电池充电的方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种电池充电的方法，涉及电池充电领域，能够有效提高电池的安全性。该方法包括：获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量；根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压；根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗；根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流；根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。本发明实施例适用于对电池快速充电的过程中。
【专利说明】
电池充电的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池充电领域，尤其涉及一种电池充电的方法及装置。
【【背景技术】】
[0002]锂离子电池经过20多年的发展，能量密度得到了极大提升，但是，锂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，如何能够提高电池的充电速度，以有效提升用户的体验是个广受关注的问题。目前普遍应用在锂电池上的充电方法是通过预设的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。这种充电方式会使阳极电位不断下降，从而造成锂离子在阳极表面还原成锂金属而析出。这时产生的锂枝晶会在电极表面进行积累，进而极大地威胁了电池的安全性能。
【
【发明内容】
】
[0003]有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池充电的方法，能够有效提高电池的安全性。
[0004]第一方面，本发明实施例提供了一种电池充电的方法，包括:
[0005]获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量；
[0006]根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压；
[0007]根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗；
[0008]根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流；
[0009]根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。
[0010]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流包括:
[0011]根据公式I= (Ua-ri)/Ra，确定所述当前充电电流I;其中，所述Ua为所述当前阳极开路电压，匕为所述当前阳极阻抗，η为所述析锂电位阈值。
[0012]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电包括:
[0013]在充电过程中，检测充电电压是否达到截止电压；
[0014]当充电电压未达到截止电压时，则维持当前充电方式不变，以继续对所述待充电电池进行充电；
[0015]当充电电压达到截止电压时，则维持当前充电电压，同时将当前充电电流大小变更为截止电流大小，以继续对所述待充电电池进行充电直至充满。
[0016]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线包括:
[0017]使用测试电流对所述待充电电池进行充电；
[0018]在使用测试电流对所述待充电电池进行充电的过程中，采集所述待充电电池处于不同剩余电量时阳极与参比电极之间的电位差，以确定所述待充电电池对应的阳极开路电压曲线。
[0019]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述获取阳极阻抗曲线包括:
[0020]获取所述待充电电池的第一放电电位以及第二放电电位，所述第一放电电位为所述待充电电池以第一放电电流持续放电第一放电时间后的电位，所述第二放电电位为所述待充电电池以第二放电电流持续放电第二放电时间后的电位；
[0021]根据公SRa=(U1-U2)AI2-11)进行计算得到阳极阻抗;其中，U1为所述第一放电电位，U2为所述第二放电电位，12为第一放电电流，Ii为第二放电电流；
[0022]分别采集所述待充电电池处于不同剩余电量时对应的阳极阻抗，以确定所述待充电电池对应的阳极阻抗曲线。
[0023]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述获取析锂电位阈值包括:
[0024]使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电；
[0025]在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，将采集到的所述待充电电池对应的阳极与参比电极之间的最小电位差确定为所述析锂电位阈值。
[0026]结合第一方面的第三或四或五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，在所述根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电之后，还包括:
[0027]当所述待充电电池达到预设充放循环次数时，根据所述待充电电池当前的最大可用容量对已获取到的阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线进行调整。
[0028]第二方面，本发明实施例还提供了一种电池充电的装置，所述装置包括:
