本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池充電方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的不斷提升，人們對(duì)于電子產(chǎn)品的依賴度越來越高，作為為電子產(chǎn)品提供電能的電池，如何提高電池單位體積的能量密度和充電速度越來越受到重視。

對(duì)于電池的充電來說，現(xiàn)有技術(shù)中的最常見的充電方法為：先以恒定電流充電直至電池達(dá)到一定的電壓，再以恒定電壓進(jìn)行充電直至達(dá)到充電至截止電流為止。采用這種方式進(jìn)行充電，若要提高充電速度(即縮短充電時(shí)長)，就需要采用較大的恒定電流為電池進(jìn)行充電，但隨之而來的問題是，電池的充電電流越大，電池的安全性越低。以鋰離子電池為例，在使用較大恒定電流對(duì)鋰離子電池充電時(shí)，陽極電位由于較大的歐姆極化和濃差極化，陽極電位會(huì)迅速下降，當(dāng)陽極電位降低到一定程度后，會(huì)導(dǎo)致電池中的鋰離子在陽極表面被還原為金屬鋰，并且隨著恒流充電的充電時(shí)長的增大，被還原的金屬鋰會(huì)越來越多，并以枝狀結(jié)晶的形式變大，當(dāng)枝狀結(jié)晶增長到一定程度后，會(huì)刺破電池中的隔膜，導(dǎo)致電池發(fā)生短路。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，提高電池充電速度的方式的安全性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池充電方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中提高電池充電速度的方式的安全性較低的問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池充電方法，包括：

對(duì)所述電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直到所述電池的電壓值達(dá)到指定電壓值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電；以及，對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，直到所述電池的充電電流的電流值達(dá)到指定電流值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電；

其中，每次所述脈沖充電包括：

使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；

使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電；

使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，各次所述脈沖充電所使用的所述第一恒定電流相同，且每次所述脈沖充電所使用的所述第一恒定電流大于或者等于0.2C，且小于或者等于3C。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，在各次所述脈沖充電中，使用所述第一恒定電流進(jìn)行充電時(shí)所使用的充電時(shí)長相同，且該充電時(shí)長大于或者等于0.1s，且小于或者等于30s。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，各次所述脈沖充電所使用的所述第二恒定電流相同，且每次所述脈沖充電所使用的所述第二恒定電流大于或者等于0C，且小于或者等于1C。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，在各次所述脈沖充電中，使用所述第二恒定電流進(jìn)行放電時(shí)所使用的放電時(shí)長相同，且該放電時(shí)長大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，各次所述脈沖充電所使用的所述第三恒定電流相同，且每次所述脈沖充電所使用的所述第三恒定電流大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.5C。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，在各次所述脈沖充電中，使用所述第三恒定電流進(jìn)行充電時(shí)所使用的充電時(shí)長相同，且該充電時(shí)長大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，在所述對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電之前，還包括：

獲取所述電池當(dāng)前的電壓值；

判斷所述當(dāng)前的電壓值是否小于所述指定電壓值；

當(dāng)所述當(dāng)前的電壓值小于所述指定電壓值時(shí)，開始執(zhí)行對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電的操作。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，還包括：

當(dāng)所述當(dāng)前的電壓值等于所述指定電壓值時(shí)，對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，直到所述電池的充電電流的電流值達(dá)到所述指定電流值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，包括：

使用所述指定電壓值對(duì)應(yīng)的電壓對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述指定電壓值包括所述電池的截止電壓對(duì)應(yīng)的電壓值。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述指定電流值大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.1C。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述方法應(yīng)用于電池充電器、電池適配器、電池控制電路或芯片中。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述電池包括：

鋰離子電池、鋰金屬電池、鉛酸電池、鎳隔電池、鎳氫電池、鋰硫電池、鋰空氣電池或者鈉離子電池。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述電池應(yīng)用于終端、可穿戴設(shè)備、電動(dòng)工具、移動(dòng)電源、無人機(jī)、電動(dòng)車或電動(dòng)汽車中。

