CN107452999B - 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法 - Google Patents

修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107452999B
CN107452999B CN201710640190.7A CN201710640190A CN107452999B CN 107452999 B CN107452999 B CN 107452999B CN 201710640190 A CN201710640190 A CN 201710640190A CN 107452999 B CN107452999 B CN 107452999B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
charging
battery
constant
standard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710640190.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107452999A (zh
Inventor
唐胜成
曾石华
李利
易世明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGZHOU FULLRIVER BATTERY NEW TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
GUANGZHOU FULLRIVER BATTERY NEW TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGZHOU FULLRIVER BATTERY NEW TECHNOLOGY CO LTD filed Critical GUANGZHOU FULLRIVER BATTERY NEW TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201710640190.7A priority Critical patent/CN107452999B/zh
Publication of CN107452999A publication Critical patent/CN107452999A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107452999B publication Critical patent/CN107452999B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/448—End of discharge regulating measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，充电时，电池两极之间的充电限制电压设为U＝3Uo‑Us‑Uso，Uso是恒流恒压充电到Uo后电池电压回落的标准稳定电压，Us是恒流充电到Uo后电池电压回落的稳定电压，Uo是标准充电截止电压；Uso的选取是从电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，电池从某个时间段开始，电池在某个时间段内开路电压压降小于某一数值，电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。本发明充电快且能充进接近饱和的电量；以本发明的方法充电，以标准的或用户的方法放电，具有更长的循环寿命，或相同的循环次数，以本发明的方法充电，放电放出的容量更高。

Description

修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法
技术领域
本发明属于电池充电方法技术领域，特别是涉及锂离子电池和聚合物锂离子电池的快速充电方法。
背景技术
中国专利CN101388477B公开了一种快速充电方法，是增加充电限制电压弥补电池内部压降的锂离子电池充电方法，锂离子电池或聚合物锂离子电池在充电时，当充电至电压达到充电限制电压则停止充电，在电池两极之间的电池充电限制电压设为U＝2Uo-Us，Us是恒流充电到Uo后电池电压回落的稳定电压，Uo是标准充电截止电压，Uo为行业所普遍接受的小倍率恒流-恒压充电方式所使用的标准充电截止电压，稳定电压Us的选取是从电池停止恒流充电开始搁置时进行计时，电池从某个时间段开始，电池在某个时间段内开路电压压降小于某一数值，电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的稳定电压Us。
该方法应用于磷酸铁锂电池时，Uo为行业所普遍接受的小倍率恒流-恒压充电方式所使用的标准充电截止电压3.60V，充电到电池充电限制电压U＝2Uo-Us，未能将电池完全充饱，充饱程度只达到88％左右，未能充分发挥电池的效能。磷酸铁锂电池行业所普遍接受的小倍率恒流-恒压充电方式所使用的标准充电截止电压Uo还有3.50V、3.65V、3.7V，充电到电池充电限制电压U＝2Uo-Us，均未能将电池完全充饱，未能充分发挥电池的效能。
该方法应用于钴酸锂电池时，Uo为行业所普遍接受的小倍率恒流-恒压充电方式所使用的标准充电截止电压4.20V，充电到电池充电限制电压U＝2Uo-Us，未能将电池完全充饱，充饱程度只达到97％左右，未能完全发挥电池的效能。
为了充分发挥电池的效能，需要对电池充电限制电压进行适当的修正。
发明内容
本发明的目的在于为了充分发挥电池的效能，提供一种修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法。