[0029]检测模块，用于获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量；
[0030]第一计算模块，用于根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压；
[0031]第二计算模块，用于根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗；
[0032]第三计算模块，用于根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流；
[0033]控制模块，用于根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。
[0034]结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，第三计算模块具体用于根据公式I = (Ua_ri)/Ra，确定所述当前充电电流I;其中，所述Ua为所述当前阳极开路电压，1^为所述当前阳极阻抗，η为所述析锂电位阈值。
[0035]结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述控制丰吴块包括:
[0036]检测单元，用于在充电过程中，检测充电电压是否达到截止电压；
[0037]控制单元，用于当充电电压未达到截止电压时，维持当前充电方式不变，以继续对所述待充电电池进行充电；当充电电压达到截止电压时，维持当前充电电压，同时将当前充电电流大小变更为截止电流大小，以继续对所述待充电电池进行充电直至充满。
[0038]结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述检测丰吴块包括:
[0039]第一充电单元，使用测试电流对所述待充电电池进行充电；
[0040]第一采集单元，用于在使用测试电流对所述待充电电池进行充电的过程中，采集所述待充电电池处于不同剩余电量时阳极与参比电极之间的电位差，以确定所述待充电电池对应的阳极开路电压曲线。
[0041]结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述检测丰吴块包括:
[0042]获取单元，用于获取所述待充电电池的第一放电电位以及第二放电电位，所述第一放电电位为所述待充电电池以第一放电电流持续放电第一放电时间后的电位，所述第二放电电位为所述待充电电池以第二放电电流持续放电第二放电时间后的电位；
[0043]计算单元，用于根据公SRa=(U1-U2)AI2-11)进行计算得到阳极阻抗;其中，瓜为所述第一放电电位，U2为所述第二放电电位，I2为第一放电电流，I1为第二放电电流；
[0044]第二采集单元，用于分别采集所述待充电电池处于不同剩余电量时对应的阳极阻抗，以确定所述待充电电池对应的阳极阻抗曲线。
[0045]结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述检测丰吴块包括:
[0046]第二充电单元，用于使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电；
[0047]第三采集单元，用于在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，将采集到的所述待充电电池对应的阳极与参比电极之间的最小电位差确定为所述析锂电位阈值。
[0048]结合第二方面的第三或四或五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述装置还包括:
[0049]校准模块，用于当所述待充电电池达到预设充放循环次数时，根据所述待充电电池当前的最大可用容量对已获取到的阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线进行调整。
[0050]本发明实施例提供的一种电池充电的方法及装置，通过使用阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量一系列重要参数的获取，并结合这些参数对充电电流进行计算，使得充电过程中阳极电位始终不会下降至会出现析锂现象的电位值，从而有效避免阳极析锂的问题，提高了电池在使用过程中的安全性能。同时，在满足阳极不析锂的情况下，为电池提供了当前所能承受的最大安全充电电流，因此，与传统的恒流恒压充电方式相比，本发明还可以显著地提高充电速度。
【【附图说明】】
[0051]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。
[0052]图1是本发明实施例提供的一种电池充电的方法流程图；
[0053]图2是本发明实施例提供的一种阳极开路电压曲线的示意图；
[0054]图3是本发明实施例提供的一种与SOC相关的阳极阻抗曲线的示意图；
[0055]图4是本发明实施例提供的一种获取阳极开路电压曲线的方法流程图；
[0056]图5是本发明实施例提供的一种获取阳极阻抗的方法流程图；
[0057]图6是本发明实施例提供的一种与温度相关的阳极阻抗曲线的示意图；
[0058]图7是本发明实施例提供的一种获取析锂电位阈值的方法流程图；
[0059]图8是本发明实施例提供的一种在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，阳极与参比电极之间的电位差变化曲线示意图；
[0060]图9是本发明实施例提供的一种充电电流的调整方法流程图；
[0061 ]图10是本发明实施例提供的另一种电池充电的方法流程图；
[0062]图11是本发明实施例提供的一种电池充电的具体实现方法的流程图；
[0063]图12是本发明实施例提供的充电方法与现有方法有关电池寿命的对比图；
[0064]图13是本发明实施例提供的充电方法与现有方法有关充电速度和充电电流的对比图；
