本发明属于二次电池领域，更具体地说，本发明涉及一种二次电池充电方法。
背景技术：
锂离子电池或聚合物锂离子电池在充电时都有一个公知的充电限制电压，充电采用恒流恒压的方式进行，即：先用恒流充电，充电到公知充电限制电压时改为以公知充电限制电压恒压充电，这时充电电流逐渐减小，当减小到0.01C～0.05C时停止充电。在恒流充电阶段，电池两端电压由两部分组成，一部分是电池正负极间的稳定电压，另一部分是由欧姆内阻、浓差极化和电化学极化带来的电压差。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，欧姆内阻压降减小，浓差极化压降也减小，当充电电流减小到0.05C时，欧姆电阻上的压降和各种极化压降都减小到很小，达到可以忽略的程度，电池两电极间的稳定电压近似达到公知的充电限制电压。这种充电方式充电时间长，尤其是恒压充电阶段的时间长，而恒压充电过程中，电池一直处于高电压状态，电池的使用寿命受到极大的影响。因此，需要提高恒流充电时间并尽量缩短恒压充电时间，以减小整个充电过程的时间，这一方面可以实现对二次锂电池的应急快速充电，另一方面也可以延长电芯的使用寿命，尤其是在温度较高环境中的使用寿命。
已公开的一些二次电池充电技术直接摒弃了恒压充电过程，而采用单纯的恒流进行充电。其中一种大电流恒流充电方法，其充电的终止电压大于公知的充电限制电压，充电时间因而缩短，但在一些情况下电池不能充满电，使用范围受到限制。另一种恒流充电方法通过提高恒流充电的限制电压来提高充电速度，但其难以控制充电容量是否与电芯额定容量一致，且容易产生局部过充的问题。这些单纯的恒流充电方法由于没有恒压充电过程消除大电流充电带来的极化影响，导致电芯的使用寿命受到限制。
多年来研究人员提出了许多二次电池快速充电的方法，这些方法中有些仅能在特殊场合应用，有些方法制成的充电器因使用繁琐、或价格昂贵、或不适用而不能推广应用。
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述问题的二次电池充电方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种二次电池充电方法，该方法充电速度快，且能够有效延长二次电池的使用寿命。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种二次电池充电方法，其包括以下步骤：
步骤一，对二次电池恒流充电到限制电压VZ，其中，VZ大于公知恒流充电限制电压V0；
步骤二，对步骤一中的二次电池以电压VZ进行恒压充电，恒压充电电流降低到终止电流IZ时停止充电，其中，终止电流IZ大于公知恒压充电终止电流I0。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述方法还包括将二次电池置于12～45℃环境中的步骤，此步骤在步骤一之前完成。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤一的限制电压VZ满足关系VZ＝V0+ΔV，其中，0V<ΔV<0.1V。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤二的终止电流IZ满足关系IZ＝I0×n，其中，1<n<10。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤二具体为，对二次电池以电压VZ进行恒压充电，若恒压充电电流降低到公知恒压充电终止电流I0之前，电池容量QZ与公知充电容量Q0满足0.98Q0<QZ<1.02Q0，则停止充电，停止充电时的充电电流即为终止电流IZ。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤一中对二次电池恒流充电到限制电压VZ，具体为对二次电池以大于0.5C的充电倍率恒流充电到限制电压VZ。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤一中的公知恒流充电限制电压V0为2.0～5.0V。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤一中的二次电池的阳极为石墨、软碳和硬碳中的一种，阴极为钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂和镍钴锰酸锂中的一种，公知恒流充电限制电压V0为4.2～5.0V。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤一中的二次电池的阳极为石墨，阴极为磷酸铁锂，公知恒流充电限制电压V0为3.6～3.8V。
作为本发明二次电池充电方法的一种改进，所述步骤二中的公知恒压充电终止电流I0为0.01～0.1C。
与现有技术相比，本发明二次电池充电方法具有以下技术效果：通过在恒流恒压充电方法中设置一定的恒流充电限制电压和恒压充电终止电流，降低了电池充电过程中高电压充电的时间，在不损失电池容量的前提下，显著提高了电池的充电速度，有效延长了电池的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明二次电池充电方法及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本发明二次电池充电方法的流程图。
图2为本发明二次电池充电方法的实施例1与对比例1的恒流充电电压与恒压充电电流的曲线图。
图3为本发明二次电池充电方法的实施例1与对比例1的充电容量的曲线图。
图4为本发明二次电池充电方法的实施例1与对比例1的容量保持率的曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参照图1所示，本发明二次电池充电方法包括以下步骤。
步骤101，将二次电池置于12～45℃环境中。
