CN111293739B - 一种充电方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种充电方法及装置，在采用大于预充电终止电压、且小于充电最大电压的充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电装置确定电流弛豫时间，并根据电流弛豫时间对充电电流和充电电压进行控制，自适应地对电池进行充电，较好的适应充电过程中电池内部的变化，有效的提高了充电过程中电池的安全可靠性、提高了电池的循环性能、延长了电池的寿命。

Description

一种充电方法及装置
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及电池技术。
背景技术
二次电池是一种在放电后可通过充电使电极活性材料激活而继续使用的电池。
目前，对二次电池进行充电的方法为：使用恒定电流对电池持续充电至某一电位，再在此电位对电池进行恒压充电。在充电过程中，电池内部的材料、动力学过程、欧姆阻抗等均会发生变化，但是，上述充电方法无法适应该变化，从而使得电池在充电过程中温度的升高速度较快、电池的循环性能较低、寿命较短。
发明内容
本申请提供一种充电方法及装置，能够有效的解决电池在充电过程中温度的升高速度较快、电池的循环性能较低、寿命较短的问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，提供一种充电方法，应用于为电池充电的充电装置。在充电电压大于预充电终止电压(电池处于正常放电状态和过放电状态的电压临界值)、且小于充电最大电压(即用于表征电池的正极材料、电解液或正极集流体的耐压值)的情况下，充电装置仅采用恒压充电的方式(不同时间段采用的充电电压不同)对电池进行充电，或者采用恒压充电和恒流充电混合(如相互交替、恒流充电后在执行m(m≥2)次恒压充电等)的方式对电池进行充电，直到电池的电压达到充电最大电压。在电池的电压达到充电最大电压后，充电电池采用充电最大电压对电池进行恒压充电，直到电池的电量达到满充电量(电池充满电时的电量)。
具体的，充电装置采用大于预充电终止电压、且小于电池的充电最大电压的当前充电电压对电池进行恒压充电；在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电装置确定用于反映所述电池内部电化学反应速率的变化是电流弛豫时间，并获取电池的当前荷电状态SOC，以及根据电流弛豫时间和电池的当前SOC，计算待充电电流；在计算出待充电电流后，充电装置执行步骤D，或者，将与待充电电流对应的电压确定为待充电电压并执行步骤E。步骤D为：充电装置采用待充电电流对电池进行恒流充电；若在恒流充电过程中，电池的电压达到第一预设阈值(第一预设阈值的电压小于充电最大电压)，则将第一预设阈值的电压确定为待充电电压，并执行步骤E；若在恒流充电过程中，电池的电压达到充电最大电压，则采用充电最大电压对电池进行恒压充电。步骤E为：充电装置采用待充电电压对电池进行恒压充电，此时，待充电电压为当前充电电压，充电装置重复执行上述充电过程，直到待充电电压达到充电最大电压。
在充电过程中，充电电流发生变化，充电电流的变化对应着电池电极表面的电化学反应速率的变化。相应的，电流弛豫时间可以间接的反映电池内部电化学反应速率的变化。本申请的充电装置根据电流弛豫时间，调整充电电流和充电电压，自适应地对电池进行充电，能够较好的适应充电过程中电池内部的变化，提高了充电过程中电池的安全可靠性，有效的延长了电池的循环性能以及寿命。
在一种可能的实现方式中，上述“充电装置确定电流弛豫时间”的方法为：充电装置确定第一时刻和第二时刻，并根据第一时刻和第二时刻，确定电流弛豫时间。这里的第一时刻为在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电电流出现峰值的时刻。第二时刻为在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电电流的数值为第二预设阈值的时刻或者为充电电流的变化率小于预设变化率的时刻。第一时刻早于第二时刻。
充电装置可以采用多种方式确定电流弛豫时间。上述根据第一时刻和第二时刻确定电流弛豫时间的方式只是其中一种可实现的方式。
在另一种可能的实现方式中，上述“充电装置根据电流弛豫时间和电池的当前SOC，计算待充电电流”的方法为：根据公式I＝C+K×τM(SOC)计算待充电电流。上述公式中，I表示待充电电流，τ表示电流弛豫时间，SOC表示电池的当前荷电状态，K为比例系数，C为大于或等于0的常数，M为指数系数，M≠0。
本申请中的充电参数包括上述常数C、上述比例系数K、上述指数系数M中的至少一个。充电参数为预先设置的或者是根据电池参数设置的，这里的电池参数包括电池的当前SOC、电池的当前健康状态SOH、电流弛豫时间、电池的当前温度、电池的当前安全状态SOS中的至少一个。
当然，充电装置对计算待充电电流所使用的算法或公式不做限定。除了上述公式外，充电装置还可以采用其他公式计算待充电电流。
在另一种可能的实现方式中，若充电参数是根据电池参数设置的，则充电装置还可以根据电池参数调整充电参数。
在另一种可能的实现方式中，在确定电流弛豫时间后，充电装置根据电流弛豫时间确定电池是否老化/内短路；若电池老化/内短路，则充电装置发出警告或者停止充电。
电流弛豫时间可以间接的反映电池内部电化学反应速率的变化，充电装置根据电流弛豫时间能够确定出电池是否老化/内短路，并根据确定结果进行相应的处理，这样，有效的提高了充电过程中电池的安全可靠性。
第二方面，提供一种充电装置，该充电装置用于为电池充电。本申请的充电装置包括控制单元、充电单元以及电量积分单元。
具体的，上述充电单元，用于在上述控制单元的控制下，对电池进行恒压充电或恒流充电。上述电量积分单元，用于确定电池的荷电状态SOC。上述控制单元用于执行步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E。