定义
理想充电：采用恒流恒压充电方法对锂离子电池充电，断开充电电路后，锂离子电池的开路稳定电压达到恒压充电电压。理论上采用恒流恒压充电方法对锂离子电池充电，恒压充电至无限小的电流时，断开充电电路后，锂离子电池的开路稳定电压可以达到恒压充电电压。实践上采用恒流恒压充电方法对锂离子电池充电，恒压充电至锂离子电池的自耗电流时，锂离子电池充电电流与自耗电流处于动态均衡状态，断开充电电路后，锂离子电池的开路稳定电压可以非常接近恒压充电电压。标准稳定电压：采用标准规定的或供应商约定的电流恒流充电到Uo再恒压充电到标准规定的或供应商约定的截止电流，停止充电；从电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，电池从某个时间段开始，电池在某个时间段内开路电压压降小于某一数值，电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
锂离子自由度：是锂离子在正极中自由活动的程度。锂离子电池在充电过程中，锂离子从正极脱嵌，经过电解质，嵌入到负极中。锂离子在正极晶格中是自由分布的，各自找到自己的合适位置，在脱嵌过程中，路途近的、自由度大的锂离子先脱嵌，路途远的、自由度小的锂离子后脱嵌，受到正极严格束搏的锂离子自由度很低，难以脱嵌，或者需要更大的充电能量才能使自由度很低的锂离子脱嵌。
原理
CN101388477B的充电方法充电到U＝2Uo-Us＝Uo+(Uo-Us)即停，弥补了电池内部压降(Uo-Us)，该压降(Uo-Us)是恒流I充电到Uo后开路搁置产生的；只弥补了对应电流I的欧姆压降、浓差极化压降、电化学极化压降和其他阻抗压降，未有考虑恒流I充电到Uo并没有充饱，未有考虑锂离子自由度很低的部分锂离子的脱嵌，所弥补的压降不足以将电池充到100％饱和，不能达到理想充电状态；CN101388477B的充电方法没有考虑设备误差与测量误差的影响。100％饱和是采用标准规定的或供应商约定的电流恒流充电到Uo再恒压充电到标准规定的或供应商约定的截止电流，停止充电，采用标准规定的或供应商约定的电流恒流放电到标准规定的或供应商约定的放电截止电压，所放出的容量为100％，其放电前所处的充电状态就是100％饱和。在U＝2Uo-Us＝Uo+(Uo-Us)的基础上增加(Uo-Uso)，用电流I充电到U＝Uo+(Uo-Us)+(Uo-Uso)＝3Uo-Us-Uso，考虑了锂离子自由度很低的部分锂离子的脱嵌，才能将电池充到更接近100％饱和，减少了设备误差与测量误差的影响，更接近理想充电状态。
本发明解决上述问题的方案如下：
使用标准的恒流恒压充电方法，将电池充饱，开路搁置，发现磷酸铁锂电池的标准稳定电压跟标准充电截止电压相差较大，钴酸锂电池的标准稳定电压跟标准充电截止电压相差较小，这跟磷酸铁锂电池充饱程度低、钴酸锂电池充饱程度高直接相关。
为了充分发挥电池的效能，使电池每次充饱，需要在原有U＝Uo+(Uo-Us)的基础上增加(Uo-Uso)修正值，修正弥补电压为：
U＝Uo+(Uo-Us)+(Uo-Uso)＝3Uo-Us-Uso
据此给磷酸铁锂电池和钴酸锂电池充电，通过修正弥补电压，能够将电池充得更接近100％饱和。
按照同样的方法，对三元锂离子电池、锰酸锂电池、钛酸锂电池进行了验证，具有相同的效果。
修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，电池在充电时，电池两极之间的电池充电限制电压设为U＝3Uo-Us-Uso。
Uso是恒流恒压充电到Uo后电池电压回落的标准稳定电压，其值的选取采用如下方式：从电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，电池从某个时间段开始，电池在某个时间段内开路电压压降小于某一数值，电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
具体地，采用标准规定的或供应商约定的电流恒流充电到Uo再恒压充电到标准规定的或供应商约定的截止电流，停止充电；从电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，电池从某个时间段开始，电池在某个时间段内开路电压压降小于某一数值，电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
Us是恒流充电到Uo后电池电压回落的稳定电压，其值的选取采用如下方式：从电池停止恒流充电开始搁置时进行计时，电池从某个时间段开始，电池在某个时间段内开路电压压降小于某一数值，电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的稳定电压Us。
Uo是标准充电截止电压，Uo为行业所普遍接受的小倍率恒流-恒压充电方式所使用的充电截止电压。
充电时，当充电至电压达到所述电池充电限制电压时则停止充电。
作为一种改进方案，本发明的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，电池可以电流恒流方式充至U＝3Uo-Us-Uso，即停止充电。
作为另一种改进方案，本发明的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，电池可以电流分段恒流方式充至U＝3Uo-Us-Uso，即停止充电，Us是用停止充电前的末段电流测量确定的。
作为另一种改进方案，本发明的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，电池可以电流非恒流方式充至U＝3Uo-Us-Uso，即停止充电，Us是用停止充电前的末端电流测量确定的。