[0065]图14是本发明实施例提供的一种电池充电的装置的组成框图；
[0066]图15是本发明实施例提供的另一种电池充电的装置的组成框图；
[0067]图16是本发明实施例提供的另一种电池充电的装置的组成框图；
[0068]图17是本发明实施例提供的另一种电池充电的装置的组成框图；
[0069]图18是本发明实施例提供的另一种电池充电的装置的组成框图；
[0070]图19是本发明实施例提供的另一种电池充电的装置的组成框图。
【【具体实施方式】】
[0071]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。
[0072]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。
[0073]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。
[0074]本发明实施例提供了一种电池充电的方法，可与常见的锂电池等同类型可充电电池配合使用。如图1所示，所述方法包括:
[0075]101、获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量。
[0076]其中，阳极开路电压曲线，可用以表示在电池在持续充电过程中，处于不同剩余电量情况下，阳极电位的变化情况。如图2所示为一种可能的阳极开路电压曲线的示意图，是与S0C(State of Charge剩余电量)相关的函数曲线。
[0077]阳极阻抗曲线，可用以表示在电池不同剩余电量情况下，阳极阻抗的变化情况。如图3所示为一种可能的阳极阻抗曲线，是与SOC相关的函数曲线。
[0078]析锂电位阈值，是在充电电流的确定过程中防止析锂情况出现的基本参数。如果充电过程中阳极电位持续在该电位值以下就会出现析锂情况，而在此点位置之上就没有。
[0079]102、根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压。
[0080]103、根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗。
[0081]104、根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流。
[0082]在本发明实施例中，当前充电电流需要根据公式I= (Ua_ri)/lUi行确定。在该公式中，所述Ua为所述当前阳极开路电压，RaS所述当前阳极阻抗，η为所述析锂电位阈值。该公式考虑到了阳极出现析锂现象的最低点位值，因此通过该公式计算出来的充电电流在达到截止充电电压前，不会出现析锂情况。
[0083 ] 105、根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。
[0084]另外，需要补充说明的是，步骤105的充电电流可以保持不变直至充电电压达到截止电压或电池充满电。
[0085]但为了更准确地控制充电电流，在执行步骤105时还可以对充电时间进行控制，SP在充电达到一定时间后(此时电池会达到新的剩余电量)，此时可重新执行步骤101至104并依据当前新的剩余电量以重新计算新的充电电流，再使用新计算得到的充电电流继续充电到一定时间，以此往复直至充电电压达到截止电压或电池充满电。充电时间越短，则充电电流变动得越频繁，但是对于电池的保护更好，反之，充电时间越长，则充电电流变动得相对平缓，对于电池的保护就比较有限。对于充电时间的控制可以根据实际需要进行配置，例如充电时间设置为Is或2s等，或者剩余电量增长幅度为0.5%或I %。
[0086]本发明实施例提供的一种电池充电的方法，通过使用阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量一系列重要参数的获取，并结合这些参数对充电电流进行计算，使得充电过程中阳极电位始终不会下降至会出现析锂现象的电位值，从而有效避免阳极析锂的问题，提高了电池在使用过程中的安全性能。同时，在满足阳极不析锂的情况下，为电池提供了当前所能承受的最大安全充电电流，因此，与传统的恒流恒压充电方式相比，本发明还可以显著地提高充电速度。
[0087]结合前述实施例的描述，本发明另一实施例还针对步骤101中提到的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值三个参数的获取方法提供了如下具体的实现方式。
[0088]如图4所示为一种获取阳极开路电压曲线的实现方法，具体包括:
[0089 ] A1011、使用测试电流对所述待充电电池进行充电。
[0090]其中，测试电流是一个固定值，可根据经验值进行选择，一般可设置在0.0lC(倍率)到0.1C之间。
[0091]A1012、在使用测试电流对所述待充电电池进行充电的过程中，采集所述待充电电池处于不同剩余电量时阳极与参比电极之间的电位差，以确定所述待充电电池对应的阳极开路电压曲线。
[0092]此处需要说明的是，如果待充电电池内未设有参比电极的话，前述步骤AlOll及A1012可在电池生产或测试过程中通过其它具有参比电极功能的辅助设备进行执行。
[0093]如图5所示为一种获取阳极阻抗曲线的实现方法，具体包括:
[0094]BlOll、获取所述待充电电池的第一放电电位以及第二放电电位。
[0095]其中，所述第一放电电位为所述待充电电池以第一放电电流持续放电第一放电时间后的电位，所述第二放电电位为所述待充电电池以第二放电电流持续放电第二放电时间后的电位。例如，使用第一放电电流0.1C(I1)放电第一放电时间10s，记录放电完成后的阳极电位值Ui，即第一放电电位；以及，使用第二放电电流IC(I2)放电第二放电时间Is，记录放电完成后的阳极电位值U2，即第二放电电位。
[0096]需要说明的是，第一放电电流、第一放电时间、第二放电电流以及第二放电时间，可依据经验值进行设定，前述0.1C、1C、10s及Is仅为示例，本发明实施例对此不作限定。