步骤103，对二次电池以大于0.5C的充电倍率恒流充电到限制电压VZ，VZ满足关系：VZ＝V0+ΔV，其中，0V<ΔV<0.1V。
步骤105，对二次电池以电压VZ进行恒压充电，恒压充电电流降低到终止电流IZ时停止充电，终止电流IZ满足关系IZ＝I0×n，其中，1<n<10。
实际操作时可以先对二次电池以电压VZ进行恒压充电，若恒压充电电流降低到公知恒压充电终止电流I0之前，电池容量QZ与公知充电容量Q0满足0.98Q0<QZ<1.02Q0，则停止充电，停止充电时的充电电流即为终止电流IZ。
以下为本发明二次电池充电方法的实施例。
实施例1
步骤201，将制成的二次电池放在45℃的恒温环境中。
二次电池的阳极为石墨，阴极为钴酸锂。25℃时，二次电池的满充额定充电容量Q0为3730mAh，满充截止电压V0为4.45V。
步骤203，对二次电池以1.5C的充电倍率恒流充电至限制电压4.48V。
步骤205，对二次电池以4.48V恒压充电至终止电流0.746A，停止充电。
对比例1
对比例1采用与实施例1基本相同的步骤，区别仅在于恒流充电的限制电压为4.45V、恒压充电的终止电流为0.187A。
图2为实施例1和对比例1的恒流充电的电压和恒压充电的电流随时间变化的曲线图。由图可见，相对于对比例1，实施例1的恒压充电阶段的时间缩短。
图3为实施例1和对比例1的充电过程中充电容量SOC随时间变化的曲线图。由图可见，相对于对比例1，实施例1的满充充电时间由71min缩短至54min。
为了检验本发明二次电池充电方法所达到的技术效果，以实施例1和对比例1充电后的二次电池作为测试对象，在45℃的恒温条件下，分别对测试对象以1C的倍率做1000次的循环充放电测试，测试结果如图4和表1所示。由表可见，相对于对比例1，实施例1在1000次充放电循环后其容量保持率由72％增加至82％。
表1、实施例与对比例的充电时间和容量保持率对比
实施例2
步骤301，将制成的二次电池放在25℃的恒温环境中。
二次电池的阳极为石墨，阴极为钴酸锂。25℃时，二次电池的满充额定充电容量Q0为3500mAh，满充截止电压V0为4.40V。
步骤303，对二次电池以2C的充电倍率恒流充电至限制电压4.45V。
步骤305，对二次电池以4.45V恒压充电至终止电流0.81A，停止充电。
对比例2
对比例2采用与实施例2基本相同的步骤，区别仅在于恒流充电的限制电压为4.40V、恒压充电的终止电流为0.175A。
同样，以实施例2和对比例2充电后的二次电池作为测试对象，在25℃的恒温条件下，分别对测试对象以1C的倍率做1000次的循环充放电测试。
实施例2和对比例2的满充时间以及充放电测试的测试结果如表1所示。由表可见，相对于对比例2，实施例2的满充充电时间由78min缩短至62min，容量保持率由83％增加至87％。
实施例3
步骤401，将制成的二次电池放在25℃的恒温环境中。
二次电池的阳极为石墨，阴极为磷酸铁锂。25℃时，二次电池的满充额定充电容量Q0为1850mAh，满充截止电压V0为3.70V(这种电池体系的公知恒流充电限制电压V0为3.6～3.8V)。
步骤403，对二次电池以3C的充电倍率恒流充电至限制电压3.80V。
步骤405，对二次电池以3.80V恒压充电至终止电流0.63A，停止充电。
对比例3
对比例3采用与实施例3基本相同的步骤，区别仅在于恒流充电的限制电压为3.70V、恒压充电的终止电流为0.093A。
同样，以实施例3和对比例3充电后的二次电池作为测试对象，在25℃的恒温条件下，分别对测试对象以1C的倍率做1000次的循环充放电测试。
实施例3和对比例3的满充时间以及充放电测试的测试结果如表1所示。由表可见，相对于对比例3，实施例3的满充充电时间由58min缩短至50min，容量保持率由90％增加至94％。
实施例4
步骤501，将制成的二次电池放在12℃的恒温环境中。
二次电池的阳极为石墨，阴极为钴酸锂。25℃时，二次电池的满充额定充电容量Q0为2870mAh，满充截止电压V0为4.35V。
步骤503，对二次电池以1.5C的充电倍率恒流充电至限制电压4.37V。
步骤505，对二次电池以4.37V恒压充电至终止电流0.19A，停止充电。
对比例4
对比例4采用与实施例4基本相同的步骤，区别仅在于恒流充电的限制电压为4.35V、恒压充电的终止电流为0.14A。
同样，以实施例4和对比例4充电后的二次电池作为测试对象，在12℃的恒温条件下，分别对测试对象以1C的倍率做1000次的循环充放电测试。
实施例4和对比例4的满充时间以及充放电测试的测试结果如表1所示。由表可见，相对于对比例4，实施例4的满充充电时间由112min缩短至97min，容量保持率由80％增加至85％。
需要说明的是，实施例1、2和4中二次电池的阳极为石墨，其阴极除钴酸锂外，还可以为锰酸锂、镍钴酸锂或镍钴锰酸锂等，这种电池体系的公知恒流充电限制电压V0为4.2～5.0V。一般来说，二次电池的电池体系的公知恒流充电限制电压V0在2V到5V之间，公知恒压充电终止电流I0在0.01C到0.1C之间。
由以上实施例和对比例可以看出，提高大电流恒流充电的限制电压(大于公知的限制电压)，可延长恒流充电的时间，并且在大于公知的限制电压条件下恒压充电、提高终止电流(大于公知的恒压充电终止电流)可缩短恒压充电时间，从而达到降低电池整体充电时间的目的。同时，恒压充电时间越短，则电池在高温高电压状态下充电的时间越短，这有利于电池循环寿命的改善。
相对于现有技术，本发明的二次电池充电方法通过在恒流恒压充电方法中设置一定的恒流充电限制电压和恒压充电终止电流，降低了电池充电过程中高电压充电的时间，在不损失电池容量的前提下，显著提高了电池的充电速度，有效延长了电池的使用寿命。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入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。