实践过程中，可以根据实际需要进行预设。

在一个具体的实现过程中，第一时长可以在[0.1s，30s]的范围内进行预设。

在一个具体的实现过程中，第二时长可以在[0.01s，1s]的范围内进行预设。

在一个具体的实现过程中，第三时长可以在[0.01s，5s]的范围内进行预设。

在一个具体的实现过程中，第四时长可以在[0.01s，5s]的范围内进行预设。

具体的，本发明实施例中，在对电池进行充电的第二充电阶段，该阶段开始时是达到电池的截止电压，然后，以该截止电压对电池进行恒压充电直至达到电池的截止倍率，充电过程结束。可以理解的是，电池的截止电压和截止倍率与电池有关，不同电池的截止电压不同，不同电池的截止倍率不同，本发明实施例对此不进行特别限定。

需要说明的是，本发明实施例中所涉及到的电池可以包括但不限于：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。可以理解的是，上述举例仅用以说明本发明实施例所涉及的电池的类型，并不用以限制本申请。

例如，在一个具体的实现过程中，上述电池的截止电压一般在[3.0V，5.0V]的范围内变动，上述电池的截止倍率一般在[0.01C，0.5C]的范围内变动，在实际的实现过程中，根据实际情况进行预设。

本发明实施例中所涉及到电池可以应用于：手机、笔记本电脑、平板电脑、音乐播放器、蓝牙耳机、移动电源、其他便携式手持设备、电动工具、无人机或者电动车。可以理解的是，上述举例仅用以说明本发明实施例所涉及的电池的应用场景，并不用以限制本申请。

需要说明的是，本发明实施例提供的充电方法的执行主体可以为充电装置，该执行主体所在的位置可以包括但不限于：电池充电器、电池适配器、电池控制电路或者集成芯片。

需要说明的是，本发明实施例提供的充电方法，可以在[0℃，60℃]的温度范围为电池进行充电，能够满足实际充电过程中对低温充电的需求和对高温充电的需求。

本发明实施例提供充电方法，在第一充电阶段中的每个充电子阶段，依次对电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电过程，相较于“正脉冲充电+负脉冲放电”这种普通的脉冲充电方式，本发明实施例通过在第一恒流充电后进行的第二恒流充电过程、恒流放电过程和第三恒流充电过程，减小了负脉冲放电过程对电池的充电速度的不利影响，并且，通过第二恒流充电过程缓解大电流造成的极化现象，从而使阳极电位不至于快速降低，从而达到降低析锂现象的目的，通过第三恒流充电过程修复电极表面的SEI膜，从而减少大电流充电对电极材料的破坏，延长了电芯的循环寿命。因此，本发明实施例所提供的充电方式，可以减弱大电流造成的极化现象，从而，在不带来其他安全风险的前提下，可以使用更大的电流对电池进行充电，提高了电池的充电速度，并减少了对电极材料的破坏，延长了电池的循环寿命。

本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例中，对电池进行充电时，该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段，其中，第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，都依次对电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电，然后，在第二充电阶段中，对电池进行恒压充电。本发明实施例提供的充电方法，在第一充电阶段中的第一恒流充电的过程中，采用大电流对电池进行充电，使得充电速度得到较大提升；然后，采用一个较小的电流进行恒流充电以缓解大电流造成的极化现象，从而使阳极电位不至于快速降低；之后，采用恒流放电的方式，进一步消除浓差极化，如此，可以降低电池在整个充电过程中的极化现象；之后，考虑到充电过程和放电过程的循环进行，可能会破坏电极表面的SEI膜，因此，在上述的放电过程结束后对电池进行一个小电流的恒流充电，以此修复电极表面的SEI膜，减少该充电过程对电极材料的破坏。因此，本发明实施例提供的充电方法能够在提高电池的充电电流的同时，缓解电池的极化现象，并使得电池的阳极电位逐渐提升，避免电池发生析锂现象，消除了由于提高充电速度导致的电池存在的安全风险，也即，本发明实施例提供的技术方案解决了现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