上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果：

在本發(fā)明實(shí)施例中，在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)使用脈沖充電，且每次脈沖充電的方式為先使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，然后再使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電，最后再使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；其中，對(duì)電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直至電池的電壓值達(dá)到指定電壓值為止，在使用上述脈沖充電的方式為電池充電時(shí)，使用第一恒定電流為電池充電是為了提高電池的充電速度。使用第二恒定電流為電池放電，來升高電池的陽極電位，減少析鋰，以及，使陽極表面的金屬鋰轉(zhuǎn)換為鋰離子，進(jìn)而使得陽極表面在生成金屬鋰后，也不會(huì)出現(xiàn)枝狀結(jié)晶增長的情況，提高了電池快速充電時(shí)的安全性。使用第三恒定電流為電池充電是為了讓陽極電位在變化較小的情況下，繼續(xù)為電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，達(dá)到快速充電的目的；以及，在減少析鋰的前提下，使電池的電壓能夠達(dá)到指定電壓；另外，由于使用第一恒定電流為電池快速充電，會(huì)對(duì)電池中的陽極界面保護(hù)膜(SEI)造成損傷，使用第三次恒定電流為電池充電可以對(duì)該損傷進(jìn)行修復(fù)，延長了電池的使用壽命。因此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以在提高充電速度的情況下，減少電池的陽極表面產(chǎn)生的金屬鋰，且可以不斷修復(fù)陽極界面保護(hù)膜(SEI)，提高了為電池進(jìn)行快速充電時(shí)的安全性，同時(shí)延長了循環(huán)壽命，且當(dāng)電池的電壓達(dá)到在指定電壓后，對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電，以保證達(dá)到電池的額定容量，即保證電池可以充滿電。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池充電裝置，包括：

脈沖充電單元，用于對(duì)所述電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直到所述電池的電壓值達(dá)到指定電壓值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電；

恒壓充電單元，用于對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，直到所述電池的充電電流的電流值達(dá)到指定電流值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電；

其中，每次所述脈沖充電包括：

使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；

使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電；

使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述裝置應(yīng)用于電池充電器、電池適配器、電池控制電路或芯片中。

上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果：

在本發(fā)明實(shí)施例中，在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)使用脈沖充電，且每次脈沖充電的方式為先使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，然后再使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電，最后再使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；其中，對(duì)電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直至電池的電壓值達(dá)到指定電壓值為止，在使用上述脈沖充電的方式為電池充電時(shí)，使用第一恒定電流為電池充電是為了提高電池的充電速度。使用第二恒定電流為電池放電，來升高電池的陽極電位，減少析鋰，以及，使陽極表面的金屬鋰轉(zhuǎn)換為鋰離子，進(jìn)而使得陽極表面在生成金屬鋰后，也不會(huì)出現(xiàn)枝狀結(jié)晶增長的情況，提高了電池快速充電時(shí)的安全性。使用第三恒定電流為電池充電是為了讓陽極電位在變化較小的情況下，繼續(xù)為電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，達(dá)到快速充電的目的；以及，在減少析鋰的前提下，使電池的電壓能夠達(dá)到指定電壓；另外，由于使用第一恒定電流為電池快速充電，會(huì)對(duì)電池中的陽極界面保護(hù)膜(SEI)造成損傷，使用第三次恒定電流為電池充電可以對(duì)該損傷進(jìn)行修復(fù)，延長了電池的使用壽命。因此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以在提高充電速度的情況下，減少電池的陽極表面產(chǎn)生的金屬鋰，且可以不斷修復(fù)陽極界面保護(hù)膜(SEI)，提高了為電池進(jìn)行快速充電時(shí)的安全性，同時(shí)延長了循環(huán)壽命，且當(dāng)電池的電壓達(dá)到在指定電壓后，對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電，以保證達(dá)到電池的額定容量，即保證電池可以充滿電。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池充電方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池充電方法中電流-充電時(shí)間關(guān)系的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電池充電方法中電流-充電時(shí)間關(guān)系的示意圖；

