一种充电方法及装置与流程

文档序号:11104914阅读:304来源:国知局
一种充电方法及装置与制造工艺
本发明涉及电池
技术领域
,尤其涉及一种充电方法及装置。
背景技术
:随着现代科技技术的不断提升,人们对于电子产品的依赖度越来越高,作为可移动电子产品的能源供给,电池也越来越被重视。人们对现有电池提出了续航能力更长,充电速度更快,更安全等各方面要求。但以目前电池体系来看,能量密度的提升暂时处于瓶颈期,短时间内很难出现大幅度的提升。那么就必须从充电速度上入手,提高电池的充电速度,从而使移动电子产品可在更短的时间内获得能量补充。现有技术中,对电池进行充电的最常见的充电方式为:恒流充电至一定电压,再以该电压对电池进行恒压充电至电池的截止电流。在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:现有的这种充电方式会造成电池极化的积累,特别是随着当前快速充电技术的兴起,为了提高充电速度,在充电过程中所使用的电流越来越大,这加剧了电池的产热,同时,在电池极化增长的作用下,电池温度急剧上升,对电池性能产生较大影响,并带来较大的安全隐患。技术实现要素:有鉴于此,本发明实施例提供了一种充电方法及装置,用以解决现有的充电方式会造成电池极化的积累,并随着充电速度的提升使得电池存在较大的安全隐患的问题。一方面,本发明实施例提供了一种充电方法,所述方法包括:对电池进行充电;所述充电包括第一充电阶段和第二充电阶段;所述第一充电阶段包括至少两个充电子阶段,在每个所述充电子阶段中,依次对所述电池进行第一恒流充电和第二恒流充电;在所述第二充电阶段中,对所述电池进行恒压充电,直到所述电池的电流达到截止电流时停止恒压充电。如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,第一充电倍率小于第二充电倍率;其中,所述第一充电倍率为对所述电池进行所述第一恒流充电的充电倍率,所述第二充电倍率为对所述电池进行所述第二恒流充电的充电倍率。如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,第一时长小于第二时长;其中,所述第一时长为对所述电池进行所述第一恒流充电的时长,所述第二时长为对所述电池进行所述第二恒流充电的时长。如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,在所述第一充电阶段对所述电池进行充电,直至所述电池的电压达到截止电压时,停止所述第一充电阶段对所述电池的充电。上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果:本发明实施例中,对电池进行充电时,该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段,其中,第一充电阶段包括至少两个充电子阶段,在每个充电子阶段中,依次对电池进行第一恒流充电和第二恒流充电;然后,在第二充电阶段中,对电池进行恒压充电,直到电池的电流达到截止电流时停止恒压充电。本发明实施例提供的充电方法中,在充电一开就先采用一个时间较短的小电流对电池进行充电,如此,可以使得电池阳极表面的固体电解质界面膜(solidelectrolyteinterface,SEI)成膜更为稳定和致密,也能够缓解电池在充电过程中石墨阳极的膨胀过程;然后,再采用一个时间较长的大电流对电池进行充电,以提升充电速度;并且,在每个充电子阶段中,都可以通过一个时间较短的小电流充电过程缓解大电流充电带来的电池极化现象,避免在电池的阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式,如此,电池阳极没有快速从嵌锂状态进入脱锂状态,或直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而降低了电池析锂的风险,进而电池的循环寿命得以延长。因此,本发明实施例提供的技术方案,既能够提升电池的充电速度,又能够通过形成稳定致密的SEI膜和对析锂现象的缓解作用改善了电池的安全性能,延长了电池的使用寿命,解决了现有的充电方式会造成电池极化的积累,并随着充电速度的提升使得电池存在较大的安全隐患的问题。另一方面,本发明实施例提供了一种充电装置,包括:所述装置应用于对电池进行充电的方法,所述充电包括第一充电阶段和第二充电阶段;所述装置包括:充电单元和停止单元;所述第一充电阶段包括至少两个充电子阶段,在每个所述充电子阶段中,所述充电单元用于依次对所述电池进行第一恒流充电和第二恒流充电;在所述第二充电阶段中,所述充电单元还用于对所述电池进行恒压充电,所述停止单元用于当所述电池的电流达到截止电流时,停止恒压充电。