CN114665169A - 对锂离子电池进行活性恢复的方法以及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了锂离子电池活性恢复的方法，锂离子电池，充电装置、电池管理***、车辆以及相关的可读存储介质，属于电池领域。所述方法包括依据该锂离子电池的电池健康状态值通过施加活化电压而进行活性恢复，通过该方法在确保高能量密度的同时实现了成本降低、制备工艺简化、电池的首次库伦效率提高和使用过程中容量无衰减等效果，并且延长了电池的寿命。

Description

对锂离子电池进行活性恢复的方法以及锂离子电池
技术领域
本申请涉及电池领域，更具体来说涉及对锂离子电池进行活性恢复的方法以及利用该方法的锂离子电池，还涉及包含或使用了锂离子电池的电池模块、控制电路、电池管理***、车辆和相关的可读存储介质。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和无记忆效应等优点，因而被广泛地应用于消费量电子产品中。近年来，随着电动汽车和储能***的不断发展，市场对电池各项性能的要求也不断在提高。例如，在电池的首次充电过程中，电解液中的组分会在负极材料表面还原分解，形成固态电解质界面膜(SEI)，其主要成分包括碳酸锂、氟化锂和烷基碳酸锂等，这一过程会消耗一部分从正极材料中脱出的锂离子，从而造成活性锂的损失和首次库伦效率的降低。在使用高容量的合金负极(硅、锗、锡)和过渡金属氧化物等材料时，上述因素导致的活性锂消耗会进一步加剧。
因此，人们迫切希望开发一种新的技术，使得锂离子电池在初次充电过程中以及后续的充放电过程中损失的锂离子以及降低的电池活性都能够以非常方便而廉价的方式获得补充和恢复，使得锂离子电池的首次库伦效率获得显著改善，有效寿命获得显著的延长，在此有效寿命期间，电池的各项性能——例如能量密度、充放电性能等——都能够得到有效的保持或恢复，不会发生显著的衰减。
发明内容
如上所述，本申请开发了一种对电池、尤其是锂离子电池的活性进行恢复的技术，通过对电池初次充电和使用过程中工艺参数的精细设计，使得电池初次充电后的性能以及总体的有效使用寿命都得到了显著的改善。
本申请的第一个方面提供了一种用来对电池，例如锂离子电池进行活性恢复的方法，所述方法包括：在充电过程中获取电池的电池健康状态值；当所述电池健康状态值小于或等于预设阈值时，对所述电池施加活化电压，使得包含在所述电池中的补锂剂处的锂离子释放到电解液中，其中，所述活化电压高于所述电池的正常充电电压；当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压。
根据本申请第一个方面的一个实施方式，所述补锂剂包含在所述电池的正极中。
根据本申请第一个方面的另一个实施方式，电池健康状态值选自以下的至少一种参数：电池容量、剩余容量、能量密度、功率密度、电动势、开路电压、工作电压、放电终止电压和工作电流。
根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述电池健康状态值是所述电池的实时容量C实，所述电池在初次充电-放电循环中表现出初始容量C0，所述阈值为C0×80％，当C实降至低于或等于C0×80％时，对所述电池施加活化电压。
根据本申请第一个方面的另一个实施方式，在初次充电-放电循环之后，不进行施加活化电压的操作，而直接进行后续的第2至N次充电-放电操作，其中N为2至500,000的整数，且所述第2至N次的充电-放电操作使用所述正常充电电压进行，在所述第2至N次充电-放电操作过程中，该电池的实时容量C实逐渐下降，每当C实低于C0×80％时，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复，当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压，继续进行充电-放电操作。
根据本申请第一个方面的另一个实施方式，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压有所提高，每一次活化电压提高的幅度固定或者每次幅度都改变。
根据本申请第一个方面的另一个实施方式，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压提高≥0.1伏。
根据本申请第一个方面的另一个实施方式，施加所述正常充电电压和活化电压的操作使用同一充电设备进行。
本申请的第二个方面提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池含有补锂剂，所述锂离子二次电池在正常充电电压下进行充电-放电操作，所述补锂剂在活化电压下能够为所述电池进行活性恢复，所述活化电压高于所述正常充电电压。
本申请的第三个方面提供了一种电池管理***，所述电池管理***包括：
互相连接的监控单元、充电单元和控制单元；
所述监控单元用来监控锂离子电池的一种或多种健康状态值；
所述充电单元能够向电池施加正常充电电压或者活化电压，所述正常充电电压低于所述活化电压；
所述控制单元根据监控单元测得的健康状态值产生充电信号或活化信号；
所述充电单元收到充电信号时，向电池施加正常充电电压；当所述充电单元收到活化信号时，向电池施加活化电压。
本申请的第四个方面提供了一种可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行本申请的电池活化方法。根据本申请第四个方面的一个实施方式，所述计算机程序是电池管理***(BMS)程序。
在本申请的实施方式中，通过优化和细化的工艺设计，以简单而廉价的技术手段使得锂离子电池在初次充电和后续使用过程的充放电中发生的锂离子损耗以及电池性能衰减持续地获得补偿和恢复，解决了现有技术的锂离子二次电池中长久以来一直存在而难以克服的结构复杂、成本高、锂离子损耗严重、初次充电后库伦效率严重低于理论值、副反应多、电池使用寿命短、电池各种性能衰减快等各种问题。
附图说明
图1是根据本申请一个实施方式的流程图；
图2是根据本申请另一个实施方式的流程图；
图3是根据本申请一个实施方式的电池管理***的示意图；
图4是本申请二次电池的一实施方式的示意图；
图5是图4所示二次电池的分解图。
在下文的具体实施方式部分中，对本申请设计的锂离子电池活性恢复方法、相关的锂离子电池，实施该方法的充电装置、以及包含该电池的电池模块、电池包和电学装置的设计细节进行描述。