上述步骤A为：控制上述充电单元采用当前充电电压对电池进行恒压充电，当前充电电压大于预充电终止电压、且小于充电最大电压，这里的充电最大电压用于表征电池的正极材料、电解液或正极集流体的耐压值，预充电终止电压为电池处于正常放电状态和过放电状态的电压临界值。上述步骤B为：在控制上述充电单元采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，确定用于反映电池内部电化学反应速率的变化的电流弛豫时间。上述步骤C为：从上述电量积分单元获取电池的当前荷电状态SOC，并根据电流弛豫时间和电池的当前SOC，计算待充电电流；在计算出待充电电流后，执行步骤D，或者将与待充电电流对应的电压确定为待充电电压并执行步骤E。上述步骤D为：控制上述充电单元采用待充电电流对电池进行恒流充电；若在恒流充电过程中，电池的电压达到第一预设阈值，则将第一预设阈值的电压确定为待充电电压，并执行步骤E，第一预设阈值的电压小于充电最大电压；若在恒流充电过程中，电池的电压达到充电最大电压，则采用充电最大电压对电池进行恒压充电，直到确定电池的电量达到满充电量。上述步骤E为：控制上述充电单元采用待充电电压对电池进行恒压充电，并在恒压充电过程中，重复执行上述步骤A、上述步骤B和上述步骤C，直到待充电电压达到充电最大电压，则采用充电最大电压对电池进行恒压充电，直到电池的电量达到满充电量，该满充电量为电池充满电时的电量。
在一种可能的实现方式中，上述控制单元用于确定电流弛豫时间包括：上述控制单元，具体用于确定第一时刻和第二时刻，并根据第一时刻和第二时刻，确定电流弛豫时间。这里，第一时刻为在控制充电单元采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电电流出现峰值的时刻，第二时刻为在控制充电单元采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电电流的数值为第二预设阈值的时刻或者为充电电流的变化率小于预设变化率的时刻。第一时刻早于第二时刻。
在另一种可能的实现方式中，上述控制单元用于根据电流弛豫时间和电池的当前SOC，计算待充电电流包括：上述控制单元，具体用于根据公式I＝C+K×τM(SOC)计算待充电电流。
上述公式中，I表示待充电电流，τ表示电流弛豫时间，SOC表示电池的当前荷电状态，K为比例系数，C为大于或等于0的常数，M为指数系数，M≠0。
本申请中的充电参数包括上述常数C、上述比例系数K、上述指数系数M中的至少一个，充电参数为预先设置的或者是根据电池参数设置的，电池参数包括电池的当前SOC、电池的当前健康状态SOH、电流弛豫时间、电池的当前温度、电池的当前安全状态SOS中的至少一个。
在另一种可能的实现方式中，若充电参数是根据电池参数设置的，则上述控制单元还用于根据电池参数调整充电参数。
在另一种可能的实现方式中，充电装置还包括警告单元。上述控制单元，还用于在确定电流弛豫时间后，根据电流弛豫时间确定电池是否老化/内短路。上述警告单元，用于若上述控制单元确定电池老化/内短路，则发出警告。
可选的，可以根据上述第一方面或第一方面中任意一种可能的实现方式所提供的充电方法对该充电装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。
第三方面，提供一种充电装置，该充电装置包括处理器和存储器；该存储器用于存储计算机执行指令，当充电装置运行时，该处理器执行该存储器存储的计算机执行指令，以使充电装置执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式所述的充电方法。
第四方面，提供一种控制电路，该控制电路包括处理器和存储器；该存储器用于存储计算机执行指令，当控制电路运行时，该处理器执行该存储器存储的计算机执行指令，以使控制电路执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式所述的充电方法。
可选的，该控制电路可以为充电装置中的芯片系统，该芯片系统用于支持充电装置实现本申请提供的充电方法。该芯片系统包括芯片，也可以包括其他分立器件或电路结构。
第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在如上述第三方面所述的充电装置上运行时，使得该充电装置执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式所述的充电方法。
第六方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，上述第三方面所述的充电装置读取并执行该计算机执行指令，使得该充电装置执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式所述的充电方法。
本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。
附图说明
图1为电池在现有的充电过程中电压和电流的示意图；
图2为本申请实施例中充电装置的结构示意图；
图3为本申请实施例中充电方法的流程示意图一；
图4为本申请实施例中电流弛豫时间与电池健康状态的关系示意图；
图5为本申请实施例中电流弛豫时间与电池安全状态的关系示意图；
图6为本申请实施例中电池的电压和电流的变化示意图一；
图7为本申请实施例中电池的电压和电流的变化示意图二；
图8为本申请实施例中电池的电压和电流的变化示意图三；
图9为本申请实施例中电池的电压和电流的变化示意图四；
图10为本申请实施例中充电方法的流程示意图二；
图11为本申请实施例中充电装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本申请实施例提供的充电方法。
一般的，电池可以被分成一次电池和二次电池。一次电池也称为原电池(primarybattery)，是放电后不能再充电使其复原的电池。二次电池(secondary battery)也称为蓄电池，是指可通过施加电流或电压而被充电或再充电的电池。
其中，二次电池可以为锂离子电池、锂金属电池、锂聚合物电池、锂锰氧化物电池、磷酸铁锂电池、石墨烯锂电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池、钠离子电池等。