作为一种Uso的测量方式，修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每5分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在5分钟的时间段内开路电压压降小于2mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
作为另一种Uso的测量方式，修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每10分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在10分钟的时间段内开路电压压降小于1mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
需要明确的是，标准稳定电压Uso跟标准充电截止电压Uo和标准充电截止电流有关，跟充电倍率关系不大，或几乎没有关系。
公知的，对于磷酸铁锂电池，标准充电截止电压Uo可以是3.5V、3.6V、3.65V、3.7V，对应不同的Uo，会得到不同的标准容量C0。标准容量的定义：采用标准规定的或供应商约定的电流恒流充电到Uo再恒压充电到标准规定的或供应商约定的截止电流，然后按标准规定的或供应商约定的放电电流放电到标准规定的或供应商约定的放电截止电压，所释放的容量即为标准容量C0。磷酸铁锂电池的标准充电截止电压Uo可以选取任一公知值，快充时想要快速充入接近对应标准容量C0的容量，全部适用修正弥补电压为U＝Uo+(Uo-Us)+(Uo-Uso)＝3Uo-Us-Uso的充电方法。
公知的，对于钴酸锂电池，经典的常规的钴酸锂电池标准充电截止电压Uo是4.2V，现在开发出了4.3V和4.35V高电压的钴酸锂电池，正在开发4.4V和4.5V高电压的钴酸锂电池，其对应的标准充电截止电压Uo就是4.3V、4.35V、4.4V、4.5V，对应不同的Uo，会得到不同的标准容量C0。不同电压的钴酸锂电池的标准充电截止电压Uo可以选取其对应公知值，快充时想要快速充入接近对应标准容量C0的容量，全部适用修正弥补电压为U＝Uo+(Uo-Us)+(Uo-Uso)＝3Uo-Us-Uso的充电方法。
公知的，对于三元锂电池(镍锰钴酸锂电池)，经典的常规的三元锂电池标准充电截止电压Uo是4.2V，现在正在开发4.3V和4.35V高电压的三元锂电池，其对应的标准充电截止电压Uo就是4.3V、4.35V，对应不同的Uo，会得到不同的标准容量C0。不同电压的三元锂电池的标准充电截止电压Uo可以选取其对应公知值，快充时想要快速充入接近对应标准容量C0的容量，全部适用修正弥补电压为U＝Uo+(Uo-Us)+(Uo-Uso)＝3Uo-Us-Uso的充电方法。
特例情况，当钴酸锂电池取Uo＝4.2V时(如图2所示)，Uo≈Uso，充电到U≈Uo+(Uo-Us)则停止充电，就能得到跟恒流恒压充电到4.2V几乎相同的效果，即对于钴酸锂电池Uo＝4.2V时，可以忽略(Uo-Uso)修正值。但是，在其它的标准充电截止电压Uo时，如图3所示的Uo＝4.35V的情况，Uo与Uso的偏差较大，需要考虑(Uo-Uso)修正值才能让电池充电接近100％。
相对现有的充电方法，本发明的有益效果如下：
1.锂离子电池充电快且能充进接近饱和的电量；
2.本发明的充电方法适用于各种锂离子电池的充电，能够将电池充得更接近100％饱和，能够充分发挥电池的效能；
3.以本发明的方法对锂离子电池充电，以标准的或用户的方法放电，跟以相同倍率的电流恒流恒压充电相比，具有更长的循环寿命，或相同的循环次数，以本发明的方法充电，放电放出的容量更高；
4.利用本发明方法可以设计充电电路，制成充电器；
5.利用本发明方法可以制成电子元器件，与电芯组装一起使用。
附图说明
附图1是磷酸铁锂电池恒流恒压充电到Uo后标准稳定电压Uso曲线与恒流充电到Uo后稳定电压Us曲线。
附图2是钴酸锂电池恒流恒压充电到Uo后标准稳定电压Uso曲线与恒流充电到Uo后稳定电压Us曲线。
附图3是4.35V高电压型钴酸锂电池恒流恒压充电到Uo后标准稳定电压Uso曲线与恒流充电到Uo后稳定电压Us曲线。
具体实施方式
下面结合比较例与实施例对本发明做进一步说明，从而体现本发明的具体实施方式和优点。
比较例1.1：磷酸铁锂电池，标准充电方法
402045Fe15C是高倍率型3.2V190mAh磷酸铁锂电池，电池体系为LiFePO4/C系单体电池(Uo＝3.6V)，额定容量Cr＝190mAh，参照GB/T18287-2013标准充电方法，
1.用38mA(0.2C)恒流充电到3.6V，转恒压3.6V充电至电流减小到3.8mA(0.02C)，停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
2.用38mA(0.2C)恒流放电到2.0V，记录放电容量Cd。(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须。)
3.循环：
3.1用1140mA恒流充电到3.6V，转恒压3.6V充电至电流减小到3.8mA
3.2搁置5min
3.3用1140mA恒流放电到2.0V
3.4搁置5min
3.5循环3.1步至3.4步1000次
3.6结束
比较例1.2：磷酸铁锂电池，CN101388477B充电方法
同比较例1.1的电池，期望将电池在t＝10min的时间内充满电，根据CN101388477B公开的一种快速充电方法，所需的恒流充电电流I＝Cr/t*60＝190/10*60＝1140mA(6C倍率)。
1.测稳定电压：用1140mA恒流充电到3.6V，停止，测试开路电压，测出稳定电压Us,稳定电压Us曲线见附图1；从电池停止恒流充电开始搁置时进行计时，每10分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在10分钟的时间段内开路电压压降小于1mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的稳定电压Us；