具体实施方式
本文所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，但是优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
在本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或几种”中“几种”的含义是两种及大于两种的技术方案。
在本文的描述中，除非另有说明，术语“和/或”是包括性的。举例来说，短语“A和/或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A和/或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。
本申请开发的电池活化方法以及电池控制***(BMS)适用于各种类型的二次电池(又名可充电电池)，优选适用于锂离子二次电池。
二次电池
根据本申请的一个实施方式，提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括正极、负极、隔离膜、电解质等。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对该二次电池中的正极材料进行具体设计，并且在初次充电以及后续充放电过程中专门设计了细化的电池状态检测和再活化操作工艺，实现了能量密度高、容量无衰减、使用寿命长的锂离子电池。
正极极片
本申请的二次电池中，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面且包括正极活性材料和补锂剂的正极膜层。例如，正极集流体具有在自身厚度方向相背的两个表面，正极膜层设置于正极集流体的两个相背表面中的任意一者或两者上。本申请的二次电池中，所述正极集流体可以是金属箔片或复合集流体，例如所述金属箔片可以是铝箔，而所述复合集流体可包括高分子材料基层和形成于该高分子材料基层至少一个表面上的金属层。所述复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而形成。
根据本申请的一个实施方式，所述补锂剂含有化合物L，所述化合物L的分子式为LixNiaCu1-a-bMbO2，其中1≤x≤2，0<a<1，0≤b＜0.1，M选自Zn、Sn、Mg、Fe和Mn中的一种或几种。
在本申请一实施例中，所述化合物L的分子式中0<a<1。在本申请另一实施例中，所述化合物L的分子式中0.1≤a≤0.9。可选的为0.2≤a≤0.6，进一步可选的，0.2≤a≤0.4。在本申请另一实施例中，对于所述化合物L，其中a为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6。
在本申请一实施例中，所述化合物L的分子式中0≤b＜0.1。在本申请另一实施例中，所述化合物L的分子式中0≤b≤0.05。在本申请另一实施例中，对于所述化合物L，其中b＝0或0.05。在本申请另一实施例中，关于所述化合物L，其中b＝0.05。
本申请中，所述化合物L中Ni元素与Cu元素的相对摩尔比a、(1-a-b)在上述范围内时，有利于在较低温度下合成结晶度较高的化合物L，有效降低生产成本；同时，还可以保证含有其的补锂剂具有较高的克容量和充放电平台，有利于提高锂二次电池的能量密度。
在本申请一实施例中，所述化合物L例如，包括但不限于，Li2Ni0.1Cu0.9O2、Li2Ni0.2Cu0.8O2、Li2Ni0.3Cu0.7O2、Li2Ni0.4Cu0.6O2、Li2Ni0.5Cu0.5O2、Li2Ni0.6Cu0.4O2、Li2Ni0.7Cu0.3O2、Li2Ni0.8Cu0.2O2、Li2Ni0.9Cu0.1O2，或Li2Ni0.4Cu0.55Mg0.05O2。
根据本申请的一个优选的实施方式，以所述正极膜层的总重量为基准计，所述补锂剂在正极膜层中所占的含量为0.1-50重量％。
根据本申请的一个实施方式中，所述补锂剂和正极活性材料都均匀地分布在整个正极膜层中。根据本申请的另一个实施方式中，所述补锂剂外表面处可选地被一个或多个外部包覆层部分或完全地覆盖。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂、导电剂等。在本申请的一个实施方式中，可以通过以下方式制备正极：将上述用于制备正极的组分，例如正极活性材料、补锂剂、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂中，形成均匀的正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
负极极片
本申请的二次电池中包括负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包含负极活性材料，例如，天然石墨、人造石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料、钛酸锂中的一种或几种。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化物、硅碳复合物中的一种或几种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。
本申请的二次电池中，除了负极活性材料以外，所述负极膜片还包含可选的粘结剂、可选的导电剂和其他可选助剂，通常是由负极浆料涂布干燥而成的。负极浆料涂通常是将负极活性材料以及可选的导电剂和粘结剂等分散于溶剂中并搅拌均匀而形成的。溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮(NMP)或去离子水。
作为示例，导电剂可包括超导碳、炭黑(例如乙炔黑、科琴黑)、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中一种或几种。
另外，本申请的二次电池中，负极极片并不排除除了负极膜层之外的其他附加功能层。例如在某些实施方式中，本申请的负极极片还可包括夹在负极集流体和第一负极膜层之间、设置于负极集流体表面的导电底涂层(例如由导电剂和粘结剂组成)。在另外一些实施方式中，本申请的负极极片还可包括覆盖在第二负极膜层表面的覆盖保护层。
