池 充电：
[0183] 使用电流13为IA将电池恒流充电至Cap a，静置Imin ;
[0184] 使用电流1,为4A将电池继续恒流充电至Cap b，静置Imin ;
[0185] 使用电流I。为0. 5A将电池继续恒流充电Cap。，静置Imin ;
[0186] 待电池达4. 4V时转恒压充电，至电流降至0. 15A。
[0187] 其中Capa约为30 %满充充电容量，Cap b约为60 %满充充电容量和Cap。分别约为 90%满充充电容量。
[0188] 对比例8
[0189] -种由正极（钴酸锂：三元=3:7)、负极、隔膜、电解液及包装袋，再通过组装、化 成及陈化等工艺制成的电池。常温条件下，此电池的满充充电容量为2000mAh。通过如下步 骤对该电池充电：
[0190] 使用电流13为IA将电池恒流充电至Cap a，静置Imin ;
[0191] 使用电流4为4A将电池继续恒流充电至Cap b，静置Imin ;
[0192] 使用电流I。为0. 5A将电池继续恒流充电Cap。，静置Imin ;
[0193] 待电池达4. 4V时转恒压充电，至电流降至0. 15A。
[0194] 其中Capa约为30 %满充充电容量，Cap b约为60 %满充充电容量和Cap。分别约为 90%满充充电容量。
[0195] 件能测试
[0196] 对按实施例1-15和对比例1-8的方法对锂离子电池进行充电测试，温度监控和析 锂情况检查，测试结果参见表1。
[0197] 测试一：锂离子电池的循环性能测试。在25°C下，将对比例1-8和实施例1-15锂 离子电池各取5支，以给定的充电方法充电，满充静止5min后用以2A恒流放电至3. 0V，如 此反复进行充电和放电，分别计算锂离子电池循环50次、100次、200次和300次后的容量 保持率。
[0198] η次循环后的容量保持率=(第η次循环后的放电容量/首次循环的放电容 量）X 100%。将每组的5支锂离子电池的η次循环后的容量保持率的平均值作为该锂离子 电池的η次循环后的容量保持率。
[0199] 测试二：充电过程电池表面温升在电芯表面中心部位，放上感温线并用耐热胶带 粘紧，将感温线连入多路测温仪，按照测试一的循环方法，对电芯进行充放电测试，多路测 温仪会记录下来电芯表面温度的变化。
[0200] 测试三：在25°C下，将对比例1-8和实施例1-15锂离子电池各取3支，以给定的 充电方法充电，满充静止5min后用以2A恒流放电至3. 0V，如此反复进行充电和放电10次， 最后满充截止，拆电池观察负极表面是否有析锂，等级分为：不析锂，轻微析锂、析锂和严重 析锂。
[0201] 表1.电芯测试结果
[0202]
[0203] 利用本发明方法对锂离子电池进行充电，除了能够缓解电池充电过程产热对电池 性能的影响，还能够提高电池抗析锂性能。Ia对电芯产热，有较大影响，进而影响电芯的循 环性能，I。对电芯的析锂性能有影响，因此合适的13和I。对电芯性能有较大的提高。故本 发明通过调控充电过程中电流和充电容量的变化情况，能够减少锂离子电池充电产热积累 出现峰值的情况，同时提高抗析锂能力，提高了电芯的循环性能。
[0204] 从实施例1-15及对比例1-2可以看出，无论采用大单步电流加上恒压，或是采用 大电流并逐渐减小电流的方式，对电芯的循环和产热都不利，采用逐步加大的充电方式还 使析锂问题更加严重。采用较小的I a充电，对于减小电芯产热及提高电芯的循环性能有较 大帮助，这是由于较小的13可以提高电芯在低充电容量下循环的可逆性。通过优化充电方 法，在没有增加充电时间的基础上，提升了电芯的循环性能，减少了电芯的产热。
[0205] 从实施例1-4可以看出，随着容量Capa的增大产热逐渐减小，析锂不变，循环性能 先提升再稳定。小电流充电至30 %满充充电容量后，在更大充电容量时，小电流充电不会 带来更好的循环性能。主要是由于较低充电容量下，电芯DCR较大，电流越小产热越少。到 30%满充充电容量以上，DCR有所降低，电流对产热影响减弱。
[0206] 从实施例5、6、3可以看出，随着电流Ib的增大产热逐渐增大，析锂不变，循环性能 稳定，当电流提升到4A后循环性能略有变差。这是由于1,处于电芯充电稳定阶段，较大的 Ib由于散热相对较慢带来较大的温升，但循环性能没有恶化，可以用较大的I b电流来提高 电芯的快充能力。
