电池充电方法及系统与流程

本发明涉及锂电池，具体涉及电池充电方法及系统。

背景技术：

1、如今国内许多城市的空气质量差,而燃油车辆排放的尾气是造成这一现象的重要因素之一。电动汽车以其环保、节能的特点得到了广泛应用,其动力源由动力电池来提供。

2、锂离子电池是当前广泛使用的动力电池,作为电动车的重要组成部分，其性能直接影响电动车的正常使用。续航里程短和充电时间过长是锂离子电池目前急需解决的难题。

3、目前电池厂商主要通过减少结构件重量、增加活性物质比例、增加压实密度、减少电解液用量等方法提高电池的比能量密度，例如公布号为cn108807847a的现有发明专利申请文献《负极极片及电池》，该现有技术中的负极极片，包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上且包括负极活性物质的负极膜片；其中，负极活性物质包括石墨，且负极膜片的oi值voi与负极膜片的压实密度pd之间的关系满足：0.7≤(80/voi+43/pd)×pd/voi≤21.5，其中，负极膜片的压实密度pd的单位为g/cm3，优选地，1.8≤(80/voi+43/pd)×pd/voi≤16。以及公布号为cn109687014a的现有发明专利申请文献《一种高能量密度快充型锂离子动力电池》，该现有技术披露的快速充电电池包括由正极集流体、正极材料、正极导电剂、正极粘结剂组成的正极极片，由负极集流体、负极材料、负极导电剂、负极粘结剂组成的 负极极片，还包括极耳、隔膜、电解液及电池辅料，其特征在于：所述正极极片、负极极片为多孔空隙结构；所述极耳为多极耳；所述正极材料为表面改性的镍钴锰三元材料或镍钴铝三元材料；所述负极材料为导电 碳源包覆石墨化碳化硅或石墨化siox形成的硅碳负极材料；所述正极导电剂、负极导电剂由点状导电剂、线状导电剂、面状导电剂混合而成。然而，随着能量密度的提高，普通的恒流恒压充电方式存在着小电流充电时间过长，大电流则会导致锂离子电池的寿命显著劣化。因而开发高效、安全的快速充电方法对整车中的电池的性能发挥显得尤为重要。

4、综上，现有技术存在小电流充电时间长、大电流导致电池寿命劣化的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中小电流充电时间长、大电流导致电池寿命劣化的技术问题。

2、本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：电池充电方法包括：

3、s1、根据锂电池的电压，划分得到不少于2个充电阶段，并对充电完成的锂电池进行恒流放电，其中，充电阶段的充电参数包括：预设充电电流以及最大电压阈值；

4、s2、充电过程中，控制不少2个充电阶段的充电电流，按充电阶段顺次减小，以对锂电池进行分阶段充电。

5、本发明通过渐减电流对电池进行充电，同时通过恒流放电保护锂电池本身，取代了传统技术中通过提高能量密度提高充电效率的策略，避免了锂离子电池的寿命劣化以及小电流充电时间长的问题，提高了锂电池充电的效率及安全性，能够保证整车中的电池的性能正常。

6、在更具体的技术方案中，步骤s1中，在第m个充电阶段，对锂电池充的充电电流为im，在第m个充电阶段，锂电池的最大锂电池电压为vm。

7、在更具体的技术方案中，步骤s1中，充电阶段满足的条件包括：

8、1≦m≦n

9、式中，m表示充电阶段的阶段序号，n表示充电阶段的预设数目。

10、本发明中将整个充电过程划分为m个充电阶段，并采用逐渐较小的充电电流进行充电，通过前期的大电流充电，保证了锂电池的充电效率；通过后期的小电流充电，保证了锂离子在大量消耗后有足够的析出时间，从而保证锂电池内部锂离子的浓度，保证锂电池的循环容量。

11、在更具体的技术方案中，步骤s1中，预设充电电流满足：

12、im+1-im>im-im-1

13、式中，im+1表示当前的充电阶段的后一阶段充电电流，im+1表示当前的充电阶段的前一阶段充电电流。

14、本发明中的充电电流的逐步减小，在锂离子析出的同时，兼顾了锂离子的析出速度和充电消耗速度，平衡了充电效率和循环容量。即，本实施方式中采用的充电方法，既保证了电池的循环性能，又减少了电池实际充电时间，对整车充电策略的选择具有指导性意义。

15、在更具体的技术方案中，步骤s1中，最大锂电池电压满足：

16、vm+1-vm<vm-vm-1

17、式中，表示当前的充电阶段的后一阶段的锂电池最大电压，表示当前的充电阶段的前一阶段的锂电池最大电压。

18、在更具体的技术方案中，步骤s1中，充电阶段的数目设定区间包括：

19、第一充电阶段：截止电压为3.47v至3.48v；

20、第二充电阶段：截止电压为3.48v至3.49v；

21、第三充电阶段：截止电压为3.49v至3.50v；

22、第四充电阶段：截止电压为3.52v至3.55v。

23、在更具体的技术方案中，步骤s1中，恒流放电的操作过程中，锂电池的放电截止电压满足：

24、v0<v1

25、式中，v0为放电截止电压。

26、在更具体的技术方案中，步骤s2中，分类处理充电阶段，以得到大电流充电阶段、小电流充电阶段。

27、在更具体的技术方案中，在大电流充电阶段，利用初始电流对锂电池充电，顺次减小充电电流；在小电流充电阶段，利用渐变电流，对锂电池充电。

28、在更具体的技术方案中，电池充电系统包括：

29、充电阶段划分模块，用以根据锂电池的电压，划分得到不少于2个充电阶段，并对充电完成的锂电池进行恒流放电，其中，充电阶段的充电参数包括：预设充电电流以及最大电压阈值；

30、分阶段充电模块，用以在充电过程中，控制不少2个充电阶段的充电电流，按充电阶段顺次减小，以对锂电池进行分阶段充电，分阶段充电模块与充电阶段划分模块连接。

31、本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过渐减电流对电池进行充电，同时通过恒流放电保护锂电池本身，取代了传统技术中通过提高能量密度提高充电效率的策略，避免了锂离子电池的寿命劣化以及小电流充电时间长的问题，提高了锂电池充电的效率及安全性，能够保证整车中的电池的性能正常。

32、本发明中将整个充电过程划分为m个充电阶段，并采用逐渐较小的充电电流进行充电，通过前期的大电流充电，保证了锂电池的充电效率；通过后期的小电流充电，保证了锂离子在大量消耗后有足够的析出时间，从而保证锂电池内部锂离子的浓度，保证锂电池的循环容量。

33、本发明中的充电电流的逐步减小，在锂离子析出的同时，兼顾了锂离子的析出速度和充电消耗速度，平衡了充电效率和循环容量。即，本实施方式中采用的充电方法，既保证了电池的循环性能，又减少了电池实际充电时间，对整车充电策略的选择具有指导性意义。

34、本发明解决了现有技术中存在的小电流充电时间长、大电流导致电池寿命劣化的技术问题。