CN111883865A - 一种锂离子电池低温充电方法 - Google Patents

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李秋云
张宏立
王丰
辛悦
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Abstract

本发明提出的一种锂离子电池低温充电方法，包括以下步骤：获取电池的定容容量，设置多个小于定容容量的充电截止容量；将定容后的电池放电至空电荷状态；将电池在目标低温环境下搁置，直至电池温度达到目标低温；对电池充电，每充电至一个充电截止容量则对电池进行搁置，直至电池在预设的第一时间值内电压变化量小于预设的电压阈值时，再继续充电。本发明提出的一种锂离子电池低温充电方法，在低温环境中对电池进行温度适应后再采用间隔充电方式，避免了低温充电充不进去电的情况，且降低了低温充电析锂的概率。

Description

一种锂离子电池低温充电方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池低温充电方法。
背景技术
锂离子电池主要由两大部分组成：电池模块和BMS控制系统；BMS可根据起动能力对SOC、SOH和SOF进行快速可靠的监测，以提供必要的信息。其中一种对SOC检测方法，是OCV方法。通过测量OCV，SOC可被直接计算出来。因此测试锂离子电池SOC-OCV曲线，输入到BMS控制系统中很有必要。随着锂离子电池技术领域发展，目前电池可使用的工况较广，其中包括低温环境下的使用工况，因此需要保证低温充电效率。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池低温充电方法。
本发明提出的一种锂离子电池低温充电方法，包括以下步骤：
S1、获取电池的定容容量，设置多个小于定容容量的充电截止容量；
S2、将定容后的电池放电至空电荷状态；
S3、将电池在目标低温环境下搁置，直至电池温度达到目标低温；
S4、对电池充电，每充电至一个充电截止容量则对电池进行搁置，直至电池在预设的第一时间值内电压变化量小于预设的电压阈值时，再继续充电。
优选的，步骤S1具体为：对电池进行多次充放电，取充电容量平均值作为定容容量。
优选的，步骤S2具体为：在常温环境中将定容后的电池以预设的第一放电电流值恒流放电至预设的第一电压值后再放电至空电荷状态。
优选的，第一放电电流值为1C，第一电压值为2.0V。
优选的，步骤S3具体为：将电池在目标低温环境下搁置至少15h。
优选的，第一时间值不小于15min，电压阈值不大于2mV。
优选的，步骤S4中，设置有第二时间值，每当电池充电至截止容量，则搁置第二时间值后，测量OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)后继续充电。
优选的，充电过程中，当SOC≤50％时，采用小电流恒流充电；当SOC>50％时，每次充电电流依次减小。
优选的，当SOC≤50％时，恒流充电电流为0.1C。
优选的，当SOC≤50％时，每次搁置时间为第三时间值；当SOC>50％时，每次搁置时间为第四时间值；第四时间值大于第三时间值。
本发明提出的一种锂离子电池低温充电方法，在低温环境中对电池进行温度适应后再采用间隔充电方式，避免了低温充电充不进去电的情况，且降低了低温充电析锂的概率。
附图说明
图1为本发明提出的一种锂离子电池低温充电方法流程图；
图2为实施例1中两个锂离子电池低温充电SOC-OCV曲线。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种锂离子电池低温充电方法，包括以下步骤。
S1、获取电池的定容容量，设置多个小于定容容量的充电截止容量。
具体实施时，本步骤中，对电池进行多次充放电，取充电容量平均值作为定容容量。具体的，充放电次数至少为3次，即C0dch＝(C1dch+C2dch+C3dch)/3；其中，C0dch为定容容量，C1dch、C2dch、C3dch分别为单次充放或的充电容量
S2、将定容后的电池放电至空电荷状态。具体实施时，本步骤中，在常温环境中将定容后的电池以预设的第一放电电流值恒流放电至预设的第一电压值后再放电至空电荷状态。具体可设置，第一放电电流值为1C，第一电压值为2.0V。
S3、将电池在目标低温环境下搁置，直至电池温度达到目标低温。具体的，目标低温为目标电池温度。本步骤中，通过环境搁置，使得电池内外均达到目标低温。具体可设置，将电池在目标低温环境下搁置至少15h。
S4、对电池充电，每充电至一个充电截止容量则对电池进行搁置，直至电池在预设的第一时间值内电压变化量小于预设的电压阈值时，再继续充电。具体的，第一时间值不小于15min，电压阈值不大于2mV。
本步骤S4具体实施时，可设置第二时间值，每当电池充电至截止容量，则搁置第二时间值后，测量OCV后继续充电。如此，通过第二时间值的设置，避免了搁置过程中对电池电压的实时监测，有利于简化测试过程。