本申请的二次电池中，所述负极集流体可以是金属箔片或复合集流体，
电解质
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。电解质可以选自固态电解质及液态电解质(即电解液)中的至少一种。在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。在本申请的一个实施方式中，以所述电解液的总重量为基准计，所述溶剂的含量为60-99重量％。在本申请的一个实施方式中，以所述电解液的总重量为基准计，所述电解质的含量为1-40重量％。
隔离膜
在本申请的一个实施方式中，所述二次电池还包括隔离膜，隔离膜将二次电池的阳极侧与阴极侧隔开，对体系内不同种类、尺寸和电荷的物质提供选择性透过或阻隔，例如隔离膜可以对电子绝缘，将二次电池的正负极活性物质物理隔离，防止内部发生短路并形成一定方向的电场，同时使得电池中的离子能够穿过隔离膜在正负极之间移动。在本申请的一个实施方式中，用来制备隔离膜的材料可包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或几种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜。隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同。
电芯和二次电池
在本申请的一个实施方式中，上述正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件/裸电芯。
在本申请的一个实施方式中，二次电池可包括外包装，该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。在另一些实施方式中，所述二次电池的外包装可以是软包，例如袋式软包。
本申请二次电池的形状可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如图4是作为一个示例的方形结构的二次电池5。图5显示了图4的二次电池5的分解图，所述外包装可包括壳体51和盖板53，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，所述底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52，该电极组件封装于所述容纳腔中，所述电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个。
根据本申请的各种实施方式，提供了一种锂离子电池活性恢复的方法，所述方法包括：在充电过程中获取锂离子电池的电池健康状态值；当所述电池健康状态值小于或等于第一预设阈值时，对所述锂离子电池施加活化电压，使得包含在所述电池中的补锂剂处的锂离子释放到电解液中，其中，所述活化电压高于所述锂离子电池的正常充电电压；当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压。
为了解决锂离子电池中的锂由于首次充电的副反应而损耗的问题，为了提高锂离子的首次库伦效率，获得长寿命的锂离子电池，需要过量补足活性锂，以备循环存储过程中副反应的消耗。在之前的科研成果中，对正极或负极预锂化，在电池中提供过量的锂离子储备是提升首次库伦效率和延长电池寿命的一种思路。但是在具体的操作上存在各种各样的缺陷。例如，对于负极预锂化来说，最常见的方法是使用金属锂粉或锂带对负极材料进行预锂化，从而提供充足的活性锂用于首次充电过程中SEI膜的消耗。然而，该方法成本较高、制备工艺复杂，实用性差，不利于大规模的商业化应用。同时，负极补锂很大的劣势在于，锂粉直接涂在石墨表面，则石墨必须过量以防止析锂，即石墨放电过程中的放电平衡(cellbalance)需要远大于充电过程中的(cell balance)，由此导致的后果是石墨的用量远多于非补锂电芯中石墨的用量，在容量衰减后石墨会大量冗余，既降低能量密度，又增加成本，在电性能维度和经济性维度上大打折扣。另外很重要的一点是，上述消耗锂离子的副反应在电池正常使用过程中是持续进行的，上述负极补锂技术并不能实现持续为电池补锂(长期维持电池活性)，也无法实现电池活性长期维持在较高水平的目的。
正极补锂的思路也是类似地在正极中包含补锂剂(富锂材料)，在第一次充电的时候就在体系中提供超量的锂离子，以至少部分地抵消上述副反应导致的锂离子消耗，但是问题在于这样的做法同样无法长期维持电池的活性。
本申请开发的方法成功地解决了以上的所有难题。在本申请的方法中，以补锂剂的形式将锂离子预先存储在正极中，该补锂剂在初次充电过程中在初次充电电压的作用下将一部分锂离子释放到电解质中，有效地补充了该初次充电过程中由于副反应损耗的电解质中的锂离子，同时仍然有相当一部分锂离子保存在正极内的补锂剂中，避免了负极上析锂或者石墨含量过多的问题，有效地维持了高能量密度，并且又节约了成本。与此同时，本申请的方法将锂离子有效地储存在正极中的补锂剂内，避免了储存的锂离子的快速损失，在正常充放电过程中监控电池的健康状况，在需要的情况下进行高效而受控的锂离子补充，使得电池的活性得以恢复，由此能够在很长的时间内维护电池的锂离子含量和活性。
图1是根据本申请一个实施方式的一种电池活性恢复的方法的流程示意图，如图1所示，本实施方式中的电池活性恢复方法可以包括步骤S110至S150。
S110，对电池进行充电。
该充电可以是使用独立的常规的充电设备进行，也可以使用整合在电池控制***(BMS)中的充电设备进行。此充电过程是为了使得电池具有其正常运作所需的电量。
S120，获取电池健康状态值。
使用BMS中的监控装置测量电池的一种或多种健康状态值，例如电池容量、剩余容量、能量密度、功率密度、电动势、开路电压、工作电压、放电终止电压和工作电流。该健康状态值可以是在特定时刻测量的，也可以是特定时间段内测量的一系列数值的积分结果或者平均值。
S130，当电池的健康状态值小于或等于第一预设阈值时，对所述电池施加活化电压。
此处的第一预设阈值可以根据需要进行灵活的设计，例如可以是电池首次充电之后的某个初始健康值的特定比例，如所述初始健康值的70％-90％，或者80-85％等。可以将该第一预设阈值输入BMS的控制单元中，由BMS的控制单元基于监控单元发送而来的关于健康值的信号对充电单元发出指令，对电池施加活化电压。所述活化电压高于电池正常充放电过程中的正常充电电压，使得电池正极中的补锂剂被激活，将锂离子释放入电池的电解质中，使得电池恢复活性。
