一种锂离子电池快充方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池快充方法，包括以下步骤：（1）分阶段快充支持倍率进行标定：将满电态电芯以设定恒流放电至设定电压值，并计算电芯容量；设定电芯容量的SOC区间并分割成若干个待测区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至SOC区间内的设定值，获取不同SOC区间内的充电倍率；（2）分阶段快充验证：设定的SOC区间，并将SOC区间划分为若干个连续验证区间进行充电验证；若负极固液相电位均在0V以上，则选取以上分阶段快充倍率充电；若负极固液相电位在某段SOC出现0V以下，则调低该段SOC充电倍率进行连续快充验证，直至负极固液相电位均在0V以上。本发明专利技术能够快速得到电芯快充方式，大大提升及发挥了电芯的性能。

A fast charging method of lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池快充方法
本专利技术属于锂离子电池充电
，具体涉及一种锂离子电池快充方法。
技术介绍
锂电池具有功率密度大、能量密度高、循环寿命长、输出电压高、绿色环保等优点，被广泛应用在各个领域，提高锂电池充电速率、使用寿命和可用容量是当下研究的热点。目前，大多数主机厂和电池厂的快充策略中，在0～80%SOC区间采用恒流恒压方式直充，该方式是先以恒定倍率直接充电至80%SOC，然后以恒定电压下降低充电电流至0.05C截止，这种传统的充电模式单一、参数固定且未必能达到快充目的。锂离子电池充电过程的支持充电倍率受SOC状态、温度、极化等影响，故锂电池存在一条最佳充电曲线，接近这条曲线充电时，充电速度最快、效率最高、电池损伤最小。现实电芯使用中，充电过程最大的弊端就是析锂现象，而通过恒定倍率充电而后拆解下得到的结果并非那么规律且误差太大。所以寻找一种能够从原理上规避析锂且符合客户需求的快充方案是目前研究者迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池快充方法，从而快速找出电芯在不同SOC、不同温度下可支持的充电倍率，进而能够快速得到电芯快充方式，大大提升及发挥了电芯的性能。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种锂离子电池快充方法，包括以下步骤：（1）分阶段快充支持倍率进行标定；（11）将满电态电芯以设定恒流放电至设定电压值，并计算电芯容量；（12）设定电芯容量的SOC区间，并将所述SOC区间分割成若干个待测区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至SOC区间内的设定值，以获取不同SOC区间内的充电倍率；（2）分阶段快充验证；（21）根据步骤（12）设定的SOC区间，并将SOC区间划分为若干个连续验证区间进行充电验证；（22）若负极固液相电位均在0V以上，则选取以上分阶段快充倍率充电；若负极固液相电位在某段SOC出现0V以下，则调低该段SOC充电倍率进行连续快充验证，直至负极固液相电位均在0V以上。所述的锂离子电池快充方法，步骤（12），具体包括如下步骤：（121）设定0～80%SOC区间，将0～80%SOC区间以20%为一个间隔分割成若干个区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至20%、40%、60%、80%SOC；（122）分别获取0～20%SOC、0～40%SOC、0～60%SOC、0～80%SOC区间内的充电倍率C1、C2、C3、C4；（123）空电态电芯以充电倍率C1充至20%SOC，然后以不同的倍率恒流充至40%、60%、80%SOC，分别获取20～40%SOC、20～60%SOC、20～80%SOC状态下的充电倍率C5、C6、C7；（124）空电态电芯以充电倍率C2充至40%SOC，然后以不同的倍率恒流充至60%、80%SOC，获取40～60%SOC、40～80%SOC支持的充电倍率C8、C9；（125）空电态电芯以充电倍率C3充至60%SOC，然后以不同的倍率恒流充至80%SOC，获取60～80%SOC支持的充电倍率C10。所述的锂离子电池快充方法，步骤（21），具体包括如下步骤：选取0～80%SOC区间以20%为一个间隔的支持充电倍率，分别选取0～20%SOC区间放电倍率为C1、20～40%SOC区间放电倍率为C5、40～60%SOC区间放电倍率为C8、60～80%SOC区间放电倍率为C10来进行分阶段连续快充验证。由上述技术方案可知，本专利技术所述的锂离子电池快充方法，能够快速找出在不同环境温度下、不同SOC状态下的充电支持倍率，为实验节约大量时间、人力、物力。通过连续快充方案的验证还能识别出由于极化影响导致高SOC支持倍率降低的现象，从而保证了方案的可行性及安全性。另外本专利技术判定析锂的标准为负极固液相电位是否小于等于0V，从原理上作为判断，大大减少由于实验拆解观察导致的误差风险。