如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,第一充电倍率小于第二充电倍率;其中,所述第一充电倍率为对所述电池进行所述第一恒流充电的充电倍率,所述第二充电倍率为对所述电池进行所述第二恒流充电的充电倍率。如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,第一时长小于第二时长;其中,所述第一时长为对所述电池进行所述第一恒流充电的时长,所述第二时长为对所述电池进行所述第二恒流充电的时长。如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述停止单元,还用于:在所述第一充电阶段对所述电池进行充电的过程中,当所述电池的电压达到截止电压时,停止所述第一充电阶段对所述电池的充电。上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果:本发明实施例提供的充电装置中,在充电一开就先采用一个时间较短的小电流对电池进行充电,如此,可以使得电池阳极表面的SEI膜成膜更为稳定和致密,也能够缓解电池在充电过程中石墨阳极的膨胀过程;然后,再采用一个时间较长的大电流对电池进行充电,以提升充电速度;并且,在每个充电子阶段中,都可以通过一个时间较短的小电流充电过程缓解大电流充电带来的电池极化现象,避免在电池的阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式,如此,电池阳极没有快速从嵌锂状态进入脱锂状态,或直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而降低了电池析锂的风险,进而电池的循环寿命得以延长。因此,本发明实施例提供的技术方案,既能够提升电池的充电速度,又能够通过形成稳定致密的SEI膜和对析锂现象的缓解作用改善了电池的安全性能,延长了电池的使用寿命,解决了现有的充电方式会造成电池极化的积累,并随着充电速度的提升使得电池存在较大的安全隐患的问题。【附图说明】为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本发明实施例所提供的充电方法的充电过程的示意图;图2是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的充电倍率-时间曲线对比示意图;图3是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的电压-时间曲线对比示意图;图4是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的充电速度曲线对比示意图;图5是本发明实施例所提供的充电方法与现有脉冲充电技术的循环寿命对比示意图;图6是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法(大倍率)的循环寿命对比示意图;图7是本发明实施例所提供的充电装置的功能方块图。【具体实施方式】为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。应当理解,尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述充电阶段等,但这些充电阶段等不应限于这些术语。这些术语仅用来将充电阶段彼此区分开。例如,在不脱离本发明实施例范围的情况下,第一充电阶段也可以被称为第二充电阶段,类似地,第二充电阶段也可以被称为第一充电阶段。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。实施例一本发明实施例给出一种充电方法,该方法包括:对电池进行充电。充电包括第一充电阶段和第二充电阶段;第一充电阶段包括至少两个充电子阶段,在每个充电子阶段中,依次对电池进行第一恒流充电和第二恒流充电;在第二充电阶段中,对电池进行恒压充电,直到电池的电流达到截止电流时停止恒压充电。需要说明的是,本发明实施例中,对电池进行充电时,在第一充电阶段对电池进行充电,直至电池的电压达到截止电压时,停止第一充电阶段对电池的充电。在第二充电阶段对电池进行充电,直至电池的电流达到截止电流,充电过程结束。具体的,请参考图1,其为本发明实施例所提供的充电方法的充电过程的示意图,如图1所示,AB阶段表示对电池进行充电的第一充电阶段,BC阶段表示对电池进行充电的第二充电阶段。