S140，当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，停止施加活化电压。
此处的第二预设阈值可以根据需要进行灵活的设计，例如可以是电池首次充电之后的某个初始健康值的特定比例，如所述初始健康值的90-110％，或者95-105％等。可以将该第二预设阈值输入BMS的控制单元中，由BMS的控制单元基于监控单元发送而来的关于健康值的信号对充电单元发出指令，停止对电池施加活化电压。此时认为电池的活性已经得以恢复，可以用于后续的正常运作，即在正常充电电压下的充-放电操作。
S150，对电池继续进行正常充-放电循环。
经历过活化之后的电池由于锂离子获得了补充而至少部分地恢复其活性，该活性可以用上述健康状态值表征。随后该电池可以在正常充放电电压下进行正常的充-放电循环。对于实验室研究的情况，电池随后可以使用BMS在正常充电电压下进行常规充-放电操作，以检测其各项性能。对于实用的情况，电池则是包括在各种用电设备中，例如包括在电动汽车中，在日常使用过程中经历充-放电循环。
可选地，本申请方法处理的电池是二次电池，优选是二次锂离子电池。
图2显示了根据本申请另一个实施方式的一种电池活性恢复的方法的流程示意图，如图2所示，本实施方式中的电池活性恢复方法可以包括步骤S210至S270。
S210，对电池进行第一次充电。
在二次电池，特别是二次锂离子电池中，在电池制造完成之后，需要对刚制造完成的电池进行第一次充电。在此初次充电过程中，电解质中的一部分锂离子不可避免地在负极材料表面发生还原分解，形成固态电解质界面膜(SEI)而损失掉。可选地，该初次充电是在常规充放电循环的电压下进行的。在此初次充电电压之下，该电池正极中的补锂剂内包含的一部分锂离子释放入电池的电解液中以补充那部分在初次充电过程中损失掉的锂离子。
S220，获取电池的初始健康状态值。
本申请考虑在电池第一次充电的过程中或者在第一次充电之后获取电池的初始健康状态值，该第一次充电之后的电池的初始健康状态值可以作为后续确定第一阈值和第二阈值的重要参考因素。可选地，所述第一阈值可以为该初始健康状态值的特定比例，例如70-90％，或者80-85％，所述第二阈值可以为该初始健康状态值的特定比例，例如90-110％，或者95-105％。
S230，对电池进行正常的充-放电循环。
该经历过初次充电的电池在正常充放电条件下进行正常的充放电操作，该操作可以使用BMS来进行控制。根据本申请的一些实施方式，所述正常充放电操作的充电电压可以等于文所述初次充电电压，也可以高于或低于所述初次充电电压。在所述正常充放电过程中，锂离子仍然会逐渐损失，由此会导致电池活性下降，该活性下降可以用一个或多个健康状态值表示。
在本申请中，对电池进行正常充放电的过程中所采用的工艺条件——例如充电电压——可以根据电池具体采用的正极活性材料、正极中补锂剂的种类、负极活性材料、电解质、所需的电池性能等因素进行合理的调整。例如，在以下的一个实施例中，正常充放电过程中采用3.65V的充电电压，但是应当理解本申请方法所能够采用的充电电压不仅限于此，而是可以根据实际情况在合理的范围内适当地调节。
S240，获取电池的健康状态值。
在所述正常充-放电过程中，使用BMS以连续或间歇的方式监控电池的一个或多个健康状态值，例如在每次充电完成之后检测所述电池的一个或多个健康状态值，或者在每次充电过程中检测电池的一个或多个健康状态值。
S250，判断健康状态值是否小于或等于第一预设阈值。
如上文所述，所述第一阈值可以是根据电池实际应用的需要或者行业标准确定的，可以预先输入到BMS的控制单元中，也可以是BMS的控制单元根据从监控单元获得的初始健康状态值自动生成的。在电池的正常充-放电过程中，BMS的监控单元以连续或间歇的方式获取电池健康状态值的信息，并将该信息传输给控制单元。当电池的健康状态值仍然大于第一阈值的时候，电池继续进行正常的充-放电操作。当电池的健康状态值下降至等于或低于所述第一阈值的时候，进行步骤S260。
S260，对电池施加活化电压。
当电池的健康状态值下降至等于或低于所述第一阈值的时候，BMS的控制单元对其充电单元发出指令，使得充电单元对电池施加活化电压。所述活化电压高于正常充电电压。在该活化电压的作用下，所述电池正极中补锂剂内储存的一部分锂离子(在正常充放电电压下不会释放出的那部分锂离子)至少部分地从正极中释放出来，补充电解液中损失的锂离子，使得电池的活性得以恢复。
S270，当电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值的时候，停止施加活化电压。
电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值表明电池之前在正常的充-放电循环过程中损失的锂离子已经得到足够的补偿，此时解除所述活化电压，电池已经恢复了接近、等于甚至超过其初始状态的活性。此时控制单元基于监控单元给出的信息向充电单元发出停止活化的指令。根据本申请的一些实施方式，所述第二阈值可以是电池在初次充电之后某个健康状态值的特定比例，例如电池在初次充电之后某个健康状态值的90％、95％、98％、99％、100％、102％、105％或110％。
本申请的方法可以有一些特定的优选实施方式。根据一个优选的实施方式，所述补锂剂包含在所述锂离子电池的正极中，由此可以根据活化条件逐步受控地释放，以便实现尽可能长的电池使用寿命。根据另一个优选的实施方式，电池健康状态值选自以下的至少一种参数：电池容量、剩余容量、能量密度、功率密度、电动势、开路电压、工作电压、放电终止电压和工作电流，由此可以基于不同产品、不同规模、不同用途目的的区别灵活地选择监控电池活性水平(锂离子含量)以及实施活化。根据本申请的另一个优选的实施方式，所述电池健康状态值是所述锂离子电池的实时容量C实，所述锂离子电池在初次充电-放电循环中表现出初始容量C0，所述阈值为C0×80％，当C实降至低于或等于C0×80％时，对所述锂离子电池施加活化电压。电池的容量是一种非常重要且应用广泛地技术指标，有利于更准确地监控电池活性水平(锂离子含量)以及实施活化。