圖4為對(duì)比方案一與實(shí)施方案一的電流-時(shí)間關(guān)系的示意圖；

圖5為對(duì)比方案一與實(shí)施方案一的電壓-時(shí)間關(guān)系的示意圖；

圖6為對(duì)比方案一與實(shí)施方案一的充電時(shí)間-電池容量關(guān)系的示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電池充電方法的流程示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在A，同時(shí)存在A和B，單獨(dú)存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本發(fā)明實(shí)施例中可能采用術(shù)語第一、第二等來描述恒定電流，但這些恒定電流不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將恒定電流彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例范圍的情況下，第一恒定電流也可以被稱為第二恒定電流，類似地，第二恒定電流也可以被稱為第一恒定電流。

取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測(cè)”。類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(cè)(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(cè)(陳述的條件或事件)時(shí)”或“響應(yīng)于檢測(cè)(陳述的條件或事件)”。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池充電方法，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的電池充電方法，具體可以包括以下步驟：

101、對(duì)所述電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直到所述電池的電壓值達(dá)到指定電壓值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電。

其中，每次所述脈沖充電包括：使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電；使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電。

具體的，在使用上述脈沖充電的方式為電池充電時(shí)，使用第一恒定電流為電池充電是為了提高電池的充電速度。

當(dāng)陽極電位快速降低(使用恒定大電流為電池進(jìn)行充電造時(shí)造成陽極電位快速降低)且陽極電位降低到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池陽極表面出現(xiàn)金屬鋰，即：使用恒定大電流為電池充電時(shí)，電池的陽極電位會(huì)出現(xiàn)較大的歐姆極化和濃差極化，此時(shí)陽極電位將迅速下降，且降低到一定程度時(shí)會(huì)使陽極表面出現(xiàn)金屬鋰。在電池陽極表面出現(xiàn)金屬鋰之后，如果提高陽極電位，且使陽極電位高于該程度時(shí)，可以使陽極表面出現(xiàn)的金屬鋰轉(zhuǎn)換為鋰離子，即降低陽極電位的歐姆極化和濃差極化，使陽極電位上升到一定程度后，陽極表面的金屬鋰可以轉(zhuǎn)換為鋰離子。由于可以通過對(duì)電池放電來升高陽極電位，因此，本發(fā)明實(shí)施例中，使用第二恒定電流為電池放電，來升高電池的陽極電位，較少析鋰；以及，由于使用第一恒定電流為電池充電時(shí)，陽極表面可能會(huì)出現(xiàn)金屬鋰，通過第二恒定電流對(duì)電池放電，升高陽極電位，使陽極表面的金屬鋰轉(zhuǎn)換為鋰離子，進(jìn)而使得陽極表面在生成金屬鋰后，也不會(huì)出現(xiàn)枝狀結(jié)晶增長的情況，保證了電池快速充電時(shí)的安全性。

使用第三恒定電流為電池充電是為了讓陽極電位在變化較小的情況下，繼續(xù)為電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，達(dá)到快速充電的目的；以及，在減少析鋰的前提下，使電池的電壓能夠達(dá)到指定電壓；另外，由于使用第一恒定電流為電池快速充電，會(huì)對(duì)電池中的陽極界面保護(hù)膜(SEI)造成損傷，使用第三次恒定電流為電池充電可以對(duì)該損傷進(jìn)行修復(fù)，延長了電池的使用壽命。

再進(jìn)一步的，由于對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，至少進(jìn)行一次脈沖充電，進(jìn)一步減少了在電池的電壓值達(dá)到指定電壓值之前，電池的陽極表面出現(xiàn)的金屬鋰，提高了電池的安全性。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，述指定電壓值包括所述電池的截止電壓對(duì)應(yīng)的電壓值。