2.用38mA(0.2C)恒流放电到2.0V(此步是释放出上步充入的容量，使电池处于待充状态，不是充电方法所必须)；
3.用1140mA恒流充电到2Uo-Us，停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
4.用38mA(0.2C)恒流放电到2.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
5.循环：
5.1用1140mA恒流充电到2Uo-Us
5.2搁置5min
5.3用1140mA恒流放电到2.0V
5.4搁置5min
5.5循环5.1步至5.4步1000次
5.6结束
实施例1：磷酸铁锂电池，本发明方法
同比较例1.1的电池，使用比较例1.2测出的稳定电压Us；
1.测标准稳定电压：用38mA(0.2C)恒流充电到3.6V，转恒压3.6V充电至电流减小到3.8mA(0.02C)，停止，测试开路电压，测出标准稳定电压Uso,标准稳定电压Uso曲线见附图1；电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每10分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在10分钟的时间段内开路电压压降小于1mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso；
2.用38mA(0.2C)恒流放电到2.0V；(此步是释放出上步充入的容量，使电池处于待充状态，不是充电方法所必须)；
3.期望将电池在10min的时间内充满电，根据本发明的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，所需的恒流充电电流为1140mA(6C倍率)，充电到U＝3Uo-Us-Uso，停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
4.用38mA(0.2C)恒流放电到2.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
5.循环：
5.1用1140mA恒流充电到3Uo-Us-Uso
5.2搁置5min
5.3用1140mA恒流放电到2.0V
5.4搁置5min
5.5循环5.1步至5.4步1000次
5.6结束
比较例1.1、比较例1.2、实施例1试验结果列于表1。
表1比较例1.1、比较例1.2、实施例1试验结果
Figure BDA0001365735880000071
充电饱和度：以标准充电方法充电，标准放电方法放电，所放出的容量为100％；非标准充电方法充电，标准放电方法放电，所放出的容量跟标准放电容量的百分比为充电饱和度。
比较例2.1：钴酸锂电池，标准充电方法
703048H10C是高倍率型3.7V800mAh聚合物锂离子电池，电池体系为LiCoO2/C系单体电池(Uo＝4.2V)，额定容量Cr＝800mAh，参照GB/T18287-2013标准充电方法，
1.用160mA(0.2C)恒流充电到4.2V，转恒压4.2V充电至电流减小到16mA(0.02C)，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
2.用160mA(0.2C)恒流放电到3.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
3.循环：
3.1用4800mA恒流充电到4.2V，转恒压4.2V充电至电流减小到16mA
3.2搁置5min
3.3用4800mA恒流放电到3.0V
3.4搁置5min
3.5循环3.1步至3.4步500次
3.6结束
比较例2.2：钴酸锂电池，CN101388477B充电方法
同比较例2.1的电池，期望将电池在t＝10min的时间内充满电，根据CN101388477B公开的一种快速充电方法，所需的恒流充电电流I＝Cr/t*60＝800/10*60＝4800mA(6C倍率)，
1.测稳定电压：用4800mA恒流充电到4.2V，停止，测试开路电压，测出稳定电压Us,稳定电压Us曲线见附图2；从电池停止恒流充电开始搁置时进行计时，每10分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在10分钟的时间段内开路电压压降小于1mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的稳定电压Us；
2.用160mA(0.2C)恒流放电到3.0V；(此步是释放出上步充入的容量，使电池处于待充状态，不是充电方法所必须)
3.用4800mA恒流充电到2Uo-Us，停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
4.用160mA(0.2C)恒流放电到3.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
5.循环
5.1用4800mA恒流充电到2Uo-Us
5.2搁置5min
5.3用4800mA恒流放电到3.0V
5.4搁置5min
5.5循环5.1步至5.4步500次
5.6结束
实施例2：钴酸锂电池，本发明方法
同比较例2.1的电池，使用比较例2.2测出的稳定电压Us；
1.测标准稳定电压：用160mA(0.2C)恒流充电到4.2V，转恒压4.2V充电至电流减小到16mA(0.02C)，停止，测试开路电压，测出标准稳定电压Uso,标准稳定电压Uso曲线见附图2；电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每10分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在10分钟的时间段内开路电压压降小于1mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso；
