[发明专利]二次电池的充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次电池的充电方法，并且更具体地涉及一种二次电池充电方法，该方法包括以第一充电率(C-rate)将二次电池从初始充电电压充电至第一充电电压的第一充电步骤，以及在二次电池的电压达到第一充电电压后，在不超过第一充电率的范围内逐渐降低充电率的同时，将二次电池充电至目标电压的第二充电步骤。

背景技术

近年来，随着移动装置，诸如便携式计算机、移动电话和相机的日益发展，并且对这些移动装置的需求增加，对于用作移动装置的能源的二次电池的需求也急剧增加。这些二次电池中的一种是锂二次电池，锂二次电池具有高能量密度和运行电势、长循环寿命和低自放电率，已经对锂二次电池执行了许多研究，并且现在商业化并且广泛使用锂二次电池。

可在放电后对二次电池重新充电，以便能够继续使用二次电池。然而，基于充电和放电状态，二次电池具有不同性能。出于该原因，已经做出提高二次电池的充电方法的努力，以便能够提高二次电池的性能。

图1是示出传统恒定电流(CC)-恒定电压(CV)充电方法(下文称为CC-CV充电方法)中的充电电流和充电电压之间的关系的视图，该方法通常被用作上述二次电池的充电方法。如图1中所示，CC-CV充电方法是这样一种方法，即以最大电流对二次电池充电，直到二次电池的电压达到预定电池电压，并且在二次电池的电压达到预定电池电压后，在逐渐降低充电电流的同时对二次电池充电。

图2是示出图1中所示的每一步骤的充电周期与充电时间之间的关系的视图。在第一步骤中，以恒定电流对电池充电，直到电池电压的电压升高至充电限制电压。当电池电压的电压升高至充电限制电压时，在第二步骤处，电池饱和，并且在逐渐降低充电电流的同时对电池充电。此时，电池电压的电压达到最高电池电压。随后，基于电池的电压，对电池执行辅助充电。对于锂离子电池，不可能使用过电压过充，并且涓流充电可能损伤电池。出于该原因，在不施加涓流充电的同时执行辅助充电。(涓流充电是一种连续地向蓄电池提供下列充电电流的方法，该充电电流的大小近似于自放电电流，以便在其中使用蓄电池作为紧急电极的情况下，始终保持对蓄电池充电。)

在恒定电流充电周期(步骤1)期间，以0.5C或更小的充电率的低恒定电流对电池充电约1小时。结果，在恒定电流充电周期后，补充充电(topping charge)周期(步骤2)相对长。另外，检测时间或电流，以控制充电完成。因此，在传统的CC-CV充电方法中，充电率直接与时间成比例。

在上述传统充电方法中，当对电池充电100分钟时，充电率约为85％或更少。因此，为了实现至少90％的充电率，必需对电池充电130分钟或更长。因此，需要很多时间对电池充电。

此外，在传统的充电方法中，在其中向电池提供高充电率电流，以便提高充电速度的情况下，电池的性能退化。

因此，近年来，已经对下列充电方法执行许多研究，该充电方法能够在较短时间内稳定地对电池充电，同时降低电池的退化率，并且另外，存在一种对改进充电方法的高度需要。

发明内容

技术问题

因此，已经做出本发明，以解决上述问题以及还未解决的其它技术问题。

作为对解决上述问题的大量广义和狭义研究和试验的结果，本发明的发明人已经开发出一种二次电池充电方法，该方法包括以第一充电率将二次电池从初始充电电压充电至第一充电电压的第一充电步骤，以及在二次电池的电压达到第一充电电压后，在不超过第一充电率的范围内逐渐降低充电率的同时，将二次电池充电至目标电压的第二充电步骤，并且已经发现，在其中应用本发明的充电方法的情况下，可能抑制电池的退化，由此提高电池的寿命特性。已经基于这些发现完成本发明。

技术方案

根据本发明的一方面，能够通过提供一种二次电池充电方法解决上述和其它技术问题，该方法包括以第一充电率将二次电池从初始充电电压充电至第一充电电压的第一充电步骤，以及在二次电池的电压达到第一充电电压后，在不超过第一充电率的范围内逐渐降低充电率的同时，将二次电池充电至目标电压的第二充电步骤。

充电率是电流率，其是用于在电池充电和放电期间的各种使用条件下，设置电流值和评价或指示可能的电池使用时间的单位。将充电或放电时间除以电池的额定容量，以计算充电和放电电流值。充电率的单位是C，其通过下面方程1所表达的来定义。

放电率(C)＝充电和放电电流/电池的额定容量……方程1