電池充電方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種電池充電方法。本發(fā)明提供的電池充電方法，包括：確定電池的最大充電電流和所述電池的敏感電壓；使用所述電池的最大充電電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，當(dāng)所述電池的電壓達(dá)到所述電池的敏感電壓時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，以及靜置所述電池；使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電，所述第一充電電流小于所述最大充電電流，所述第一放電電流小于所述第一充電電流。本發(fā)明提供的電池充電方法實(shí)現(xiàn)了在對(duì)電池充電過(guò)程中，避免了電池的電芯材料局部出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象，降低了材料失效的風(fēng)險(xiǎn)，顯著提高了電池循環(huán)壽命，提高了電池的安全性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
電池充電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]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。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的新能源得以開(kāi)發(fā)和利用，例如，使用電能作為動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)、存儲(chǔ)電能的儲(chǔ)能電站等，并且，一般都需要使用具有大容量的電池作為存儲(chǔ)電能的電源。
[0003]由于不同的使用場(chǎng)景，對(duì)于電池容量要求也不同，因此，在需要使用大容量電池的場(chǎng)景中，如何提高利用相同材料制成的電池的電池容量，成為亟需解決的問(wèn)題，目前，通過(guò)提尚材料的應(yīng)用電壓被認(rèn)為是提尚電池容量的有效方法。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)中在對(duì)電池進(jìn)行充電的過(guò)程中，隨著應(yīng)用電壓升高，電池的電芯材料會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的化學(xué)變化，當(dāng)應(yīng)用電壓接近相變電壓時(shí)，電池的電芯材料容易發(fā)生不可逆的失效情況，降低了電池壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種電池充電方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中在對(duì)電池充電過(guò)程中，電池的電芯材料容易發(fā)生不可逆的失效情況，降低電池壽命的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供一種電池充電方法，其特征在于，包括:
[0007]確定電池的最大充電電流和所述電池的敏感電壓；
[0008]使用所述電池的最大充電電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，當(dāng)所述電池的電壓達(dá)到所述電池的敏感電壓時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，以及靜置所述電池；
[0009]使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電，所述第一充電電流小于所述最大充電電流，所述第一放電電流小于所述第一充電電流。進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電包括:至少兩個(gè)脈沖充電階段，直到所述電池的電壓達(dá)到截止電壓時(shí)停止對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電；
[0010]每個(gè)所述脈沖充電階段包括:
[0011 ] 使用所述第一充電電流和第一充電時(shí)長(zhǎng)對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；以及，
[0012]使用所述第一放電電流和第一放電時(shí)長(zhǎng)對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電。
[0013]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述第一充電時(shí)長(zhǎng)與所述第一放電時(shí)長(zhǎng)的比值大于或者等于5，且小于或者等于50。
[0014]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述敏感電壓大于或者等于3.6V，且小于或者等于4.4V。
[0015]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，各脈沖充電階段所使用的第一充電電流相同，且每個(gè)脈沖充電階段所使用的第一充電電流大于或者等于0.02C，且小于或者等于2C。
