[發明專利]二次電池的充電方法

有效

• 申請號: 201910619757.1
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110718721B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李西濛;野瀨雅文
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

1.一種二次電池的充電方法，所述二次電池依次具有正極集電箔、正極活性物質層、固體電解質層和負極集電箔，并利用金屬鋰的析出-溶解反應作為負極的反應，所述充電方法具有多階段的充電工序，其特征在于，

至少具有第1充電工序和第2充電工序，

所述第1充電工序通過將所述二次電池以第1電流密度I1充電，使金屬鋰在所述固體電解質層的所述負極集電箔側表面析出，從而形成作為負極活性物質層的一部分的、由該金屬鋰構成的粗糙被覆層，第1電流密度I1單位為mA/cm²，

所述第2充電工序在所述第1充電工序后將所述二次電池以比所述第1電流密度I1大的第2電流密度I2充電，來增厚所述粗糙被覆層的厚度，

在將所述固體電解質層的所述負極集電箔側表面的粗糙高度設為Y、將所述粗糙被覆層的厚度設為X時，所述第1充電工序將所述二次電池以所述第1電流密度I1充電至X/Y變為0.5以上，粗糙高度Y單位為μm，粗糙被覆層的厚度X單位為μm。

2.根據權利要求1所述的二次電池的充電方法，具有下述工序：測定所述二次電池的溫度T、電流密度I和電壓V，并基于該溫度T、該電流密度I和該電壓V來算出所述二次電池的充電狀態值SOC，

在所述SOC為規定的閾值SOC preLi以下的情況下，實施所述第1充電工序，

在所述SOC超過所述閾值的情況下，實施所述第2充電工序，

在將所述負極的面積設為S、將所述固體電解質層的所述粗糙高度設為Y、將所述金屬鋰的密度設為D、將所述金屬鋰的理論容量設為Z、將所述二次電池的容量設為M時，所述閾值滿足下述式(1)，其中面積S單位為cm²，粗糙高度Y單位為μm，金屬鋰的密度D單位為g/cm³，金屬鋰的理論容量Z單位為mAh/g，二次電池的容量M單位為mAh，

式(1)：SOC preLi＝[{S×(Y/10000)×D×Z÷2}÷M]×100％。

3.根據權利要求2所述的二次電池的充電方法，

所述第1電流密度I1基于第1數據群由所述溫度T和所述SOC來決定，所述第1數據群表示預先算出的所述溫度T和所述SOC與所述電流密度I的關系。

4.根據權利要求2或3所述的二次電池的充電方法，所述第2電流密度I2基于第2數據群由所述溫度T和所述閾值來決定，所述第2數據群表示預先算出的所述溫度T和所述閾值與所述電流密度I的關系。

5.根據權利要求3所述的二次電池的充電方法，

在所述第1充電工序中，每隔規定的經過時間進行所述溫度T的測定和所述SOC的計算，如果該SOC為所述閾值以下，則基于所述第1數據群將與該溫度T和該SOC對應的所述電流密度I作為所述第1電流密度I1，將所述二次電池以該第1電流密度I1充電，如果該SOC超過所述閾值，則結束該第1充電工序，并進行所述第2充電工序。

6.根據權利要求4所述的二次電池的充電方法，

在所述第2充電工序中，每隔規定的經過時間進行所述溫度T的測定和所述SOC的計算，如果該SOC低于100％，則基于所述第2數據群將與該溫度T和該SOC對應的所述電流密度I作為所述第2電流密度I2，將所述二次電池以該第2電流密度I2充電，如果該SOC為100％以上，則結束該第2充電工序。

7.一種二次電池的充電方法，所述二次電池依次具有正極集電箔、正極活性物質層、固體電解質層和負極集電箔，并利用金屬鋰的析出-溶解反應作為負極的反應，所述充電方法具有多階段的充電工序，其特征在于，

具有測定所述二次電池的溫度T、電流密度I和電壓V，并基于該溫度T、該電流密度I和該電壓V來算出所述二次電池的充電狀態值SOC的工序，

在所述SOC為規定的閾值SOC preLi以下的情況下，實施第1充電工序，所述第1充電工序通過將所述二次電池以第1電流密度I1充電，使金屬鋰在所述固體電解質層的所述負極集電箔側表面析出，從而形成作為負極活性物質層的一部分的、由該金屬鋰構成的粗糙被覆層，第1電流密度I1單位為mA/cm²，

在所述SOC超過所述閾值的情況下，實施第2充電工序，所述第2充電工序將所述二次電池以比所述第1電流密度I1大的第2電流密度I2充電，來增厚所述粗糙被覆層的厚度，

在將所述負極的面積設為S、將所述固體電解質層的所述負極集電箔側表面的粗糙高度設為Y、將所述金屬鋰的密度設為D、將所述金屬鋰的理論容量設為Z、將所述二次電池的容量設為M時，所述閾值滿足下述式(1)，其中面積S單位為cm²，粗糙高度Y單位為μm，金屬鋰的密度D單位為g/cm³，金屬鋰的理論容量Z單位為mAh/g，二次電池的容量M單位為mAh，

式(1)：SOC preLi＝[{S×(Y/10000)×D×Z÷2}÷M]×100％。