2.用160mA(0.2C)恒流放电到3.0V；(此步是释放出上步充入的容量，使电池处于待充状态，不是充电方法所必须)
3.期望将电池在10min的时间内充满电，根据本发明的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，所需的恒流充电电流为4800mA(6C倍率)，充电到U＝3Uo-Us-Uso停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
4.用160mA(0.2C)恒流放电到3.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
5.循环
5.1用4800mA恒流充电到3Uo-Us-Uso
5.2搁置5min
5.3用4800mA恒流放电到3.0V
5.4搁置5min
5.5循环5.1步至5.4步500次
5.6结束
比较例2.1、比较例2.2、实施例2试验结果列于表2。
表2比较例2.1、比较例2.2、实施例2试验结果
Figure BDA0001365735880000091
比较例3.1：4.35V高电压钴酸锂电池，标准充电方法
601250HV10C是4.35V高电压型235mAh聚合物锂离子电池，电池体系为4.35V高电压LiCoO2/C系，单体电池(Uo＝4.35V)，额定容量Cr＝235mAh，参照GB/T18287-2013标准充电方法，
1.用47mA(0.2C)恒流充电到4.35V，转恒压4.2V充电至电流减小到4.7mA(0.02C)，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
2.用47mA(0.2C)恒流放电到3.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
3.循环：
3.1用470mA恒流充电到4.35V，转恒压4.35V充电至电流减小到4.7mA
3.2搁置5min
3.3用470mA恒流放电到3.0V
3.4搁置5min
3.5循环3.1步至3.4步500次
3.6结束
比较例3.2：4.35V高电压钴酸锂电池，CN101388477B充电方法
同比较例3.1的电池，期望将电池在t＝30min的时间内充满电，根据CN101388477B公开的一种快速充电方法，所需的恒流充电电流I＝Cr/t*60＝235/30*60＝470mA(2C倍率)，
1.测稳定电压：用470mA恒流充电到4.35V，停止，测试开路电压，测出稳定电压Us,稳定电压Us曲线见附图3；从电池停止恒流充电开始搁置时进行计时，每5分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在5分钟的时间段内开路电压压降小于2mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的稳定电压Us；
2.用47mA(0.2C)恒流放电到3.0V；(此步是释放出上步充入的容量，使电池处于待充状态，不是充电方法所必须)
3.用470mA恒流充电到2Uo-Us，停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
4.用47mA(0.2C)恒流放电到3.0V，记录放电容量Cd(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)；
5.循环
5.1用470mA恒流充电到2Uo-Us
5.2搁置5min
5.3用470mA恒流放电到3.0V
5.4搁置5min
5.5循环5.1步至5.4步500次
5.6结束
实施例3：4.35V高电压钴酸锂电池，本发明方法
同比较例3.1的电池，使用比较例3.2测出的稳定电压Us；
1.测标准稳定电压：用47mA(0.2C)恒流充电到4.35V，转恒压4.35V充电至电流减小到4.7mA(0.02C)，停止，测试开路电压，测出标准稳定电压Uso,标准稳定电压Uso曲线见附图3；电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每5分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在5分钟的时间段内开路电压压降小于2mV后即可视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso；
2.用47mA(0.2C)恒流放电到3.0V；(此步是释放出上步充入的容量，使电池处于待充状态，不是充电方法所必须)
3.期望将电池在30min的时间内充满电，根据本发明的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，所需的恒流充电电流为470mA(2C倍率)，充电到U＝3Uo-Us-Uso停止充电，记录充电时间Tc与充电容量Cc；
4.用47mA(0.2C)恒流放电到3.0V，记录放电容量Cd；(此步评估充电可释放的容量，不是充电方法所必须)
5.循环
5.1用470mA恒流充电到3Uo-Us-Uso
5.2搁置5min
5.3用470mA恒流放电到3.0V
5.4搁置5min
5.5循环5.1步至5.4步500次
5.6结束
比较例3.1、比较例3.2、实施例3试验结果列于表3。
表3比较例3.1、比较例3.2、实施例3试验结果
Figure BDA0001365735880000111
