[发明专利]一种锂离子动力电池充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电技术领域，具体涉及一种改善电池寿命的锂离子动力 电池充电方法。

背景技术

随着技术的不断发展和产业链的逐渐完善，锂离子电池因为能量密度高、 倍率性能好等优点，在动力领域的应用不断扩大，成为电动汽车领域主要采用 的一类电池。这也对电池寿命提出了更高的要求。

传统的动力锂离子电池的充电方法一般采用恒流恒压充电的形式，常高温 环境下采用较大的电流充电，低温下采用降电流充电，但整个恒流充电过程电 流一直保持不变，直至电池充电限制电压后改为恒压充电。但是，采用这种方 法充电时，电池在充电过程的极化程度各不相同，因而导致电池在充电过程中 不能实现均衡充电，也就是说，电池在电化学反应内阻大的电压区和反应内阻 小的电压区电池电流一致，直接导致电池充电过程的极化不均匀性。这种充电 方法对电池性能会有很大影响。众所周知，电池的充电过程同时存在电化学极 化和浓差极化，单一电流充电时会导致电池在充电过程中更多的处于严重的浓 差极化条件下。严重的电池极化作用导致对电池内部Li+传输一致性产生极大影 响，同时过程内阻会不断增加，这不利于电池容量的稳定发挥，直接导致在整 个寿命过程中，电池容量衰减加剧，影响电池寿命。

针对上述问题，本发明提供了一种改善电池寿命的锂离子动力电池的充电 方法，该方法在保证电池充电容量的基础上，最大程度的改善电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述不足，提供一种改善电池寿命的锂离子动力电 池的充电方法，该方法在保证电池充电容量的基础上，最大程度的改善电池的 使用寿命。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子动力电池充电方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)在电池充电限制电压范围内，以标准电流对电池进行恒流充电测试，然 后根据测试的电池容量-电压曲线计算得到微分容量曲线；记录微分容量曲线的 完整峰数n，根据n在电池充电限制电压范围内将电压分为(n+2)段；

(2)记录各电压段的分段起始和结束电压，其中第一电压段的起始电压V_{1,start，理论}为低于其结束电压的任一电压值，第一段的结束电压V_{1,end，理论}为微分容量曲线 中电池电压从低到高范围内第一个完整峰的始端电压；从第一电压段起，每一 电压段的结束电压V_{n,end，理论}为下一段的起始电压V_{n+1,start，理论}；从第二段起，每一 电压段的结束电压为微分容量曲线中该电压段所处峰与高于该电压段的下一个 相邻峰的峰值之间的最低值对应的电压；其中第n+1电压段的结束电压V_{n+1,end，理论}为第n个完整峰的末端电压，此电压也为第n+2段的起始电压V_{n+2,start，理论}，第 n+2段的结束电压为电池充电限制电压；

(3)各电压段可恒流、恒压或脉冲充电；每个电压段的充电过程按电压值由 低到高前后接续，直至充至电池充电限制电压。

其中，电池在第一段的充电起始电压为待充电池的开路电压，电池在第n+2 段的充电结束电压为电池充电限制电压。

其中，进行恒流充电时，达到一个电压段的结束电压后，以其结束电压进行 恒压充电、或进入下一电压段进行恒流充电、或停止充电。

优选的，所述步骤(3)中，当恒流充电至本电压段的结束电压后，不进行、 或进行一次、或进行多次恒压充电，恒压充电结束电流小于该电压段的恒流充 电电流。

其中，电池在各电压段进行恒流充电的结束电压随电池在该电压段的恒流充 电电流的大小而进行数值改变。

电池在各电压段恒流充电的结束电压通过公式(1)计算得到：

V_n,end＝V_n,end,理论+(I_测试-I_标准)*R(1)

其中，V_n,end为电池各电压段进行恒流充电的实际结束电压，V_n,end,理论为根据步 骤(2)记录的该电压段的结束电压，I_测试为电池在该电压段恒流充电的电流，I_标准为电池的标准充电电流，R为电池对不同充电电流的响应内阻。