[0016]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，各脈沖充電階段所使用的第一充電電流依次遞減，且每個(gè)脈沖充電階段所使用的第一充電電流大于或者等于0.02C，且小于或者等于2C。
[0017]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述第一充電時(shí)長(zhǎng)大于或者等于0.1s，且小于或者等于20s ο
[0018]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述第一放電電流大于或者等于0C，且小于或者等于0.2C。
[0019]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述第一放電時(shí)長(zhǎng)大于或者等于0.01秒，且小于或者等于2秒。
[0020]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述電池的靜置時(shí)長(zhǎng)大于或者等于I秒，且小于或者等于600秒。
[0021]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述截止電壓大于4.4V，且小于或者等于4.6V。
[0022]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，其特征在于:
[0023]所述電池的正極材料選自LiCo02、LiFeP04或LiNiCoMnxAl1-XO2中的至少一種，其ψ,0<χ< I；
[0024]所述電池的負(fù)極材料選自石墨、硬碳或中間相碳微球中的至少一種。
[0025]進(jìn)一步地，上述電池充電方法中，所述電池在充電過(guò)程中的環(huán)境溫度位于25土3Γ。
[0026]本發(fā)明提供的電池充電方法中，通過(guò)確定電池的最大充電電流和電池的敏感電壓，然后使用電池的最大充電電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，直到當(dāng)電池的電壓達(dá)到電池的敏感電壓時(shí)，停止對(duì)電池進(jìn)行恒流充電并靜置電池，接下來(lái)使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電。實(shí)現(xiàn)了在對(duì)電池充電過(guò)程中，減小由于大電流對(duì)電池充電所帶來(lái)的電池的正極材料表面鋰離子表面濃度增加和高電壓下所帶來(lái)的極化反應(yīng)，避免了電池的電芯材料局部出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象，降低了材料失效的風(fēng)險(xiǎn)，顯著提高了電池循環(huán)壽命，提高了電池的安全性能。解決了在對(duì)電池充電過(guò)程中，電池的電芯材料容易發(fā)生不可逆的失效情況，降低電池壽命的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0027]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的電池充電方法的流程示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的電極材料脫鋰量與電池電壓關(guān)系示例圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間與電流的第一關(guān)系示例圖；
[0031]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中電池充電方法中時(shí)間與電流的關(guān)系示例圖；
[0032]圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間與電流的第二關(guān)系示例圖；
[0033]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間與電流的第三關(guān)系示例圖；
[0034]圖7為本發(fā)明實(shí)施例所提供的電池的循環(huán)次數(shù)和容量保持率的關(guān)系示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(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(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]實(shí)施例一
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的電池充電方法的流程示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的電池充電方法，具體可以包括如下步驟:
[0038]101、確定電池的最大充電電流和電池的敏感電壓。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例中，使用不同正極材料、負(fù)極材料制成電池的電芯，由于其電芯材料自身性質(zhì)的不同，所以共同決定了電池的性能。因此，在對(duì)電池進(jìn)行充電之前，首先需要確認(rèn)該電池的最大充電電流和該電池的敏感電壓。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例中，電池的最大充電電流指的是在對(duì)電池進(jìn)行充電的過(guò)程中，電池的電芯中正極材料不會(huì)析出鋰離子所能承受的最大電流。其中，使用不同正極材料制成的電芯所能承受的最大充電電流，可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出。
[0041]在對(duì)電池充電過(guò)程中，隨著電壓的升高，電池內(nèi)的電芯會(huì)發(fā)生不同程度的化學(xué)變化，隨著對(duì)電池多次進(jìn)行充電、放電，電池內(nèi)的電芯所發(fā)生的化學(xué)變化會(huì)逐漸積累。當(dāng)電池內(nèi)的電芯材料自身結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定甚至發(fā)生不可逆相變時(shí)，其對(duì)電壓的敏感度很大，此時(shí)的電壓將作為本發(fā)明實(shí)施例中的敏感點(diǎn)壓。
[0042]例如，圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的電極材料脫鋰量與電池電壓關(guān)系示例圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中采用鈷酸鋰LinC0O2為測(cè)試材料，通過(guò)扣電測(cè)試確認(rèn)測(cè)試材料發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變的脫鋰量。當(dāng)脫鋰量X等于0.5時(shí)，鈷酸鋰發(fā)生了六方晶系(R-3m)到單斜晶系(C2/m)的轉(zhuǎn)變；當(dāng)脫鋰量X大于0.5時(shí)，鈷酸鋰的結(jié)構(gòu)會(huì)變得不穩(wěn)定甚至發(fā)生不可逆相變，所以，當(dāng)脫鋰量X等于0.5時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓，就作為本發(fā)明實(shí)施例中該電池的敏感電壓，即區(qū)域A所代表的位置即為敏感電壓區(qū)域。進(jìn)而，當(dāng)脫鋰量X等于0.5時(shí)對(duì)應(yīng)的充電電流作為本發(fā)明實(shí)施例中該電池的最大充電電流。
[0043 ]或者，采用扣電容量測(cè)試也可以反推得到電池的敏感電壓，例如，鈷酸鋰放電反應(yīng)的化學(xué)式為L(zhǎng)iCo02 = Li1-xCo02+xLi++e—，根據(jù)電池比容量與電壓的關(guān)系曲線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池容量Co = 0.137Ah/g時(shí)，電壓發(fā)生顯著下降根據(jù)公式電池容量Co = 96500/3600*x/97.8進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)電池容量Co = 0.137Ah/g時(shí)，其對(duì)應(yīng)的脫鋰量X為0.5，此時(shí)的電壓即作為本發(fā)明實(shí)施例中該電池的敏感電壓。
[0044]通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明實(shí)施例中的電池的敏感電壓大于或者等于3.6V，且小于或者等于4.4V。
[0045 ] 1 2、使用電池的最大充電電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，當(dāng)電池的電壓達(dá)到電池的敏感電壓時(shí)，停止對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，以及靜置電池。
[0046]在確定了電池的最大充電電流以及敏感電壓后，開(kāi)始對(duì)電池進(jìn)行充電，首先使用測(cè)試得出的電池的最大充電電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，在充電過(guò)程中持續(xù)檢測(cè)電池的電壓，當(dāng)電池的電壓達(dá)到電池的敏感電壓后，停止對(duì)電池進(jìn)行恒流充電。
[0047]由于采用電池的最大充電電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，電池的電芯材料會(huì)迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生一定的熱量，使得電池整體的溫度升高，所以當(dāng)電池的電壓達(dá)到電池的敏感電壓后，停止對(duì)電池進(jìn)行恒流充電并靜置電池，目的是使電池的溫度降低。
[0048]此外，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中采用電池的最大充電電流對(duì)電池進(jìn)行充電，且電流為恒流，所以電池達(dá)到一定容量所需要的時(shí)間就會(huì)縮短，從而可以實(shí)現(xiàn)縮短電池充電時(shí)間的效果O
[0049]103、使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電，第一充電電流小于最大充電電流，第一放電電流小于第一充電電流。