本申请主要针对二次电池进行描述，后续涉及到的电池均用于表示二次电池。
此外，本申请涉及到的电池可以包括单个电化学电池单元，也可以包括多个电化学电池单元，还可以包括电池组，本申请对此不作具体限定。
电池的容量一般采用“C”表示，其单位为(Ah)或毫安·小时(mAh)。电池的充电电流或放电电流以C的几分之一(或几倍)来表示，被称为充电倍率或放电倍率。
例如，若以4.0安培(4.0A)或2.0*C的恒定电流对容量为2.0Ah的电池进行快速充电，在正常情况下，在1/2小时内完成对该电池的充电。
电池的充电是采用与放电过程相反的方式迫使电流进入电池，使电池积聚电荷进而积聚能量，将电能转换成化学能储存在电池中。在此过程中的充电条件，例如：充电电压、充电电流、温度、截止电压等参数需要进行严格控制，它们对电池的循环性能与寿命产生重要影响，控制不当可能导致电池性能严重退化，报废，甚至灾难性事故。
例如，若在电池完成充电后，仍然继续进行充电，则电池就会进入过充电状态，这会导致电池的电极界面发生副反应以及电极本体材料出现相变，从而致使电池性能出现严重退化。
又例如，当电池经历多次循环充放电老化之后，电池电阻将增大，电池正负极材料能承受的充电电流将降低，这时如果不对充电方法加以适应性的调整，将会导致电池性能快速衰退。
综上，有必要对电池的充电方法进行自适应控制，并且需要增加避免或拦截电池安全风险的措施，进一步提高电池使用过程中的循环性能、寿命，避免或减少安全事故的发生。
目前，常常采用恒流恒压阶段式充电方法对电池进行充电，具体的，使用恒定电流对电池持续充电至某一电位，再在此电位对电池进行恒压充电。
示例性的，以电池为锂离子电池为例，图1示出了现有技术中对该锂离子电池进行充电的过程。该充电过程包括三个不同的充电阶段，这三个充电阶段分别为涓流充电(trickle charging)阶段、恒流充电(constant current，CC)阶段、恒压充电(constantvoltage，CV)阶段。
在涓流充电阶段，采用小电流(普遍范围在C/20～C/5)对电池进行充电，或者采用具有低占空比的脉冲对电池进行充电，使得充电的平均电流较小。当电池的电压达到预充电终止电压(例如：3.5伏(V))后，则转入恒流充电阶段继续充电。
预充电终止电压为电池处于正常放电状态和过放电状态的电压临界值。
一般的，若长期未使用，电池可能会由于其自放电特性而处于过放电状态。这样，先以小电流(如0.01C)对电池进行预充电。当电池的电压达到预充电终止电压后，再进入CC阶段。
预充电对电池起激活和保护的作用。若电池过放电会导致电池的负极固体电解质界面(solid electrolyte interface，SEI)膜溶解，还会导致负极集流体出现部分铜分解，正极集流体出现析铜。此外，对于锂离子电池而言，若电池过放电，还会导致正极材料表现为半导体特性。
在恒流充电阶段，采用相对较大的电流(普遍范围在0.7C～1C)对电池进行充电，或者随着电池充入电量的增加分为多个子阶段(Multi-Stage)调整充电电流，每个子阶段的充电电流保持恒定。当电池的电压达到充电最大电压(也可称为充电截止电压，例如4.4V)后，则转入恒压充电阶段继续充电。充电最大电压是预先配置的，其数值不会发生变化。
充电最大电压用于表征电池的正极材料、电解液或正极集流体的耐压值。具体的，充电最大电压可以是电池的正极材料、电解液以及正极集流体共同的耐压值，也可以是电池的正极材料、电解液以及正极集流体中的至少一个的耐压值，本申请实施例对此不作具体限定。
一般的，若充电电压大于充电最大电压，会导致电池的正极材料的结构发生不可逆破坏，电解液分解产生副产物，加速电池老化，造成安全隐患。
在恒压充电阶段，采用恒定电压对电池进行充电，相应的，流入电池的电流将随着电池的电量逐渐充满而逐渐减小。当电流小于一个预定值(例0.05C)时，充电完成。
上述充电方法，在控制充电电流和充电截止电压的同时，监控电池的温度、电压和电流，以避免电池出现过充电及热失控的问题。
在充电过程中，受传荷过程、扩散传质过程、双电层充电过程和离子导电过程的综合影响，不同荷电状态(state of charge，SOC)的电化学反应是完全不同的。同时，当电池使用一段时间后，势必会出现固体电解质界面膜(solid electrolyte interface，SEI)膜变厚、电解液的性能衰退，电极表面反应面积的变化、极化阻抗增加等。而现有的充电方法无法适应上述变化，从而使得电池在充电过程中温度的升高速度较快、电池的循环性能较低、寿命较短。
此外，随着电池能量密度的不断提升，单颗电池或电池单元所具备的能量也越来越高，一旦电池使用不当将会出现严重甚至是灾难性的安全事故。在各种造成电池安全事故的原因中，电池发生内短路是最为隐蔽并很难在线实时检测和预防的现象。特别是在充电过程中，由于电池内部电量持续不断积累，所包含的能量将越来越多。一旦出现内短路，将造成极大危害。现有的充电方法无法实现内短路的检测和预防。
针对上述问题，本申请实施例提供一种充电方法及装置，在采用大于电池的预充电终止电压、且小于电池的充电最大电压进行恒压充电的过程中，充电装置确定电池在该充电过程中的电流弛豫时间，并根据电流弛豫时间对充电电流和充电电压进行调整，自适应地对电池进行充电。
上述电流弛豫时间是指电流弛豫过程所发生的时长。在恒压充电阶段，会产生充电电流指数下降的现象，这一过程被称为电流弛豫过程。随着时间的流逝，在充电过程中，充电电流发生变化，充电电流的变化对应着电池电极表面的电化学反应速率的变化。相应的，电流弛豫时间可以反映电池内部电化学反应速率的变化。
由于电流弛豫时间可以反映电池内部电化学反应速率的变化，因此，充电装置根据电流弛豫时间调整充电电流和充电电压，能够较好的适应充电过程中电池内部的变化，提高了充电过程中电池的安全可靠性，有效的延长了电池的循环性能以及寿命。
此外，在充电过程中，充电装置还可以根据电流弛豫时间的数值确定电池是否老化或者是否发生内短路，有效的减少了安全事故的发生。
本申请提供的充电方法主要用于上述图1示出的恒流充电阶段，也就是说，本申请主要是对第二阶段的充电方法进行改进。当然，本申请提供的充电方法也可应用于上述图1示出的涓流充电阶段和恒压充电阶段。