其中,如图1所示,AB阶段可以包括至少两个充电子阶段,例如,AD阶段、DF阶段和FG阶段分别表示一个充电子阶段,如图1所示的GB阶段,还可以包括一个或多个充电子阶段,在图中不再进行具体表示。具体的,以如图1所示的充电子阶段DF为例进行具体说明。第一充电阶段AB可以包括至少两个充电子阶段DF。而在每个充电子阶段DF中包括DE阶段和EF阶段,其中,在DE阶段,对电池进行第一恒流充电,在EF阶段,对电池进行第二恒流充电。可以理解的是,如图1所示,DE阶段的充电倍率和EF阶段的充电倍率不同。具体的,如图1所示,在为电池进行充电的第二充电阶段,即BC阶段,对电池进行恒压充电,此时,充电倍率逐渐降低,直至将至电池的截止倍率,充电过程结束。在一个具体的实现过程中,第一充电倍率小于第二充电倍率,其中,第一充电倍率为对电池进行第一恒流充电的充电倍率,第二充电倍率为对电池进行第二恒流充电的充电倍率。具体的,如图1所示,DE阶段的第一充电倍率I1小于EF阶段的第二充电倍率I2。例如,第一充电倍率可以在[0.05C,1.5C]的范围内进行预设。或者,又例如,第二充电倍率可以在[0.2C,3C]的范围内进行预设。在一个具体的实现过程中,第一时长小于第二时长,其中,第一时长为对电池进行第一恒流充电的时长,第二时长为对电池进行第二恒流充电的时长。具体的,如图1所示,DE阶段的第一时长T1小于EF阶段的第二时长T2。例如,第一时长T1可以在[0.01s,5s]的范围内进行预设。或者,又例如,第二时长T2可以在[0.1s,30s]的范围内进行预设。本发明实施例中,在充电过程刚开始时采用小充电倍率进行充电,相较于现有技术中直接用一个大的充电倍率直接进行快速充电的方式,使得电池的石墨阳极表面的SEI膜能够更好地成膜,且形成的SEI膜更加致密和更加稳定。然后,在第一充电阶段的每个充电子阶段中,通过上述两个恒流充电过程,能够避免在石墨阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式的情况,避免对对石墨阳极造成破坏。如此一来,电池在整个充电过程中,由于小电流充电和大电流充电的组合减小了电池的极化现象,阳极都不会快速从嵌锂状态进入脱锂状态,也不会直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而,电池的循环寿命也可以得到明显的延长;同时,充电速度也能得到提升。具体的,本发明实施例中,在对电池进行充电的第二充电阶段,该阶段开始时是达到电池的截止电压,然后,以该截止电压对电池进行恒压充电直至达到电池的截止倍率,充电过程结束。可以理解的是,电池的截止电压和截止倍率与电池有关,不同电池的截止电压不同,不同电池的截止倍率不同,本发明实施例对此不进行特别限定。需要说明的是,本发明实施例中所涉及到的电池可以包括但不限于:锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池。可以理解的是,上述举例仅用以说明本发明实施例所涉及的电池的类型,并不用以限制本申请。例如,在一个具体的实现过程中,上述电池的截止电压一般在[3V,5V]的范围内变动,上述电池的截止倍率一般在[0.01C,0.1C]的范围内变动,在实际的实现过程中,根据实际情况进行预设。本发明实施例中所涉及到电池可以包括但不限于:手机电池、笔记本电脑电池、平板电脑电池、音乐播放器电池、蓝牙耳机电池、移动电源电池、其他便携式手持设备的电池、电动工具的电池、无人机电池或者电动车电池。可以理解的是,上述举例仅用以说明本发明实施例所涉及的电池的应用场景,并不用以限制本申请。需要说明的是,本发明实施例提供的充电方法的执行主体可以为充电装置,该执行主体所在的位置可以包括但不限于:电池充电器、电池适配器、电池控制电路或者集成芯片。需要说明的是,本发明实施例提供的充电方法,可以在[0℃,60℃]的温度范围为电池进行充电,能够满足实际充电过程中对低温充电的需求和对高温充电的需求。本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:本发明实施例中,对电池进行充电时,该充电包括第一充电阶段和第二充电阶段,其中,第一充电阶段包括至少两个充电子阶段,在每个充电子阶段中,依次对电池进行第一恒流充电和第二恒流充电;然后,在第二充电阶段中,对电池进行恒压充电,直到电池的电流达到截止电流时停止恒压充电。