[发明专利]锂离子电池充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池快速多步充电方法。

背景技术

锂离子电池运用范围的不断扩大，对于其运用条件的要求也愈加苛刻。随之而来的是锂离子电池行业必须解决的，如何提升锂离子电池在低温下的循环要求；如何解决锂离子电池在快速充电过程中，造成的可能影响循环性能的温升问题成为重要挑战。

通过改善电池的充电方式来提高电池的循环性能是最廉价的解决方法之一。专利CN102810700A和CN102195103A公开了多步充电的方法，随着电压的升高，充电电流不断减小；专利CN102742067A公开了多步恒流加恒压的方法充电，相比于常规的充电方法可以减少电池析锂，虽然对循环性能也有一定的提升，但由于在多步恒流充电中，随着容量增加充电电流逐渐减小，电芯的循环性能变差。同时，持续的充电会引起电池内部温度的不断上升，增加安全风险。随着对电池能量密度和充电速度需求的提升，目前常用的恒流加上恒压的两步充电或者电流逐渐减小的多步充电方法，已经不能满足人们的需求。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种快速多步充电方法，在不增加电池设计成本的同时，能够在短时间内达到较高的充电状态，而且有效减少电芯在大倍率充电过程中的温升；有效防止充电过程中的析锂；提升电芯循环可逆性，提高循环性能。

本发明提供一种锂离子电池充电方法，包括以下步骤：以电流I_a对电池恒流充电至容量2-10％，然后静置，静置为时间t_a；以电流I_b对电池继续恒流充电至容量40-70％，然后静置，静置时间为t_b；以电流I_c将电池继续恒流充电至容量80-95％，然后静置，静置时间为t_c；以及以恒压充电至电池容量的100％；其中I_b>I_a,I_c。

所述电流I_a＞I_c、I_a＝I_c或I_c>I_a。

所述电流I_b为1-5C，I_a为0.1-0.7C，I_c为0.2-1C。

所述电流I_b为1.3-2C，I_a为0.3-0.5C，I_c为0.3-0.7C。

所述恒压充电的上限电压为4.2-4.5V，充电截止电流为0.01-0.1C。

所述静置时间t_a、t_b、t_c为1秒～20分钟，t_a、t_b、t_c可以相同或不同。

所述锂离子电池的正极包含钴酸锂。

所述锂离子电池的正极包含50wt.％以上的钴酸锂。

本发明的锂离子电池充电方法与现有技术相比具有以下三个突出优点：

1.能够有效减少电芯在大倍率充电过程中的温升；

2.能够有效防止充电过程中的析锂；

3.能够提升电芯循环可逆性，提高循环性能。

附图说明

图1是本发明一实施例的锂离子电池充电方法的流程图；

图2是锂离子电池直流内阻(DCR)随充电容量变化的曲线图。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本发明提及的锂离子电池工艺及工具与传统工艺使用的基本相同，只是对充电方式进行了改进和研究，进而改善电池本身的电化学性能。

图1是示出电池充电方法的实施例的流程图。如图1所示，电池充电方法包括：以电流I_a对电池恒流充电至容量2-10％，然后静置，静置为时间t_a(S1)；以电流I_b对电池继续恒流充电至容量40-70％，然后静置，静置时间为t_b(S2)；以电流I_c将电池继续恒流充电至容量80-95％，然后静置，静置时间为t_c(S3)；以及以恒压充电至电池容量的100％(S4)；其中I_b>I_a,I_c。