根据本申请的另一个优选实施方式，在初次充电-放电循环之后，不进行施加活化电压的操作，而直接进行后续的第2至N次充电-放电操作，其中N为2至500,000的整数，且所述第2至N次的充电-放电操作使用所述正常充电电压进行，在所述第2至N次充电-放电操作过程中，该锂离子电池的实时容量C实逐渐下降，每当C实低于C0×80％时，对锂离子电池施加活化电压V活以进行活性恢复，当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压，继续进行充电-放电操作。本申请的技术方案可以实现极为优异的电池容量稳定性以及极长的使用寿命，其使用寿命甚至可以长达数十万个循环。根据本申请的另一个实施方式，对锂离子电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压有所提高，每一次活化电压提高的幅度固定或者每次幅度都改变。通过采用此种阶梯状多步活化的操作方式，能够以更精密、更节约的锂离子补充，有效地避免了锂离子的浪费，能够极为有效地延长电池寿命，并且能避免电池体系内的锂离子过量存在，对于保持电池性能稳定和抑制锂离子副反应的发生具有重要意义。根据本申请的另一个优选实施方式，对锂离子电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压提高≥0.1伏。这样能够使得锂离子补充精细化，避免了锂离子的浪费并延长电池寿命，能够保持电池性能稳定和抑制锂离子副反应的发生。根据本申请的一个优选的实施方式，施加所述正常充电电压和活化电压的操作使用同一充电设备进行，如此一来使得电池补锂活化过程能够以尽可能方便的方式进行。
与现有技术记载的二次电池以及电池活化方法相比，本申请的二次电池以及电池活化方法最重要的一个改进之处在于，所述补锂剂中的锂离子可以看作是分为至少两部分，其中第一部分锂离子在电池的初次充电过程中(该初次充电采用的是正常充电电压，低于活化电压)从补锂剂脱出，进入电解质中。根据本申请的一个实施方式，在所述用正常充电电压进行初次充电的过程中，正极中的正极活性材料中的部分锂离子也同时从正极脱出，进入电解质中，以补偿该初次充电过程中损耗的那部分锂离子。在所述初次充电之后，该二次电池随后使用所述正常充电电压进行常规的充电-放电循环。随着所述充电-放电的循环，在二次电池中会发生一种或多种副反应，例如电解质中的一些组分在负极表面处还原分解，形成固态电解质界面膜(SEI)而导致电解质中锂离子的逐渐损耗，由此使得二次电池的整体性能随之逐渐变差。在本申请的一些实施方式中，挑选二次电池的至少一种参数来表征二次电池的健康状态，该挑选的参数称作“电池健康状态值”，其可以选自以下参数中的至少一种：电池容量、剩余容量、能量密度、功率密度、电动势、开路电压、工作电压、放电终止电压和工作电流。所述二次电池的电池健康状态值可以以连续或间断的方式进行测量。例如，可以使用与二次电池连接的传感器以连续的方式连续监测二次电池的健康状态值。或者可以以一个或多个小时、天、周或月为间隔的单位、以间断的方式监测二次电池的健康状态值。或者更优选地，在每次对二次电池进行充电的时候测量二次电池的健康状态值，在此情况下，用来测量健康状态值的测量装置可以设置在使用二次电池的设备(例如车辆)中，也可以设置在充电设备(例如充电桩或充电站)中。所述检测健康状态值的测量装置可以是BMS中的监控单元，该BMS可以设置在车辆中或者安装在充电设备中。
根据本申请的一个优选的实施方式，选择二次电池的实时容量C实作为上述电池健康状态值，所述锂离子电池在初次充电-放电循环中表现出初始容量C0，选自一个特定的电池容量阈值，该阈值低于所述初始容量C0，随着电池进行充电-放电循环，锂离子电池的实时容量C实逐渐下降，当所述二次电池的C实下降至等于或低于所述第一阈值的时候，则对所述二次电池施加一个活化电压，该活化电压高于上述用于常规充电-放电过程中使用的正常充电电压。在该较高的活化电压的作用下，补锂剂中剩余的一部分锂离子从补锂剂脱离并进入电解质(电解液)中，补偿该电池中损耗的锂离子，使得二次电池的性能得以恢复，该过程在本申请中称作电池的活性恢复过程。根据本申请的一个实施方式中，上述活性恢复操作可以使得锂离子二次电池的健康状态值升高到等于或高于第二阈值，如上文所述，所述第二阈值可以是初次充电之后电池某个健康状态(即初始健康状态)的特定比例，例如初始健康状态的90％、95％、100％、105％、110％等。根据本申请的一个优选的实施方式，经过上述活性恢复操作之后，所述二次电池的性能(例如以上所述可以用作电池健康状态值的任意一个或多个性能)恢复到二次电池初次充电之后的该性能(例如初始容量C0)的至少97％，或者至少98％，或者至少99％，或者至少99.5％，或者至少99.9％，或者100％，在本文中将一次活性恢复之后的健康状态值(例如C实)与二次电池初次充电之后的该性能(例如初始容量C0)之比称作活性恢复比。在一些实施方式中，根据具体采用的活性恢复的工艺参数，每一次活性恢复之后的健康状态值(例如C实)甚至有可能会高于二次电池初次充电之后的该性能(例如初始容量C0)，也即是说，活性恢复比有可能大于100％，例如≤101％，或者≤102％，或者≤103％，或者≤104％，或者≤105％，或者≤106％，或者≤107％，或者≤108％，或者≤110％。根据本申请的一个优选的实施方式，所述阈值为二次电池初次充电之后某一特别选定的健康状态值的70％，或者72％，或者75％，或者78％，或者80％，或者82％，或者85％，或者88％，或者90％，或者92％，或者95％。例如，当选择电池容量作为健康状态值的时候，阈值可以为二次电池初次充电之后得到的初始电池容量C0的70％，或者72％，或者75％，或者78％，或者80％，或者82％，或者85％，或者88％，或者90％，或者92％，或者95％。
