【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池充放电，具体为一种基于二次电池的宽温域充放电方法。
技术介绍
1、近年来，以锂离子电池为代表的先进储能技术在消费类电子产品、电动汽车以及能源转换等领域广泛应用，推动了能源变革，促进了智能电气化发展。然而，电化学储能器件的发展仍受限于远低于汽油/柴油的能量密度、不够理想的续航能力、较短的循环性能及气候环境适应性差的问题。
2、其中，优异的电极/电解液界面对于电池在高温或低温环境下的可靠运行至关重要。构筑稳定电极/电解液界面的主要方法包括电极设计、人工电极界面膜及电解液调控，这些策略较好的改善了电极界面性质，提升电池性能。除此之外，充放电技术的改进也能有效提高电池性能，主要体现在能够实现稳定可靠的电极界面膜。
3、基于二次电池的充放电技术已有很多研究报道，已工程应用的充放电技术主要包括恒流充放电、阶梯恒流充电及脉冲充电。恒流充放电技术简单、易实现，应用最为广泛。阶梯恒流充电技术利用充电过程电池的特性变化，挖掘充电潜力，且不影响其它性能，目前已在工程中推广。脉冲充电技术能最大限度减少充电过程的极化，也已在电动汽车的动能回收中被应用。虽然，上述充放电技术在提高电池循环性能、缩短充电时间或减少能耗上有积极作用，但忽略了电池在寿命过程中电极/电解液界面膜退化的趋势，特别是在高温或低温环境下，并不能根据电化学性质的变化动态或适时优化。
4、因此，开发新的充放电技术，实现对电池寿命过程中的适时优化，减少副反应，构筑稳定电极/电解液界面膜，提高全气候条件下的循环性能，对推进二次电池应用具有重要
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于二次电池的宽温域充放电方法，通过对电池进行周期性常温条件下的小倍率恒流充放电，构筑稳定的电极/电解液界面，减缓性能衰减，特别是高温环境或低温环境的电池，延长全气候条件下的循环寿命。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于二次电池的宽温域充放电方法，二次电池在宽温域循环过程中进行周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电。
4、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，二次电池循环过程包括恒电流充放电循环、阶梯恒流充电/恒流放电循环或脉冲充电/恒流充电循环。
5、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，恒电流充放电循环，包括以下步骤(a1)-(a2)：
6、(a1)设置一个恒定充电电流ic，一个恒定放电电流id，一个充电截止电压vmax或一个充电截止荷电状态socmax，一个放电截止电压vmin；
7、(a2)恒电流充放电循环的具体过程为：二次电池进行低温、常温或者高温环境下的恒流充电，恒定充电电流为ic，充电截止电压为vmax或者充电截止荷电状态为socmax，而后进行恒流放电，恒定放电电流为id，放电截止电压为vmin；按照上述恒流充电和恒流放电进行反复循环。
8、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，阶梯恒流充电/恒流放电循环，包括以下步骤(b1)-(b2)：
9、(b1)设置一组逐渐减小的恒流充电电流值ic{ic1,ic2,ic3,……,icn}，一组逐渐增大的恒流充电电压值v{v1,v2,v3,.....,vn}或一组逐渐增大的恒流充电荷电状态值soc{soc1,soc2,soc3,.....,socn}，一个充电截止电压vmax或一个充电截止荷电状态socmax，一个放电截止电压vmin；
10、(b2)二次电池恒流充电第一阶段，恒流充电电流值为ic1，恒流充电电压值为v1或恒流充电荷电状态值为soc1；二次电池恒流充电第二阶段，恒流充电电流值为ic2，恒流充电电压值为v2或恒流充电荷电状态值为soc2；依次进行至二次电池充电至第n阶段，恒流充电电流值为icn，恒流充电电压值为vn或恒流充电荷电状态值为socn；如此循环，直至二次电池电压达到充电截止电压vmax或充电截止荷电状态socmax，而后进行恒流放电，放电电流为id，放电截止电压为vmin；按照上述阶梯恒流充电和恒流放电进行反复循环。
11、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，脉冲充电/恒流放电循环，包括以下步骤(c1)-(c2)：
12、(c1)设置一个脉冲充电电流值ipc、一个脉冲放电电流值ipd、一个脉冲充电时间值tc、一个脉冲放电时间值td或者一个脉冲静置时间值tr，一个截止电压vmax或一个截止荷电状态socmax；
13、(c2)二次电池第一个脉冲充电，脉冲充电电流值为ipc，脉冲充电时间值为tc，然后二次电池放电或者设置静置，脉冲放电电流值为ipd，脉冲放电时间值为td或者脉冲静置时间值为tr；二次电池第二个及以上的脉冲充电，均采用与第一个脉冲充电相同的方式；如此循环，直至二次电池电压达到截止电压vmax或截止荷电状态socmax；随后进行恒流放电，放电电流为id，放电截止电压为vmin；按照上述脉冲充电和恒流放电进行反复循环。
14、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，脉冲充电阶段的步骤(c1)中，脉冲充电时间值tc在0.1s～30s范围内，脉冲放电电流值ipd在0c～0.2c范围内，脉冲放电时间值td在0.01s～5s范围内，脉冲静置时间值tr在0.01s～30s范围内。
15、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电循环，包括以下步骤(d1)-(d3)：