后续，以本申请提供的充电方法应用于上述图1示出的恒流充电阶段为例进行说明。
本申请实施例提供的充电方法适用于不包括可充电电池的充电设备，例如：电动汽车充电桩、手机万能充电器等，也可以适用于包括可充电电池的各种不同类型的充电设备，例如：平板电脑、智能手机、便携式计算机、相机、游戏控制台、小型计算机、膝上型计算机、智能手表、可穿戴小配件、电动汽车等。
本申请实施例中的充电装置可以是上述任意一种充电设备，也可以是上述任一充电设备中的一部分装置，例如：智能手机中的芯片系统，该芯片系统用于支持智能手机实现本申请实施例提供的充电方法。该芯片系统包括芯片，也可以包括其他分立器件或电路结构。
示例性的，如图2所示，本申请实施例中的充电装置包括电流测量单元21、电压测量单元22、控制单元23、充电单元24、电量积分单元25以及温度测量单元26。
其中，电流测量单元21用于测量电池的充电电流，可以采用电流计实现。本申请实施例中，电流计的具体布局可以参考现有技术中任意一种用于测量电流的电流计的布局，本申请实施例对此不作具体限定。
电压测量单元22用于测量电池的充电电压，可以采用电压计实现。本申请实施例中，电压计的具体布局可以参考现有技术中任意一种用于测量电压的电压计的布局，本申请实施例对此不作具体限定。
控制单元23用于根据电流测量单元21、电压测量单元22以及温度测量单元26测量的数据，计算电流弛豫时间，并根据电流弛豫时间确定待输入至电池的充电电流以及充电电压，以及输出相应的控制信号到充电单元24。可选的，若输入至电池的电流保持不变，电压发生变化，则控制单元23可向充电单元24发送用于指示恒流充电的控制信号；若输入至电池的电压保持不变，电流发生变化，则控制单元23可向充电单元24发送用于指示恒压充电的控制信号。
此外，控制单元23还可以用于根据计算出的电流弛豫时间，确定电池是否老化/内短路。
充电单元24用于根据控制单元23发送的控制信号，为电池提供可控制的恒定充电电流或为电池提供可控制的恒定充电电压。
电量积分单元25用于根据充电电流，计算电池中积累的电量，即确定电池的SOC。
温度测量单元26用于测量电池的温度，可以采用热传感器实现。本申请实施例中，热传感器的具体布局可以参考现有技术中任意一种用于测量温度的热传感器的布局，本申请实施例对此不作具体限定。在实际应用中，电池的温度会影响电流弛豫时间。
可选的，充电装置还包括警告单元27。若控制单元23根据计算出的电流弛豫时间，确定电池老化/内短路，则发出警告。
可选的，充电装置还包括电池。
由于电池和警告单元27均是可选的，图2中采用虚线框表示。
上述各个单元是根据各自实现的功能进行划分的，也可以将上述两个或两个以上的单元集成在一个处理单元中。上述单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
需要说明的是，上述图2是对本申请实施例中充电装置的一种示意，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在硬件实现上，电流测量单元21可以是充电装置中的电流计，电压测量单元22可以是充电装置中的电压计，控制单元23以及电量积分单元25可以是充电装置中的处理器或所述处理器调用缓存中的程序来实现，充电单元24可以是充电装置中的受控电源，上述温度测量单元26可以是充电装置中的热传感器，上述警告单元27可以是充电装置的显示器或者警告指示灯。
以下，结合上述图2示出的充电装置对本申请实施例提供的充电方法进行详细描述。
参见图3，该充电方法包括：
S300、充电装置采用预设电流对电池进行恒流充电，直到电池的电压达到预充电终止电压。
具体的，在恒流充电过程中，充电装置中的电压测量单元实时测量这一过程中电池的电压。在电压测量单元测量出电池的电压达到预充电终止电压时，这一过程结束。
示例性的，预充电终止电压为3.5V，充电装置采用C/20的电流对电池进行恒流充电，直到电池的电压达到3.5V。
这一阶段为充电装置对电池进行充电的第一阶段，该阶段等同于上述图1中的涓流充电阶段。
在电池的电压达到预充电终止电压后，充电装置继续执行S301，S301相当于现有技术中充电装置对电池进行充电的第二阶段(如图1示出的恒流充电阶段)。
S301、充电装置在不同时间段采用不同的充电电压对电池进行恒压充电，直到电池的电压达到充电最大电压，或者，充电装置对电池进行恒压充电以及恒流充电，直到电池的电压达到充电最大电压。
可选的，充电装置在执行S300后，可以仅采用恒压充电的方式(不同时间段采用的充电电压不同)对电池进行充电，也可以采用恒压充电和恒流充电混合(如相互交替、恒流充电后在执行m(m≥2)次恒压充电等)的方式对电池进行充电，本申请实施例对此不作具体限定。
无论充电装置采用上述哪种方式对电池进行充电，在每个恒压充电的过程中，充电装置均确定电流弛豫时间，并根据电流弛豫时间以及电池的当前SOC，确定待充电电流。后续，充电装置采用待充电电流对电池进行恒流充电，或者，充电装置将与待充电电流对应的电压确定为待充电电压，并采用该待充电电压对电池进行恒压充电。
具体的，S301所描述的充电过程可以通过下述S301a～S301e表示。现在对S301a～S301e进行描述。
S301a、充电装置采用当前充电电压对电池进行恒压充电。
其中，当前充电电压大于预充电终止电压、且小于充电最大电压。
本申请实施例中的充电装置可以对电池进行多次恒压充电。在不同恒压充电的过程中充电装置采用的充电电压不同。当前充电电压是指在当前恒压充电的过程中，充电装置所采用的充电电压。
示例性的，如图6所示，在t0到t1的时间段内，充电装置采用电压V0对电池进行恒压充电，则当前充电电压为V0。在t1到t2的时间段内，充电装置采用电压V1对电池进行恒压充电，则当前充电电压为V1。
S301b、在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电装置确定电流弛豫时间。
这里，电流弛豫时间是指电流弛豫过程所发生的时长，电流弛豫过程是指在恒压充电阶段，充电电流指数下降的过程。
一般的，电流弛豫时间的数值随着电池的SOC、电池的SOH、电池的SOS、电池的温度等的变化而变化。