实施例二

基于上述实施例一所提供的充电方法，本发明实施例对上述充电方法给出几种具体的实现方式。以下，以图1所示的充电过程为例进行具体说明。

具体的，本发明实施例中采用的电池是由阴极，阳极，再加上隔膜、电解液及包装壳，通过组装、化成和陈化等工艺制成。其中，电池的阴极由96.7％LiCoO2(作为阴极活性物质)+1.7％PVDF(作为粘结剂)+1.6％SP(作为导电剂)混合组成，电池的阳极由98％人造石墨(作为阳极活性物质)+1.0％SBR(作为粘结剂)+1.0％CMC(作为增稠剂)混合组成，隔膜为PP/PE/PP复合膜，电解液由有机溶剂(30％EC+30％PC+40％DEC)与1mol/L LiPF6，再加入添加剂(0.5％VC、5％FEC、4％VEC)组成。

在室温(25℃)时，该电池的满充充电容量为4110mAh(即0.2C)，截止电压为4.4V。

实现方式一

在25℃下，按照本发明电池充电方法对电池进行充电，充电过程如图2所示，该充电过程包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为1.2C对电池进行充电，充电时长为9s；

2)以恒定充电倍率I₂为0.1C对电池进行充电，充电时长为0.5s；

3)以恒定充电倍率I₄为0.2C对电池进行放电，放电时长为0.5s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.1C对电池进行充电，充电时长为0.5s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C，充电结束。

而现有的充电方法(表1中现有技术一)为：在25℃下，以充电倍率0.7C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V，然后，以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C，充电结束。

请参考图2，图2是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的电流曲线对比示意图。如图2所示，曲线1为本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电得到的电流-时间曲线，曲线2为以上述现有充电方法对电池进行充电得到的电流-时间曲线。如图2所示，由于第一充电阶段过于密集，表现为图2中的黑色区域，而图2右上角的简图用以表明第一充电阶段中的每个充电子阶段的电流变化。

如图2所示，采用本发明实施例请求保护的上述充电方法时，相较于现有的充电方法，能够较大程度的提升充电倍率，如此，可以使得电池的充电速度得以提高。

请参考图3，图3是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的电压曲线对比示意图。如图3所示，曲线1为本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电得到的电压-时间曲线，曲线2为以上述现有充电方法对电池进行充电得到的电压-时间曲线。如图3所示，由于第一充电阶段过于密集，表现为图3中的黑色区域，而图3右侧的简图用以表明第一充电阶段中的每个充电子阶段的电压变化。

如图3所示，本发明实施例提供的充电方法，能够使电池的电压在经过一段时间的高电压充电过程后，迅速降低到一个较低的电压范围内，如此，使得电池的电压不会一直处于高电压范围，电池的阳极电位没有迅速下降，缓解了电池的极化现象，进而，降低了电池发生析锂现象的可能性，并降低了由于电池析锂造成的安全风险，并使得电池的寿命得以延长。

请参考图4，图4是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的充电速度曲线对比示意图。如图4所示，曲线1为本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电得到的充电电量百分比-时间曲线，曲线2为以上述现有充电方法对电池进行充电得到的充电电量百分比-时间曲线。

如图4所示，本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电达到充电电量100％所用的时间，相较于现有充电方式达到完全充满电的状态，快了约16min左右，明显提高了充电速度。

实现方式二

在0℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为0.2C对电池进行充电，充电时长为0.9s；

2)以恒定充电倍率I₂为0.05C对电池进行充电，充电时长为0.01s；

3)以恒定放电倍率I₄为0.02C对电池进行放电，放电时长为0.01s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.05C对电池进行充电，充电时长为0.01s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C，充电结束。

而现有的充电方法(表1中现有技术二)为：在0℃下，以充电倍率0.1C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V，然后，以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C。