16、(d1)在常温条件下设置一个恒定充电电流irc，一个恒定放电电流ird，一个充电截止电压vmax，一个放电截止电压vmin；
17、(d2)二次电池在低温、常温或高温环境下进行一定次数的循环后，将二次电池置于常温环境下进行1次或2次恒流充放电，恒定充电电流为irc，充电截止电压为vmax，恒定放电电流为ird，放电截止电压为vmin；在常温环境下完成恒流充放电后，重新将二次电池置于低温、常温或高温环境下进行循环；
18、(d3)二次电池在低温、常温或高温环境下的循环过程中周期性重复(d2)步骤。
19、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电循环，恒定充电电流irc在0.01c～0.2c范围内，恒定放电电流ird在0.01c～0.2c范围内。
20、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，二次电池所处工作环境温度范围在-100℃～100℃。
21、所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，二次电池包括锂离子电池、锂金属电池、钠离子电池、钠金属电池、钾离子电池、钾金属电池或锂硫电池。
22、本专利技术的设计思想是：
23、本专利技术通过在二次电池寿命过程中的充放电技术优化形成性质优良的电极/电解液界面膜，抑制低温锂枝晶产生，实现有效改善电池在高温及低温下的循环寿命。
24、本专利技术的优点和有益效益如下：
25、本专利技术的充放电技术通过在二次电池寿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，二次电池在宽温域循环过程中进行周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电。
2.根据权利要求1所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，二次电池循环过程包括恒电流充放电循环、阶梯恒流充电/恒流放电循环或脉冲充电/恒流充电循环。
3.根据权利要求2所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，恒电流充放电循环，包括以下步骤(A1)-(A2)：
4.根据权利要求2所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，阶梯恒流充电/恒流放电循环，包括以下步骤(B1)-(B2)：
5.根据权利要求2所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，脉冲充电/恒流放电循环，包括以下步骤(C1)-(C2)：
6.根据权利要求5所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，脉冲充电阶段的步骤(C1)中，脉冲充电时间值tc在0.1s～30s范围内，脉冲放电电流值Ipd在0C～0.2C范围内，脉冲放电时间值td在0.01s～5s范围内，脉冲静置时间值tr在0.01s～30s范围内。
7.根据权利要求1所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电循环，包括以下步骤(D1)-(D3)：
8.根据权利要求7所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电循环，恒定充电电流Irc在0.01C～0.2C范围内，恒定放电电流Ird在0.01C～0.2C范围内。
9.根据权利要求1至8之一所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，二次电池所处工作环境温度范围在-100℃～100℃。
10.根据权利要求1所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，二次电池包括锂离子电池、锂金属电池、钠离子电池、钠金属电池、钾离子电池、钾金属电池或锂硫电池。
...【技术特征摘要】
1.一种基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，二次电池在宽温域循环过程中进行周期性常温条件下的小倍率恒电流充放电。
2.根据权利要求1所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，二次电池循环过程包括恒电流充放电循环、阶梯恒流充电/恒流放电循环或脉冲充电/恒流充电循环。
3.根据权利要求2所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，恒电流充放电循环，包括以下步骤(a1)-(a2)：
4.根据权利要求2所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，阶梯恒流充电/恒流放电循环，包括以下步骤(b1)-(b2)：
5.根据权利要求2所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，脉冲充电/恒流放电循环，包括以下步骤(c1)-(c2)：
6.根据权利要求5所述的基于二次电池的宽温域充放电方法，其特征在于，脉冲充电阶段的步骤(c1)中，脉冲充电时间值tc在0.1s～...
【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，郭震强，胡广剑，孙振华，朴楠，杨慧聪，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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