电池充放电方法及其相关设备技术

技术编号：42391525 阅读：3 留言：0更新日期：2024-08-16 16:16

本发明专利技术创造涉及一种电池充放电方法及其相关设备。其中，该方法包括：获取电池的温度变化参数；在温度变化参数小于第一阈值的情况下，以下限电压和上限电压为电压区间进行电池的充放电；在温度变化参数大于或等于第一阈值的情况下，按照第一提升量对下限电压进行第一提升，以第一提升得到的下限电压和上限电压为电压区间进行电池的充放电。通过本发明专利技术，至少解决了负极极片掺硅的电池循环稳定性低的问题，提高了负极极片掺硅的电池循环稳定性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及电化学装置，特别是涉及电池充放电方法及其相关设备。

技术介绍

1、为了进一步提升电池的能量密度，一种可行的方法是在负极石墨材料的极片中掺入硅基材料。然而，掺入硅基材料之后，电池负极内部的副反应会增加，电池的循环稳定性下降。例如在锂离子电池中，电池负极材料中硅基材料质量占比25%，下限电压（又称为放电截止电压）为3.0v，上限电压（又称为充电截止电压）为4.45v时，电池容量衰减至80%时的充放电循环仅能达到750次，远小于碳负极充放电循环的950次。

2、綜上，随着负极极片中掺入硅基材料的质量占比增加，电池的循环稳定性下降越多。

技术实现思路

1、本专利技术创造实施例提供的电池充放电方法及其相关设备，至少解决负极极片掺硅的电池循环稳定性低的问题。

2、一种电池充放电方法，包括：获取电池的温度变化参数；在所述温度变化参数小于第一阈值的情况下，以下限电压和上限电压为电压区间进行所述电池的充放电；在所述温度变化参数大于或等于所述第一阈值的情况下，按照第一提升量对所述下限电压进行第一提升，以第一提升得到的下限电压和所述上限电压为电压区间进行所述电池的充放电。

3、在其中的一些实施例中，所述方法还包括：在所述温度变化参数大于或等于第二阈值的情况下，按照第二提升量对第一提升得到的下限电压进行第二提升，以第二提升得到的下限电压和所述上限电压为电压区间进行所述电池的充放电，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

4、在其中的一些实施例

5、在其中的一些实施例中，所述温度变化参数基于所述电池当前充放电循环充满电时的温度与所述电池初始充放电循环充满电时的温度确定。

6、在其中的一些实施例中，所述第一阈值的取值范围为5%~100%，优选为40%；所述第一提升量的取值范围为0.05v~0.3v，优选为0.1~0.2v；所述第二阈值的取值范围为100%~300%，优选为200%；所述第二提升量的取值范围为0.02v~0.3v，优选为0.05~0.2v。

7、在其中的一些实施例中，在所述温度变化参数大于或等于所述第一阈值的情况下，按照第一提升量对所述下限电压进行一次或多次第一提升；和/或在所述温度变化参数大于或等于第二阈值的情况下，按照第二提升量对第一提升得到的下限电压进行一次或多次第二提升。

8、在其中的一些实施例中，所述方法还包括：检测所述电池在当前充放电循环的膨胀率，获取所述电池的负极极片的质量加权膨胀率；基于所述电池在当前充放电循环的膨胀率和所述质量加权膨胀率，确定对所述下限电压的所述第一提升或者所述第二提升的提升次数；基于所述电池在当前充放电循环的膨胀率和所述提升次数，确定每次所述第一提升或者所述第二提升持续的充放电循环数。

9、在其中的一些实施例中，所述提升次数基于下列计算式确定：

10、；

11、其中，为所述电池在当前充放电循环的膨胀率，为第一材料的最大膨胀率，为所述电池的负极极片中所述第一材料的质量占比，为第二材料的最大膨胀率，为所述电池的负极极片中第二材料的质量占比，表示所述提升次数，且所述提升次数不小于1，表示四舍五入取整操作。

12、在其中的一些实施例中，所述充放电循环数基于下列计算式确定：

13、；或者；

14、其中，为所述电池在当前充放电循环的膨胀率，表示所述提升次数；表示所述充放电循环数，表示四舍五入取整操作。

15、在其中的一些实施例中，所述电池的负极极片包括硅基材料和碳基材料。

16、一种存储有计算机指令的非瞬时机器可读介质，在其中的一些实施例中，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的方法。

17、一种储能装置，包括：电池、处理器，以及存储有计算机指令的非瞬时机器可读介质，在其中的一些实施例中，所述电池的负极极片包括硅基材料和碳基材料，所述计算机指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述的方法。

18、本专利技术创造实施例提供的电池充放电方法及其相关设备的有益效果：对于掺硅负极电池，随着电池充放电循环次数的增加，电池温度变化参数的升高在一定程度上反映了电池在充电过程中负极极片破坏的可能性增大；本专利技术创造的实施例通过提升下限电压，使得在充电过程中，部分锂离子嵌入硅负极中并不参与后续的循环，维持了硅的结构稳定性，从而提高掺硅负极电池的循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种电池充放电方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下限电压的提升总量不超过0.8V，或者所述下限电压不超过3.4V。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度变化参数基于所述电池当前充放电循环充满电时的温度与所述电池初始充放电循环充满电时的温度确定。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述温度变化参数大于或等于所述第一阈值的情况下，按照第一提升量对所述下限电压进行一次或多次第一提升；和/或

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述提升次数基于下列计算式确定：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述充放电循环数基于下列计算式确定：

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述电池的负极极片包括硅基材料和碳基材料。