其中，截止電壓為該電池的電壓特性，不同的電池具有不同截止電壓。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，各次所述脈沖充電所使用的所述第一恒定電流相同，且每次所述脈沖充電所使用的所述第一恒定電流大于或者等于0.2C，且小于或者等于3C。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，在各次所述脈沖充電中，使用所述第一恒定電流進(jìn)行充電時(shí)所使用的充電時(shí)長相同，且該充電時(shí)長大于或者等于0.1s，且小于或者等于30s。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，各次所述脈沖充電所使用的所述第二恒定電流相同，且每次所述脈沖充電所使用的所述第二恒定電流大于或者等于0C，且小于或者等于1C。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，在各次所述脈沖充電中，使用所述第二恒定電流進(jìn)行放電時(shí)所使用的放電時(shí)長相同，且該放電時(shí)長大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，各次所述脈沖充電所使用的所述第三恒定電流相同，且每次所述脈沖充電所使用的所述第三恒定電流大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.5C。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，在各次所述脈沖充電中，使用所述第三恒定電流進(jìn)行充電時(shí)所使用的充電時(shí)長相同，且該充電時(shí)長大于或者等于0.01s，且小于或者等于5s。

102、對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，直到所述電池的充電電流的電流值達(dá)到指定電流值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電。

具體的，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電后，開始對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電，在對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電的過程中，隨著電池的電量逐漸增加，充電電流將逐漸減小，因此濃差極化及歐姆極化也將逐漸減小，陽極電位也將逐漸上升，直到電池的電流達(dá)到截止電流時(shí)，停止對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電，從而保證了電池可以達(dá)到額定容量，即保證電池可以充滿電。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，包括：使用所述指定電壓值對(duì)應(yīng)的電壓對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述指定電流值大于或者等于0.01C，且小于或者等于0.1C。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池充電方法中電流-充電時(shí)長關(guān)系圖，如圖2所示，第一恒定電流為I1，第一恒定電流的充電時(shí)長為T1，第二恒定電流為I2，第二恒定電流的放電時(shí)長為T2，第三恒定電流為I3，第三恒定電流的充電時(shí)長為T3，指定電流為I4。具體的，在對(duì)電池進(jìn)行充電的過程中，首先進(jìn)行若干個(gè)脈沖充電過程，直至達(dá)到電池的截止電壓為止，其中，每次脈沖充電的過程包括：使用I1對(duì)電池進(jìn)行T1時(shí)長的恒流充電，然后使用I2對(duì)電池進(jìn)行T2時(shí)長的恒流放電，最后使用I3對(duì)電池進(jìn)行T3時(shí)長的恒流充電。當(dāng)電池達(dá)到截止電壓后，使用截止電壓值對(duì)應(yīng)的電壓對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，直到充電電流達(dá)到I4為止。

舉例說明，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電池充電方法中電流-充電時(shí)長關(guān)系圖，如圖3所示，第一恒定電流為1.2C，第一恒定電流的充電時(shí)長為9s，第二恒定電流為0.025C，第二恒定電流的放電時(shí)長為0.5s，第三恒定電流為0.1C，第三恒定電流的充電時(shí)長為0.5s，指定電流為0.05C。具體的，在對(duì)電池進(jìn)行充電的過程中，首先進(jìn)行若干個(gè)脈沖充電過程，直至達(dá)到電池的截止電壓為止，其中，每次脈沖充電的過程包括：使用1.2C的電流對(duì)電池進(jìn)行9s時(shí)長的恒流充電，然后使用0.025C的電流對(duì)電池進(jìn)行0.5s時(shí)長的恒流放電，最后使用0.1C的電流對(duì)電池進(jìn)行0.5s時(shí)長的恒流充電。當(dāng)電池達(dá)到截止電壓后，使用截止電壓值對(duì)應(yīng)的電壓對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，直到充電電流達(dá)到0.05C為止。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所提及的恒壓充電時(shí)所使用的截止電壓以及指定電流的數(shù)值，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中不同構(gòu)造，不同型號(hào)的電池分別進(jìn)行設(shè)定，在此并不做具體的限定。