附图说明图1是本专利技术的间隔20%SOC下快充方案获取路径图；图2是本专利技术25℃下四段快充方案验证结果-充电电流及电压图；图3是本专利技术25℃下四段快充负极固液相电位图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1-3所示，本专利技术所述的锂离子电池快充方法，具体包括如下步骤：步骤一：分阶段快充支持倍率的标定：（1）在25℃下将满电态电芯以0.33C恒流放电至2.8V，采用安时积分法算出电芯容量Q；（2）将0～80%SOC区间以20%为一个间隔分割成若干个区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至20%、40%、60%、80%SOC，获取0～20%SOC、0～40%SOC、0～60%SOC、0～80%SOC支持的充电倍率C1、C2、C3、C4；（3）空电态电芯以C1充至20%SOC，然后以不同的倍率恒流充至40%、60%、80%SOC，获取20～40%SOC、20～60%SOC、20～80%SOC支持的充电倍率C5、C6、C7；（4）空电态电芯以C2充至40%SOC，然后以不同的倍率恒流充至60%、80%SOC，获取40～60%SOC、40～80%SOC支持的充电倍率C8、C9；（5）空电态电芯以C3充至60%SOC，然后以不同的倍率恒流充至80%SOC，获取60～80%SOC支持的充电倍率C10；步骤二：连续快充方案验证：根据以上获取结果，选取0～80%SOC区间以20%为一个间隔的支持充电倍率，0～20%SOC选C1、20～40%SOC选C5、40～60%SOC选C8、60～80%SOC选C10来进行分阶段连续快充验证，若负极固液相电位均在0V以上则选取以上分阶段快充倍率来定快充策略，若负极固液相电位在某段SOC出现0V以下则调低该段SOC充电倍率（减0.01C）进行连续快充验证直至负极固液相电位均在0V以上，最后选取该方案为快充策略。下面对上述步骤通过具体实施例进行说明，具体步骤如下：步骤一：分阶段快充支持倍率的标定：如选择一款方形电芯，设计容量50Ah；（1）在25℃下将满电态电芯以0.33C恒流放电至2.8V，采用积分法算出电芯容量50.20Ah；（2）在25℃下将0～80%SOC区间（0～40.16Ah）以20%（10.04Ah）为一个间隔分割成若4个区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至20%、40%、60%、80%SOC，获取0～20%SOC、0～40%SOC、0～60%SOC、0～80%SOC支持的充电倍率2.26C(C1)、2.25C(C2)、1.74C(C3)、1.24C(C4)；（3）空电态电芯以2.26C(C1)充至20%SOC，然后以不同的倍率恒流充至40%、60%、80%SOC，获取20～40%SOC、20～60%SOC、20～80%SOC支持的充电倍率2.25C(C5)、1.74C(C6)、1.23C(C7)；（4）空电态电芯以2.25C(C2)充至4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池快充方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）分阶段快充支持倍率进行标定；/n（11）将满电态电芯以设定恒流放电至设定电压值，并计算电芯容量；/n（12）设定电芯容量的SOC区间，并将所述SOC区间分割成若干个待测区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至SOC区间内的设定值，以获取不同SOC区间内的充电倍率；/n（2）分阶段快充验证；/n（21）根据步骤（12）设定的SOC区间，并将SOC区间划分为若干个连续验证区间进行充电验证；/n（22）若负极固液相电位均在0V以上，则选取以上分阶段快充倍率充电；若负极固液相电位在某段SOC出现0V以下，则调低该段SOC充电倍率进行连续快充验证，直至负极固液相电位均在0V以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池快充方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）分阶段快充支持倍率进行标定；
（11）将满电态电芯以设定恒流放电至设定电压值，并计算电芯容量；
（12）设定电芯容量的SOC区间，并将所述SOC区间分割成若干个待测区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至SOC区间内的设定值，以获取不同SOC区间内的充电倍率；
（2）分阶段快充验证；
（21）根据步骤（12）设定的SOC区间，并将SOC区间划分为若干个连续验证区间进行充电验证；
（22）若负极固液相电位均在0V以上，则选取以上分阶段快充倍率充电；若负极固液相电位在某段SOC出现0V以下，则调低该段SOC充电倍率进行连续快充验证，直至负极固液相电位均在0V以上。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池快充方法，其特征在于，所述步骤（12），具体包括如下步骤：
（121）设定0～80%SOC区间，将0～80%SOC区间以20%为一个间隔分割成若干个区间，分别在空电态下以不同的倍率恒流充至20%、40%、60%、80%SOC；
（122）分别获取0～20%S...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏厚勇，厉运杰，孙言飞，韩威振，樊煜，陈虎，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34