根据本申请的一些实施方式中，在以上所述的第一次活性恢复之后，电池继续进行常规的充电放电操作，并且以连续或间断的方式检测其健康状态值，待其实时健康状态值再一次下降至上述阈值之后，再对二次电池施加第N活化电压，进行第N次电池活性恢复，其中N是2至500,000的整数，例如为2、3、5、6、8、10、15、20、50、80、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1500、1800、2000、2200、2500、2800、3000、3200、3500、3800、4000、4500、5000等。根据本申请的优选实施方式，第N次活性恢复操作中采用的活化电压VN高于第N-1次活性恢复操作中采用的活化电压VN-1；所述VN和VN-1之间的电压差优选≥0.1伏。根据本申请的另一个优选的实施方式，从第二次活性恢复操作开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压提高≥0.1伏。根据本申请的另一个实施方式，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压提高的幅度是固定的或者变化的，例如所述活化电压提高的幅度可以为以下数值中的任意一种，或者可以在以下任意两个数值组合得到的数值范围之内(单位为伏)：0.1、0.11、0.12、0.15、0.18、0.20、0.21、0.22、0.25、0.28、0.30、0.31、0.32、0.35、0.38、0.40、0.45、0.48、0.50、0.51、0.52、0.55、0.58、0.60、0.61、0.62、0.65、0.68、0.70、0.71、0.72、0.75、0.78、0.80、0.81、0.82、0.85、0.88、0.90、0.91、0.92、0.95、0.98、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5。
根据本申请的另一个实施方式，第N次活性恢复操作中采用的活化电压VN可以等于第N-1次活性恢复操作中采用的活化电压VN-1。
根据本申请的一个具体实施例，具体制备了一种锂离子二次电池，并且采用本申请的方法对其进行了多次活化操作，以充分显示其实现的优异技术效果。该具体实施例使用的补锂剂采用常规喷雾干燥/焙烧来制备，利用原料的比例来控制补锂剂中的元素组成，制得的补锂剂具有以下至少一种元素组成：Li2Ni0.1Cu0.9O2、Li2Ni0.2Cu0.8O2、Li2Ni0.3Cu0.7O2、Li2Ni0.4Cu0.6O2、Li2Ni0.5Cu0.5O2、Li2Ni0.6Cu0.4O2、Li2Ni0.7Cu0.3O2、Li2Ni0.8Cu0.2O2、Li2Ni0.9Cu0.1O2，或Li2Ni0.4Cu0.55Mg0.05O2。
使用以上所述补锂剂，按照以下步骤制备二次电池并进行充放电循环和活性恢复操作：
正极极片的制备
将正极活性材料磷酸铁锂(LFP)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF和上述补锂剂按重量比(0.98×97):(0.98×1):(0.98×2):10在适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌混合均匀，形成均匀正极浆料，将正极浆料涂覆于正极集流体铝箔的两个表面上，经烘干、冷压后，得到正极极片。其中正极膜层的面密度为300mg/cm2，压实密度为2.4g/cm3。
负极极片的制备
将负极活性材料人造石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)以96.5:0.7:1.8:1的重量比在适量的去离子水中充分搅拌混合，形成负极浆料；将负极浆料涂覆于负极集流体铜箔的两个表面上，经烘干、冷压，得到负极极片。所述负极极片的压实密度为1.6g/cm3，面密度为150mg/m2。
隔离膜
选用厚度为16μm的PE/PP多孔聚合薄膜作为隔离膜。
电解液的制备
将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸甲乙酯(DEC)按照体积比1:1:1混合均匀，接着将电解质锂盐LiBOB溶解在上述溶剂中以得到电解液，其中LiBOB的浓度为1mol/L。
二次电池的制备
将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠置并卷绕得到电极组件，将该电极组件装入外包装中，注入电解液并封装，得到锂离子二次电池。
按照以下方式对制得的锂离子二次电池进行充电-放电循环和活性恢复(电池容量恢复)操作：
在常温下对电池进行第一次充电，将电池以1C倍率恒流充电至3.65V，然后恒压充电至电流为0.05C；对于该第一次充电后的电池测量充电比容量和放电比容量，分别作为“初始充电比容量”和“初始放电比容量”，选择上述初始充电比容量的80％，(即初始充电比容量×80％)作为预设阈值。然后采用以下条件在常温下对该电池进行常规的充放电循环：“在常温下对电池进行充电，将电池以1C倍率恒流充电至3.65V，然后恒压充电至电流为0.05C，再以1C恒流放电至2.5V”，在该充放电循环过程中，使用电池管理***BMS(BatteryManagement System)持续监控二次电池的充电比容量和放电比容量。每当BMS***检测到二次电池的充电比容量降至预设阈值(即初始充电比容量×80％)的时候，则以1C倍率恒流对该二次电池充电直至激活电压，然后在该激活电压下恒压充电至电流为0.05C，再以1C恒流放电至2.5V，然后再在3.65V的充电电压下进行上述常规充放电过程，直至二次电池的充电比容量再次降至预设阈值(即初始充电比容量×80％)的时候，进行下一次施加活化电压的操作，如是操作直至进行了50000次3.65V的正常充放电循环为止。每一次电池活性恢复操作的信息汇总列于下表。
在此需要特别说明的是，在以上具体实施例中出于举例说明的目的，对于正极活性材料采用磷酸铁锂的二次锂离子电池采用了3.65V的正常充电电压，但是可以根据二次电池的具体特点对该电压进行调节，例如，对于正极活性材料为磷酸铁锂的二次锂离子电池，所采用的充电电压可以为1.6-4.5V；对于采用镍-钴-锰三元正极活性材料的二次锂离子电池，所采用的充电电压可以在2.5-4.5V；对于采用锰酸锂作为正极活性材料的二次锂离子电池，所采用的该充电电压可以在2.8-4.6V。另外，除了正极活性材料的种类以外，也可能需要根据其他的因素对所述充电电压进行适当的调整，所述其他的因素包括补锂剂种类、正极尺寸、正极活性材料用量、电解质种类、负极活性材料用量、负极活性材料种类、负极尺寸、电池的用途和所需性能等。根据上述因素，所采用的充电电压可以在1.5-4.6V的范围内进行适当的调整。
下表中所示的充电比容量和放电比容量通过以下方式进行测试：
充放电比容量测试
在常温(25℃)下，将电池以1C倍率恒流充电至3.65V，然后恒压充电至电流为0.05C，记录此时的充电容量，即为充电容量；再以1C恒流放电至2.5V，记录此时的放电容量，即为放电容量。
充电比容量(mAh/g)＝充电容量/正极活性物质质量
放电比容量(mAh/g)＝放电容量/正极活性物质质量