[0050]具體地，使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電包括:至少兩個(gè)脈沖充電階段，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓時(shí)停止對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電。
[0051]由于每個(gè)脈沖充電階段設(shè)定的時(shí)間較短，因此在只有一個(gè)脈沖充電階段時(shí)，電池很難達(dá)到截止電壓，所以本實(shí)施例中需要至少兩個(gè)脈沖充電階段為電池進(jìn)行充電。
[0052]需要說(shuō)明的是，截止電壓為預(yù)先設(shè)定的電池的最高電壓，例如，設(shè)定電池的截止電壓為4.6V，則在電池達(dá)到敏感電壓后，使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電，使得電池的電壓達(dá)到4.6V時(shí)停止對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電。
[0053]其中，每個(gè)脈沖充電階段包括:
[0054]使用第一充電電流和第一充電時(shí)長(zhǎng)對(duì)電池進(jìn)行恒流充電；以及，
[0055]使用第一放電電流和第一放電時(shí)長(zhǎng)對(duì)電池進(jìn)行恒流放電。
[0056]圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間與電流的第一關(guān)系示例圖，如圖3所示，設(shè)定最大充電電流為Ιο，電池到達(dá)敏感電壓時(shí)所需的充電時(shí)間為to，第一充電時(shí)長(zhǎng)為^，第一充電電流為Ii，第一放電時(shí)長(zhǎng)為t2，第一放電電壓為12。使用最大充電電流1和充電時(shí)間to為電池進(jìn)行充電時(shí)，若電池的電壓到達(dá)敏感電壓需停止充電，并靜置一段時(shí)間。然后在第一充電時(shí)長(zhǎng)^內(nèi)使用第一充電電流I1對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，當(dāng)?shù)谝怀潆姇r(shí)長(zhǎng)結(jié)束后，在第一放電時(shí)長(zhǎng)t2內(nèi)使用第一放電電流I2對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，直到第一放電時(shí)長(zhǎng)t2結(jié)束，此時(shí)完成一個(gè)脈沖充電階段。然后開(kāi)始第二個(gè)脈沖充電階段，其過(guò)程與第一個(gè)脈沖充電階段相同，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓時(shí)停止對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電。
[0057]需要說(shuō)明的是，為防止電池內(nèi)的電芯材料自身結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定甚至發(fā)生不可逆相變，第一充電電流需要小于最大充電電流，與此同時(shí)，為了使得電池的容量可以在電池達(dá)到敏感電壓時(shí)的一定容量基礎(chǔ)上繼續(xù)增加，第一放電電流需要小于第一充電電流。
[0058]優(yōu)選的，第一充電時(shí)長(zhǎng)與第一放電時(shí)長(zhǎng)的比值大于或者等于5，且小于或者等于50。第一充電時(shí)長(zhǎng)大于第一放電時(shí)長(zhǎng)的目的在于使得電池的容量能夠保持在一定的數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)縮短充電時(shí)間的效果。
[0059]本發(fā)明實(shí)施例提供的電池充電方法中，通過(guò)確定電池的最大充電電流和電池的敏感電壓，然后使用電池的最大充電電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，直到當(dāng)電池的電壓達(dá)到電池的敏感電壓時(shí)，停止對(duì)電池進(jìn)行恒流充電并靜置電池，接下來(lái)使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電。實(shí)現(xiàn)了在對(duì)電池充電過(guò)程中，減小由于大電流對(duì)電池充電所帶來(lái)的電池的正極材料表面鋰離子表面濃度增加和高電壓下所帶來(lái)的極化反應(yīng)，避免了電池的電芯材料局部出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象，降低了材料失效的風(fēng)險(xiǎn)，顯著提高了電池循環(huán)壽命，提高了電池的安全性能。解決了在對(duì)電池充電過(guò)程中，電池的電芯材料容易發(fā)生不可逆的失效情況，降低電池壽命的問(wèn)題。
[0060]實(shí)施例二