具体实施过程中，可选择地，1.可以每只电池每次充电前测量Us、Uso，然后按本发明(或CN101388477B)的方法充电，显然这样很麻烦；2.可以每只电池充电前测量Us、Uso，然后每次充电按本发明(或CN101388477B)的方法充电，这样仍很麻烦；3.可以每种型号电池充电前测量Us、Uso，然后该种型号电池每只电池每次充电按本发明(或CN101388477B)的方法充电，这样就很便捷。虽然同种型号不同个体电池之间存在微小差异，或每只电池不同次数充电前存在微小差异，不影响专利的实施；本专利的实施可以使非恒压充电接近饱和，不保证每只电池每次充电100％饱和。
具体实施过程中，不一定需要等锂离子电池完全放完电再来充电，锂离子电池处于空电、半电或大半电的情况下，均可使用本发明的方法来充电；满电的情况下则无需充电。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改，例如应用于各种锂离子电池、电池组、充电电路、充电器、充电控制元件等产品中。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，其特征在于：电池在充电时，电池两极之间的电池充电限制电压设为U＝3Uo-Us-Uso；Uso是恒流恒压充电到Uo后电池电压回落的标准稳定电压；Us是恒流充电到Uo后电池电压回落的稳定电压；Uo是标准充电截止电压。
2.根据权利要求1所述的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，其特征在于：电池充电时，充电至电压达到所述电池充电限制电压时，则停止充电。
3.根据权利要求1所述的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，其特征在于：电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每5分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在5分钟的时间段内开路电压压降小于2mV后即视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
4.根据权利要求1所述的修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法，其特征在于：电池停止恒流恒压充电开始搁置时进行计时，每10分钟作为一个时间段，当电池从某个时间段开始，电池在10分钟的时间段内开路电压压降小于1mV后即视为电池的电压已达到稳定，取此时间段的第一个时间点所对应的电压为电池的标准稳定电压Uso。
CN201710640190.7A 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法 Active CN107452999B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710640190.7A CN107452999B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710640190.7A CN107452999B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法
CN201511032969.8A CN105609890B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池非恒压充电方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511032969.8A Division CN105609890B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池非恒压充电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107452999A CN107452999A (zh) 2017-12-08
CN107452999B true CN107452999B (zh) 2020-11-10

Family

ID=55989556

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710640190.7A Active CN107452999B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法
CN201511032969.8A Active CN105609890B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池非恒压充电方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511032969.8A Active CN105609890B (zh) 2015-12-31 2015-12-31 修正弥补电压的锂离子电池非恒压充电方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10707541B2 (zh)
EP (1) EP3370299B1 (zh)
JP (1) JP6664002B2 (zh)
KR (1) KR101980495B1 (zh)
CN (2) CN107452999B (zh)
WO (1) WO2017113994A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107452999B (zh) * 2015-12-31 2020-11-10 广州丰江电池新技术股份有限公司 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法
