电池快速充电方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池快速充电方法。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池经过20多年的发展，能量密度得到了极大提升，但是，裡离子电池技 术发展到现在，能量密度的提升已经到了瓶颈阶段。在有限的能量密度下，提高电池的充电 速度，可W有效提升用户的体验。因此，能实现快速充电的高能量密度裡离子电池将会在未 来的竞争中脱颖而出。
[0003] 在保证高能量密度的前提下，为了提高裡离子电池的充电速度，裡电工作者在改 变电池活性材料、集流体，及优化电解液成分等方面做了大量的工作，使电池的快速充电性 能得到很大的改善。但同时也造成电池成本的提高，并使相关工艺更加复杂。在不改变裡 电池原有配方和结构的基础上，通过改变充电条件，也能达到一定的优化效果。
[0004] 现有的充电是一种通过恒定电流持续充电至某一电位后在此电位恒压充电的方 式。送种充电方式会使阴极电位不断升高，而阳极电位不断下降。当阳极电位达到OV W下 时，会造成裡离子在阳极表面还原成裡金属而析出。特别是在低温条件下，由于裡电池自身 离子和电子导电能力的下降，充电过程中会引起极化程度的加剧，持续充电的方式，会使得 送种极化表现的愈加明显，同时增加了析裡形成的可能性，而裡枝晶在电极表面的积累，会 极大地威胁到电池的安全性能。
【发明内容】
[0005] 鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池快速充电方法，其 能提高电池的充电安全性能。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种电池快速充电方法，其能提高电池的充电速度。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种电池快速充电方法，其包括步骤；（1) W恒 定电流Il充电，充电时间为ti ;似故直定电流Iz充电，充电时间为t2 ;做故直定电流Iz放 电，放电时间为t3,如此循环，直到到达电池的预充电电压；（4)到达电池的预充电电压后， 静置时间为t4, W恒定电流13充电，到达电池的截止电压后，W恒定电压充电直到截止电流 !4 ;其中，l2〈Il,心〈*1, t3〈ti, I2〈l3《Il, I4《！2。
[000引本发明的有益效果如下：
[0009] 本发明采用一个宽的大电流脉冲搭配一个窄的小电流脉冲的充电方式，W减小大 脉冲电流充电所带来的极化，再用一个窄的小电流脉冲进行放电，进一步消除极化，由此， 大大消除了电池的极化问题，减小电池的阳极表面裡离子浓度，从而避免阳极的裡析出，进 而避免了由于阳极的裡析出而引发的电池的安全问题、提高了电池的充电安全性能。同时， 因为本发明的电池快速充电方法的脉冲充电阶段能够减小极化，所W可W增加整个脉冲充 电的时间，从而缩短电池满充的时间，而且大大提高了脉冲充电阶段（即充电前期）的充电 速度。
【附图说明】
[0010] 图1为根据本发明的电池快速充电方法的过程示意图；
[0011] 图2为根据本发明的电池快速充电方法的实施例1的过程示意图；
[0012] 图3为根据本发明的电池快速充电方法的对比例的过程示意图；
[0013] 图4为图2的实施例1与图3的对比例的充电电压和充电SOC随时间的变化曲线 图。
【具体实施方式】
[0014] 下面参照附图来详细说明根据本发明的电池快速充电方法。
[001引参照图1，根据本发明的电池快速充电方法包括步骤；（1)从直定电流Ii充电，充 电时间为ti ; (2) W恒定电流Iz充电，充电时间为t2 ; (3) W恒定电流Iz放电，放电时间为 t3,如此循环，直到到达电池的预充电电压；（4)到达电池的预充电电压后，静置时间为t4， W恒定电流I3充电，到达电池的截止电压后，W恒定电压充电直到截止电流I4;其中，l2<Il， t2〈ti, t3〈ti, 《！1, I4《I2。