[0061]本實(shí)施例中，將采用三組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，且三組實(shí)驗(yàn)分別采用不同的方式對(duì)同一規(guī)格的電池進(jìn)行充電，得到三組不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中，電池的電芯采用LiCoO2作為陰極材料，石墨作為陽(yáng)極材料，每組實(shí)驗(yàn)均使用兩個(gè)電池同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體地，陰極由96.7%LiCo02+l.7% PVDF+1.6% SP 混合組成，陽(yáng)極由 98 % 人造石墨+1.0 % SBR+1.0 % CMC 混合組成，電解液由有機(jī)溶劑(30%EC+30%PC+40%DEC)與lmol/L LiPF6,再加入添加劑(0.5%VC、5%FEC、4%VEC)組成。
[0062]第一組實(shí)驗(yàn):
[0063]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中電池充電方法中時(shí)間與電流的關(guān)系示例圖。如圖4所示，采用現(xiàn)有技術(shù)中電池充電方法對(duì)電池進(jìn)行充電，充電過(guò)程如下:
[0064]步驟1、以恒定電流I ο = 0.7C對(duì)電池進(jìn)行充電，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓％ =4.45V。
[0065]步驟2、采用恒定電壓Vi = 4.45V對(duì)電池進(jìn)行充電，直到電流I1 = O^C13
[0066]步驟3、停止對(duì)電池進(jìn)行充電，靜置3分鐘。
[0067]步驟4、采用恒定電流12 = 1.0C對(duì)電池進(jìn)行放電，直到電池的電壓V2 = 3.0V。
[0068]步驟5、停止對(duì)電池進(jìn)行放電，靜置3分鐘。
[0069]步驟6、以步驟I至步驟5為一個(gè)循環(huán)，重復(fù)循環(huán)500次或使得電池的容量保持率小于 80 %。
[0070]第二組實(shí)驗(yàn):
[0071]圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間與電流的第二關(guān)系示例圖。如圖5所示，在溫度為25°C的環(huán)境中，采用本實(shí)施例中電池充電方法對(duì)電池進(jìn)行充電，充電過(guò)程如下:
[0072]步驟1、以最大充電電流Iq= 0.7C對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，直到電池的電壓達(dá)到敏感電壓Vo = 4.3V，停止對(duì)電池進(jìn)行充電，靜置時(shí)長(zhǎng)to = 3分鐘。
[0073]步驟2、以第一充電電流Ii= 0.5C對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，持續(xù)時(shí)間為第一充電時(shí)長(zhǎng)ti = 2s0
[0074]步驟3、以第一放電電流I2 = 0.2C對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，持續(xù)時(shí)間為第一放電時(shí)長(zhǎng)
t2 = 0.05so
[0075]步驟4、以步驟2和步驟3為一個(gè)脈沖充電階段，重復(fù)多個(gè)脈沖充電階段，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓Vmax = 4.45V。
[0076]步驟5、停止對(duì)電池進(jìn)行充電，靜置3分鐘。
[0077]步驟6、采用恒定電流12 = 1.0C對(duì)電池進(jìn)行放電，直到電池的電壓V1 = 3.0V。
[0078]步驟7、停止對(duì)電池進(jìn)行放電，靜置3分鐘。
[0079]步驟8、以步驟I至步驟7為一個(gè)循環(huán)，重復(fù)循環(huán)500次或使得電池的容量保持率小于 80 %。
[0080]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，各脈沖充電階段所使用的第一充電電流I1相同，且每個(gè)脈沖充電階段所使用的第一充電電流I1大于或者等于0.02C，且小于或者等于2C。[0081 ] 第三組實(shí)驗(yàn):
[0082]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間與電流的第三關(guān)系示例圖。如圖6所示，在溫度為25°C的環(huán)境中，采用本實(shí)施例中電池充電方法對(duì)電池進(jìn)行充電，充電過(guò)程如下:
[0083]步驟1、以最大充電電流Iq= 0.7C對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，直到電池的電壓達(dá)到敏感電壓Vo = 4.3V，停止對(duì)電池進(jìn)行充電，然后靜置時(shí)長(zhǎng)to = 3分鐘。
[0084]步驟2、以第一充電電流I1 = OiC對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，持續(xù)時(shí)間為第一充電時(shí)長(zhǎng)ti = 2s0