下表所列的充电比容量和放电比容量分别是第一次常规充电之后或第N次活性恢复之后立刻测量的充电比容量和放电比容量，其中第一次充电之后的充电比容量和放电比容量即为上文所述的初始值。
表1：本发明二次电池的活性恢复操作和电池比容量
Figure BDA0002858555610000191
从上表1所示的实验结果可以看到，本发明通过特别设计的逐级活性恢复操作，实现了以下的有益效果：
1.在初次充电时能够有效密度电解质中由于形成SEI膜而消耗的活性锂离子，由此在初次充电之后可获得高能量密度电池；
2.相比于现有技术现有的其他过补锂长寿命电池，本申请的锂离子电池无需采用过量的石墨，锂保存在阴极中，获得了更高的能量密度。
3.在电池随后的充电-放电循环中持续地对容量损失进行检测，并且在适当的时机进行活化，有效地补足所述正常充电-放电过程中由于副反应消耗的活性锂离子，使得电池至少一次、优选多次地恢复其初始容量，从而获得循环性能和存储性能长时间不衰减(或者衰减程度极小)的锂离子二次电池。
4.通过后期电池检测与容量活化，开创了锂离子电池容量恢复的后期保养模式，改善了用户体验，延长了电池使用寿命，提升了产品价值。
图3显示了提供了根据本申请一种实施方式的电池管理***(BMS)S300，其包括监控单元S310、控制单元S320和充电单元S330，另外图3还显示了电池S340，该电池S340不属于BMS(S300)的一部分，而是作为BMS直接作用的目标对象。
具体来说，该电池管理***S300包括：
S310，监控单元。
该监控单元通过一种或多种(一个或多个)传感器连接至位于BMS外部的电池S340，用于获取电池S340的一种或多种健康状态值。并且该监控单元S310与控制单元S320相连，将测得的健康状态值输送至控制单元S320。
S320，控制单元。
所述控制单元可以是各种规模的处理器，其中可以包括预装的工程软件和预先输入的参数，能够以人工输入或者自动生成的方式在该控制单元S320中包括关于第一阈值和第二阈值的信息，并且还可以包括自动化调节充电单元所输出的正常充电电压和一种或多种活化电压的多种命令信息。该控制单元与所述充电单元相连，能够根据监控单元测得的健康状态值控制向所述充电单元发送命令信息，指令所述充电单元向电池施加充电电压或者活化电压。
S330，充电单元。
充电单元与所述电池的正极和负极相连，基于控制单元S320发出的指令向所述锂离子电池施加正常充电电压或者活化电压。
通过上述各个单元地自动化操作，能够实现电池更高效、更精细化设计的补锂过程，使得电池始终保持在最理想的活性状态，并且电池的寿命最大限度地得以延长。
本申请的BMS***可以根据需要设置在充电装置中，例如设置在充电站或充电桩内，或者可以设置在使用二次锂离子电池的用电设备中，例如设置在电动车辆中。
电学装置
在本申请的一个实施方式中，本申请的电学装置包括本申请的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种，所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述电学装置的电源，也可以用作所述电学装置的能量存储单元。所述电学装置包括但不限于移动数字装置(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能***等。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
根据本申请的一个优选的实施方式，本申请的锂离子电池(二次电池)用于电动车辆或者混合动力车辆中，在车辆中设置有电池容量监测装置，以连续或间歇的方式监测车辆中电池容量状况，并按照预设值在特定比例(例如超过30％，或者超过40％，或者超过50％，或者超过60％，或者超过70％)的电池容量降至阈值的情况下发出信号，通知使用者到4S店进行电池活性恢复。
根据本申请的另一个实施方式，在充电桩或充电站中设置检测装置，每次进行正常充电的时候同时监测车辆内各个电池的容量状态，并且按照预先的设置在特定比例(例如超过30％，或者超过40％，或者超过50％，或者超过60％，或者超过70％)的电池容量降至阈值的情况下发出信号，通知使用者到4S店进行电池活性恢复。
根据本申请的另一个实施方式，在充电桩或充电站中设置检测装置，每次进行正常充电的时候同时监测车辆内各个电池的容量状态，并且按照预先的设置在特定比例(例如超过30％，或者超过40％，或者超过50％，或者超过60％，或者超过70％)的电池容量降至阈值的情况下发出信号同时消费者，以自动或手动的方式由所述充电桩或充电站对电池施加活化电压，以进行电池活性恢复。
根据本申请的一个优选的实施方式，正常充电放电过程中采用的正常充电电压为1.6至4.5伏，例如2.0-3.65伏，而活化电压则高于所述正常充电电压且≤5.5伏。根据本申请的一些实施方式，正常充电过程中采用的正常充电电压为1.6-4.5伏，例如为以下任意一个电压数值，或者可以为以下任意两个数值相互组合得到的电压数值范围之内：1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5。根据本申请的一些实施方式，所述活化电压高于正常充电电压高于所述正常充电电压且≤5.5伏，例如可以为3.2伏≤活化电压≤5.5伏，或者可以为3.65伏≤活化电压≤5.0伏，例如为以下任意一个电压数值，或者可以为以下任意两个数值相互组合得到的电压数值范围之内：3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.65、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5伏。
根据本申请的一个优选的实施方式，所述正常充放电和活性恢复的电压施加采用相同的装置(充电装置，例如充电桩或充电站)进行。根据本申请的另一个优选的实施方式，所述正常充放电和活性恢复的电压施加采用不同的装置进行，例如采用充电桩或充电站进行正常充放电，而电池的活性恢复则需要到4S店使用专门的设备进行。
本申请的一个实施例提供了一种用来对二次锂离子电池进行活性恢复的方法，所述方法包括：在充电过程中获取电池的电池健康状态值；当所述电池健康状态值小于或等于预设阈值时，对所述电池施加活化电压，使得包含在所述电池中的补锂剂处的锂离子释放到电解液中，其中，所述活化电压高于所述电池的正常充电电压；当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压。
