電池充電的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明實施例提供了一種電池充電的方法，涉及電池充電領域，能夠有效提高電池的安全性。該方法包括：獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量；根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓；根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗；根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流；根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。本發明實施例適用于對電池快速充電的過程中。
【專利說明】
電池充電的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池充電領域，尤其涉及一種電池充電的方法及裝置。
【【背景技術】】
[0002]鋰離子電池經過20多年的發展，能量密度得到了極大提升，但是，鋰離子電池技術發展到現在，能量密度的提升已經到了瓶頸階段。在有限的能量密度下，如何能夠提高電池的充電速度，以有效提升用戶的體驗是個廣受關注的問題。目前普遍應用在鋰電池上的充電方法是通過預設的恒定電流持續充電至某一電位后在此電位恒壓充電的方式。這種充電方式會使陽極電位不斷下降，從而造成鋰離子在陽極表面還原成鋰金屬而析出。這時產生的鋰枝晶會在電極表面進行積累，進而極大地威脅了電池的安全性能。
【
【發明內容】
】
[0003]有鑒于此，本發明實施例提供了一種電池充電的方法，能夠有效提高電池的安全性。
[0004]第一方面，本發明實施例提供了一種電池充電的方法，包括:
[0005]獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量；
[0006]根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓；
[0007]根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗；
[0008]根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流；
[0009]根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。
[0010]結合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現方式中，所述根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流包括:
[0011]根據公式I= (Ua-ri)/Ra，確定所述當前充電電流I;其中，所述Ua為所述當前陽極開路電壓，匕為所述當前陽極阻抗，η為所述析鋰電位閾值。
[0012]結合第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電包括:
[0013]在充電過程中，檢測充電電壓是否達到截止電壓；
[0014]當充電電壓未達到截止電壓時，則維持當前充電方式不變，以繼續對所述待充電電池進行充電；
[0015]當充電電壓達到截止電壓時，則維持當前充電電壓，同時將當前充電電流大小變更為截止電流大小，以繼續對所述待充電電池進行充電直至充滿。
[0016]結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線包括:
[0017]使用測試電流對所述待充電電池進行充電；
[0018]在使用測試電流對所述待充電電池進行充電的過程中，采集所述待充電電池處于不同剩余電量時陽極與參比電極之間的電位差，以確定所述待充電電池對應的陽極開路電壓曲線。
[0019]結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述獲取陽極阻抗曲線包括:
[0020]獲取所述待充電電池的第一放電電位以及第二放電電位，所述第一放電電位為所述待充電電池以第一放電電流持續放電第一放電時間后的電位，所述第二放電電位為所述待充電電池以第二放電電流持續放電第二放電時間后的電位；
[0021]根據公SRa=(U1-U2)AI2-11)進行計算得到陽極阻抗;其中，U1為所述第一放電電位，U2為所述第二放電電位，12為第一放電電流，Ii為第二放電電流；
[0022]分別采集所述待充電電池處于不同剩余電量時對應的陽極阻抗，以確定所述待充電電池對應的陽極阻抗曲線。
[0023]結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第五種可能的實現方式中，所述獲取析鋰電位閾值包括:
[0024]使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電；