為了可以更好的提高充電的速度，本發(fā)明實(shí)施例中的電池充電方法中，電池在充電過程中的環(huán)境溫度大于或者等于0℃，且小于或者等于60℃。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提出的電池充電方法應(yīng)用于電池充電器、電池適配器、電池控制電路或芯片中。在本實(shí)施例中，僅列舉以上幾種用于為電池進(jìn)行充電的設(shè)備，相應(yīng)的其他具有相同功能的設(shè)備均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述電池包括以下一種：鋰離子電池、鋰金屬電池、鉛酸電池、鎳隔電池、鎳氫電池、鋰硫電池、鋰空氣電池和鈉離子電池。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述電池應(yīng)用于終端、可穿戴設(shè)備、電動(dòng)工具、移動(dòng)電源、無人機(jī)、電動(dòng)車或電動(dòng)汽車中。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的終端可以包括但不限于個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer，PC)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、無線手持設(shè)備、平板電腦(Tablet Computer)、手機(jī)、MP3播放器、MP4播放器等。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的可穿戴設(shè)備可以包括但不限于智能手環(huán)、智能手表、智能眼鏡、藍(lán)牙耳機(jī)等。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的電動(dòng)車可以包括但不限于電動(dòng)自行車、電動(dòng)三輪車、電動(dòng)平衡車等。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)使用脈沖充電，且每次脈沖充電的方式為先使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，然后再使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電，最后再使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；其中，對(duì)電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直至電池的電壓值達(dá)到指定電壓值為止，在使用上述脈沖充電的方式為電池充電時(shí)，使用第一恒定電流為電池充電是為了提高電池的充電速度。使用第二恒定電流為電池放電，來升高電池的陽極電位，減少析鋰，以及，使陽極表面的金屬鋰轉(zhuǎn)換為鋰離子，進(jìn)而使得陽極表面在生成金屬鋰后，也不會(huì)出現(xiàn)枝狀結(jié)晶增長的情況，提高了電池快速充電時(shí)的安全性。使用第三恒定電流為電池充電是為了讓陽極電位在變化較小的情況下，繼續(xù)為電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，達(dá)到快速充電的目的；以及，在減少析鋰的前提下，使電池的電壓能夠達(dá)到指定電壓；另外，由于使用第一恒定電流為電池快速充電，會(huì)對(duì)電池中的陽極界面保護(hù)膜(SEI)造成損傷，使用第三次恒定電流為電池充電可以對(duì)該損傷進(jìn)行修復(fù)，延長了電池的使用壽命。因此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以在提高充電速度的情況下，減少電池的陽極表面產(chǎn)生的金屬鋰，且可以不斷修復(fù)陽極界面保護(hù)膜(SEI)，提高了為電池進(jìn)行快速充電時(shí)的安全性，同時(shí)延長了循環(huán)壽命，且當(dāng)電池的電壓達(dá)到在指定電壓后，對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電，以保證達(dá)到電池的額定容量，即保證電池可以充滿電。

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和實(shí)施方案，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中給出的實(shí)施方案只是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于說明書中給出的實(shí)施方案。

以下將采用對(duì)比方案和實(shí)施方案進(jìn)行說明，其中，對(duì)比方案和各實(shí)施方案采用的電池體系以LiCoO₂(鈷酸鋰)作為陰極，石墨作為陽極，再加上隔膜、電解液及包裝殼，通過混料、涂布、裝配、化成和陳化等工藝制成。其中，陰極由96.7％LiCoO₂+1.7％PVDF(聚偏氟乙烯)+1.6％SP混合組成，其中，LiCoO₂作為陰極活性物質(zhì)，PVDF作為粘結(jié)劑，SP作為導(dǎo)電劑。陽極由98％人造石墨(作為陽極活性物質(zhì))+1.0％SBR(丁苯橡膠)+1.0％CMC(羧甲基纖維素)混合組成，隔膜為PE(聚乙烯)薄膜，電解液由有機(jī)溶劑(30％EC(碳酸乙烯酯)+30％PC(碳酸丙烯酯)+40％DEC(碳酸二乙酯))與1mol/L的LiPF6(六氟磷酸鋰)，再加入添加劑(0.5％VC(碳酸亞乙烯酯)、5％FEC(氟代碳酸乙烯酯)、4％VEC(碳酸乙烯亞乙酯))組成，其中，SBR作為粘結(jié)劑，CMC作為增稠劑。