CN108110311B (zh) * 2016-11-25 2021-05-14 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种锂离子电池
EP3467933A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-10 Guangzhou Fullriver Battery New Technology Co., Ltd. Lithium-ion battery charging method for correcting and compensating voltage
US10833511B2 (en) * 2017-12-07 2020-11-10 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Battery cell management and balance circuit, method, and battery system
CN108235791A (zh) * 2017-12-07 2018-06-29 广州丰江电池新技术股份有限公司 修正弥补电压的锂离子电池充电方法
CN110797597B (zh) * 2018-08-01 2023-03-14 深圳市比克动力电池有限公司 一种锂离子电池恒压阶跃充电方法
CN109728353A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 远东福斯特新能源有限公司 精确筛选锂电池自放电的方法及装置
CN110509817B (zh) * 2019-09-02 2021-09-03 广州小鹏汽车科技有限公司 车辆及电池均衡的控制方法、装置
CN111446750B (zh) * 2020-03-27 2024-03-01 Oppo广东移动通信有限公司 电池充电方法及装置、电子设备、存储介质
CN113571787B (zh) * 2020-04-29 2023-04-07 北京小米移动软件有限公司 一种锂离子电池的充电方法
CN112014748B (zh) * 2020-07-15 2023-03-17 宁波维科电池有限公司 一种电芯容量测试的方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005261020A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Renesas Technology Corp 充電制御装置
CN1845418A (zh) * 2006-04-11 2006-10-11 广州市番禺丰江电池制造有限公司 快速充电方法及充电装置
CN101388477A (zh) * 2008-09-28 2009-03-18 广州丰江电池新技术有限公司 一种快速充电方法
JP2011147263A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 電気二重層コンデンサの充電システム、電気二重層コンデンサの充電方法及び放射線画像検出装置
WO2014111784A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electricity storage system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10285816A (ja) * 1997-04-07 1998-10-23 I D Ekusu:Kk 定電流・定電圧充電方法及び定電流・定電圧充電装置
US6040684A (en) * 1997-06-30 2000-03-21 Compaq Computer Corporation Lithium ion fast pulse charger
JP3900689B2 (ja) * 1998-06-22 2007-04-04 ソニー株式会社 充電方法及び充電装置
JP2001023699A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Yazaki Corp バッテリ管理装置
US6586130B1 (en) * 2000-11-22 2003-07-01 Honeywell International Inc. Method and apparatus for determining the state of charge of a lithium-ion battery
JP3767438B2 (ja) * 2001-09-07 2006-04-19 日産自動車株式会社 充電装置および充電方法
JP2004096858A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Sanyo Electric Co Ltd 電池の充電方法
JP2004282881A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Mitsumi Electric Co Ltd 二次電池の充電装置および充電方法
JP2007166789A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Toyota Motor Corp 二次電池の満充電容量の推定方法と判別装置
JP2008253129A (ja) * 2007-03-07 2008-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム系二次電池の急速充電方法およびそれを用いる電子機器