[0025]在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，將采集到的所述待充電電池對應的陽極與參比電極之間的最小電位差確定為所述析鋰電位閾值。
[0026]結合第一方面的第三或四或五種可能的實現方式，在第六種可能的實現方式中，在所述根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電之后，還包括:
[0027]當所述待充電電池達到預設充放循環次數時，根據所述待充電電池當前的最大可用容量對已獲取到的陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線進行調整。
[0028]第二方面，本發明實施例還提供了一種電池充電的裝置，所述裝置包括:
[0029]檢測模塊，用于獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量；
[0030]第一計算模塊，用于根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓；
[0031]第二計算模塊，用于根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗；
[0032]第三計算模塊，用于根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流；
[0033]控制模塊，用于根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。
[0034]結合第二方面，在第二方面的第一種可能的實現方式中，第三計算模塊具體用于根據公式I = (Ua_ri)/Ra，確定所述當前充電電流I;其中，所述Ua為所述當前陽極開路電壓，1^為所述當前陽極阻抗，η為所述析鋰電位閾值。
[0035]結合第二方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述控制豐吳塊包括:
[0036]檢測單元，用于在充電過程中，檢測充電電壓是否達到截止電壓；
[0037]控制單元，用于當充電電壓未達到截止電壓時，維持當前充電方式不變，以繼續對所述待充電電池進行充電；當充電電壓達到截止電壓時，維持當前充電電壓，同時將當前充電電流大小變更為截止電流大小，以繼續對所述待充電電池進行充電直至充滿。
[0038]結合第二方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述檢測豐吳塊包括:
[0039]第一充電單元，使用測試電流對所述待充電電池進行充電；
[0040]第一采集單元，用于在使用測試電流對所述待充電電池進行充電的過程中，采集所述待充電電池處于不同剩余電量時陽極與參比電極之間的電位差，以確定所述待充電電池對應的陽極開路電壓曲線。
[0041]結合第二方面的第二種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述檢測豐吳塊包括:
[0042]獲取單元，用于獲取所述待充電電池的第一放電電位以及第二放電電位，所述第一放電電位為所述待充電電池以第一放電電流持續放電第一放電時間后的電位，所述第二放電電位為所述待充電電池以第二放電電流持續放電第二放電時間后的電位；
[0043]計算單元，用于根據公SRa=(U1-U2)AI2-11)進行計算得到陽極阻抗;其中，瓜為所述第一放電電位，U2為所述第二放電電位，I2為第一放電電流，I1為第二放電電流；
[0044]第二采集單元，用于分別采集所述待充電電池處于不同剩余電量時對應的陽極阻抗，以確定所述待充電電池對應的陽極阻抗曲線。
[0045]結合第二方面的第二種可能的實現方式，在第五種可能的實現方式中，所述檢測豐吳塊包括:
[0046]第二充電單元，用于使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電；
[0047]第三采集單元，用于在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，將采集到的所述待充電電池對應的陽極與參比電極之間的最小電位差確定為所述析鋰電位閾值。
[0048]結合第二方面的第三或四或五種可能的實現方式，在第六種可能的實現方式中，所述裝置還包括:
[0049]校準模塊，用于當所述待充電電池達到預設充放循環次數時，根據所述待充電電池當前的最大可用容量對已獲取到的陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線進行調整。
[0050]本發明實施例提供的一種電池充電的方法及裝置，通過使用陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量一系列重要參數的獲取，并結合這些參數對充電電流進行計算，使得充電過程中陽極電位始終不會下降至會出現析鋰現象的電位值，從而有效避免陽極析鋰的問題，提高了電池在使用過程中的安全性能。同時，在滿足陽極不析鋰的情況下，為電池提供了當前所能承受的最大安全充電電流，因此，與傳統的恒流恒壓充電方式相比，本發明還可以顯著地提高充電速度。
【【附圖說明】】