实现方式三

在25℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为3C对电池进行充电，充电时长为0.1s；

2)以恒定充电倍率I₂为1.5C对电池进行充电，充电时长为0.2s；

3)以恒定放电倍率I₄为0.5C对电池进行放电，放电时长为0.2s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.7C对电池进行充电，充电时长为0.2s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C，充电结束。

实现方式四

在25℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为1.2C对电池进行充电，充电时长为0.9s；

2)以恒定充电倍率I₂为0.5C对电池进行充电，充电时长为2s；

3)以恒定放电倍率I₄为1.5C对电池进行放电，放电时长为0.5s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.5C对电池进行充电，充电时长为2s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C，充电结束。

实现方式五

在25℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为2C对电池进行充电，充电时长为0.9s；

2)以恒定充电倍率I₂为0.5C对电池进行充电，充电时长为0.05s；

3)以恒定放电倍率I₄为0.2C对电池进行放电，放电时长为0.5s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.5C对电池进行充电，充电时长为0.05s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.01C，充电结束。

实现方式六

在25℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为0.8C对电池进行充电，充电时长为30s；

2)以恒定充电倍率I₂为0.4C对电池进行充电，充电时长为1s；

3)以恒定放电倍率I₄为0.1C对电池进行放电，放电时长为1s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.2C对电池进行充电，充电时长为1s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.1C，充电结束。

实现方式七

在60℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为1.2C对电池进行充电，充电时长为0.9s；

2)以恒定充电倍率I₂为0.05C对电池进行充电，充电时长为0.5s；

3)以恒定放电倍率I₄为0.1C对电池进行放电，放电时长为0.5s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.1C对电池进行充电，充电时长为0.5s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C，充电结束。

实现方式八

在25℃下，按照本发明锂离子电池充电方法对电池进行充电，具体包括以下步骤：

1)以恒定充电倍率I₁为2.5C对电池进行充电，充电时长为20s；

2)以恒定充电倍率I₂为1.2C对电池进行充电，充电时长为1s；

3)以恒定放电倍率I₄为0.01C对电池进行放电，放电时长为0.3s；

4)以恒定充电倍率I₃为0.01C对电池进行充电，充电时长为0.4s；

5)重复步骤1)～4)，直到达到电池的截止电压4.4V，之后，以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.5C，充电结束。

而现有的充电方法(表1中现有技术三)为：在60℃下，以充电倍率0.7C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V，然后，以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C。

本发明实施例还给一种利用现有充电技术的充电方法(表1中的现有技术四)，具体的，以大倍率充电方式对电池进行充电的过程包括：在25℃下，以充电倍率1.2C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V，然后，以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C，充电结束。

请参考表1，其为充电数据表。如表1所示，该充电数据表包括：以上述八种具体实现方式对电池进行充电得到的充电数据，以及通过现有充电方式对电池进行充电得到的充电数据。其中，前三组充电数据为利用现有的充电方式在不同的温度下对电池进行充电得到的充电数据，第四组为利用现有技术中的大倍率充电方法在常温下对电池进行充电得到的充电数据，后八组充电数据为本发明实施例提供的充电方式对电池充电得到的充电数据。

如表1所示，充电时长表示利用相应的充电方法为电池充满电所花费的总时长。其中，实现方式二为0℃下得到的充电数据，实现方式六为60℃下得到的充电数据。

如表1所示，在25℃下，本发明实施例中提供的上述充电方法中，以实现方式一、实现方式三、实现方式四、实现方式五、实现方式六和实现方式八对电池充电至满电所花费的时长均小于25℃下现有技术一对电池充满电所花费的时长。

如表1所示，在0℃下，本发明实施例中提供的上述充电方法中的实现方式二，利用该实现方式对电池充满电所花费的时长486.2min小于0℃下现有技术对电池充满电所花费的时长723.2min。

如表1所示，在60℃下，本发明实施例中提供的上述充电方法中的实现方式六，利用该实现方式对电池充满电所花费的时长104.7min小于60℃现有技术对电池充满电所花费的时长122.8min。