[0207] 从实施例6-8可以看出，随着电流Ia的增大产热逐渐增大，析锂不变，循环性能略 有变差，当电流提升到2A后循环性能明显变差。由于低充电容量下电芯DCR大，电芯的可 逆差，越大的电流相对产热就越多，同时电流过大时对循环性能造成伤害。
[0208] 从实施例8-10可以看出，随着电流I。的增大产热基本不变，析锂变差，在电流为 2A出现析锂，循环性能略有变差。从实施例13、8、11可以看出，随着电流Cap b的增大，电芯 的产热、析锂和循环性能基本不变，当Capb大于70%后产热和循环性能略有变差。充电后 期，电流对产热影响较小，但是电流过大，过电位就越大，容易产生析锂或提前充电截止，所 以合适的I。对电芯性能是有帮助的。
[0209] 从实施例3,14-15,对比例4-8可以看出，当钴酸锂含量大于正极的50%时，本发 明的充电方法使电芯的充电产热和循环性能有较大的改善，然而当钴酸锂含量小于正极的 50 %时或使用其他正极材料时，对电芯充电产热和循环性能改善较小。这是由于材料的特 性决定的，钴酸锂的DCR在低充电容量下很大，所以较小的I a电流充电非常有利于保护电 芯，其他材料该特征不明显，所以影响较小。
[0210] 需要说明的是，根据上述说明书的揭示和阐述，本发明所属领域的技术人员还可 以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施 方式，对本发明的一些等同修改和变更也应当在本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽 管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成 任何限制。
【主权项】
1. 一种锂离子电池充电方法，其特征在于：包括以下步骤： 以电流13对电池恒流充电至容量2-10%，然后静置，静置为时间t a; 以电流Ib对电池继续恒流充电至容量40-70%，然后静置，静置时间为t b; 以电流I。将电池继续恒流充电至容量80-95%，然后静置，静置时间为t以及 以恒压充电至电池容量的100% ; 其中 Ib>Ia，I。。2. 根据权利要求1所述的锂离子充电方法，其特征在于：所述电流I a> I。、Ia= I。或 I。〉Ia。3. 根据权利要求1所述的锂离子充电方法，其特征在于：所述电流I 1-5C，I 3为 0? 1-0. 7C，1。为 0? 2-1C。4. 根据权利要求3所述的充电方法，其特征在于：所述电流匕为1.3-2C，I 3为 0? 3-0. 5C，Ic为 0? 3-0. 7C〇5. 根据权利要求1所述的锂离子充电方法，其特征在于：所述恒压充电的上限电压为 4. 2-4. 5V，充电截止电流为0.01-0. 1C。6. 根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述静置时间t a、tb、tc为1秒~20 分钟，1、仇3。可以相同或不同。7. 根据权利要求1所述的锂离子电池充电方法，其特征在于：所述锂离子电池的正极 包含钴酸锂。8. 根据权利要求6所述的锂离子电池充电方法，其特征在于：所述锂离子电池的正极 包含50wt. %以上的钴酸锂。
【专利摘要】提供一种锂离子电池充电方法，包括以下步骤：以电流Ia对电池恒流充电至容量2-10％，然后静置，静置为时间ta；以电流Ib对电池继续恒流充电至容量40-70％，然后静置，静置时间为tb；以电流Ic将电池继续恒流充电至容量80-95％，然后静置，静置时间为tc；以及以恒压充电至电池容量的100％；其中Ib>Ia,Ic。本发明的充电方法有效减少电芯在大倍率充电过程中的温升；有效防止充电过程中的析锂；提升电芯循环可逆性，提高循环性能。
【IPC分类】H01M4/525, H01M10/44
【公开号】CN105048019
【申请号】CN201510606890
【发明人】王可飞, 陈杰, 耿继斌
【申请人】宁德新能源科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月22日