[發(fā)明專利]鋰離子電池低溫充電方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110022914.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112820963B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦宇迪;盧宇芳;盧蘭光;杜玖玉;左鵬鈺;歐陽明高
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 魏朋

1.一種鋰離子電池低溫充電方法，其特征在于，包括：

提供帶參比電極的三電極電池；

根據(jù)所述三電極電池初始的狀態(tài)參數(shù)，設(shè)定初始的脈沖電流參數(shù)，并以所述初始的脈沖電流參數(shù)對所述三電極電池開始進(jìn)行脈沖充電，所述狀態(tài)參數(shù)包括電池SOC狀態(tài)、電池溫度以及電池SOH狀態(tài)中的至少一種，所述狀態(tài)參數(shù)還包括電池端電壓，所述脈沖電流參數(shù)包括脈沖波形、脈沖周期、正脈沖幅值、負(fù)脈沖幅值、正脈沖持續(xù)期、負(fù)脈沖持續(xù)期；

在充電過程中，實(shí)時監(jiān)測所述三電極電池的負(fù)極電位和電池電壓，并根據(jù)所述負(fù)極電位和所述電池電壓，調(diào)整所述脈沖電流參數(shù)；

判斷所述三電極電池的電池電壓在所述正脈沖持續(xù)期內(nèi)是否達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓；

當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在所述正脈沖持續(xù)期內(nèi)達(dá)到所述設(shè)定的充電截止電壓時，將正脈沖階段切換為恒壓正脈沖，并判斷所述負(fù)極電位是否小于析鋰電位；

當(dāng)所述負(fù)極電位小于所述析鋰電位時，所述調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括增大所述負(fù)脈沖幅值、減小所述正脈沖持續(xù)期或增大所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種；

當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)未達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓，且所述負(fù)極電位小于析鋰電位時，調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括減小所述正脈沖幅值、增大所述負(fù)脈沖幅值、減小所述正脈沖持續(xù)期或增大所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種；

當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓，且所述負(fù)極電位與所述析鋰電位的差值大于預(yù)設(shè)值時，調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括將正脈沖階段切換為恒壓正脈沖，并減小所述負(fù)脈沖幅值、增大所述正脈沖持續(xù)期或減小所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池低溫充電方法，其特征在于，當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)未達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓，且所述負(fù)極電位與所述析鋰電位的差值大于預(yù)設(shè)值時，調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括增大所述正脈沖幅值、減小所述負(fù)脈沖幅值、增大所述正脈沖持續(xù)期或減小所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種。

3.一種鋰離子電池低溫充電方法，其特征在于，包括：

提供多個帶參比電極的三電極電池，作為實(shí)驗(yàn)組，每一個所述三電極電池的狀態(tài)參數(shù)與其他所述三電極電池的狀態(tài)參數(shù)不同，所述狀態(tài)參數(shù)包括電池SOC狀態(tài)、電池溫度以及電池SOH狀態(tài)中的至少一種，所述狀態(tài)參數(shù)還包括電池端電壓；

根據(jù)每一個所述三電極電池初始的狀態(tài)參數(shù)，設(shè)定相應(yīng)的初始的脈沖電流參數(shù)，并以所述初始的脈沖電流參數(shù)對相應(yīng)的所述三電極電池開始進(jìn)行脈沖充電，所述脈沖電流參數(shù)包括脈沖波形、脈沖周期、正脈沖幅值、負(fù)脈沖幅值、正脈沖持續(xù)期、負(fù)脈沖持續(xù)期；

在對每一個所述三電極電池充電過程中，實(shí)時監(jiān)測所述三電極電池的負(fù)極電位和電池電壓，并根據(jù)所述負(fù)極電位和所述電池電壓，調(diào)整所述脈沖電流參數(shù)，并記錄整個充電過程中的脈沖電流參數(shù)；

判斷所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)是否達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓；

當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在所述正脈沖持續(xù)期內(nèi)達(dá)到所述設(shè)定的充電截止電壓時，將正脈沖階段切換為恒壓正脈沖，并判斷所述負(fù)極電位是否小于析鋰電位；

當(dāng)所述負(fù)極電位小于所述析鋰電位時，所述調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括增大所述負(fù)脈沖幅值、減小所述正脈沖持續(xù)期或增大所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種；

當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)未達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓，且所述負(fù)極電位小于析鋰電位時，調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括減小所述正脈沖幅值、增大所述負(fù)脈沖幅值、減小所述正脈沖持續(xù)期或增大所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種；

當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓，且所述負(fù)極電位與所述析鋰電位的差值大于預(yù)設(shè)值時，調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括將正脈沖階段切換為恒壓正脈沖，并減小所述負(fù)脈沖幅值、增大所述正脈沖持續(xù)期或減小所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種；

獲取目標(biāo)電池的狀態(tài)參數(shù)，在所述實(shí)驗(yàn)組中，選取與所述目標(biāo)電池的狀態(tài)參數(shù)相同的三電極電池對應(yīng)的脈沖電流參數(shù)作為充電脈沖，并以所述脈沖電流參數(shù)對所述目標(biāo)電池進(jìn)行脈沖充電。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池低溫充電方法，其特征在于，當(dāng)所述三電極電池的電池電壓在正脈沖持續(xù)期內(nèi)未達(dá)到設(shè)定的充電截止電壓，且所述負(fù)極電位與所述析鋰電位的差值大于預(yù)設(shè)值時，調(diào)整脈沖電流參數(shù)的方式包括增大所述正脈沖幅值、減小所述負(fù)脈沖幅值、增大所述正脈沖持續(xù)期或減小所述負(fù)脈沖持續(xù)期中的一種或者多種。