本发明实施例提供的充电方法中,在充电一开就先采用一个时间较短的小电流对电池进行充电,如此,可以使得电池阳极表面的SEI膜成膜更为稳定和致密,也能够缓解电池在充电过程中石墨阳极的膨胀过程;然后,再采用一个时间较长的大电流对电池进行充电,以提升充电速度;并且,在每个充电子阶段中,都可以通过一个时间较短的小电流充电过程缓解大电流充电带来的电池极化现象,避免在电池的阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式,如此,电池阳极没有快速从嵌锂状态进入脱锂状态,或直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而降低了电池析锂的风险,进而电池的循环寿命得以延长。因此,本发明实施例提供的技术方案,既能够提升电池的充电速度,又能够通过形成稳定致密的SEI膜和对析锂现象的缓解作用改善了电池的安全性能,延长了电池的使用寿命,解决了现有的充电方式会造成电池极化的积累,并随着充电速度的提升使得电池存在较大的安全隐患的问题。实施例二基于上述实施例一所提供的充电方法,本发明实施例对上述充电方法给出几种具体的实现方式。以下,以图1所示的充电过程为例进行具体说明。具体的,本发明实施例中采用的电池是由阴极,阳极,再加上隔膜、电解液及包装壳,通过组装、化成和陈化等工艺制成。其中,电池的阴极由96.7%LiCoO2(作为阴极活性物质)、1.7%PVDF(作为粘结剂)和1.6%SP(作为导电剂)混合组成,阳极由98%人造石墨(作为阳极活性物质)、1.0%SBR(作为粘结剂)和1.0%CMC(作为增稠剂)混合组成,隔膜为PE薄膜,电解液由(30%EC+30%PC+40%DEC)(作为有机溶剂)、1mol/LLiPF6和(0.5%VC、5%FEC、4%VEC)(作为添加剂)组成。在室温(25℃)时,该电池的满充充电容量为4110mAh(即0.2C),截止电压为4.4V。实现方式一在25℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.1C对电池进行充电,充电时长为1s;2)以恒定充电倍率I2为1.2C对电池进行充电,充电时长为9s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。而现有的充电方法为:在25℃下,以充电倍率0.7C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V,然后,以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C,充电结束。请参考图2,图2是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的充电倍率-时间曲线对比示意图。如图2所示,曲线1为本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电得到的充电倍率-时间曲线,曲线2为以上述现有充电方法对电池进行充电得到的充电倍率-时间曲线。如图2所示,由于第一充电阶段过于密集,表现为图2中的黑色区域,而图2右上角的简图用以表明第一充电阶段中的每个充电子阶段的充电倍率变化。如图2所示,采用本发明实施例请求保护的上述充电方法时,相较于现有的充电方法,在第一充电阶段中的第二充电倍率I2还可以取得更高的数值,因此,还可以根据实际需要提升电池的充电速度。本发明实施例提供的充电方法能够较大程度的提升充电电流,如此,可以使得电池的充电速度得以提高。请参考图3,图3是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的电压-时间曲线对比示意图。如图3所示,曲线1为本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电得到的电压-时间曲线,曲线2为以上述现有充电方法对电池进行充电得到的电压-时间曲线。如图3所示,由于第一充电阶段过于密集,表现为图3中的黑色区域,而图3右侧的简图用以表明第一充电阶段中的每个充电子阶段的电压变化。如图3所示,本发明实施例提供的充电方法,能够使电池的电压在经过一段时间的高电压充电过程后,迅速降低到一个较低的电压范围内,如此,使得电池的电压不会一直处于高电压范围,电池的阳极电位没有迅速下降,缓解了电池的极化现象,进而,降低了电池发生析锂现象的可能性,并降低了由于电池析锂造成的安全风险,并使得电池的寿命得以延长。请参考图4,图4是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法的充电速度曲线对比示意图。如图4所示,曲线1为本发明实施例中以上述实现方式以对电池进行充电得到的充电电量百分比-时间曲线,曲线2为以上述现有充电方法对电池进行充电得到的充电电量百分比-时间曲线。