[發明專利]一種鋰離子動力電池充電方法

在審

• 申請號: 201410710110.7
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN105703024A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 李群;徐金龍;吳寧寧;孫雯;石強
• 申請（專利權）人: 中信國安盟固利動力科技有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 李光松;李雨奇

技術領域

本發明涉及電池充電技術領域，具體涉及一種改善電池壽命的鋰離子動力 電池充電方法。

背景技術

隨著技術的不斷發展和產業鏈的逐漸完善，鋰離子電池因為能量密度高、 倍率性能好等優點，在動力領域的應用不斷擴大，成為電動汽車領域主要采用 的一類電池。這也對電池壽命提出了更高的要求。

傳統的動力鋰離子電池的充電方法一般采用恒流恒壓充電的形式，常高溫 環境下采用較大的電流充電，低溫下采用降電流充電，但整個恒流充電過程電 流一直保持不變，直至電池充電限制電壓后改為恒壓充電。但是，采用這種方 法充電時，電池在充電過程的極化程度各不相同，因而導致電池在充電過程中 不能實現均衡充電，也就是說，電池在電化學反應內阻大的電壓區和反應內阻 小的電壓區電池電流一致，直接導致電池充電過程的極化不均勻性。這種充電 方法對電池性能會有很大影響。眾所周知，電池的充電過程同時存在電化學極 化和濃差極化，單一電流充電時會導致電池在充電過程中更多的處于嚴重的濃 差極化條件下。嚴重的電池極化作用導致對電池內部Li+傳輸一致性產生極大影 響，同時過程內阻會不斷增加，這不利于電池容量的穩定發揮，直接導致在整 個壽命過程中，電池容量衰減加劇，影響電池壽命。

針對上述問題，本發明提供了一種改善電池壽命的鋰離子動力電池的充電 方法，該方法在保證電池充電容量的基礎上，最大程度的改善電池的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述不足，提供一種改善電池壽命的鋰離子動力電 池的充電方法，該方法在保證電池充電容量的基礎上，最大程度的改善電池的 使用壽命。

為達到以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種鋰離子動力電池充電方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)在電池充電限制電壓范圍內，以標準電流對電池進行恒流充電測試，然 后根據測試的電池容量-電壓曲線計算得到微分容量曲線；記錄微分容量曲線的 完整峰數n，根據n在電池充電限制電壓范圍內將電壓分為(n+2)段；

(2)記錄各電壓段的分段起始和結束電壓，其中第一電壓段的起始電壓V_{1,start，理論}為低于其結束電壓的任一電壓值，第一段的結束電壓V_{1,end，理論}為微分容量曲線 中電池電壓從低到高范圍內第一個完整峰的始端電壓；從第一電壓段起，每一 電壓段的結束電壓V_{n,end，理論}為下一段的起始電壓V_{n+1,start，理論}；從第二段起，每一 電壓段的結束電壓為微分容量曲線中該電壓段所處峰與高于該電壓段的下一個 相鄰峰的峰值之間的最低值對應的電壓；其中第n+1電壓段的結束電壓V_{n+1,end，理論}為第n個完整峰的末端電壓，此電壓也為第n+2段的起始電壓V_{n+2,start，理論}，第 n+2段的結束電壓為電池充電限制電壓；

(3)各電壓段可恒流、恒壓或脈沖充電；每個電壓段的充電過程按電壓值由 低到高前后接續，直至充至電池充電限制電壓。

其中，電池在第一段的充電起始電壓為待充電池的開路電壓，電池在第n+2 段的充電結束電壓為電池充電限制電壓。

其中，進行恒流充電時，達到一個電壓段的結束電壓后，以其結束電壓進行 恒壓充電、或進入下一電壓段進行恒流充電、或停止充電。

優選的，所述步驟(3)中，當恒流充電至本電壓段的結束電壓后，不進行、 或進行一次、或進行多次恒壓充電，恒壓充電結束電流小于該電壓段的恒流充 電電流。

其中，電池在各電壓段進行恒流充電的結束電壓隨電池在該電壓段的恒流充 電電流的大小而進行數值改變。

電池在各電壓段恒流充電的結束電壓通過公式(1)計算得到：

V_n,end＝V_n,end,理論+(I_測試-I_標準)*R(1)

其中，V_n,end為電池各電壓段進行恒流充電的實際結束電壓，V_n,end,理論為根據步 驟(2)記錄的該電壓段的結束電壓，I_測試為電池在該電壓段恒流充電的電流，I_標準為電池的標準充電電流，R為電池對不同充電電流的響應內阻。