[发明专利]锂离子电池充电方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种能够缩短电池充电时间的锂离子电池充电方法。

背景技术

随着现代社会与科学技术的不断发展，笔记本电脑、平板电脑与手机等电子产品得到比较广泛的应用，而锂离子电池作为一种绿色电源，因其具有能量密度高和循环寿命长等优点，被广泛地应用于各种电子产品中。

然而，当前电子产品的竞争日趋激烈，在这种情况下，电子产品必须具有竞争优势才能拥有市场，以笔记本电脑电池为例，目前具有市场竞争力的产品的充电方式已经从标准充电方式变成大倍率快速充电方式，以达到节省充电时间的目的。但目前市场上采用的大倍率快速充电方式（或称之为“快充模式”）仅仅局限于用一个单一的大倍率电流进行充电，例如，目前的快充模式是在某个温度下采用一大倍率电流进行恒流充电，从初始电压开始充电，一直到上限截止电压结束，电流一直不变。虽然这种充电方式比较简单，但是，采用这种充电方法对电池进行充电时，由于电池在不同阶段的极化不同，因此导致充电过程中锂离子不能达到“均衡”充电，也就是说，在本该可以快速充电的时候，却没有快速充电，在本不能快速充电的过程中，却存在快速充电。因此，这种充电方法对电池性能有较大的影响，一个比较明显的影响是电池容量的降低，这是由于电池中不可避免的存在着欧姆极化、电化学极化以及浓差极化，当采用一个比较大的充电倍率时，电池浓差极化与电化学极化则相应增加，极片中的Li⁺ 迁移受阻，在规定的时间内可供嵌入或脱嵌的Li⁺ 数量降低，从而导致电池容量降低许多。除此之外，这种充电方式对电池的循环性能也会造成较大的影响。同时，如果一直采用一个比较大的倍率电流进行充电，电池温升也会比较高。

为了解决上述问题，现有的技术方案中提出一些改进措施，比如可以通过降低电池的极化，以消除电池在充电过程中的电化学极化与浓差极化，但是这种方法却在一定程度上降低了电池的能量密度。

有鉴于此，确有必要提供一种在不影响电池的能量密度与循环性能的前提下，能够有效缩短充电时间的锂离子电池充电方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池充电方法，该方法能够在不影响电池的能量密度与循环性能的前提下，有效地缩短充电时间。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂离子电池充电方法，包括以下步骤，第一步，测试电池在稳态充电过程中的电压-充电容量百分比曲线，确定电压平台区间和电压非平台区间，所述电压平台区间的电压变化斜率小于0.6，所述电压非平台区间的电压变化斜率大于或等于0.6；第二步，在电压非平台区间内，以第一充电倍率对电池进行充电；在电压平台区间内，以第二充电倍率对电池进行充电，第二充电倍率和第一充电倍率的比值为1.2-4，并且第一充电倍率为0.2C-0.7C。

具体的，充电倍率需要根据电压平台区间而进行调整，在充电过程中，不区分充电倍率先后次序：可以先在电压非平台区间以小倍率或正常倍率进行充电，当充电至电压平台区间时，充电倍率再跃至大倍率进行充电；也可以先在电压平台区间以大倍率进行充电，当充电至电压非平台区间时，充电倍率再降至小倍率或正常倍率进行充电。但需要注意的是，当平台比较高时，大倍率的选用标准应以不超过锂离子电池析锂时的倍率为准，或者说，充电末端，充电倍率应恢复到正常或标准倍率进行充电。

作为本发明锂离子电池充电方法的一种改进，第二充电倍率小于锂离子电池析锂时的倍率。

作为本发明锂离子电池充电方法的一种改进，所述电压平台区间为一个，所述电压非平台区间为两个，并且所述电压平台区间连接于两个所述电压非平台区间之间。电池在进行充电时，电压上升区间会出现一个或多个电压平台区间，充电倍率应根据电压平台区间的电压变化斜率进行选择，当电压平台区间的电压变化斜率越小时，也即平台越平时，充电倍率应越大，但最大倍率应以不超过锂离子电池析锂时的倍率为准。

作为本发明锂离子电池充电方法的一种改进，第一充电倍率为0.5C-0.7C，第二充电倍率为1.3C-2.0C。

作为本发明锂离子电池充电方法的一种改进，所述电压平台区间和所述电压非平台区间均为两个，两个所述电压平台区间相互连接后连接于两个所述电压非平台区间之间。

作为本发明锂离子电池充电方法的一种改进，第一充电倍率为0.5C-0.7C，第二充电倍率为1.3C-1.8C。