[0051]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0052]圖1是本發明實施例提供的一種電池充電的方法流程圖；
[0053]圖2是本發明實施例提供的一種陽極開路電壓曲線的示意圖；
[0054]圖3是本發明實施例提供的一種與SOC相關的陽極阻抗曲線的示意圖；
[0055]圖4是本發明實施例提供的一種獲取陽極開路電壓曲線的方法流程圖；
[0056]圖5是本發明實施例提供的一種獲取陽極阻抗的方法流程圖；
[0057]圖6是本發明實施例提供的一種與溫度相關的陽極阻抗曲線的示意圖；
[0058]圖7是本發明實施例提供的一種獲取析鋰電位閾值的方法流程圖；
[0059]圖8是本發明實施例提供的一種在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，陽極與參比電極之間的電位差變化曲線示意圖；
[0060]圖9是本發明實施例提供的一種充電電流的調整方法流程圖；
[0061 ]圖10是本發明實施例提供的另一種電池充電的方法流程圖；
[0062]圖11是本發明實施例提供的一種電池充電的具體實現方法的流程圖；
[0063]圖12是本發明實施例提供的充電方法與現有方法有關電池壽命的對比圖；
[0064]圖13是本發明實施例提供的充電方法與現有方法有關充電速度和充電電流的對比圖；
[0065]圖14是本發明實施例提供的一種電池充電的裝置的組成框圖；
[0066]圖15是本發明實施例提供的另一種電池充電的裝置的組成框圖；
[0067]圖16是本發明實施例提供的另一種電池充電的裝置的組成框圖；
[0068]圖17是本發明實施例提供的另一種電池充電的裝置的組成框圖；
[0069]圖18是本發明實施例提供的另一種電池充電的裝置的組成框圖；
[0070]圖19是本發明實施例提供的另一種電池充電的裝置的組成框圖。
【【具體實施方式】】
[0071]為了更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。
[0072]應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0073]在本發明實施例中使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發明。在本發明實施例和所附權利要求書中所使用的單數形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。
[0074]本發明實施例提供了一種電池充電的方法，可與常見的鋰電池等同類型可充電電池配合使用。如圖1所示，所述方法包括:
[0075]101、獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量。
[0076]其中，陽極開路電壓曲線，可用以表示在電池在持續充電過程中，處于不同剩余電量情況下，陽極電位的變化情況。如圖2所示為一種可能的陽極開路電壓曲線的示意圖，是與S0C(State of Charge剩余電量)相關的函數曲線。
[0077]陽極阻抗曲線，可用以表示在電池不同剩余電量情況下，陽極阻抗的變化情況。如圖3所示為一種可能的陽極阻抗曲線，是與SOC相關的函數曲線。
[0078]析鋰電位閾值，是在充電電流的確定過程中防止析鋰情況出現的基本參數。如果充電過程中陽極電位持續在該電位值以下就會出現析鋰情況，而在此點位置之上就沒有。
[0079]102、根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓。
[0080]103、根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗。
[0081]104、根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流。
[0082]在本發明實施例中，當前充電電流需要根據公式I= (Ua_ri)/lUi行確定。在該公式中，所述Ua為所述當前陽極開路電壓，RaS所述當前陽極阻抗，η為所述析鋰電位閾值。該公式考慮到了陽極出現析鋰現象的最低點位值，因此通過該公式計算出來的充電電流在達到截止充電電壓前，不會出現析鋰情況。
[0083 ] 105、根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。
[0084]另外，需要補充說明的是，步驟105的充電電流可以保持不變直至充電電壓達到截止電壓或電池充滿電。
[0085]但為了更準確地控制充電電流，在執行步驟105時還可以對充電時間進行控制，SP在充電達到一定時間后(此時電池會達到新的剩余電量)，此時可重新執行步驟101至104并依據當前新的剩余電量以重新計算新的充電電流，再使用新計算得到的充電電流繼續充電到一定時間，以此往復直至充電電壓達到截止電壓或電池充滿電。充電時間越短，則充電電流變動得越頻繁，但是對于電池的保護更好，反之，充電時間越長，則充電電流變動得相對平緩，對于電池的保護就比較有限。對于充電時間的控制可以根據實際需要進行配置，例如充電時間設置為Is或2s等，或者剩余電量增長幅度為0.5%或I %。