以下陳述的對(duì)比方案一、對(duì)比方案二、對(duì)比方案三和對(duì)比方案四為采用現(xiàn)有技術(shù)中的充電方法，在不同的充電條件下進(jìn)行的測(cè)試。

對(duì)比方案一：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：恒定電流為0.7C、截止電壓為4.4V、指定電流為0.05C。

充電過程：使用0.7C的恒定電流為電池進(jìn)行恒流充電，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V，繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行恒壓充電，直到電池的電流達(dá)到指定電流0.05C。

對(duì)比方案二：

測(cè)試溫度：0℃。

充電條件設(shè)定：恒定電流為0.3C、截止電壓為4.4V、指定電流為0.05C。

充電過程：使用0.3C的恒定電流為電池進(jìn)行恒流充電，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V，繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行恒壓充電，直到電池的電流達(dá)到指定電流0.05C。

對(duì)比方案三：

測(cè)試溫度：60℃。

充電條件設(shè)定：恒定電流為0.7C、截止電壓為4.4V、指定電流為0.05C。

充電過程：使用0.7C的恒定電流為電池進(jìn)行恒流充電，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V，繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行恒壓充電，直到電池的電流達(dá)到指定電流0.05C。

對(duì)比方案四：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：恒定電流為1.2C、截止電壓為4.4V、指定電流為0.05C。

充電過程：使用1.0C的恒定電流為電池進(jìn)行恒流充電，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V，繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行恒壓充電，直到電池的電流達(dá)到指定電流0.05C。

以下陳述的實(shí)施方案一、實(shí)施方案二、實(shí)施方案三、實(shí)施方案四、實(shí)施方案五、實(shí)施方案六和實(shí)施方案七為采用本發(fā)明實(shí)施例中的充電方法，在不同的充電條件下進(jìn)行的測(cè)試。

實(shí)施方案一：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為1.2C，第一恒定電流的充電時(shí)長為9s，第二恒定電流I₂為0.025C，第二恒定電流的放電時(shí)長為0.5s，第三恒定電流I₃為0.1C，第三恒定電流的充電時(shí)長為0.5s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.05C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流1.2C充電，充電時(shí)間為9s；

步驟二：以恒定電流0.025C放電，放電時(shí)間為0.5s；

步驟三：以恒定電流0.1C充電，充電時(shí)間為0.5s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.05C。

實(shí)施方案二：

測(cè)試溫度：0℃。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為0.6C，第一恒定電流的充電時(shí)長為5s，第二恒定電流I₂為0.01C，第二恒定電流的放電時(shí)長為1s，第三恒定電流I₃為0.05C，第三恒定電流的充電時(shí)長為1s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.05C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流0.6C充電，充電時(shí)間為5s；

步驟二：以恒定電流0.01C放電，放電時(shí)間為1s；

步驟三：以恒定電流0.05C充電，充電時(shí)間為1s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.05C。

實(shí)施方案三：

測(cè)試溫度：60℃。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為1.5C，第一恒定電流的充電時(shí)長為10s，第二恒定電流I₂為0.1C，第二恒定電流的放電時(shí)長為2s，第三恒定電流I₃為0.5C，第三恒定電流的充電時(shí)長為5s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.05C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流1.5C充電，充電時(shí)間為10s；

步驟二：以恒定電流0.1C放電，放電時(shí)間為2s；

步驟三：以恒定電流0.5C充電，充電時(shí)間為5s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.05C。

實(shí)施方案四：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為0.9C，第一恒定電流的充電時(shí)長為30s，第二恒定電流I₂為0C，第二恒定電流的放電時(shí)長為5s，第三恒定電流I₃為0.2C，第三恒定電流的充電時(shí)長為1s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.05C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流0.9C充電，充電時(shí)間為30s；