CN101636872A (zh) * 2007-03-07 2010-01-27 松下电器产业株式会社 锂系列二次电池的快速充电方法和使用该方法的电子设备
CN101388562B (zh) * 2008-07-10 2010-10-13 广州丰江电池新技术有限公司 快速充电方法
CN102723534A (zh) * 2011-03-31 2012-10-10 广州丰江电池新技术股份有限公司 可充电电池的一种快速充电方法
CN102891340A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 张少波 一种阶梯式充电方法
CN107452999B (zh) * 2015-12-31 2020-11-10 广州丰江电池新技术股份有限公司 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005261020A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Renesas Technology Corp 充電制御装置
CN1845418A (zh) * 2006-04-11 2006-10-11 广州市番禺丰江电池制造有限公司 快速充电方法及充电装置
CN101388477A (zh) * 2008-09-28 2009-03-18 广州丰江电池新技术有限公司 一种快速充电方法
JP2011147263A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 電気二重層コンデンサの充電システム、電気二重層コンデンサの充電方法及び放射線画像検出装置
WO2014111784A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electricity storage system

Also Published As

Publication number Publication date
CN107452999A (zh) 2017-12-08
EP3370299A1 (en) 2018-09-05
US10707541B2 (en) 2020-07-07
EP3370299A4 (en) 2018-12-26
JP2019501619A (ja) 2019-01-17
EP3370299B1 (en) 2022-06-22
KR101980495B1 (ko) 2019-05-20
US20180048031A1 (en) 2018-02-15
CN105609890A (zh) 2016-05-25
JP6664002B2 (ja) 2020-03-13
WO2017113994A1 (zh) 2017-07-06
KR20180090242A (ko) 2018-08-10
CN105609890B (zh) 2018-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107452999B (zh) 修正弥补电压的锂离子电池快速充电方法
US9054396B2 (en) Method for charging a lithium ion battery by increasing a charge limit voltage to compensate for internal battery voltage drop
JP6694463B2 (ja) 電圧を修正・補償するリチウムイオン電池の充電方法
CN105322245B (zh) 一种提高锂离子电池充电效率的充电方法
CN101640296B (zh) 一种提高蓄电池比容量的快速充电方法
WO2012129974A1 (zh) 可充电电池的一种快速充电方法
CN107808987A (zh) 二次电池充电方法
CN107607874A (zh) 快速充/放电锂离子电池的三点式筛选方法
CN104950264A (zh) 测试锂离子电池自放电的方法
CN104979597A (zh) 锂离子电池自放电的方法
CN104991197A (zh) 磷酸亚铁锂锂离子电池自放电测试方法
CN105703022A (zh) 一种基于温度控制电池衰减的锂离子动力电池充电方法
CN112327180A (zh) 一种锂离子电池自放电评价及其电压均衡调节方法
CN111697271A (zh) 一种锂离子电池化成分容方法
CN111458650A (zh) 一种锂离子动力电池系统峰值功率估算的方法
CN101388562B (zh) 快速充电方法
CN207852740U (zh) 一种磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的筛选系统
EP3467933A1 (en) Lithium-ion battery charging method for correcting and compensating voltage
CN112186854A (zh) 一种低成本快速消除锂离子电池极化电压的方法
CN117039218A (zh) 电池阶梯充电策略的制定方法
Muenzel et al. Modeling reversible self-discharge in series-connected Li-ion battery cells
CN112421137A (zh) 一种动力铅酸蓄电池充电电压匹配方法
CN110261786A (zh) 一种方形铝壳电芯的容量测试方法
CN110350260B (zh) 一种电芯补电方法
CN114814614A (zh) 锂离子电池容量预测的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant