CN111106404A - 一种磷酸铁锂电池浮充优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，包括以下步骤：采用多个依次减小的充电电流对锂电池进行充电，直至锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值；然后对锂电池进行持续第一时间值的浮充充电；再对锂电池进行恒流放电直至预设的截止电压。本发明提出的一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，在磷酸铁锂电池浮充循环使用过程中采用“阶梯充电‑浮充充电‑恒流放电”三段充放电方式。每当浮充循环到达一定周期后，进行一次深度放电和恒流恒压充电，通过该充电策略及定期对磷酸铁锂电池进行深度放电和恒流恒压充电,减少活性物质的劣化,有利于提高磷酸铁锂电池浮充的安全性能和延长磷酸铁锂电池循环使用寿命。

Description

一种磷酸铁锂电池浮充优化方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂电池浮充优化方法。
背景技术
在储能领域，蓄电池作为断电后的紧急电源为关键设备提供电力，保证关键开关及设备的工作，对***的可靠性具有非常重要的作用，蓄电池可靠性直接影响了设备***的可靠性。传统的蓄电池一般采用铅酸电池，铅酸电池具有维护工作量大、寿命时间较短、容量受温度影响较大等缺点。随着***设备的发展对蓄电池性能提出了更高的要求，传统的铅酸电池越来越不适用。磷酸铁锂电池因具有优良的倍率放电特性，更高的能量密度，更强的温度适应性，成为铅酸电池良好的替代品。但是由于存储电站蓄电池采用浮充管理，如果充电策略不合理，日积月累，可能会明显地降低整个电池的运行状态，形成电池发生过充、过放现象，造成电池容量和寿命的急剧下降。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种磷酸铁锂电池浮充优化方法。
本发明提出的一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，包括以下步骤：
S1、采用多个依次减小的充电电流对锂电池进行充电，直至锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值；
S2、然后对锂电池进行持续第一时间值的浮充充电；
S3、再对锂电池进行恒流放电直至预设的截止电压。
优选的，步骤S1具体为：采用第一电流值将锂电池恒流充电至第一电压值V1，再采用第二电流值将锂电池恒流充电至第二电压值V2，再采用第三电流值将锂电池恒流充电至阶梯电压阈值V3截止；其中第一电流值大于第二电流值，第二电流值大于第三电流值，V1<V2<V3。
优选的，V1＝3.4V，V2＝3.45V，V3＝3.5V。
优选的，第一电流值为0.6C，第二电流值为0.5C，第三电流值为0.2C。
优选的，锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值后，静置10s再进行浮充充电。
优选的，步骤S2具体为：将锂电池恒流充电至预设的浮充电压阈值，再恒压充电至充电电流下降到预设的浮充充电电流阈值，然后静置锂电池并记录实时电压；当实时电压低于预设的静态电压值时返回上一步继续进行浮充充电，并循环至第一时间值，静态电压值小于浮充电压阈值。
优选的，步骤S21中，恒流充电电流为0.1C，浮充电压阈值为3.65V,浮充充电电流阈值为0.01A，静态电压值＝3.38V。
优选的，第一时间值为60天。
优选的，步骤S3中，以0.5C恒流放电。
优选的，步骤S3中，截止电压等于2.0V。
本发明提出的一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，在磷酸铁锂电池浮充循环使用过程中采用“阶梯充电-浮充充电-恒流放电”三段充放电方式。每当浮充循环到达一定周期后，进行一次深度放电和恒流恒压充电，通过该充电策略及定期对磷酸铁锂电池进行深度放电和恒流恒压充电,减少活性物质的劣化,有利于提高磷酸铁锂电池浮充的安全性能和延长磷酸铁锂电池循环使用寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种磷酸铁锂电池浮充优化方法流程图；
图2为本发明提出的另一种磷酸铁锂电池浮充优化方法流程图；
图3为优化前后电池循环寿命曲线图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，在磷酸铁锂电池浮充循环过程中采用“阶梯充电-浮充-恒流放电”三段充放电方式，每当浮充到达一定周期后，进行一次深度放电和恒流恒压充电。
该磷酸铁锂电池浮充优化方法包括以下步骤。
S1、采用多个依次减小的充电电流对锂电池进行充电，直至锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值。
具体的，本步骤中，采用第一电流值将锂电池恒流充电至第一电压值V1，再采用第二电流值将锂电池恒流充电至第二电压值V2，再采用第三电流值将锂电池恒流充电至阶梯电压阈值V3截止；其中第一电流值大于第二电流值，第二电流值大于第三电流值，V1<V2<V3。