[0097]B1012、根据公SRa=(U1-U2)AI2-11)进行计算得到阳极阻抗。
[0098]B1013、分别采集所述待充电电池处于不同剩余电量时对应的阳极阻抗，以确定所述待充电电池对应的阳极阻抗曲线。
[0099]另外，补充说明的是，如果待充电电池可能处于不同的温度情况下，还可以根据温度测量与温度相关的阳极阻抗曲线，如图6所示，以在不同环境温度下，提供对B1013步骤得到的阳极阻抗曲线进行校准。
[0100]如图7所示为一种获取析锂电位阈值的实现方法，具体包括:
[0101]ClOll、使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电。
[0102]其中，最大安全充电电流为待充电电池的固有硬件参数，一般不可改变。
[0103]C1012、在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，将采集到的所述待充电电池对应的阳极与参比电极之间的最小电位差确定为所述析锂电位阈值。
[0104]如图8所示为使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程，阳极与参比电极之间的电位差一种可能的变化曲线，在此曲线中η点即为析锂电位阈值。
[0105]进一步的，为了保证电池的安全性，并尽可能延长电池寿命，在本发明实施例的另一种实现方式中，步骤105的实现过程中需要结合待充电电池的截止电压来调整充电电流的大小。具体步骤如图9所示，包括:
[0106]1051、在充电过程中，检测充电电压是否达到截止电压。当充电电压未达到截止电压时，则执行步骤1052 ；否则执行步骤1053。
[0107]1052、维持当前充电方式不变，以继续对所述待充电电池进行充电。
[0108]1053、维持当前充电电压，同时将当前充电电流大小变更为截止电流大小，以继续对所述待充电电池进行充电直至充满。
[0109]在该实施方式中，通过对充电电压的检测以及对充电电流的进一步调整，可以有效避免在电池充电过程中因不合理的充电电压或充电电流对电池的损耗。
[0110]另外，由于电池其有效最大容量会随着充放电过程次数的增加而逐渐减少，因此在执行一定量充放电过程后，需要执行步骤201对步骤101执行过程中获取到的初始阳极开路电压曲线和阳极阻抗曲线进行一定调整，执行于步骤105之后。具体如图10所示，包括:
[0111]201、当所述待充电电池达到预设充放循环次数时，根据所述待充电电池当前的最大可用容量对已获取到的阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线进行调整。
[0112]该调整过程可理解为是一种对这两种曲线的数学变换，假设如图2所示的阳极开路电压曲线中100 % SOC对应于4000mah，则若经过一定次数的充放电循环后，电池100 % SOC仅对应于3200mah，那么需要将初始的阳极开路电压曲线在横轴方向上进行压缩以使得100%S0C的电位点移动到80%S0C的位置形成调整后的阳极开路电压曲线。阳极阻抗曲线的调整方法也与此类似。
[0113]需要说明的是，预设充放循环次数的值设置得越大，则对实现充电电流计算的设备的计算内容要求越高，但是同时也可以提供更高的电池安全性。反之，预设充放循环次数的值设置得越小，则对实现充电电流计算的设备的计算内容要求越低，但是同时提供的电池安全性提升也会比较有限。
[0114]结合前述各实现方式，在此结合以下规格的电池对本发明实施例提供的流程及效果进行具体说明。
[0115]本实施例中提供的电池，是由阴极、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三电极电池。其中阴极96.7%1^0)02+1.7%?￥0?(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lmol/L LiPF6，再加入添加剂(0.5%VC、5%FEC、4%VEC)组成。
[0116]在25°C时，此电池的满充充电容量(SOC)为3900mAh(0.2C)，该电池所能承受的最大安全充电电流1为1.3C，不析锂过电位η为-70mV，充电截止电压Vo为4.35V。
[0117]其流程步骤如图11所示，包括:
[0118]301、在电池充电之前，获取阳极开路电压曲线和阳极阻抗随SOC(和温度)的变化关系，并将电池的最大安全充电电流Iq以及不析锂过电位η输入到检测模块。
[0119]302、根据公式l = (ua-n)/Rag动计算出充电电流并给电池充电。
[0120]303、当充电电压到达截止电压4.35V时，恒压充电到截止电流0.05C。
[0121]304、当充放电循环每增加I个循环时，重新获取阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线，并重新调整充电电流进行充电。
[0122]在此条件下，现有技术的充电方法为在25°C的温度下，对此电池进行常规的恒流恒压充电。即以1.5C恒流充电到截止电压4.35V，然后4.35V恒压充电到截止电流0.05C。
[0123]本发明实施例提供的电池充电方法与现有充电方法相比，由于避免了析锂现象的出现，因而有效提高了电池的安全性，进而保证了电池的高寿命。如图12所示在前述条件下，不同充放电循环次数下，两种方法对电池寿命的影响，可以明显地看出，本发明实施例提供的电池充电方法提供了更高的电池寿命。
[0124]同时，本发明实施例提供的电池充电方法所带来的充电速度的提升也是较为明显的，如图13所示，在达到电池同样电量的条件下，本发明实施例提供的电池充电方法在大部分情况下都是由于现有充电方法。
[0125]本发明实施例还提供了一种电池充电的装置，可用于实现前述各方法流程，如图14所示，包括:
[0126]检测模块41，用于获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、防析锂电位阈值以及剩余电量。