如图4所示,本发明实施例中以上述实现方式对电池进行充电达到充电电量100%所用的时间,相较于现有充电方式达到完全充满电的状态,快了约19.7min左右,明显提高了充电速度。实现方式二在0℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.05C对电池进行充电,充电时长为0.1s;2)以恒定充电倍率I2为0.2C对电池进行充电,充电时长为0.9s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。而现有的充电方法为:在0℃下,以充电倍率0.1C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V,然后,以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C,充电结束。实现方式三在25℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.5C对电池进行充电,充电时长为0.2s;2)以恒定充电倍率I2为3C对电池进行充电,充电时长为0.1s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。实现方式四在25℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.5C对电池进行充电,充电时长为2s;2)以恒定充电倍率I2为1.2C对电池进行充电,充电时长为15s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。实现方式五在25℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为1.5C对电池进行充电,充电时长为0.05s;2)以恒定充电倍率I2为2C对电池进行充电,充电时长为0.5s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.01C,充电结束。实现方式六在25℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.4C对电池进行充电,充电时长为1s;2)以恒定充电倍率I2为0.8C对电池进行充电,充电时长为30s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.1C,充电结束。实现方式七在60℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.05C对电池进行充电,充电时长为0.5s;2)以恒定充电倍率I2为0.8C对电池进行充电,充电时长为0.9s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。而现有的充电方法为:在60℃下,以充电倍率0.7C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V,然后,以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C,充电结束。实现方式八在25℃下,按照本发明所提供的充电方法对电池进行充电,充电过程如图1所示,该充电过程包括以下步骤:1)以恒定充电倍率I1为0.5C对电池进行充电,充电时长为5s;2)以恒定充电倍率I2为1.2C对电池进行充电,充电时长为15s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。除此之外,现有技术中还有一种脉冲充电技术,利用该充电方法对电池进行充电的步骤如下:1)以恒定充电倍率1.2C对电池进行充电,充电时长为9s;2)以恒定充电倍率0.1C对电池进行充电,充电时长为1s;3)重复步骤1)~2),直到达到电池的截止电压4.4V,之后,以恒定电压4.4V读电池恒压充电到截止倍率0.05C,充电结束。本发明实施例还给一种利用现有充电技术的充电方法,具体的,以大倍率充电方式对电池进行充电的过程包括:在25℃下,以充电倍率1.5C对电池进行恒流充电至截止电压4.4V,然后,以恒定电压4.4V对电池恒压充电至截止倍率0.05C,充电结束。以上所有充电过程的充电数据详见表1,表1为充电数据表。如表1所示,该充电数据表包括:以上述八种具体实现方式对电池进行充电得到的充电数据,以及通过现有充电方式(25℃、0℃、60℃、现有脉冲充电技术、现有技术的大倍率充电方法)对电池进行充电得到的充电数据。