步驟二：以恒定電流0C放電，放電時(shí)間為5s；

步驟三：以恒定電流0.2C充電，充電時(shí)間為1s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.05C。

實(shí)施方案五：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為3C，第一恒定電流的充電時(shí)長為0.2s，第二恒定電流I₂為0.1C，第二恒定電流的放電時(shí)長為0.01s，第三恒定電流I₃為0.01C，第三恒定電流的充電時(shí)長為0.2s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.02C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流3C充電，充電時(shí)間為0.2s；

步驟二：以恒定電流0.1C放電，放電時(shí)間為0.01s；

步驟三：以恒定電流0.01C充電，充電時(shí)間為0.2s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.02C。

實(shí)施方案六：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為0.2C，第一恒定電流的充電時(shí)長為0.1s，第二恒定電流I₂為0.1C，第二恒定電流的放電時(shí)長為0.01s，第三恒定電流I₃為0.1C，第三恒定電流的充電時(shí)長為0.01s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.1C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流0.2C充電，充電時(shí)間為0.1s；

步驟二：以恒定電流0.1C放電，放電時(shí)間為0.01s；

步驟三：以恒定電流0.1C充電，充電時(shí)間為0.01s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.1C。

實(shí)施方案七：

測(cè)試溫度：室溫。

充電條件設(shè)定：第一恒定電流I₁為2C，第一恒定電流的充電時(shí)長為20s，第二恒定電流I₂為1C，第二恒定電流的放電時(shí)長為3s，第三恒定電流I₃為0.3C，第三恒定電流的充電時(shí)長為0.04s，截止電壓為4.4V，指定電流為0.01C。

充電過程：

第一階段為脈沖充電階段：

步驟一：以恒定電流2C充電，充電時(shí)間為20s；

步驟二：以恒定電流1C放電，放電時(shí)間為3s；

步驟三：以恒定電流0.3C充電，充電時(shí)間為0.04s。

重復(fù)步驟一直步驟三，直至電池的電壓達(dá)到截止電壓4.4V。

第二階段為恒壓充電階段：

繼續(xù)使用4.4V的恒定電壓為電池進(jìn)行充電，直到電池的電流達(dá)到0.01C。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)施方案一至實(shí)施方案七中的電池，在充電過程中，均未發(fā)生陽極析鋰的情況。在對(duì)比方案四中的電池，在充電過程中，發(fā)生了陽極析鋰的情況。

在實(shí)驗(yàn)過程中，記錄每個(gè)電池在不同階段的數(shù)據(jù)值，其結(jié)果可以通過圖4、圖5、圖6以及表1來進(jìn)行說明。

圖4為對(duì)比方案一與實(shí)施方案一的電流-時(shí)間關(guān)系圖，如圖4所示，實(shí)施方案一中在脈沖充電階段可以使用的充電電流更大，且在達(dá)到截止電壓之前，與對(duì)比方案一相比，實(shí)施方案一中所使用的充電時(shí)間更短。

圖5為對(duì)比方案一與實(shí)施方案一的電壓-時(shí)間關(guān)系圖，如圖5所示，實(shí)施方案一中在脈沖充電階段電池的電壓更小，通過第二恒定電流放電和第三恒定電流充電的作用，使得電池的電壓在一定階段處于較低的電壓，促使電池不會(huì)發(fā)生析鋰，提高了電池的安全性。

圖6為對(duì)比方案一與實(shí)施方案一的充電時(shí)間-電池容量百分比關(guān)系圖，如圖6所示，采用本發(fā)明實(shí)施例中的電池充電方法，其充電速度明顯快于對(duì)比方案一中的充電速度，且實(shí)施方案一達(dá)到100％電池容量時(shí)，比對(duì)比方案一達(dá)到100％電池容量時(shí)的時(shí)間縮短了20分鐘。