[0016] 在本发明的电池快速充电方法中，大电流（Ii)脉冲充电（即步骤（1))有利于缩短 充电时间，而小电流（12)脉冲充电（即步骤（2)) -方面减小裡离子到达阳极表面的速度， 从而减缓极化的产生；另一方面，给阳极表面裡离子向阳极内部的扩散一定的缓冲时间。本 发明采用一个宽的（ti)大电流（Ii)脉冲（即步骤（1))搭配一个窄的（t2)小电流（12)脉 冲（即步骤似）的充电方式，W减小大脉冲电流充电所带来的极化，再用一个窄的（t3)小 电流山）脉冲进行放电（即步骤做），进一步消除极化，由此，大大消除了电池的极化问 题，减小电池的阳极表面裡离子浓度，从而避免阳极的裡析出，进而避免了由于阳极的裡析 出而引发的电池的安全问题、提高了电池的充电安全性能。同时，因为本发明的电池快速充 电方法的脉冲充电阶段能够减小极化，所W可W增加整个脉冲充电的时间，而且大大提高 了脉冲充电阶段（即充电前期）的充电速度，从而能够缩短电池满充的时间。
[0017] 在根据本发明的电池快速充电方法中，所述电池快速充电方法在常温下进行。
[001引在根据本发明的电池快速充电方法中，电流值Ii可为2. 5C-3C，充电时间ti可为 10S-30S ;电流值Iz可为0. 02C-0. 2C，充电时间t2可为Is-IOs ;Ii/l2的范围可为12. 5-125， ti/t2的范围可为2-10。电流值12小于电流值Ii,减缓W电流Ii充电所产生的极化，充电时 间t2小于充电时间ti，避免小电流脉冲的时间太长而影响充电速度。
[0019] 在根据本发明的电池快速充电方法中，在步骤（3)中，放电时间t3可为ls-10s，ti/ t3的范围可为3-10。放电时间t3为Is-lOs，从而进一步降低阳极表面裡离子浓度，如果放 电时间太长会影响整体充电速度，时间太短不足W消除极化。
[0020] 在根据本发明的电池快速充电方法中，在步骤（4)中，静置时间t4可为10S-60S、 电流值Is可为1. C-3. C、电流值I4可为0. 01C-0. 1C。静置时间t4为10s-60s，从而减小脉 冲充电带来的极化，便于后续恒流充电，恒定电流Is为1. C-3. C，满足各种电池的所需，适应 不同的取值范围。
[0021] 在根据本发明的电池快速充电方法中，步骤（3)中，预充电电压可为Va-Vk,其中， V。为电池的临界电压值，Vk为避免阳极析裡所设置的低于临界电压的电压值。Vk主要是基 于脉冲充电阶段会带来很大的极化，为了避免阳极电位过低导致析裡来进行设置的。
[002引在根据本发明的电池快速充电方法中，4. 2《Vd<4. 5V;0<Vk《0.05V。需说明的 是，Vk不能设置过高，如果Vk设置过高，会降低脉冲充电阶段的预充电电压，从而减弱本发 明的技术效果。
[0023] 在根据本发明的电池快速充电方法中，在步骤（4)中，截止电压可为V。。
[0024] 在根据本发明的电池快速充电方法中，在一实施例中，预充电电压为4. 34V，截止 电压为4. 35V。
[0025] 在根据本发明的电池快速充电方法中，所述的电池可为裡离子电池、铅酸电池、媒 氨电池、或媒領电池。
[0026] 下面说明采用根据本发明的电池快速充电方法的电池的实施例、对比例、测试过 程及测试结果。
[0027] 实施例1
[0028] 一种由阴极、阳极、隔膜、电解液及包装壳，再通过组装、化成及陈化等工艺制成的 电池。其中阴极由96. 7% LiCo〇2+l. 7% PVDF(作为粘结剂）+1. 6% SP(作为导电剂）混合 组成，阳极由98%人造石墨+1. 0% SBR(作为粘结剂）+1. 0% CMC(作为增稠剂）混合组成， 隔膜为PP/PE/PP复合膜，电解液由有机溶剂（30% EC+30% PC+40% DEC)与Imol/L LiPFe, 再加入添加剂（0.5%￥(：、5%阳(：、4%￥6〇组成，其中百分比均为质量百分比。251：时，此 电池的满充充电容量（SOC)为1700mAh化2C)，截止电压V。为4. 35V。在25°C的温度下，采 用本发明的电池快速充电方法对此电池进行充电，具体步骤（参照图2)如下：
[002引 1) W恒定电流2. 5C充电，充电时间为20s ;
[0030]。故直定电流0.1 C充电，充电时间为2s ;
[003。 如从直定电流0.1 C放电，放电时间为3s，如此循环，直到到达电池的预充电电压 4. 34V ；
[003引 4)到达电池的预充电电压4. 34V后，静置时间为30s，故直定电流1. 3C充电，到达 电池的截止电压4. 35V后，W恒定电压充电到截止电流0. 05C。
[003引 实施例2
[0034] 所采用的电池与实施例1相同。
[0035] 在25 C的温度下，采用本发明的电池快速充电方法对此电池进行充电，具体步骤 如下：
[003引 1) W恒定电流3C充电，充电时间为20s ;
[0037]。故直定电流0.05C充电，充电时间为2s ;
[003引扣故直定电流0.