本申请的另一个实施例提供了一种活化电池的方法，在该实施例中，在初次充电-放电循环之后，不进行施加活化电压的操作，而直接进行后续的第2至N次充电-放电操作，其中N为2至500,000的整数，且所述第2至N次的充电-放电操作使用所述正常充电电压进行，在所述第2至N次充电-放电操作过程中，该电池的实时容量C实逐渐下降，每当C实低于C0×80％时，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复，当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压，继续进行充电-放电操作。并且对电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压有所提高，每一次活化电压提高的幅度固定或者每次幅度都改变。
本申请的另一个实施例提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池在其正极中含有补锂剂，所述补锂剂在活化电压下能够为所述电池进行活性恢复。
本申请的另一个实施例提供了一种电池管理***，所述电池管理***包括：互相连接的监控单元、充电单元和控制单元；所述监控单元用来监控锂离子电池的一种或多种健康状态值；所述充电单元能够向电池施加正常充电电压或者活化电压，所述正常充电电压低于所述活化电压；所述控制单元根据监控单元测得的健康状态值产生充电信号或活化信号；所述充电单元收到充电信号时，向电池施加正常充电电压；当所述充电单元收到活化信号时，向电池施加活化电压。
本申请另一个实施例还提供了一种可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述电池活化方法。例如所述计算机程序可以是用于与本申请的电池管理***(BMS)配合使用的电池管理***(BMS)程序。
上文记载的实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。另外，本申请还包括通过将以上记载的各技术特征相互组合获得的技术方案，以及将以上记载的各实施例和实施方式相互组合获得的技术方案，前提是这些技术方案包括在本发明权利要求书限定的范围之内。

Claims (13)

1.一种电池活性恢复的方法，所述方法包括：
在充电过程中获取电池的电池健康状态值；
当所述电池健康状态值小于或等于第一预设阈值时，对所述电池施加活化电压，使得包含在所述电池中的补锂剂处的锂离子释放到电解液中，其中，所述活化电压高于所述电池的正常充电电压；
当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，停止施加活化电压，继续进行正常充-放电循环。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补锂剂包含在所述电池的正极中。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电池健康状态值选自以下的至少一种参数：电池容量、剩余容量、能量密度、功率密度、电动势、开路电压、工作电压、放电终止电压和工作电流。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电池健康状态值是所述电池的实时容量C实，所述电池在初次充电-放电循环中表现出初始容量C0，所述阈值为C0×80％，当C实降至低于或等于C0×80％时，对所述电池施加活化电压。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在初次充电-放电循环之后，不进行施加活化电压的操作，而直接进行后续的第2至N次充电-放电操作，其中N为2至500,000的整数，且所述第2至N次的充电-放电操作使用所述正常充电电压进行，在所述第2至N次充电-放电操作过程中，该电池的实时容量C实逐渐下降，每当C实低于C0×80％时，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复，当所述电池健康状态值升高至大于或等于第二预设阈值时，从所述活化电压恢复至正常充电电压，继续进行充电-放电操作。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压有所提高，每一次活化电压提高的幅度固定或者每次幅度都改变。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对电池施加活化电压V活以进行活性恢复的操作进行不止一次，从第二次开始，每一次活性恢复所采用的活化电压相对于前一次活性恢复的活化电压提高≥0.1伏。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，施加所述正常充电电压和活化电压的操作使用同一充电设备进行。
9.一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池含有补锂剂，所述锂离子二次电池在正常充电电压下进行充电-放电操作，所述补锂剂在活化电压下能够为所述电池进行活性恢复，所述活化电压高于所述正常充电电压。
10.一种电池管理***(BMS)，所述电池管理***包括：
互相连接的监控单元、充电单元和控制单元；
所述监控单元用来监控锂离子电池的一种或多种健康状态值；
所述充电单元能够向电池施加正常充电电压或者活化电压，所述正常充电电压低于所述活化电压；
所述控制单元根据监控单元测得的健康状态值产生充电信号或活化信号；
所述充电单元收到充电信号时，向电池施加正常充电电压；当所述充电单元收到活化信号时，向电池施加活化电压。
11.一种车辆，其特征在于，其包括权利要求10所述的电池管理***。
12.一种可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求1-8中任一项所述的电池活化方法。
13.如权利要求12所述的可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序是电池管理***(BMS)程序。
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