[0086]本發明實施例提供的一種電池充電的方法，通過使用陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量一系列重要參數的獲取，并結合這些參數對充電電流進行計算，使得充電過程中陽極電位始終不會下降至會出現析鋰現象的電位值，從而有效避免陽極析鋰的問題，提高了電池在使用過程中的安全性能。同時，在滿足陽極不析鋰的情況下，為電池提供了當前所能承受的最大安全充電電流，因此，與傳統的恒流恒壓充電方式相比，本發明還可以顯著地提高充電速度。
[0087]結合前述實施例的描述，本發明另一實施例還針對步驟101中提到的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值三個參數的獲取方法提供了如下具體的實現方式。
[0088]如圖4所示為一種獲取陽極開路電壓曲線的實現方法，具體包括:
[0089 ] A1011、使用測試電流對所述待充電電池進行充電。
[0090]其中，測試電流是一個固定值，可根據經驗值進行選擇，一般可設置在0.0lC(倍率)到0.1C之間。
[0091]A1012、在使用測試電流對所述待充電電池進行充電的過程中，采集所述待充電電池處于不同剩余電量時陽極與參比電極之間的電位差，以確定所述待充電電池對應的陽極開路電壓曲線。
[0092]此處需要說明的是，如果待充電電池內未設有參比電極的話，前述步驟AlOll及A1012可在電池生產或測試過程中通過其它具有參比電極功能的輔助設備進行執行。
[0093]如圖5所示為一種獲取陽極阻抗曲線的實現方法，具體包括:
[0094]BlOll、獲取所述待充電電池的第一放電電位以及第二放電電位。
[0095]其中，所述第一放電電位為所述待充電電池以第一放電電流持續放電第一放電時間后的電位，所述第二放電電位為所述待充電電池以第二放電電流持續放電第二放電時間后的電位。例如，使用第一放電電流0.1C(I1)放電第一放電時間10s，記錄放電完成后的陽極電位值Ui，即第一放電電位；以及，使用第二放電電流IC(I2)放電第二放電時間Is，記錄放電完成后的陽極電位值U2，即第二放電電位。
[0096]需要說明的是，第一放電電流、第一放電時間、第二放電電流以及第二放電時間，可依據經驗值進行設定，前述0.1C、1C、10s及Is僅為示例，本發明實施例對此不作限定。
[0097]B1012、根據公SRa=(U1-U2)AI2-11)進行計算得到陽極阻抗。
[0098]B1013、分別采集所述待充電電池處于不同剩余電量時對應的陽極阻抗，以確定所述待充電電池對應的陽極阻抗曲線。
[0099]另外，補充說明的是，如果待充電電池可能處于不同的溫度情況下，還可以根據溫度測量與溫度相關的陽極阻抗曲線，如圖6所示，以在不同環境溫度下，提供對B1013步驟得到的陽極阻抗曲線進行校準。
[0100]如圖7所示為一種獲取析鋰電位閾值的實現方法，具體包括:
[0101]ClOll、使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電。
[0102]其中，最大安全充電電流為待充電電池的固有硬件參數，一般不可改變。
[0103]C1012、在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，將采集到的所述待充電電池對應的陽極與參比電極之間的最小電位差確定為所述析鋰電位閾值。
[0104]如圖8所示為使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程，陽極與參比電極之間的電位差一種可能的變化曲線，在此曲線中η點即為析鋰電位閾值。
[0105]進一步的，為了保證電池的安全性，并盡可能延長電池壽命，在本發明實施例的另一種實現方式中，步驟105的實現過程中需要結合待充電電池的截止電壓來調整充電電流的大小。具體步驟如圖9所示，包括:
[0106]1051、在充電過程中，檢測充電電壓是否達到截止電壓。當充電電壓未達到截止電壓時，則執行步驟1052 ；否則執行步驟1053。
[0107]1052、維持當前充電方式不變，以繼續對所述待充電電池進行充電。
[0108]1053、維持當前充電電壓，同時將當前充電電流大小變更為截止電流大小，以繼續對所述待充電電池進行充電直至充滿。
[0109]在該實施方式中，通過對充電電壓的檢測以及對充電電流的進一步調整，可以有效避免在電池充電過程中因不合理的充電電壓或充電電流對電池的損耗。
[0110]另外，由于電池其有效最大容量會隨著充放電過程次數的增加而逐漸減少，因此在執行一定量充放電過程后，需要執行步驟201對步驟101執行過程中獲取到的初始陽極開路電壓曲線和陽極阻抗曲線進行一定調整，執行于步驟105之后。具體如圖10所示，包括:
[0111]201、當所述待充電電池達到預設充放循環次數時，根據所述待充電電池當前的最大可用容量對已獲取到的陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線進行調整。
