[发明专利]给二次电池充电的方法

说明书

提供了一种给二次电池充电的方法，其中具有按照预设C‑速率的充电区段，并且在每个充电区段中执行恒流‑恒压充电，其中充电区段包括：第一至第三充电区段，其中第一至第三充电截止电压V1、V2、V3满足V1＝n‑(0.25～0.15)，V2＝n‑(0.2～0.1)，V3＝n(在此，“n”是所述二次电池充满电时的电位)，V1V2V3，并且其中第一C‑速率C1：第二C‑速率C2：第三C‑速率C3的比率满足下面的条件：C1：C2：C3＝3.8～4.2：2.8～3.2：0.8～1.2。因此，通过使每个区段的充电C‑速率和截止电压满足特定条件，可保持高水平的负极电位平坦度。

技术领域

本发明涉及一种给二次电池充电的方法，尤其涉及一种以特定速率执行三次CC-CV充电的给二次电池充电的方法。

背景技术

随着诸如便携式终端、移动电话和相机之类的移动装置的技术发展和对这些移动装置的需求增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在这些二次电池之中，具有高能量密度和高工作电位、长循环寿命和低自放电速率的锂离子电池已被商业化并被广泛使用。

这种二次电池在放电之后可再充电并连续使用。结果，根据充电/放电状态，性能是不同的，因而已经努力通过改进充电方法来改善二次电池的性能。

图1是示出通常用作给二次电池充电的方法的恒流模式(constantcurrentmode)-恒压模式(constant voltage mode)充电方法(下文中，称为CCCV充电方法)的示图。如图1中所示，CC-CV充电方法是这样的方法，即其中以最大电流执行充电直到达到恒定电池电压为止，并且当达到恒定电池电压时，在逐渐减小充电电流的同时执行充电。

然而，如上所述，在以低于0.5C速率或更低的恒流充电中，恒流充电区段保持恒定电流约1个小时，使得恒压充电区段(第2步)相对较长，由于通过感测时间或电流来控制充电的结束，所以在常规的CC-CV充电方法中C-速率和时间彼此成正比。

在使用如上所述的常规方法充电的情况下，充电100分钟时充电率为约85％或更低，而为了充电至少90％或更高需要超过130分钟。因此，给电池充电花费很长时间。

因此，已经研究了与常规充电方法相比能够更精确充满电并且能够以更快的充电速度充电的充电方法。

具体地说，为了提高常规充电方法中的充电速度，将CC充电区段中的C-速率设为较大。然而，在这种情况下，由于负极的过电位(overpotential)，锂枝晶等的形成导致在超出特定充电状态的快速充电方面存在限制，二次电池产生的热量增加，并且电池的劣化进展迅速，由此导致电池性能的快速劣化。

特别是，石墨类负极通过独特的锂插入机制进行充电。当负极电位通过以不考虑负极之间的电阻差异的方式进行的CC充电降低到特定电位以下时，形成锂枝晶。

为了解决这种问题，韩国专利待审公开第2015-0133587号和第10-1494156号采取了其中在充电时C-速率(C-rate)特性进行阶梯式变化的配置，由此增加每单位小时的充电量。

然而，这些文献中公开的方法全都不同，应用效果也彼此非常不同。特别是，在应用石墨的二次电池中，尽管如上所述进行阶梯状充电，由于电阻按区段来说是不同的，所以存在其中负极充电电位的平坦度仍旧较低并且充电时电位降低到形成锂枝晶的负极的电位的区段。如此，在循环进展期间仍存在每一循环的劣化速率的差异，由此影响寿命特性。

因此，需要一种能够在将负极的过电压最小化的同时在短时间段内充电的改进的充电方法，由此提高充电期间负极充电电位的平坦度并降低电池的劣化速率。

发明内容

技术问题

因此，提出本发明以解决现有技术的上述技术问题和过去所需的技术问题。