表1為對(duì)比方案與實(shí)施方案關(guān)于充滿時(shí)間的對(duì)比表，如表1所示，通過比較對(duì)比方案一與實(shí)施方案一、對(duì)比方案二與實(shí)施方案二、對(duì)比方案三與實(shí)施方案三、對(duì)比方案一與實(shí)施方案四、對(duì)比方案一與實(shí)施方案五，使用本實(shí)施例中的電池充電方法為電池進(jìn)行充電時(shí)，其滿充時(shí)間均比現(xiàn)有技術(shù)中的充電方法所需要的時(shí)間更短。通過比較對(duì)比方案四和實(shí)施方案一，在相同溫度下，使用實(shí)施方案一中的電池充電方法為電池進(jìn)行充電時(shí)，其充滿時(shí)間與對(duì)比方案四中的充電方法所需要的時(shí)間基本相同，但是實(shí)施方案一中的電池未發(fā)生析鋰情況，而對(duì)比方案四中的電池發(fā)生了析鋰情況，因此通過實(shí)施方案一與對(duì)比方案四的比較，實(shí)施方案一的充電方法更加安全。

表1

通過表1中的對(duì)比方案和實(shí)施方案可知，對(duì)于同一電池，實(shí)施方案在脈沖充電階段可以使用比對(duì)比方案更大的充電電流，且在達(dá)到指定電流之前，與對(duì)比方案相比，實(shí)施方案中所使用的充電時(shí)間更短。

需要說明的是，實(shí)施方案一至五只是本發(fā)明實(shí)施例中鋰離子電池充電方法的部分實(shí)施例，充電參數(shù)I₁、T₁、I₂、T₂及I₃、T₃均可以根據(jù)電池的種類以及使用環(huán)境，如溫度等情況，進(jìn)行具體設(shè)置，在此不再一一舉例。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電池充電方法，如圖7所示，在對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電之前，該方法還包括以下步驟：

701、獲取所述電池當(dāng)前的電壓值。

702、判斷所述當(dāng)前的電壓值是否小于所述指定電壓值。當(dāng)所述當(dāng)前的電壓值小于所述指定電壓值時(shí)，執(zhí)行步驟703；當(dāng)所述當(dāng)前的電壓值等于所述指定電壓值時(shí)，執(zhí)行步驟704。

703、開始執(zhí)行對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電的操作。

704、對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，直到所述電池的充電電流的電流值達(dá)到所述指定電流值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電。

其中，所述指定電壓值包括所述電池的截止電壓對(duì)應(yīng)的電壓值。

具體的，由于一個(gè)電池的電壓小于該電池的截止電壓，因此，該電池的電壓只能小于或者等于該電池的截止電壓，在電池當(dāng)前的電壓值等于指定電壓值時(shí)，表示電池當(dāng)前不需要進(jìn)行脈沖充電，但是為了保證電池充滿電，需要對(duì)該電池進(jìn)行恒壓充電，其中，在對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電時(shí)，可以使用指定電壓對(duì)應(yīng)的電壓值對(duì)該電池進(jìn)行恒壓充電，具體可以使用截止電壓對(duì)應(yīng)的電壓值對(duì)該電池進(jìn)行恒壓充電；在電池當(dāng)前的電壓值小于指定電壓值時(shí)，表示電池當(dāng)前需要進(jìn)行快速充電，為了使電池即可以快速充電，又保證電池的安全性，因此使用上述方法中的脈沖充電的方式為電池進(jìn)行充電。

實(shí)施例三

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的電池充電裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例的電池充電裝置，可以包括：脈沖充電單元81和恒壓充電單元82。

如圖8所示，脈沖充電單元11，用于對(duì)所述電池進(jìn)行至少一次脈沖充電，直到所述電池的電壓值達(dá)到指定電壓值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電。

恒壓充電單元82，用于對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電，直到所述電池的充電電流的電流值達(dá)到指定電流值時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒壓充電。

其中，每次所述脈沖充電包括：

使用第一恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；

使用第二恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電；

使用第三恒定電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的電池充電裝置可以應(yīng)用于電池充電器、電池適配器、電池控制電路或芯片中。

本發(fā)明實(shí)施例的裝置，可以用于執(zhí)行圖1所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。