[發(fā)明專利]鋰硫電池充放電管理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510041669.X
• 申請(qǐng)日: 2015-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN104600803B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張躍鋼;丘勇才;侯遠(yuǎn);李桂珠;劉美男;周莉莎;李宛飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰電池充放電方法，尤其是一種能提高鋰硫電池的充放電穩(wěn)定性和延長(zhǎng)其使用壽命的新型鋰電池充放電方法。

背景技術(shù)

鋰硫電池的壽命與充放電方法密切相關(guān)，一種好的充電方法可以增加鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性和循環(huán)壽命。目前大多采用恒流恒壓的充放電方法，其工作過程為：在充電初期，進(jìn)行恒流充電，當(dāng)電池端電壓達(dá)到恒壓點(diǎn)時(shí)(一般鋰硫電池的電壓是2.7V)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流小到一定程度時(shí)(例如，恒流充電電流為50mA時(shí)，恒壓結(jié)束條件為5mA或1mA)，充電結(jié)束；而在電池放電時(shí)，當(dāng)電池電壓達(dá)到放電截止電壓時(shí)(一般鋰硫電池的電壓是1.7V)，放電結(jié)束。這種深度充放電的方式，使得鋰硫電池的容量波動(dòng)比較大而且會(huì)不斷衰減，并且由于總是處于閾值電壓，會(huì)發(fā)生更多的不可逆反應(yīng)，縮短電池循環(huán)壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種新型的鋰硫電池充放電管理方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋰硫電池修復(fù)方法。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

一種鋰硫電池充放電管理方法，包括在鋰硫電池充、放電過程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)鋰硫電池的容量和電壓，并且在鋰硫電池的每一輪充放電循環(huán)過程中，將鋰硫電池的容量相對(duì)于鋰硫電池初始容量的降幅控制于40％以內(nèi)，同時(shí)還將鋰硫電池的電壓始終控制于一充電上限閾值和一放電下限閾值之間。

在一較為優(yōu)選的實(shí)施案例之中，所述鋰硫電池的初始電壓為2.3-3.0V，所述充電上限閾值為2.5-3.1V，所述放電下限閾值為1.4-2.0V。

進(jìn)一步的，在鋰硫電池的每一輪充放電循環(huán)過程內(nèi)的放電過程中，當(dāng)鋰硫電池容量等于設(shè)定值且鋰硫電池電壓大于放電下限閾值時(shí)，則停止放電，所述設(shè)定值為鋰硫電池初始容量的60-95％。

更進(jìn)一步的，在鋰硫電池的每一輪充放電循環(huán)過程內(nèi)的放電過程中，當(dāng)鋰硫電池電壓小于或等于放電電壓下限閾值時(shí)，則鋰硫電池容量設(shè)定值下調(diào)為現(xiàn)有設(shè)定值的60-95％。

進(jìn)一步的，在鋰硫電池的每一輪充放電循環(huán)過程內(nèi)的充電過程中，當(dāng)鋰硫電池容量等于設(shè)定值且鋰硫電池電壓小于充電電壓上限閾值時(shí)，則停止充電。

更進(jìn)一步的，在鋰硫電池的每一輪充放電循環(huán)過程內(nèi)的充電過程中，當(dāng)鋰硫電池電壓大于或等于充電電壓上限閾值時(shí)，則鋰硫電池容量設(shè)定值下調(diào)為現(xiàn)有設(shè)定值的60-95％。

本發(fā)明還公開了一種鋰電池修復(fù)方法，包括：在經(jīng)多輪充放電循環(huán)后，且鋰硫電池的容量衰減至設(shè)定閾值時(shí)，將鋰硫電池通過0.02-0.2C充電到電壓為3.2-3.8V進(jìn)行活化而修復(fù)電池，所述設(shè)定閾值為鋰硫電池初始容量的60-90％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果包括：通過對(duì)鋰硫電池的充放電容量及充放電電壓進(jìn)行控制，縮小鋰硫電池的充放電電壓窗口，且通過輔以進(jìn)一步的鋰硫電池修復(fù)方法，可有效提高鋰硫電池的充放電穩(wěn)定性和延長(zhǎng)其使用壽命。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種新型的鋰硫電池充放電管理方法，主要是通過容量控制，縮小充放電電壓窗口，從而提升鋰硫電池充放電的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)循環(huán)壽命。

進(jìn)一步的講，在一典型實(shí)施方案之中，該鋰硫電池充放電管理方法可以包括：

在電池充電過程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)鋰硫電池的容量和電壓，當(dāng)容量等于固定值且電壓小于充電電壓上限閾值時(shí)，則停止充電；若電壓大于或等于充電電壓上限閾值時(shí)，則容量的降幅為上一輪充放電循環(huán)結(jié)束時(shí)(亦即，該一輪充放電循環(huán)開始時(shí))鋰硫電池容量的10％。

在電池的放電過程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)鋰硫電池的容量和電壓，當(dāng)容量等于固定值且電壓大于放電下限閾值時(shí)，停止放電，若電壓小于或等于放電下限閾值時(shí)，則容量的降幅為上一輪充放電循環(huán)結(jié)束時(shí)鋰硫電池容量10％。

本發(fā)明通過采用容量和電壓域值控制的配合，可以使鋰硫電池表現(xiàn)出好的穩(wěn)定性和長(zhǎng)的循環(huán)壽命。

本發(fā)明的另一方面提供了一種鋰硫電池的修復(fù)方法，其主要是通過0.02-0.2C將多次循環(huán)后的鋰硫電池充電到3.2-3.8V進(jìn)行活化，提升其容量，修復(fù)電池。

以下結(jié)合若干較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。