[0112]該調整過程可理解為是一種對這兩種曲線的數學變換，假設如圖2所示的陽極開路電壓曲線中100 % SOC對應于4000mah，則若經過一定次數的充放電循環后，電池100 % SOC僅對應于3200mah，那么需要將初始的陽極開路電壓曲線在橫軸方向上進行壓縮以使得100%S0C的電位點移動到80%S0C的位置形成調整后的陽極開路電壓曲線。陽極阻抗曲線的調整方法也與此類似。
[0113]需要說明的是，預設充放循環次數的值設置得越大，則對實現充電電流計算的設備的計算內容要求越高，但是同時也可以提供更高的電池安全性。反之，預設充放循環次數的值設置得越小，則對實現充電電流計算的設備的計算內容要求越低，但是同時提供的電池安全性提升也會比較有限。
[0114]結合前述各實現方式，在此結合以下規格的電池對本發明實施例提供的流程及效果進行具體說明。
[0115]本實施例中提供的電池，是由陰極、陽極、隔膜、電解液及包裝殼，再通過組裝、化成及陳化等工藝制成的三電極電池。其中陰極96.7%1^0)02+1.7%?￥0?(作為粘結劑)+1.6 % SP (作為導電劑)混合組成，陽極由98 %人造石墨+1.0 % SBR(作為粘結劑)+1.0 % CMC(作為增稠劑)混合組成，隔膜為PP/PE/PP復合膜，電解液由有機溶劑(30 % EC+30 % PC+40 %DEC)與lmol/L LiPF6，再加入添加劑(0.5%VC、5%FEC、4%VEC)組成。
[0116]在25°C時，此電池的滿充充電容量(SOC)為3900mAh(0.2C)，該電池所能承受的最大安全充電電流1為1.3C，不析鋰過電位η為-70mV，充電截止電壓Vo為4.35V。
[0117]其流程步驟如圖11所示，包括:
[0118]301、在電池充電之前，獲取陽極開路電壓曲線和陽極阻抗隨SOC(和溫度)的變化關系，并將電池的最大安全充電電流Iq以及不析鋰過電位η輸入到檢測模塊。
[0119]302、根據公式l = (ua-n)/Rag動計算出充電電流并給電池充電。
[0120]303、當充電電壓到達截止電壓4.35V時，恒壓充電到截止電流0.05C。
[0121]304、當充放電循環每增加I個循環時，重新獲取陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線，并重新調整充電電流進行充電。
[0122]在此條件下，現有技術的充電方法為在25°C的溫度下，對此電池進行常規的恒流恒壓充電。即以1.5C恒流充電到截止電壓4.35V，然后4.35V恒壓充電到截止電流0.05C。
[0123]本發明實施例提供的電池充電方法與現有充電方法相比，由于避免了析鋰現象的出現，因而有效提高了電池的安全性，進而保證了電池的高壽命。如圖12所示在前述條件下，不同充放電循環次數下，兩種方法對電池壽命的影響，可以明顯地看出，本發明實施例提供的電池充電方法提供了更高的電池壽命。
[0124]同時，本發明實施例提供的電池充電方法所帶來的充電速度的提升也是較為明顯的，如圖13所示，在達到電池同樣電量的條件下，本發明實施例提供的電池充電方法在大部分情況下都是由于現有充電方法。
[0125]本發明實施例還提供了一種電池充電的裝置，可用于實現前述各方法流程，如圖14所示，包括:
[0126]檢測模塊41，用于獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、防析鋰電位閾值以及剩余電量。
[0127]第一計算模塊42，用于根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓。
[0128]第二計算模塊43，用于根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗。
[0129]第三計算模塊44，用于根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流。
[0130]控制模塊45，用于根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。
[0131]可選的是，第三計算模塊44具體用于根據公式I= (Ua_ri)/Ra，確定所述當前充電電流I;其中，所述Ua為所述當前陽極開路電壓，RaS所述當前陽極阻抗，η為所述析鋰電位閾值。
[0132]可選的是，如圖15所示，所述控制模塊45包括:
[0133]檢測單元451，用于在充電過程中，檢測充電電壓是否達到截止電壓。
[0134]控制單元452，用于當充電電壓未達到截止電壓時，維持當前充電方式不變，以繼續對所述待充電電池進行充電；當充電電壓達到截止電壓時，維持當前充電電壓，同時將當前充電電流大小變更為截止電流大小，以繼續對所述待充電電池進行充電直至充滿。
[0135]可選的是，如圖16所示，所述檢測模塊41包括:
[0136]第一充電單元411，使用測試電流對所述待充電電池進行充電。
[0137]第一采集單元412，用于在使用測試電流對所述待充電電池進行充電的過程中，采集所述待充電電池處于不同剩余電量時陽極與參比電極之間的電位差，以確定所述待充電電池對應的陽極開路電壓曲線。
[0138]可選的是，如圖17所示，所述檢測模塊41包括:
[0139]獲取單元413，用于獲取所述待充電電池的第一放電電位以及第二放電電位，所述第一放電電位為所述待充電電池以第一放電電流持續放電第一放電時間后的電位，所述第二放電電位為所述待充電電池以第二放電電流持續放電第二放電時間后的電位。