具体的，步骤S4的充电过程中，当SOC≤50％时，采用小电流恒流充电，具体可采用0.1C恒流电流；当SOC>50％时，每次充电电流依次减小。且，当SOC≤50％时，每次搁置时间为第三时间值；当SOC>50％时，每次搁置时间为第四时间值；第四时间值大于第三时间值。具体可设置，第三时间值为2h，第四时间值为4h。
以下结合一个具体的实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
本实施例中，具体步骤如下：
第一步：将电池在常温下以1C恒流放电至终止电压2V，然后1C恒流恒压充电，截止电压3.65V，截止电流0.05C，充放电循环3周，取三次充电容量之平均值作为定容容量C0。
本步骤中，设置的多个充电截止容量为：2％C0、4％C0、6％C0、8％C0、10％C0、15％C0、20％C0、30％C0、40％C0、50％C0、60％C0、70％C0、80％C0、85％C0、90％C0、92％C0、94％C0、96％C0、98％C0。
第二步：在常温环境中，将电池放电至空电荷状态。
第三步：将电池在-25℃温度下，搁置20h。
第四步：对电池进行充电测试，当SOC≤50％时，按照0.1C恒流充电，每充电至一个充电截止容量，则静置2h并记录末端的电压值；当SOC>50％时，电池阶梯式充电，每充电至一个充电截止容量，则静置4h并记录末端的电压值.
具体的本实施例中，以定容电容为3.65V的电池为例，对电池阶梯式充电时，0.1C恒流充电至3.5V,0.05C恒流充电至3.55V,0.025C恒流充电至3.6V,0.0125C恒流充电至3.65V，每次充电结束静置4h,记录末端的电压值，直至充满电，即电压至3.65V，截止电流0.05C。
以下表1和表2分别为本实施例中对两个电池的测量结果。
表1：两个电池充电数据记录表
Figure BDA0002611792330000051
表2：两个电池低温充电效率统计表。
Figure BDA0002611792330000052
结合表1和表2可见，2个测试电池测试得到的低温充电实际容量与常温定容容量比达到92％左右，可见通过本发明提供的充电方式，避免了低温充电充不进去电的情况，且降低了低温充电析锂的概率。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池低温充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取电池的定容容量，设置多个小于定容容量的充电截止容量；
S2、将定容后的电池放电至空电荷状态；
S3、将电池在目标低温环境下搁置，直至电池温度达到目标低温；
S4、对电池充电，每充电至一个充电截止容量则对电池进行搁置，直至电池在预设的第一时间值内电压变化量小于预设的电压阈值时，再继续充电。
2.如权利要求1所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，步骤S1具体为：对电池进行多次充放电，取充电容量平均值作为定容容量。
3.如权利要求1所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，步骤S2具体为：在常温环境中将定容后的电池以预设的第一放电电流值恒流放电至预设的第一电压值后再放电至空电荷状态。
4.如权利要求3所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，第一放电电流值为1C，第一电压值为2.0V。
5.如权利要求1所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，步骤S3具体为：将电池在目标低温环境下搁置至少15h。
6.如权利要求1所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，第一时间值不小于15min，电压阈值不大于2mV。
7.如权利要求1所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，步骤S4中，设置有第二时间值，每当电池充电至截止容量，则搁置第二时间值后，测量OCV后继续充电。
8.如权利要求7所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，充电过程中，当SOC≤50％时，采用小电流恒流充电；当SOC>50％时，每次充电电流依次减小。
9.如权利要求8所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，当SOC≤50％时，恒流充电电流为0.1C。
10.如权利要求9所述的锂离子电池低温充电方法，其特征在于，当SOC≤50％时，每次搁置时间为第三时间值；当SOC>50％时，每次搁置时间为第四时间值；第四时间值大于第三时间值。
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