因此，本发明实施例提供的技术方案相较于同一温度下的现有技术，能够显著地提高电池的充电速度。并且，本发明实施例提供的上述八种实现方式中，在对电池充满电的过程中，均没有发生析锂现象。

表1充电数据表

此外，如表1所示，当采用现有技术四的大倍率充电方式，以较大的充电倍率1.5C对电池进行恒流恒压充电时，至电池充满电所需要的充电时长为106.3min；与本发明实施例提供的实现方式一相比，二者至电池充满电所需要的充电时长相当。但是，现有技术四中由于使用大电流充电，使得电池发生析锂现象，从而，会使得电池的循环寿命衰退；相比之下，本发明实施例提供的充电方法中的实现方式一虽然也使用了较大的倍率，如I₁为1.2C，但是，在电池的整个循环使用过程中，并没有发生析锂现象，消除了由于提高充电速度导致的电池存在的安全风险。

本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例提供的充电方法，在第一充电阶段中的第一恒流充电的过程中，采用大电流对电池进行充电，使得充电速度得到较大提升；然后，采用一个较小的电流进行恒流充电以缓解大电流造成的极化现象，从而使阳极电位不至于快速降低；之后，采用恒流放电的方式，进一步消除浓差极化，如此，可以降低电池在整个充电过程中的极化现象；之后，考虑到充电过程和放电过程的循环进行，可能会破坏电极表面的SEI膜，因此，在上述的放电过程结束后对电池进行一个小电流的恒流充电，以此修复电极表面的SEI膜，减少该充电过程对电极材料的破坏。因此，本发明实施例提供的充电方法能够在提高电池的充电电流的同时，缓解电池的极化现象，并使得电池的阳极电位逐渐提升，避免电池发生析锂现象，消除了由于提高充电速度导致的电池存在的安全风险，也即，本发明实施例提供的技术方案解决了现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

实施例三

基于上述实施例一所提供的充电方法，本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。

请参考图5，其为本发明实施例所提供的充电装置的功能方块图。如图5所示，该装置应用于对电池进行充电的方法，充电包括第一充电阶段和第二充电阶段；

该装置包括充电单元51和放电单元52；

第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，充电单元51用于对电池进行第一恒流充电，充电单元51还用于在第一恒流充电结束后对电池进行第二恒流充电，放电单元52用于在第二恒流充电结束后对电池进行恒流放电，充电单元51还用于在恒流放电结束后对电池进行第三恒流充电；

在第二充电阶段中，充电单元51还用于对电池进行恒压充电。

具体的，本发明实施例中，第一充电倍率大于第二充电倍率；第一充电倍率大于第三充电倍率；第一充电倍率大于放电倍率；

其中，第一充电倍率为对电池进行第一恒流充电的充电倍率，第二充电倍率为对电池进行第三恒流充电的充电倍率，第三充电倍率为对电池进行第六恒流充电的充电倍率；放电倍率为对电池进行恒流放电的放电倍率。

具体的，本发明实施例中，第一时长大于第二时长；第一时长大于第三时长；第一时长大于第四时长；

其中，第一时长为对电池进行第一恒流充电的时长，第二时长为对电池进行第三恒流充电的时长，第三时长为对电池进行第六恒流充电的时长；第四时长为对电池进行恒流放电的时长。

在一个具体的实现过程中，第一充电倍率的范围包括[0.7C，3C]。

在一个具体的实现过程中，第二充电倍率的范围包括[0.05C，1.5C]。

在一个具体的实现过程中，第三充电倍率的范围包括[0.01C，1.5C]。

在另一个具体的实现过程中，第一时长的范围包括[0.1s，30s].

在一个具体的实现过程中，第二时长的范围包括[0.01s，1s]。

在一个具体的实现过程中，第三时长的范围包括[0.01s，5s]。

需要说明的是，本发明实施例提供充电装置所在的位置可以包括但不限于：电池充电器、电池适配器、电池控制电路或者集成芯片。

由于本实施例中的各单元能够执行实施例一所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对实施例一的相关说明。

本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例中，对电池进行充电时，该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段，充电装置包括充电单元和放电单元；其中，第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个充电子阶段中，充电单元用于对电池进行第一恒流充电，充电单元用于在第一恒流充电结束后对电池进行第二恒流充电，放电单元用于在第二恒流充电结束后对电池进行恒流放电，充电单元用于在恒流放电结束后对电池进行第三恒流充电；在第二充电阶段中，充电单元还用于对电池进行恒压充电。本发明实施例提供的充电装置，在第一充电阶段中的第一恒流充电的过程中，采用大电流对电池进行充电，使得充电速度得到较大提升；然后，采用一个较小的电流进行恒流充电以缓解大电流造成的极化现象，从而使阳极电位不至于快速降低；之后，采用恒流放电的方式，进一步消除浓差极化，如此，可以降低电池在整个充电过程中的极化现象；之后，考虑到充电过程和放电过程的循环进行，可能会破坏电极表面的SEI膜，因此，在上述的放电过程结束后对电池进行一个小电流的恒流充电，以此修复电极表面的SEI膜，减少该充电过程对电极材料的破坏。因此，本发明实施例提供的充电装置能够在提高电池的充电电流的同时，缓解电池的极化现象，并使得电池的阳极电位逐渐提升，避免电池发生析锂现象，消除了由于提高充电速度导致的电池存在的安全风险，也即，本发明实施例提供的技术方案解决了现有的充电方法中提高充电速度会导致电池存在较大的安全风险的问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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 (10)

1.一种充电方法，其特征在于，所述方法包括：对电池进行充电；所述充电包括第一充电阶段和第二充电阶段；

所述第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个所述充电子阶段中，依次对所述电池进行第一恒流充电、第二恒流充电、恒流放电和第三恒流充电；

在所述第二充电阶段中，对所述电池进行恒压充电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

第一充电倍率大于第二充电倍率；

所述第一充电倍率大于第三充电倍率；

所述第一充电倍率大于放电倍率；

其中，所述第一充电倍率为对所述电池进行所述第一恒流充电的充电倍率，所述第二充电倍率为对所述电池进行所述第二恒流充电的充电倍率，所述第三充电倍率为对所述电池进行所述第三恒流充电的充电倍率；所述放电倍率为对所述电池进行所述恒流放电的放电倍率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

第一时长大于第二时长；

所述第一时长大于第三时长；

所述第一时长大于第四时长；

其中，所述第一时长为对所述电池进行所述第一恒流充电的时长，所述第二时长为对所述电池进行所述第二恒流充电的时长，所述第三时长为对所述电池进行所述第三恒流充电的时长；所述第四时长为对所述电池进行恒流放电的时长。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一充电倍率的范围包括[0.7C，3C]。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二充电倍率的范围包括[0.05C，1.5C]。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三充电倍率的范围包括[0.01C，1.5C]。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一时长的范围包括[0.1s，30s]。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二时长的范围包括[0.01s，1s]。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三时长的范围包括[0.01s，5s]。

10.一种充电装置，其特征在于，所述装置应用于对电池进行充电的方法，所述充电包括第一充电阶段和第二充电阶段；

所述装置包括充电单元和放电单元；

所述第一充电阶段包括至少两个充电子阶段，在每个所述充电子阶段中，所述充电单元用于对所述电池进行第一恒流充电，所述充电单元还用于在所述第一恒流充电结束后对所述电池进行第二恒流充电，所述放电单元用于在所述第二恒流充电结束后对所述电池进行恒流放电，所述充电单元还用于在所述恒流放电结束后对所述电池进行第三恒流充电；

在所述第二充电阶段中，所述充电单元还用于对所述电池进行恒压充电。