[0127]第一计算模块42，用于根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压。
[0128]第二计算模块43，用于根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗。
[0129]第三计算模块44，用于根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流。
[0130]控制模块45，用于根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。
[0131]可选的是，第三计算模块44具体用于根据公式I= (Ua_ri)/Ra，确定所述当前充电电流I;其中，所述Ua为所述当前阳极开路电压，RaS所述当前阳极阻抗，η为所述析锂电位阈值。
[0132]可选的是，如图15所示，所述控制模块45包括:
[0133]检测单元451，用于在充电过程中，检测充电电压是否达到截止电压。
[0134]控制单元452，用于当充电电压未达到截止电压时，维持当前充电方式不变，以继续对所述待充电电池进行充电；当充电电压达到截止电压时，维持当前充电电压，同时将当前充电电流大小变更为截止电流大小，以继续对所述待充电电池进行充电直至充满。
[0135]可选的是，如图16所示，所述检测模块41包括:
[0136]第一充电单元411，使用测试电流对所述待充电电池进行充电。
[0137]第一采集单元412，用于在使用测试电流对所述待充电电池进行充电的过程中，采集所述待充电电池处于不同剩余电量时阳极与参比电极之间的电位差，以确定所述待充电电池对应的阳极开路电压曲线。
[0138]可选的是，如图17所示，所述检测模块41包括:
[0139]获取单元413，用于获取所述待充电电池的第一放电电位以及第二放电电位，所述第一放电电位为所述待充电电池以第一放电电流持续放电第一放电时间后的电位，所述第二放电电位为所述待充电电池以第二放电电流持续放电第二放电时间后的电位。
[0140]计算单元414，用于根据公式Ra=(U1-U2)AI2-11)进行计算得到阳极阻抗;其中，U1为所述第一放电电位，U2为所述第二放电电位，I2为第一放电电流，I1为第二放电电流；
[0141]第二采集单元415，用于分别采集所述待充电电池处于不同剩余电量时对应的阳极阻抗，以确定所述待充电电池对应的阳极阻抗曲线。
[0142]可选的是，如图18所示，所述检测模块41包括:
[0143]第二充电单元416，用于使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电。
[0144]第三采集单元417，用于在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，将采集到的所述待充电电池对应的阳极与参比电极之间的最小电位差确定为所述析锂电位阈值。
[0145]可选的是，如图19所示，所述装置还包括:
[0146]校准模块46，用于当所述待充电电池达到预设充放循环次数时，根据所述待充电电池当前的最大可用容量对已获取到的阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线进行调整。
[0147]本发明实施例提供的一种电池充电的装置，通过使用阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量一系列重要参数的获取，并结合这些参数对充电电流进行计算，使得充电过程中阳极电位始终不会下降至会出现析锂现象的电位值，从而有效避免阳极析锂的问题，提高了电池在使用过程中的安全性能。同时，在满足阳极不析锂的情况下，为电池提供了当前所能承受的最大安全充电电流，因此，与传统的恒流恒压充电方式相比，本发明还可以显著地提高充电速度。
[0148]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。
[0149]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。
[0150]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。
[0151]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。
[0152]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-Only Memory，R0M)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0153]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。
【主权项】
1.一种电池充电的方法，其特征在于，所述方法包括: 获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电量； 根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压； 根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗； 根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流； 根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流包括: 根据公式I = (Ua_ri)/Ra，确定所述当前充电电流I;其中，所述匕为所述当前阳极开路电压，1^为所述当前阳极阻抗，η为所述析锂电位阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电包括: 在充电过程中，检测充电电压是否达到截止电压； 当充电电压未达到截止电压时，则维持当前充电方式不变，以继续对所述待充电电池进行充电； 当充电电压达到截止电压时，则维持当前充电电压，同时将当前充电电流大小变更为截止电流大小，以继续对所述待充电电池进行充电直至充满。