其中,前三组充电数据为利用现有的充电方式在不同的温度下对电池进行充电得到的充电数据,第四组数据为现有的脉冲充电方式在常温下对电池进行充电得到的充电数据,第五组数据为利用现有技术中的大倍率充电方法在常温下对电池进行充电得到的充电数据,后八种充电数据为本发明实施例提供的充电方式对电池充电得到的充电数据。如表1所示,充电时长表示利用相应的充电方法为电池充满电所花费的总时长。其中,实现方式二为0℃下得到的充电数据,实现方式六为60℃下得到的充电数据。如表1所示,在25℃下,本发明实施例中提供的上述充电方法中实现方式一、实现方式三、实现方式四、实现方式五、实现方式七和实现方式八中,恒定充电倍率I1都小于同一温度下现有技术中的恒定充电倍率,但是,恒定充电倍率I2都大于同一温度下现有技术中的恒定充电倍率,并且,这几种实现方式对电池充电至满电所花费的时长均小于同一温度下现有技术对电池充满电所花费的时长。表1充电数据表充电方式I1/CT1/sI2/CT2/s截止电流/C充电时长/min现有技术0.7///0.05124.0现有技术(0℃)0.1///0.05723.2现有技术(60℃)0.7///0.05122.8现有脉冲充电技术0.290.110.05107.0现有技术(大倍率)1.50.05100.1实现方式一0.111.290.05105.0实现方式二(0℃)0.050.10.20.90.05475.6实现方式三0.50.230.10.0597.2实现方式四0.521.2150.05103.8实现方式五1.50.0520.50.01106.5实现方式六(60℃)0.410.8300.1100.6实现方式七0.050.50.80.90.05101.2实现方式八0.551.2150.05110.8如表1所示,在0℃下,本发明实施例中提供的上述充电方法中的实现方式二,利用该实现方式对电池充满电所花费的时长475.6min小于0℃现有技术对电池充满电所花费的时长723.2min。如表1所示,在60℃下,本发明实施例中提供的上述充电方法中的实现方式六,利用该实现方式对电池充满电所花费的时长100.6min小于60℃现有技术对电池充满电所花费的时长122.8min。因此,本发明实施例提供的技术方案相较于同一温度下的现有技术,能够显著地提高电池的充电速度。并且,本发明实施例提供的上述八种实现方式中,在对电池充满电的过程中,均没有发生析锂现象。如表1所示,利用现有的脉冲充电方式对电池充满电的充电时长约为107.0min,相比之下,本发明实施例提供的实现方式一在常温下的将电池充满电的充电时长为105.0min,因此,与现有技术中的脉冲充电技术相比,本发明实施例提供的实现方式一的充电时长更短,充电效率更高。另一方面,本发明实施例中,在充电过程刚开始时采用小充电倍率进行充电,相较于现有技术中直接用一个大的充电倍率直接进行快速充电的方式,使得电池的石墨阳极表面的SEI膜能够更好地成膜,且形成的SEI膜更加致密和更加稳定。然后,在第一充电阶段的每个充电子阶段中,通过上述两个恒流充电过程,能够避免在石墨阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式的情况,避免对对石墨阳极造成破坏。如此一来,电池在整个充电过程中,由于小电流充电和大电流充电的组合减小了电池的极化现象,阳极都不会快速从嵌锂状态进入脱锂状态,也不会直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而,电池的循环寿命也可以得到明显的延长具体的,请参考图5,图5是本发明实施例所提供的充电方法与现有脉冲充电技术的循环寿命对比示意图。如图5所示,曲线1为本发明实施例中以上述实现方式一以对电池进行充电得到的容量保持率-循环次数关系曲线,曲线2为以上述现有脉冲充电技术对电池进行充电得到的容量保持率-循环次数关系曲线。如图5所示,随着循环次数的增长,以上述实现方式一对电池进行充电的电池有更高的容量保持率,电池的循环寿命得到延长。如表1所示,当以较大的充电倍率1.5C对电池进行恒流恒压充电时,至电池充满电所需要的充电时长为100.1min;与本发明实施例提供的实现方式一相比,二者至电池充满电所需要的充电时长相当。但是,请参考图6,图6是本发明实施例所提供的充电方法与现有充电方法(大倍率)的循环寿命对比示意图。如图6所示,曲线1为本发明实施例中以上述实现方式一以对电池进行充电得到的容量保持率-循环次数关系曲线,曲线2为以现有充电方法(大倍率)对电池进行充电得到的容量保持率-循环次数关系曲线。