在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，本申请实施例以从充电电流出现峰值的时刻起，到充电电流的数值为第二预设阈值或者充电电流的变化率小于预设变化率的时刻为止的时间段作为电流弛豫时间。当然，充电装置还可采用其他方式确定电流弛豫时间，本申请实施例对此不作具体限定。
示例性的，充电装置通过确定第一时刻和第二时刻，进而确定电流弛豫时间。其中，第一时刻为在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电电流出现峰值的时刻；第二时刻为在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电电流的数值为第二预设阈值的时刻或者为充电电流的变化率小于或等于预设变化率的时刻。第一时刻早于第二时刻。
如图6所示，在采用该充电电压V1对电池进行恒压充电的过程中，若充电电流在t1时刻出现峰值I2，在t2时刻充电电流的变化率小于预设变化率，则将t1时刻到t2时刻的时长确定为电流弛豫时间τ，也就是说，τ＝t2-t1。
本申请实施例中的第二预设阈值和预设变化率的数值可以根据需求预先配置。
同理，图7、图8、图9也示出了某一恒压充电过程中的电流弛豫时间τ。计算电流弛豫时间的原理基本一致，因此，这里不再对图7、图8、图9示出的电流弛豫时间τ进行描述。
S301c、充电装置获取电池的当前SOC，并根据电流弛豫时间和电池的当前SOC，计算待充电电流。
电池的当前SOC是指：在电流弛豫时间开始的时刻，电池的SOC。结合图6，在采用该充电电压V1对电池进行恒压充电的过程中，电池的当前SOC为t1时刻电池的SOC。
可选的，充电装置可以根据充放电电压荷电状态曲线，将电压值转换为电池的SOC，从而获取到电池的当前SOC，也可以将充电电流进行积分计算，以获取电池的当前SOC，还可以采用其他技术手段确定电池的当前SOC，本申请实施例对此不作具体限定。
充电装置在获取到电池的当前SOC和电流弛豫时间后，计算待充电电流和待充电电压。
在一个示例中，充电装置根据下述公式计算待充电电流I：
I＝C+K×τM(SOC) (1)
公式(1)中，τ表示电流弛豫时间，SOC表示电池的当前荷电状态，K为比例系数，C为大于或等于0的常数，M为指数系数，M≠0。
充电参数包括上述常数C、比例系数K、指数系数M中的至少一个。充电参数的数值可以为预先设置的(即为固定值)，也可以是根据电池参数设置的(即根据电池参数发生变化)。
这里，电池参数包括电池的当前SOC、电池的当前健康状态(state of health，SOH)、电流弛豫时间、电池的当前温度、电池的当前安全状态(state of safety，SOS)中的至少一个。
在常数C、比例系数K以及指数系数M的数值均为固定值的情况下，充电装置可以应用公式(1)基于电流驰豫时间τ以及电池的当前SOC的变化，自适应地调整充电电流I。
在充电参数的数值根据电池参数发生变化的情况下，充电装置根据电池参数的变化，调整充电参数的数值，进而根据调整后的充电参数，自适应调整充电电流。
在一种可选的实现方式中，充电参数的数值或取值范围取决于电池的温度。
例如，当电池的温度低于常温(如25℃)时，以石墨作为负极材料的锂离子电池的扩散速率较小，此时，充电装置可以采用相对较小的充电电流对电池进行充电。当电池的温度高于常温(25℃)高时，以石墨作为负极材料的锂离子电池的扩散速率较大，此时，充电装置可以采用相对较大的充电电流对电池进行充电。
相应的，充电装置可以基于电池的温度对充电参数的数值和/或取值范围进行调整。
在另一种可选的实现方式中，充电参数的数值或取值范围取决于电池的当前SOC。
例如，对于以钴酸锂作为正极材料的锂离子二次电池，当电池的当前SOC小于50％时，锂离子从钴酸锂材料脱出的扩散速率较大，充电装置可以采用相对较大的充电电流对该电池进行充电；当电池的当前SOC高于50％时，锂离子从钴酸锂材料脱出的扩散速率较小。因此，充电装置可以采用相对较小的充电电流对该电池进行充电。
相应的，充电装置可以基于电池的当前SOC对充电参数的数值和/或取值范围进行调整。
在另一种可选的实现方式中，充电参数的数值或取值范围取决于电池的当前SOH。
示例性的，充电装置获取电池的当前SOH的方法为：充电装置测量电池的电流弛豫时间τ，并获取电流弛豫时间τ的变化曲线(如图4所示)；然后，充电装置对比在相同SOC的情况下，健康电池与老化电池的电池驰豫时间τ的变化值，以确定电池的当前SOH。
充电装置在确定出电池的当前SOH后，可以根据该电池的当前SOH适应调整充电参数。
在另一种可选的实现方式中，充电参数的数值或取值范围取决于电池的当前SOS。
示例性的，充电装置获取电池的当前SOS的方法为：充电装置获取电池的当前SOS的方法为：充电装置测量电池的电流弛豫时间τ，并获取电流弛豫时间τ的变化曲线(如图5所示)；然后，充电装置对比在相同SOC的情况下，安全电池与内短路电池的电池驰豫时间τ的变化值，以确定电池的当前SOS。
电池的SOS在一定程度影响着充电参数的数值变化。例如，当电池出现微短路现象时，其自放电率增加，电池内部扩散路径出现变化，如电极反应面积，最终导致电池的电极动力学行为发生变化，相应的，充电参数的数值发生变化。
充电装置在确定出电池的当前SOS后，可以根据该电池的当前SOS适应调整充电参数。
在另一示例中，充电装置根据下述公式计算待充电电流I：
I＝C+K×(1+τ(SOC)+τ2(SOC)+……+τN(SOC)) (2)
公式(2)中，τ表示电流弛豫时间，SOC表示电池的当前荷电状态，K为比例系数，C为大于或等于0的常数，N为多项式系数，N≠0。
在充电装置采用公式(2)计算待充电电流的场景中，充电参数包括上述常数C、比例系数K、多项式系数N中的至少一个。与上述描述相同，该充电参数的数值可以为固定值，也可以根据电池参数发生变化。
需要说明的是，上述公式(1)和公式(2)仅仅是对本申请实施例中“充电装置根据电流弛豫时间和电池的当前SOC，计算待充电电流”的示例说明，并不是对充电装置计算待充电电流的方法的限定。除了上述公式(1)和公式(2)之外，还可以利用其它公式计算待充电电流。
在执行S301c之后，充电装置执行S301d或S301e。