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线包括: 使用测试电流对所述待充电电池进行充电； 在使用测试电流对所述待充电电池进行充电的过程中，采集所述待充电电池处于不同剩余电量时阳极与参比电极之间的电位差，以确定所述待充电电池对应的阳极开路电压曲线。5.根据所述权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取阳极阻抗曲线包括: 获取所述待充电电池的第一放电电位以及第二放电电位，所述第一放电电位为所述待充电电池以第一放电电流持续放电第一放电时间后的电位，所述第二放电电位为所述待充电电池以第二放电电流持续放电第二放电时间后的电位； 根据公SRa=(U1-U2)AI2-11)进行计算得到阳极阻抗;其中，山为所述第一放电电位，U2为所述第二放电电位，12为第一放电电流，Ii为第二放电电流； 分别采集所述待充电电池处于不同剩余电量时对应的阳极阻抗，以确定所述待充电电池对应的阳极阻抗曲线。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取析锂电位阈值包括: 使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电； 在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，将采集到的所述待充电电池对应的阳极与参比电极之间的最小电位差确定为所述析锂电位阈值。7.根据权利要求4至6任意一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电之后，还包括: 当所述待充电电池达到预设充放循环次数时，根据所述待充电电池当前的最大可用容量对已获取到的阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线进行调整。8.一种电池充电的装置，其特征在于，所述装置包括: 检测模块，用于获取待充电电池对应的阳极开路电压曲线、阳极阻抗曲线、析锂电位阈值以及剩余电; 第一计算模块，用于根据所述阳极开路电压曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极开路电压； 第二计算模块，用于根据所述阳极阻抗曲线以及所述剩余电量，确定当前阳极阻抗；第三计算模块，用于根据所述当前阳极开路电压、所述当前阳极阻抗以及所述析锂电位阈值，确定当前充电电流； 控制模块，用于根据所述当前充电电流对所述待充电电池进行充电。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第三计算模块具体用于根据公式I= (Ua-n)/Ra，确定所述当前充电电流I;其中，所述Ua为所述当前阳极开路电压，RaS所述当前阳极阻抗，η为所述析锂电位阈值。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括: 检测单元，用于在充电过程中，检测充电电压是否达到截止电压； 控制单元，用于当充电电压未达到截止电压时，维持当前充电方式不变，以继续对所述待充电电池进行充电；当充电电压达到截止电压时，维持当前充电电压，同时将当前充电电流大小变更为截止电流大小，以继续对所述待充电电池进行充电直至充满。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括: 第一充电单元，使用测试电流对所述待充电电池进行充电； 第一采集单元，用于在使用测试电流对所述待充电电池进行充电的过程中，采集所述待充电电池处于不同剩余电量时阳极与参比电极之间的电位差，以确定所述待充电电池对应的阳极开路电压曲线。12.根据所述权利要求10所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括: 获取单元，用于获取所述待充电电池的第一放电电位以及第二放电电位，所述第一放电电位为所述待充电电池以第一放电电流持续放电第一放电时间后的电位，所述第二放电电位为所述待充电电池以第二放电电流持续放电第二放电时间后的电位； 计算单元，用于根据公SRa=(U1-U2)AI2-11)进行计算得到阳极阻抗;其中，U1为所述第一放电电位，U2为所述第二放电电位，I2为第一放电电流，I1为第二放电电流； 第二采集单元，用于分别采集所述待充电电池处于不同剩余电量时对应的阳极阻抗，以确定所述待充电电池对应的阳极阻抗曲线。13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括: 第二充电单元，用于使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电； 第三采集单元，用于在使用最大安全充电电流对所述待充电电池进行充电的过程中，将采集到的所述待充电电池对应的阳极与参比电极之间的最小电位差确定为所述析锂电位阈值。14.根据权利要求11至13任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 校准模块，用于当所述待充电电池达到预设充放循环次数时，根据所述待充电电池当前的最大可用容量对已获取到的阳极开路电压曲线以及阳极阻抗曲线进行调整。
【文档编号】H01M10/44GK105870525SQ201610447577
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】骆福平, 罗宇, 王升威, 方占召, 高潮, 郑强
【申请人】宁德新能源科技有限公司