[0140]計算單元414，用于根據公式Ra=(U1-U2)AI2-11)進行計算得到陽極阻抗;其中，U1為所述第一放電電位，U2為所述第二放電電位，I2為第一放電電流，I1為第二放電電流；
[0141]第二采集單元415，用于分別采集所述待充電電池處于不同剩余電量時對應的陽極阻抗，以確定所述待充電電池對應的陽極阻抗曲線。
[0142]可選的是，如圖18所示，所述檢測模塊41包括:
[0143]第二充電單元416，用于使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電。
[0144]第三采集單元417，用于在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，將采集到的所述待充電電池對應的陽極與參比電極之間的最小電位差確定為所述析鋰電位閾值。
[0145]可選的是，如圖19所示，所述裝置還包括:
[0146]校準模塊46，用于當所述待充電電池達到預設充放循環次數時，根據所述待充電電池當前的最大可用容量對已獲取到的陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線進行調整。
[0147]本發明實施例提供的一種電池充電的裝置，通過使用陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量一系列重要參數的獲取，并結合這些參數對充電電流進行計算，使得充電過程中陽極電位始終不會下降至會出現析鋰現象的電位值，從而有效避免陽極析鋰的問題，提高了電池在使用過程中的安全性能。同時，在滿足陽極不析鋰的情況下，為電池提供了當前所能承受的最大安全充電電流，因此，與傳統的恒流恒壓充電方式相比，本發明還可以顯著地提高充電速度。
[0148]所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
[0149]在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0150]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
[0151]另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現。
[0152]上述以軟件功能單元的形式實現的集成的單元，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述軟件功能單元存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機裝置(可以是個人計算機，服務器，或者網絡裝置等)或處理器(Processor)執行本發明各個實施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(Read-Only Memory，R0M)、隨機存取存儲器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0153]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。
【主權項】
1.一種電池充電的方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電量； 根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓； 根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗； 根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流； 根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流包括: 根據公式I = (Ua_ri)/Ra，確定所述當前充電電流I;其中，所述匕為所述當前陽極開路電壓，1^為所述當前陽極阻抗，η為所述析鋰電位閾值。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電包括: 在充電過程中，檢測充電電壓是否達到截止電壓； 當充電電壓未達到截止電壓時，則維持當前充電方式不變，以繼續對所述待充電電池進行充電； 當充電電壓達到截止電壓時，則維持當前充電電壓，同時將當前充電電流大小變更為截止電流大小，以繼續對所述待充電電池進行充電直至充滿。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線包括: 使用測試電流對所述待充電電池進行充電； 在使用測試電流對所述待充電電池進行充電的過程中，采集所述待充電電池處于不同剩余電量時陽極與參比電極之間的電位差，以確定所述待充電電池對應的陽極開路電壓曲線。5.