当使用现有技术中恒流恒压充电方式对电池进行充电时,由于大电流充电会使得电池发生析锂现象,从而,使得电池的循环寿命在电池循环使用过程中急剧衰退;如图6所示的曲线2中,电池的容量保持率在电池经过350次循环后就降低至80%左右。相比之下,本发明实施例提供的充电方法中的实现方式一虽然也使用了较大的倍率,I2为1.2C,但是,在电池的整个循环使用过程中,并没有发生析锂现象;如图6所示的曲线1中,电池的容量保持率在电池经过500次循环后依然能达到90%左右。由此可见,相较于现有的充电技术,本发明实施例提供的充电方法能够切实地改善电池的循环寿命。本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:本发明实施例提供的充电方法中,在充电一开就先采用一个时间较短的小电流对电池进行充电,如此,可以使得电池阳极表面的SEI膜成膜更为稳定和致密,也能够缓解电池在充电过程中石墨阳极的膨胀过程;然后,再采用一个时间较长的大电流对电池进行充电,以提升充电速度;并且,在每个充电子阶段中,都可以通过一个时间较短的小电流充电过程缓解大电流充电带来的电池极化现象,避免在电池的阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式,如此,电池阳极没有快速从嵌锂状态进入脱锂状态,或直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而降低了电池析锂的风险,进而电池的循环寿命得以延长。因此,本发明实施例提供的技术方案,既能够提升电池的充电速度,又能够通过形成稳定致密的SEI膜和对析锂现象的缓解作用改善了电池的安全性能,延长了电池的使用寿命,解决了现有的充电方式会造成电池极化的积累,并随着充电速度的提升使得电池存在较大的安全隐患的问题。实施例三基于上述实施例一所提供的充电方法,本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。请参考图7,其为本发明实施例所提供的充电装置的功能方块图。如图7所示,该装置应用于对电池进行充电的方法,充电包括第一充电阶段和第二充电阶段;该装置包括:充电单元71和停止单元72;第一充电阶段包括至少两个充电子阶段,在每个充电子阶段中,充电单元71用于依次对电池进行第一恒流充电和第二恒流充电;在第二充电阶段中,充电单元71还用于对电池进行恒压充电,停止单元72用于当电池的电流达到截止电流时,停止恒压充电。在一个具体的实现过程中,第一充电倍率小于第二充电倍率;其中,第一充电倍率为对电池进行第一恒流充电的充电倍率,第二充电倍率为对电池进行第二恒流充电的充电倍率。在一个具体的实现过程中,第一时长小于第二时长;其中,第一时长为对电池进行第一恒流充电的时长,第二时长为对电池进行第二恒流充电的时长。具体的,本发明实施例中,停止单元72,还用于:在第一充电阶段对电池进行充电的过程中,当电池的电压达到截止电压时,停止第一充电阶段对电池的充电。由于本实施例中的各单元能够执行图1所示的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图1的相关说明。本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:本发明实施例提供的充电装置中,在充电一开就先采用一个时间较短的小电流对电池进行充电,如此,可以使得电池阳极表面的SEI膜成膜更为稳定和致密,也能够缓解电池在充电过程中石墨阳极的膨胀过程;然后,再采用一个时间较长的大电流对电池进行充电,以提升充电速度;并且,在每个充电子阶段中,都可以通过一个时间较短的小电流充电过程缓解大电流充电带来的电池极化现象,避免在电池的阳极尚处于放电的时候就直接进入大电流充电模式,如此,电池阳极没有快速从嵌锂状态进入脱锂状态,或直接快速从脱锂状态进入嵌锂状态,可以减小对电池阳极的石墨结构的破坏,从而降低了电池析锂的风险,进而电池的循环寿命得以延长。因此,本发明实施例提供的技术方案,既能够提升电池的充电速度,又能够通过形成稳定致密的SEI膜和对析锂现象的缓解作用改善了电池的安全性能,延长了电池的使用寿命,解决了现有的充电方式会造成电池极化的积累,并随着充电速度的提升使得电池存在较大的安全隐患的问题。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机,服务器,或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。当前第1页1 2 3 
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1