需要说明的是，在实际应用中，充电装置可根据配置或实际需求在执行S301c之后，执行S301d或S301e。
若下一充电阶段为恒流充电阶段，则充电装置直接利用计算出的待充电电流进行恒流充电即可，即执行S301d。
若下一充电阶段为恒压充电阶段，则充电装置在确定出待充电电流后，通过逐步抬升电压的方式，使得充电电流达到待充电电流，相应的，充电装置将此时的电压(即与待充电电流对应的电压)确定为待充电电压，并采用待充电电压对电池进行恒压充电，即执行S301e。
S301d、充电装置采用待充电电流对电池进行恒流充电。
容易理解的是，在恒流充电过程中，对着时间的流逝，电池的电压会随之变大。
若在恒流充电过程中，电池的电压达到第一预设阈值(第一预设阈值的电压小于充电最大电压)，则充电装置将第一预设阈值的电压确定为待充电电压，并执行下述S301e。这里，第一预设阈值为预先配置的电压值。在实际应用中，可以根据需求预先配置第一预设阈值。
若在恒流充电过程中，电池的电压达到充电最大电压，则充电装置执行S302。
S301e、充电装置采用待充电电压对电池进行恒压充电。
充电装置采用待充电电压对电池进行恒压充电的过程中，待充电电压为当前充电电压。若待充电电压小于充电最大电压，则在该恒压充电的过程中，充电装置重复执行上述S301a、S301b以及S301c，直到待充电电压达到充电最大电压。
若待充电电压达到充电最大电压，则充电装置执行S302。
综上，由于在执行S301c之后，充电装置可执行S301d或S301e。因此，若采用本申请实施例提供的充电方法对电池进行充电，则电池的电流和电压的曲线图可以如图6所示，也可以如图7所示，也可以如图8所示，还可以如图9所示。
当然，图6～图9仅仅是采用本申请实施例提供的充电方法对电池进行充电时，电池的电流和电压的曲线图的示例，并不是对电池的电流和电压的曲线图的限定。
如图6所示，在电池的电压达到预充电终止电压(如V0)后，充电装置在不同时间段采用不同的充电电压，对电池进行恒压充电，直到充电电压达到充电最大电压。在每一恒压充电的阶段，充电电流的数值下降，充电装置确定该阶段的电流弛豫时间，进而根据电流弛豫时间，计算下一充电阶段的待充电电流，并根据该待充电电流确定待充电电压。
如图7所示，在电池的电压达到预充电终止电压(如V0)后，充电装置采用充电恒压充电和恒流充电相互交替的方式对电池进行充电，直到充电电压达到充电最大电压。
如图8所示，在电池的电压达到预充电终止电压(如V0)后，充电装置先采用恒流充电的方式对电池进行充电，然后采用恒压充电的方式对电池进行充电，直到充电电压达到充电最大电压。
如图9所示，在电池的电压达到预充电终止电压(如V0)后，充电装置先采用恒压充电的方式对电池进行充电，然后采用恒流充电和恒压充电混合的方式对电池进行充电，直到充电电压达到充电最大电压。
对于图7、图8、图9而言，在每一恒压充电的阶段，充电电流的数值下降，充电装置确定该阶段的电流弛豫时间，进而根据电流弛豫时间，计算下一充电阶段的待充电电流。在每一恒流充电的阶段，在电池的电压达到某一阈值后，充电装置采用该数值为该阈值的电压对电池进行恒压充电。
需要说明的是，本申请实施例对充电装置执行恒流充电的次数和恒压充电的次数不限定。上述图6～图9仅仅是对充电过程的示例，并不是对充电过程的限定。
在实际应用中，需要根据需求或者配置，确定充电装置执行恒流充电的次数以及恒压充电的次数。
可选的，在充电电压从预充电终止电压到充电最大电压的过程中，充电装置可以以时间T、电池的当前SOC、电池的电压为单位，对电流弛豫时间进行监视、测量、计算，进而调整待充电电流和待充电电压。
S302、充电装置采用充电最大电压对电池进行恒压充电，直到电池的电量达到满充电量。
满充电量是指电池充满电时的电量。
由于充电电压已经达到充电最大电压，因此，充电装置无法改变该充电电压。在充电装置采用充电最大电压对电池进行充电的过程中，随着时间的流逝，充电电流逐渐减小。当电流小于某一预定值(如0.05C)时，确定电池的电量达到满充电量，这样，电池的充电过程结束。
充电电流的变化对应着电池电极表面的电化学反应速率的变化，因此，电流弛豫时间可以反映出电池内部电化学反应速率的变化。本申请实施例中的充电装置根据电流弛豫时间调整充电电流和充电电压，自适应地对电池进行充电，能够较好的适应充电过程中电池内部的变化，有效的提高了在充电过程中电池的安全可靠性，延长了电池的循环性能以及寿命。
示例性的，当电流弛豫时间大于某一阈值时，充电装置增大待充电电流；当电流弛豫时间小于该阈值时，充电装置减小待充电电流，进而控制充电速度，有效的提高了电池的循环性能，延长了电池的寿命。
此外，在充电过程中，本申请实施例的充电装置在计算出电流弛豫时间后，还可以根据计算出的电流弛豫时间，确定电池是否老化/是否发生内短路，以提高电池的安全性，延长电池的寿命。
如图10所示，本申请实施例提供的充电方法包括：
S100、充电装置采用当前充电电压对电池进行恒压充电。
S100可以参考上述S301a。
S101、在采用当前充电电压对电池进行恒压充电的过程中，充电装置确定电流弛豫时间。
S101可以参考上述S301b。
S102、充电装置根据电流弛豫时间，确定电池是否老化/内短路。
可选的，充电装置获取电池的当前SOC，并将计算出的电流弛豫时间与健康状态的电池在当前SOC下的电流弛豫时间进行比较，并根据比较结果确定电池是否老化/内短路。
在一个示例中，结合图4可以看出，对于同一SOC，若“计算出的电流弛豫时间”大于“健康状态的电池在当前SOC下的电流弛豫时间”，且二者之间的差值大于某一阈值(如阈值1)，则确定电池老化。
在另一个示例中，结合图5可以看出，对于同一SOC而言，内短路电池的电流弛豫时间的数值小于或等于安全电池的电流弛豫时间。因此，对于同一SOC，若“计算出的电流弛豫时间”小于“健康状态的电池在当前SOC下的电流弛豫时间”，且二者之间的差值大于某一阈值(如阈值2)，则确定电池内短路。
S103、若电池老化/内短路，充电装置发出警告或者停止充电。
可以看出，在充电过程中，充电装置根据电流弛豫时间，能够确定出电池是否发生老化/内短路，有效的提高了充电过程中电池的安全可靠性。
容易理解的是，若电池未老化/未内短路，充电装置则采用图3示出的充电方法对电池进行充电。