[0085]步驟3、以第一放電電流I2 = 0.2C對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，持續(xù)時(shí)間為第一放電時(shí)長(zhǎng)
t2 = 0.05so
[0086]步驟4、以第一充電電流l/ = 0.4C對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，持續(xù)時(shí)間為第一充電時(shí)長(zhǎng)ti = 2s0
[0087]步驟5、以第一放電電流I2 = 0.2C對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，持續(xù)時(shí)間為第一放電時(shí)長(zhǎng)
t2 = 0.05so
[0088]步驟6、以步驟4和步驟5為一個(gè)脈沖充電階段，重復(fù)多個(gè)脈沖充電階段，直到電池的電壓達(dá)到截止電壓Vmax = 4.45V。
[0089]步驟7、停止對(duì)電池進(jìn)行充電，然后靜置3分鐘。
[0090]步驟8、采用恒定電流13 = 1.0C對(duì)電池進(jìn)行放電，直到電池的電壓V1 = 3.0V。
[0091 ]步驟9、停止對(duì)電池進(jìn)行放電，靜置3分鐘。
[0092]步驟10、以步驟I至步驟9為一個(gè)循環(huán)，重復(fù)循環(huán)500次或使得電池的容量保持率小于 80 %。
[0093 ] 其中，I廣1! ‘ = (I r0.02C) /N，N為充電過(guò)程中所使用的電流頻率，N 2 1。
[0094]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，各脈沖充電階段所使用的第一充電電流I1依次遞減，且每個(gè)脈沖充電階段所使用的第一充電電流I1大于或者等于0.02C，且小于或者等于2C。
[0095]圖7為本發(fā)明實(shí)施例所提供的電池的循環(huán)次數(shù)和容量保持率的關(guān)系示例圖，如圖7所示，對(duì)比三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出:
[0096]對(duì)于同一規(guī)格電池來(lái)說(shuō)，采用現(xiàn)有技術(shù)中的電池充電方法對(duì)電池進(jìn)行充電，使用恒定電流1和恒定電壓Vo對(duì)電池進(jìn)行充電，通常電壓數(shù)值較高，使得電池在充電過(guò)程中對(duì)電解液的氧化會(huì)增強(qiáng)，容易產(chǎn)生大量氣體或產(chǎn)生大量熱量的危險(xiǎn)。且隨著循環(huán)次數(shù)的增多，在70次循環(huán)左右，電池的容量保持率就發(fā)生衰減，在110次循環(huán)左右，電池的容量保持率降為80%及以下。
[0097]對(duì)于同一規(guī)格電池來(lái)說(shuō)，采用本發(fā)明實(shí)施例中的電池充電方法對(duì)電池進(jìn)行充電，以最大充電電流IQ對(duì)電池進(jìn)行恒流充電直到電池的電壓達(dá)到敏感電壓后，使用第一充電電流Ii和第一放電電流12對(duì)電池進(jìn)行恒流脈沖充電，可以有效的減小電池內(nèi)電芯正極材料表面鋰離子濃度增加，降低對(duì)電解液氧化帶來(lái)的產(chǎn)生大量氣體或產(chǎn)生大量熱量的危險(xiǎn)，同時(shí)降低電芯材料發(fā)生相變等不可逆變化帶來(lái)的容量損失。隨著循環(huán)次數(shù)的增多其效果愈加明顯，在350次循環(huán)左右，電池的容量保持率降為80%及以下。
[0098]對(duì)于同一規(guī)格電池來(lái)說(shuō)，采用本發(fā)明實(shí)施例中的電池充電方法對(duì)電池進(jìn)行充電，以最大充電電流IQ對(duì)電池進(jìn)行恒流充電直到電池的電壓達(dá)到敏感電壓后，使用第一充電電流11和第一放電電流12對(duì)電池進(jìn)行遞減電流脈沖充電，可以有效的減小電池內(nèi)電芯正極材料表面鋰離子濃度增加，降低對(duì)電解液氧化帶來(lái)的產(chǎn)生大量氣體或產(chǎn)生大量熱量的危險(xiǎn)，同時(shí)降低電芯材料發(fā)生相變等不可逆變化帶來(lái)的容量損失。隨著循環(huán)次數(shù)的增多，其有益效果比采用恒流脈沖充電效果更好，體現(xiàn)在500次循環(huán)左右，電池的容量保持率降為80%左右。
[0099]在本發(fā)明實(shí)施例中，僅通過(guò)第二組實(shí)驗(yàn)和第三組實(shí)驗(yàn)中列舉的數(shù)值進(jìn)行說(shuō)明，在實(shí)際應(yīng)用中，第一充電時(shí)長(zhǎng)。大于或者等于0.ls，且小于或者等于20s之間；第一放電電流I2大于或者等于0C，且小于或者等于0.2C;第一放電時(shí)長(zhǎng)t2大于或者等于0.01秒，且小于或者等于2秒；電池的靜置時(shí)長(zhǎng)t大于或者等于I秒，且小于或者等于600秒；截止電壓Vmax大于
4.狀，且小于或者等于4.6￥。
[0100]通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可以表明，采用本發(fā)明實(shí)施例的電池充電方法可以有效的降低材料發(fā)生相變等不可逆變化所帶來(lái)的電池容量的損失，同時(shí)還可以降低對(duì)電池內(nèi)的電解液氧化所帶來(lái)的產(chǎn)生大量氣體或產(chǎn)生大量熱量的危險(xiǎn)，延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高電池的安全性。且使用遞減電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電的效果比使用恒定電流對(duì)電池進(jìn)行脈沖充電的有益效果更加明顯。
[0101]例如，本發(fā)明實(shí)施例中所使用的電池，電池內(nèi)電芯的正極材料電池的正極材料選自LiCo02(鈷酸鋰)、LiFeP04(磷酸鐵鋰)或LiNiCoMnxAl1-x02(三元材料)中的至少一種，其中，0<x< I。
[0102]例如，本發(fā)明實(shí)施例中所使用的電池，電池的負(fù)極材料包括石墨、硬碳和中間相碳微球中的至少一種。
[0103]為了更好的發(fā)揮本發(fā)明的電池充電方法，使得電池在充電過(guò)程中的環(huán)境溫度位于25±3°C。
[0104]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池充電方法，其特征在于，包括: 確定電池的最大充電電流和所述電池的敏感電壓； 使用所述電池的最大充電電流對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，當(dāng)所述電池的電壓達(dá)到所述電池的敏感電壓時(shí)，停止對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電，以及靜置所述電池； 使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電，所述第一充電電流小于所述最大充電電流，所述第一放電電流小于所述第一充電電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充電方法，其特征在于，所述使用第一充電電流和第一放電電流對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電包括:至少兩個(gè)脈沖充電階段，直到所述電池的電壓達(dá)到截止電壓時(shí)停止對(duì)所述電池進(jìn)行脈沖充電； 每個(gè)所述脈沖充電階段包括: 使用所述第一充電電流和第一充電時(shí)長(zhǎng)對(duì)所述電池進(jìn)行恒流充電；以及， 使用所述第一放電電流和第一放電時(shí)長(zhǎng)對(duì)所述電池進(jìn)行恒流放電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，所述第一充電時(shí)長(zhǎng)與所述第一放電時(shí)長(zhǎng)的比值大于或者等于5，且小于或者等于50。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充電方法，其特征在于，所述敏感電壓大于或者等于3.6￥，且小于或者等于4.狀。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，各脈沖充電階段所使用的第一充電電流相同，且每個(gè)脈沖充電階段所使用的第一充電電流大于或者等于0.02C，且小于或者等于2C。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，各脈沖充電階段所使用的第一充電電流依次遞減，且每個(gè)脈沖充電階段所使用的第一充電電流大于或者等于0.02C，且小于或者等于2C。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，所述第一充電時(shí)長(zhǎng)大于或者等于0.1s，且小于或者等于20s。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，所述第一放電電流大于或者等于0C，且小于或者等于0.2C。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，所述第一放電時(shí)長(zhǎng)大于或者等于0.01秒，且小于或者等于2秒。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池的靜置時(shí)長(zhǎng)大于或者等于I秒，且小于或者等于600秒。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充電方法，其特征在于，所述截止電壓大于4.4V，且小于或者等于4.6V。12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的電池充電方法，其特征在于: 所述電池的正極材料選自LiCo02、LiFeP04或LiNiCoMnxAl1-XO2中的至少一種，其中，0 < x<1; 所述電池的負(fù)極材料選自石墨、硬碳或中間相碳微球中的至少一種。13.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池在充電過(guò)程中的環(huán)境溫度位于25 ± 3 °C。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK105870526SQ201610463624
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】楊洪, 梁巍
【申請(qǐng)人】寧德新能源科技有限公司