根據所述權利要求3所述的方法，其特征在于，所述獲取陽極阻抗曲線包括: 獲取所述待充電電池的第一放電電位以及第二放電電位，所述第一放電電位為所述待充電電池以第一放電電流持續放電第一放電時間后的電位，所述第二放電電位為所述待充電電池以第二放電電流持續放電第二放電時間后的電位； 根據公SRa=(U1-U2)AI2-11)進行計算得到陽極阻抗;其中，山為所述第一放電電位，U2為所述第二放電電位，12為第一放電電流，Ii為第二放電電流； 分別采集所述待充電電池處于不同剩余電量時對應的陽極阻抗，以確定所述待充電電池對應的陽極阻抗曲線。6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述獲取析鋰電位閾值包括: 使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電； 在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，將采集到的所述待充電電池對應的陽極與參比電極之間的最小電位差確定為所述析鋰電位閾值。7.根據權利要求4至6任意一項所述的方法，其特征在于，在所述根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電之后，還包括: 當所述待充電電池達到預設充放循環次數時，根據所述待充電電池當前的最大可用容量對已獲取到的陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線進行調整。8.一種電池充電的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 檢測模塊，用于獲取待充電電池對應的陽極開路電壓曲線、陽極阻抗曲線、析鋰電位閾值以及剩余電; 第一計算模塊，用于根據所述陽極開路電壓曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極開路電壓； 第二計算模塊，用于根據所述陽極阻抗曲線以及所述剩余電量，確定當前陽極阻抗；第三計算模塊，用于根據所述當前陽極開路電壓、所述當前陽極阻抗以及所述析鋰電位閾值，確定當前充電電流； 控制模塊，用于根據所述當前充電電流對所述待充電電池進行充電。9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，第三計算模塊具體用于根據公式I= (Ua-n)/Ra，確定所述當前充電電流I;其中，所述Ua為所述當前陽極開路電壓，RaS所述當前陽極阻抗，η為所述析鋰電位閾值。10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊包括: 檢測單元，用于在充電過程中，檢測充電電壓是否達到截止電壓； 控制單元，用于當充電電壓未達到截止電壓時，維持當前充電方式不變，以繼續對所述待充電電池進行充電；當充電電壓達到截止電壓時，維持當前充電電壓，同時將當前充電電流大小變更為截止電流大小，以繼續對所述待充電電池進行充電直至充滿。11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括: 第一充電單元，使用測試電流對所述待充電電池進行充電； 第一采集單元，用于在使用測試電流對所述待充電電池進行充電的過程中，采集所述待充電電池處于不同剩余電量時陽極與參比電極之間的電位差，以確定所述待充電電池對應的陽極開路電壓曲線。12.根據所述權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括: 獲取單元，用于獲取所述待充電電池的第一放電電位以及第二放電電位，所述第一放電電位為所述待充電電池以第一放電電流持續放電第一放電時間后的電位，所述第二放電電位為所述待充電電池以第二放電電流持續放電第二放電時間后的電位； 計算單元，用于根據公SRa=(U1-U2)AI2-11)進行計算得到陽極阻抗;其中，U1為所述第一放電電位，U2為所述第二放電電位，I2為第一放電電流，I1為第二放電電流； 第二采集單元，用于分別采集所述待充電電池處于不同剩余電量時對應的陽極阻抗，以確定所述待充電電池對應的陽極阻抗曲線。13.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括: 第二充電單元，用于使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電； 第三采集單元，用于在使用最大安全充電電流對所述待充電電池進行充電的過程中，將采集到的所述待充電電池對應的陽極與參比電極之間的最小電位差確定為所述析鋰電位閾值。14.根據權利要求11至13任意一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 校準模塊，用于當所述待充電電池達到預設充放循環次數時，根據所述待充電電池當前的最大可用容量對已獲取到的陽極開路電壓曲線以及陽極阻抗曲線進行調整。
【文檔編號】H01M10/44GK105870525SQ201610447577
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】駱福平, 羅宇, 王升威, 方占召, 高潮, 鄭強
【申請人】寧德新能源科技有限公司