综上，采用本申请实施例提供的充电方法，有效的提高充电过程中电池的安全可靠性，延长电池的循环性能以及寿命。
本申请实施例提供一种充电装置，该充电装置可以为各种类型的充电设备，也可以为充电设备中的部分装置，例如充电设备中的芯片系统。可选的，该芯片系统，用于支持充电设备实现上述方法实施例中所涉及的功能，例如，确定上述方法中所涉及的数据和/或信息。该芯片系统包括芯片，也可以包括其他分立器件或电路结构。
该充电装置用于执行以上充电方法中的充电装置所执行的步骤。本申请实施例提供的充电装置可以包括相应步骤所对应的模块。
本申请实施例可以根据上述方法示例对充电装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，上述图2示出了本实施例中充电装置的一种可能的结构示意图。
在硬件实现上，图11示出了本申请实施例提供的充电装置的组成示意图。如图11所示，该充电装置可以包括至少一个处理器111，存储器112、通信总线113。下面结合图11对充电装置的各个构成部件进行具体的介绍：
处理器111是充电装置的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器111是一个中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以是特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)。
其中，处理器111可以通过运行或执行存储在存储器112内的软件程序，以及调用存储在存储器112内的数据，执行充电装置的各种功能。
在具体的实现中，作为一种实施例，处理器111可以包括一个或多个CPU，例如图11中所示的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，充电装置可以包括多个处理器，例如图11中所示的处理器111和处理器114。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
存储器112可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器112可以是独立存在，通过通信总线113与处理器111相连接。存储器112也可以和处理器111集成在一起。
其中，存储器112用于存储执行本申请方案的软件程序，并由处理器111来控制执行。
通信总线113，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
需要指出的是，图11中示出的设备结构并不构成对该充电装置的限定，除图11所示部件之外，该充电装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，本申请实施例提供的充电装置还可以包括通信接口、受控电源、电流计、电压计、热传感器中的至少一种。通信接口用于为电池提供充电端口，受控电源用于为电流提供恒压电源或恒流电源，电流计用于测量充电电流，电压计用于测量充电电压，热传感器用于测量电池的温度。
本申请另一实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在充电装置上运行时，该充电装置执行如图3或图10所示的充电方法。
在本申请的另一实施例中，还提供一种包含指令的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，充电设备读取并执行该计算机执行指令，使得充电装置执行如图3或图10所示的实施例的充电方法。
本申请实施例还提供一种控制电路。该控制电路包括处理器和存储器，该存储器用于存储计算机执行指令，当控制电路运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得控制电路执行如图3或图10所示的实施例的充电方法。
结合上述图2，控制电路可以与图2中的控制单元23对应。
示例性的，控制电路为充电装置中的芯片系统。可选的，该芯片系统，用于支持充电装置实现上述方法实施例中所涉及的功能，例如，确定上述方法中所涉及的数据和/或信息。该芯片系统包括芯片，也可以包括其他分立器件或电路结构。
在上述实施例中，可以全部或部分的通过软件，硬件，固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式出现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据终端。该可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘，硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电方法，应用于为电池充电的充电装置，其特征在于，所述充电方法包括：
步骤A、采用当前充电电压对所述电池进行恒压充电，所述当前充电电压大于所述电池的预充电终止电压、且小于所述电池的充电最大电压，所述充电最大电压用于表征所述电池的正极材料、电解液或正极集流体的耐压值，所述预充电终止电压为所述电池处于正常放电状态和过放电状态的电压临界值；
步骤B、在采用所述当前充电电压对所述电池进行恒压充电的过程中，确定电流弛豫时间，所述电流弛豫时间用于反映所述电池内部电化学反应速率的变化；
步骤C、获取所述电池的当前荷电状态SOC，并根据所述电流弛豫时间和所述电池的当前SOC，计算待充电电流；执行下述步骤D，或者，将与所述待充电电流对应的电压确定为待充电电压并执行下述步骤E；
步骤D、采用所述待充电电流对所述电池进行恒流充电；若在恒流充电过程中，所述电池的电压达到第一预设阈值，则将第一预设阈值的电压确定为待充电电压，并执行下述步骤E，所述第一预设阈值的电压小于所述充电最大电压；若在恒流充电过程中，所述电池的电压达到所述充电最大电压，则采用所述充电最大电压对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的电量达到满充电量；
