[发明专利]一种电池充放电装置、电源管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能领域，尤其是涉及一种电池充放电装置、电源管理系统及方法。

背景技术

近年来，快速发展的电动汽车和储能行业对以锂离子电池、钠离子电池为代表的二次电池的能量密度、成本、循环性和安全性提出了更高的要求。以锂离子电池为例，常规的锂离子电池主要采用石墨负极，石墨负极的理论容量372mAh/g，目前国内主要的石墨负极生产商例如江西紫宸、深圳贝特瑞等已经实现了365mAh/g的容量，接近于理论容量的极限。为了实现更高的能量密度和功率密度，人们开始关注新型负极材料，例如非石墨化碳材料、硅负极、硅碳复合负极或者氧化亚硅或氧化亚硅硅碳复合负极。然而，此类材料存在不可逆容量高、首次库伦效率低等严重问题，容易导致锂离子电池容量明显下降。目前，为了解决锂离子电池负极材料首次库伦效率低的问题，研究人员提出了化学还原法、人造SEI(Solid Electrolyte Interface，固体电解质界面)膜法和电化学预锂化法等，其中电化学预锂化法是一种最直接的解决锂离子电池负极材料低首次库伦效率问题的方法。

现有技术一般采用补锂电极的三电极方式对二次电池进行可控补锂。现有技术一般都引入了第三极耳。目前，市场上还没有一款给具有补锂电极的二次电池充电的充放电装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中没有给具有三个电极的二次电池充电装置的不足，提供了一种电池充放电装置、电源管理设备及方法。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种电池充放电装置，该装置包括控制芯片和存储芯片，以及设置有与控制芯片连接的正极触点、负极触点、金属触点和电阻信号触点；正极触点与待充电电池的第一电极接触；负极触点与待充电电池的第二电极接触；金属触点与待充电电池的第三电极接触；电阻信号触点与待充电电池的第四电极接触。

优选的，待充电电池的第一电极为正极，待充电电池的第二电极为负极，第三电极为补锂电极或补钠电极。

第二方面，本发明提供了一种电源管理系统，包括：待充电电池和电池充放电装置；所述待充电电池具有补锂带和/或补钠带，所述补锂带具有锂活性层，所述补钠带具有钠活性层；补锂带和/或补钠带用于对所述第三电极进行补充锂或钠。

第三方面，本发明提供了一种电源管理设备，应用于上述管理系统，包括以下步骤：每次充电前，通过电池充放电装置的控制芯片对电池标识地址、充电次数和放电容量进行记录；对待充电电池的电压进行测量，以及恒流恒压对所述待充电电池进行充电；对待充电电池进行补锂或补钠操作。

优选的，对待充电电池补锂或补钠的容量为：(η_正-η_负)*Capa*θ。

优选的，对待充电电池进行补锂或补钠操作步骤包括：在所述正极和第三电极之间通过恒流恒容电流放电，对所述待充电电池进行补锂或补钠；或在所述负极和第三电极之间通过恒流恒容电流放电，对所述待充电电池进行补锂或补钠。

优选的，电池标识地址包括：待充电电池的电池名称以及相应放电容量C_n、待充电电池的电池名称的标称容量C₀、待充电电池的负极容量与待充电电池的正极容量比值N/P、待充电电池的正极效率η_正、待充电电池的负极效率η_负、待充电电池的首周效率η_首、待充电电池的容差系数θ和待充电电池的充电次数Num。

优选的，在恒流恒压充电之前、同时或之后对所述待充电电池进行补锂或补钠。

本发明通过第三电极对待充电电池进行补充锂或者钠，解决了高效率、高容量保持率的金属锂二次电池的充放电测试问题。本发明本申请不仅可以给普通的电池充电，还可以给具有三电极电池进行充电，并在充电前/后或者充电过程中，通过金属触点实现对具有三电极二次电池补锂或者补钠。本申请还涉及具有补锂或者补钠操作的二次电池充放电装置的充电程序设计。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电池充放电装置的原理图；

图2为发明提供的现有技术充电方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种电源管理方法流程示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。