具体的，本实施方式中，第一电流值为0.6C，第二电流值为0.5C，第三电流值为0.2C。
S2、然后对锂电池进行持续第一时间值的浮充充电。
具体的，参照图2，本步骤中，将锂电池恒流充电至预设的浮充电压阈值，再恒压充电至充电电流下降到预设的浮充充电电流阈值，然后静置锂电池并记录实时电压；当实时电压低于预设的静态电压值时返回上一步继续进行浮充充电，并循环至第一时间值，静态电压值小于浮充电压阈值。本实施方式中，第一时间值至少为60天。
本实施方式中，恒流充电电流为0.1C，浮充充电电流阈值为0.01A。
具体的，本实施方式中，在步骤S1完成后可将锂电池静置一段时间后再执行步骤S2，以进一步提高锂电池性能。具体的，可在锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值后，静置10s再进行浮充充电。
S3、再对锂电池进行恒流放电直至预设的截止电压。具体的，本步骤中以0.5C恒流放电。
以下结合一个具体的实施例对本发明作进一步阐述。
本实施例中，V1＝3.4V，V2＝3.45V，V3＝3.5V，浮充电压阈值为3.65V,静态电压值＝3.38V，截止电压等于2.0V。
本实施例中，以磷酸铁锂105Ah电池为例。
步骤1—阶梯充电：以63A恒流充电至电压3.4V，转52.5A恒流充电至3.45V，转21A恒流充电至3.5V停止，然后静置10s；
步骤2-浮充充电：
(1)以10.5A恒流充电至浮充电压3.65V，恒压至充电电流下降到0.01A，然后搁置,记录搁置后的电压。
(2)当BMS电压探测器检测到某时刻电池的静态电压小于3.38V时，返回上一小步骤(1)，依次循环，让电池不断浮充。
步骤3-恒流放电：浮充循环3个月后,对电池进行一次深度充放电。
步骤4-电池进行定容：以52.5A恒流充电至3.65V，恒压至5.25A后停止充电；静置1h，将电池以52.5A放电至2.0V后，记录放电容量，并计算容量保持率。若容量保持率>80％,继续上述步骤1到步骤4。
图3所示为本实施例中电池循环充放寿命曲线与现有的电池循环充放寿命曲线的对比。如图所示，本实施例中，电池充放循环第79周时容量保持率为97.26％，现有的电池循环充放方法得到的第79周容量保持率为94.35％。可见，采用本发明提供的浮充优化方法，电池浮充循环寿命得到明显的改善
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用多个依次减小的充电电流对锂电池进行充电，直至锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值；
S2、然后对锂电池进行持续第一时间值的浮充充电；
S3、再对锂电池进行恒流放电直至预设的截止电压。
2.如权利要求1所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，步骤S1具体为：采用第一电流值将锂电池恒流充电至第一电压值V1，再采用第二电流值将锂电池恒流充电至第二电压值V2，再采用第三电流值将锂电池恒流充电至阶梯电压阈值V3截止；其中第一电流值大于第二电流值，第二电流值大于第三电流值，V1<V2<V3。
3.如权利要求2所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，V1＝3.4V，V2＝3.45V，V3＝3.5V。
4.如权利要求2所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，第一电流值为0.6C，第二电流值为0.5C，第三电流值为0.2C。
5.如权利要求1所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，锂电池电压达到预设的阶梯电压阈值后，静置10s再进行浮充充电。
6.如权利要求1所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，步骤S2具体为：将锂电池恒流充电至预设的浮充电压阈值，再恒压充电至充电电流下降到预设的浮充充电电流阈值，然后静置锂电池并记录实时电压；当实时电压低于预设的静态电压值时返回上一步继续进行浮充充电，并循环至第一时间值，静态电压值小于浮充电压阈值。
7.如权利要求6所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，步骤S21中，恒流充电电流为0.1C，浮充电压阈值为3.65V,浮充充电电流阈值为0.01A，静态电压值＝3.38V。
8.如权利要求6所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，第一时间值为60天。
9.如权利要求1所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，步骤S3中，以0.5C恒流放电。
10.如权利要求9所述的磷酸铁锂电池浮充优化方法，其特征在于，步骤S3中，截止电压等于2.0V。
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