步骤E、采用所述待充电电压对所述电池进行恒压充电，并在恒压充电过程中，重复执行所述步骤A、所述步骤B和所述步骤C，直到所述待充电电压达到所述充电最大电压，则采用所述充电最大电压对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的电量达到满充电量；
其中，所述满充电量为所述电池充满电时的电量。
2.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述确定电流弛豫时间，具体包括：
确定第一时刻和第二时刻；所述第一时刻为在采用所述当前充电电压对所述电池进行恒压充电的过程中，充电电流出现峰值的时刻；所述第二时刻为在采用所述当前充电电压对所述电池进行恒压充电的过程中，所述充电电流的数值为第二预设阈值的时刻或者为所述充电电流的变化率小于预设变化率的时刻，所述第一时刻早于所述第二时刻；
根据所述第一时刻和所述第二时刻，确定所述电流弛豫时间。
3.根据权利要求1或2所述的充电方法，其特征在于，所述根据所述电流弛豫时间和所述电池的当前SOC，计算待充电电流，具体包括：
根据公式I＝C+K×τM(SOC)计算所述待充电电流；其中，I表示所述待充电电流，τ表示所述电流弛豫时间，SOC表示所述电池的当前荷电状态，K为比例系数，C为大于或等于0的常数，M为指数系数，M≠0，充电参数包括所述常数C、所述比例系数K、所述指数系数M中的至少一个，所述充电参数为预先设置的或者是根据电池参数设置的，所述电池参数包括所述电池的当前SOC、所述电池的当前健康状态SOH、所述电流弛豫时间、所述电池的当前温度、所述电池的当前安全状态SOS中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的充电方法，其特征在于，若所述充电参数是根据电池参数设置的，所述充电方法还包括：
根据电池参数调整所述充电参数。
5.一种充电装置，所述充电装置用于为电池充电，其特征在于，所述充电装置包括控制单元、充电单元以及电量积分单元；其中，
所述充电单元，用于在所述控制单元的控制下，对所述电池进行恒压充电或恒流充电；
所述电量积分单元，用于确定所述电池的荷电状态SOC；
所述控制单元用于执行步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E；
其中，所述步骤A为：控制所述充电单元采用当前充电电压对所述电池进行恒压充电，所述当前充电电压大于所述电池的预充电终止电压、且小于所述电池的充电最大电压，所述充电最大电压用于表征所述电池的正极材料、电解液或正极集流体的耐压值，所述预充电终止电压为所述电池处于正常放电状态和过放电状态的电压临界值；
所述步骤B为：在控制所述充电单元采用所述当前充电电压对所述电池进行恒压充电的过程中，确定电流弛豫时间，所述电流弛豫时间用于反映所述电池内部电化学反应速率的变化；
所述步骤C为：从所述电量积分单元获取所述电池的当前荷电状态SOC，并根据所述电流弛豫时间和所述电池的当前SOC，计算待充电电流；执行下述步骤D，或者，将与所述待充电电流对应的电压确定为待充电电压并执行下述步骤E；
所述步骤D为：控制所述充电单元采用所述待充电电流对所述电池进行恒流充电；若在恒流充电过程中，所述电池的电压达到第一预设阈值，则将第一预设阈值的电压确定为待充电电压，并执行下述步骤E，所述第一预设阈值的电压小于所述充电最大电压；若在恒流充电过程中，所述电池的电压达到所述充电最大电压，则采用所述充电最大电压对所述电池进行恒压充电，直到确定所述电池的电量达到满充电量；
所述步骤E为：控制所述充电单元采用所述待充电电压对所述电池进行恒压充电，并在恒压充电过程中，重复执行所述步骤A、所述步骤B和所述步骤C，直到所述待充电电压达到所述充电最大电压，则采用所述充电最大电压对所述电池进行恒压充电，直到所述电池的电量达到满充电量；
所述满充电量为所述电池充满电时的电量。
6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述控制单元用于确定电流弛豫时间，包括：
所述控制单元，具体用于确定第一时刻和第二时刻，所述第一时刻为在控制所述充电单元采用所述当前充电电压对所述电池进行恒压充电的过程中，充电电流出现峰值的时刻，所述第二时刻为在采用所述当前充电电压对所述电池进行恒压充电的过程中，所述充电电流的数值为第二预设阈值的时刻或者为所述充电电流的变化率小于预设变化率的时刻；根据所述第一时刻和所述第二时刻，确定所述电流弛豫时间，所述第一时刻早于所述第二时刻。
7.根据权利要求5或6所述的充电装置，其特征在于，所述控制单元用于根据所述电流弛豫时间和所述电池的当前SOC，计算待充电电流，包括：
所述控制单元，具体用于根据公式I＝C+K×τM(SOC)计算所述待充电电流；其中，I表示所述待充电电流，τ表示所述电流弛豫时间，SOC表示所述电池的当前荷电状态，K为比例系数，C为大于或等于0的常数，M为指数系数，M≠0，充电参数包括所述常数C、所述比例系数K、所述指数系数M中的至少一个，所述充电参数为预先设置的或者是根据电池参数设置的，所述电池参数包括所述电池的当前SOC、所述电池的当前健康状态SOH、所述电流弛豫时间、所述电池的当前温度、所述电池的当前安全状态SOS中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，若所述充电参数是根据电池参数设置的，所述控制单元还用于，根据电池参数调整所述充电参数。
9.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述充电装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述充电装置执行如权利要求1-4中任意一项所述的充电方法。
10.一种控制电路，其特征在于，所述控制电路包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述控制电路运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述控制电路执行如权利要求1-4中任意一项所述的充电方法。
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