CN113036244A - 一种磷酸铁锂电池的低温充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,包括以下步骤:(1)以A倍率将电池恒流充电至N%的SOC荷电状态;(2)以B倍率将电池恒流充电至电压X;(3)以C倍率将电池恒流恒压充电至3.65V。本发明适用于在环境温度较低时对磷酸铁锂电池进行充电。在电池的原结构不变的情况下,通过优化低温充电方式,达到提高电池低温性能的效果。通过本发明的充电方式磷酸铁锂电池进行充电,在最大化降低低温充电时间的同时,避免了低温充电过程中的负极析锂。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种磷酸铁锂电池的低温充电方法。
背景技术
随着电动汽车的推广和普及,越来越多的动力电池应用在电动汽车上,动力锂离子电池面临的一个典型问题是冬季续航里程急剧减少,锂电池在低温环境下使用受到限制,除了因为放电容量会严重衰退外,低温下也不能够对锂电池进行充电。虽然一些新能源汽车在低温环境下会在充电之前对电池包进行预热,但是仍存在电芯受热不均匀、电能浪费和加热异常导致车辆起火等问题,目前已经有很多研究机构和电池生产商在研发低温充电电池。
目前常规的充电方法主要有两种:1、CC-CV,2、阶梯充电CC-CC-CC以上两种方法均在低SOC状态采用大倍率充电,随着SOC的增大,降低充电倍率。但该充电方法在刚开始充电时电池DCR很大,极化大,导致低温下充电容量少,甚至不能充电。有些研究者也为能在低温下充入更多的容量,而采用极小的倍率充电,导致充电时间太长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,以解决低温下充电析锂的问题,并且使电池充电时间短,充电能量高。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,包括以下步骤:
(1)以A倍率将电池恒流充电至N%的SOC荷电状态;
(2)以B倍率将电池恒流充电至电压X;
(3)以C倍率将电池恒流恒压充电至3.65V。
优选的,所述A倍率的范围0.05C~0.3C。
优选的,所述N%的范围5%~20%。
优选的,所述B倍率的范围0.5C~1C。
优选的,所述电压X的范围3.45V~3.6V。
优选的,所述C倍率的范围0.1C~0.3C。
更优选的,-当5≤SOC<13%时,所述B倍率的范围0.5C~0.7C;
-当SOC=13%时,所述B倍率等于0.8C;
-当13<SOC≤20%时,所述B倍率的范围0.9C~1C。
优选的,环境温度不高于-10℃。
锂离子电池在充电时DCR在低SOC和高SOC状态下较高,在中间阶段DCR相对较低且平缓,在低温下尤其更加明显。所以本发明利用该原理,在低SOC阶段以小电流充电,在中间阶段以大电流充电,在高SOC阶段又以小电流充电。
本发明适用于在环境温度较低时对磷酸铁锂电池进行充电。在电池的原结构不变的情况下,通过优化低温充电方式,达到提高电池低温性能的效果。
通过本发明的充电方式磷酸铁锂电池进行充电,在最大化降低低温充电时间的同时,避免了低温充电过程中的负极析锂。
具体实施方式
为使得本发明的目的、技术方案和优点更加明白清楚,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,但是本发明并不限于这些实施例。
选择容量27Ah的磷酸铁锂电芯(正极材料:LFP,负极材料:人造石墨,导电胶:SP和CNTs,粘结剂PVDF和CMC、SBR)作为实验对象,-20℃进行低温充电。上述电芯企业规定的25℃下最大充电电流54A(2C)。
实施例1
本实施例中,磷酸铁锂电池的低温充电方法,具体步骤如下:
(1)以0.2C恒流充电至13%SOC;
(2)以0.8C恒流充电至电压3.52V;
(3)以0.2C恒流恒压充电至3.65V。
实施例2
本实施例中,磷酸铁锂电池的低温充电方法,具体步骤如下:
(1)以0.3C恒流充电至20%的SOC荷电状态;
(2)以1C恒流充电至电压3.6V;
(3)以0.3C恒流恒压充电至3.65V。
实施例3
本实施例中,磷酸铁锂电池的低温充电方法,具体步骤如下:
(1)以0.05C恒流充电至5%的SOC荷电状态;
(2)以0.5C恒流充电至电压3.45V;
(3)以0.1C恒流恒压充电至3.65V。
比较例1
选择同型号容量54Ah磷酸铁锂电芯作为实验对象,-20℃温度下,0.5C恒流充至3.65V,恒压至0.05C。
比较例2
选择同型号容量54Ah磷酸铁锂电芯作为实验对象,-20℃温度下,按照常规的1C恒流充至3.65V,恒压至0.05C。
表1实施例1~3和比较例1~2所得电池低温充电的结果对比统计表
上述实施例仅是本发明的较优实施方式,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以A倍率将电池恒流充电至N%的SOC荷电状态;
(2)以B倍率将电池恒流充电至电压X;
(3)以C倍率将电池恒流恒压充电至3.65V。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,所述A倍率的范围0.05C~0.3C。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,所述N%的范围5%~20%。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,所述B倍率的范围0.5C~1C。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,所述电压X的范围3.45V~3.6V。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,所述C倍率的范围0.1C~0.3C。
7.根据权利要求4所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,
-当5≤SOC<13%时,所述B倍率的范围0.5C~0.7C;
-当SOC=13%时,所述B倍率等于0.8C;
-当13<SOC≤20%时,所述B倍率的范围0.9C~1C。
8.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法,其特征在于,环境温度不高于-10℃。
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