一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法技术

本发明专利技术公开了一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，包括：获取锂离子电池充电时的析锂边界；根据所述析锂边界设定对所述锂离子电池的充电电流规则，在所述充电电流规则中，通过控制充电电流使得所述锂离子电池不发生析锂；根据所述电流规则对所述锂离子电池进行充电。本发明专利技术具有如下优点：根据锂离子电池充电时的析锂边界设定锂离子电池的充电电流规则，实现安全、快速且不影响电池循环寿命的充电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，具体涉及一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点，成为了纯电动汽车、插电式电动汽车以及混合动力汽车的主要驱动电源，也是手机、笔记本电脑等主要的储能元件。然而，锂离子电池充电速度较慢，通常的充电规程需要数小时的充电时间，给纯电动汽车、手机等的使用带来不便。为了提高锂离子电池的充电速度，快速充电方法逐渐受到人们的关注。锂离子电池的快速充电方法为了在更短的时间内充入更多的电量，其根本还是需要增大充电电流。然而增大充电电流，又可能影响电池的安全性和循环寿命。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种安全、快速且可预防析锂的锂离子电池快速充电方法。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，包括以下步骤：S1：获取锂离子电池充电时的析锂边界；S2：根据所述析锂边界设定对所述锂离子电池的充电电流规则，在所述充电电流规则中，通过控制充电电流使得所述锂离子电池不发生析锂；S3：根据所述充电电流规则对所述锂离子电池进行充电。根据本专利技术实施例的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，根据锂离子电池充电时的析锂边界设定锂离子电池的充电电流规则，实现安全、快速且不影响电池循环寿命的充电。另外，根据本专利技术上述实施例的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述析锂边界为析锂荷电状态边界或析锂充电电流边界，所述析锂荷电状态边界为在不同温度、不同充电电流充电时的析锂起始荷电状态，析锂充电电流边界为在不同温度、不同荷电状态下不触发析锂的最大充电电流。进一步地，所述析锂边界通过以下两种方式中任意一种方式或两种方式相结合的方式确定：实验标定的方式；通过建立锂离子电池模型，并通过对所述锂离子电池模型进行计算的方式。进一步地，利用所述锂离子电池模型判定析锂边界条件时，采用的判定条件是锂离子电池负极颗粒表面固相电位与液相电位的差值等于析锂反应电位。进一步地，基于所述析锂荷电状态边界构建充电电流规则的方法包括：当所述锂离子电池以电流Ii充电时，在到达电流Ii对应的析锂荷电状态边界时或之前，变换充电电流为电流Ii+1，其中，Ii+1<Ii，i∈1，2，…，N，N为充电阶段的数目且N为自然数；重复上述过程直至充电完成。进一步地，所述充电电流规则包括充电阶段、静置阶段和放电阶段，在所述充电阶段的充电电流波形或所述放电阶段的放电电流波形为方波、三角波、脉冲、阶跃和三角函数中的至少一种。进一步地，在对所述锂离子电池进行充电时，还包括：采集所述锂离子电池的电压、温度、荷电状态、内阻和阻抗信息，根据所述锂离子电池的电压、温度、荷电状态、内阻和阻抗信息调整所述充电电流规则，以避免所述锂离子电池的温度高于预设值。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法的流程图；图2是本专利技术实施例一的根据析锂荷电状态边界建立的充电电流规则的示意图；图3是本专利技术实施例二的锂充电电流边界的示意图；图4是本专利技术一个实施例的根据析锂充电电流边界建立的根据连续变化的充电电流规则的示意图；图5是本专利技术一个实施例的根据析锂充电电流边界建立的多段充电规则的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本专利技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。以下结合附图描述根据本专利技术实施例的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法。图1是本专利技术一个实施例的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法的流程图。如图1所示，一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，包括以下步骤：S1：获取锂离子电池充电时的析锂边界。在本专利技术的一个实施例中，析锂边界为析锂荷电状态边界或析锂充电电流边界，析锂荷电状态边界为在不同温度、不同充电电流充电时的析锂起始荷电状态，析锂充电电流边界为在不同温度、不同荷电状态下不触发析锂的最大充电电流。在本专利技术的一个实施例中，析锂边界通过以下两种方式中任意一种方式或两种方式相结合的方式确定：实验标定的方式；通过建立锂离子电池模型，并通过对锂离子电池模型进行计算的方式。在本专利技术的一个实施例中，利用锂离子电池模型判定析锂边界条件时，采用的判定条件是锂离子电池负极颗粒表面固相电位与液相电位的差值等于析锂反应电位。S2：根据析锂边界设定对锂离子电池的充电电流规则，在充电电流规则中，通过控制充电电流使得锂离子电池不发生析锂。在本专利技术的一个实施例中，基于析锂荷电状态边界构建充电电流规则的方法包括：当锂离子电池以电流Ii充电时，在到达电流Ii对应的析锂荷电状态边界时或之前，变换充电电流为电流Ii+1，其中，Ii+1<Ii，i∈1，2，…，N，N为充电阶段的数目且N为自然数；重复上述过程直至充电完成。在本专利技术的一个实施例中，充电电流规则包括充电阶段、静置阶段和放电阶段，在充电阶段的充电电流波形或放电阶段的放电电流波形为方波、三角波、脉冲、阶跃和三角函数中的至少一种。S3：根据充电电流规则对锂离子电池进行充电。在本专利技术的一个实施例中，在对锂离子电池进行充电时，还包括：采集锂离子电池的电压、温度、荷电状态、内阻和阻抗信息，根据锂离子电池的电压、温度、荷电状态、内阻和阻抗信息调整充电电流规则，以避免锂离子电池的温度高于预设值。为使本领域技术人员进一步理解本专利技术，将通过以下实施例进行详细说明。实施例一在本实施例中，锂离子电池快速充电方法包括以下步骤：步骤1：利用锂离子电池热-电化学模型获得了某款电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取锂离子电池充电时的析锂边界；S2：根据所述析锂边界设定对所述锂离子电池的充电电流规则，在所述充电电流规则中，通过控制充电电流使得所述锂离子电池不发生析锂；S3：根据所述充电电流规则对所述锂离子电池进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取锂离子电池充电时的析锂边界；S2：根据所述析锂边界设定对所述锂离子电池的充电电流规则，在所述充电电流规则中，通过控制充电电流使得所述锂离子电池不发生析锂；S3：根据所述充电电流规则对所述锂离子电池进行充电。2.根据权利要求1所述的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，所述析锂边界为析锂荷电状态边界或析锂充电电流边界，所述析锂荷电状态边界为在不同温度、不同充电电流充电时的析锂起始荷电状态，析锂充电电流边界为在不同温度、不同荷电状态下不触发析锂的最大充电电流。3.根据权利要求1或2所述的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，所述析锂边界通过以下两种方式中任意一种方式或两种方式相结合的方式确定：实验标定的方式；通过建立锂离子电池模型，并通过对所述锂离子电池模型进行计算的方式。4.根据权利要求3所述的可预防析锂的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，利用所述锂离子电池模型判定析锂边界条件时，采用的判定条件是锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑波，李哲，葛昊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11