CN112994154A - 锂离子电池的低温充电方法、装置及电子设备 - Google Patents

锂离子电池的低温充电方法、装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种锂离子电池的低温充电方法、装置及电子设备，属于锂离子电池领域。包括：采用第一电流值以恒流充电方式进行充电，使电池的电压达到第一电压值；采用第二电流值以恒流充电方式进行充电，使电池的电压上升至第二电压值；采用第二电压值以恒压充电方式进行充电，使电池的电流下降至第三电流值，完成电池的充电；其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值大于电池的额定电压值，本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。

Description

锂离子电池的低温充电方法、装置及电子设备
技术领域
本申请属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池的低温充电方法、装置及电子设备。
背景技术
锂离子电池具有高电压，高能量密度，环境污染小等优点，广泛应用于手机、电脑、数码相机等移动设备。
锂离子电池是通过锂离子在正负极之间的迁移来实现化学能与电能的相互转化，在锂离子电池中，正极材料作为锂源，充电时，正极材料中的锂离子脱出，通过电解液、隔离膜，储存在负极材料中。现有技术中，锂离子电池常采用的充电方式为：首先按照一定的充电电流对锂离子电池恒流充电至额定电压，再按照额定电压进行恒压充电，使得电流降低至截止电流，完成充电过程，以确保锂离子电池在具有较大的容量的同时，还能避免正极材料中脱出锂离子的量较多而导致正极材料的稳定性较差。
但是，在现有技术的方案中，由于低温条件下电化学反应的速率较慢，且电解液中锂离子的迁移速度较慢，导致浓差极化较大，电池达到截止电压和截止电流的速度较快，使得低温环境中锂离子电池的充电容量较小，能够发挥出的能量密度也较低。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种锂离子电池的低温充电方法、装置及电子设备，能够解决现有技术中在低温环境中进行充电时，锂离子电池的充电容量较小的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池的低温充电方法，该方法包括：
采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值；
采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值；
采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电；
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述电池的额定电压值。
第二方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池的低温充电装置，该装置包括：
第一恒流充电模块，用于采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值；
第二恒流充电模块，用于采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值；
恒压充电模块，用于采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电；
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述电池的额定电压值。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
在本申请实施例中，采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压达到第一电压值；采用第二电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压上升至第二电压值；采用第二电压值以恒压充电方式对电池进行充电，使电池的电流下降至第三电流值，完成电池的充电；其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值大于电池的额定电压值，本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种现有技术中锂离子电池的低温充电过程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电方法的步骤流程图；
图3是本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电过程示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种锂离子电池的低温充电过程示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种锂离子电池的低温充电方法；
图6是本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电装置的框图；
图7是本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的锂离子电池的低温充电进行详细地说明。
锂离子电池对使用温度比较敏感，不同温度区间，相同充放电制式下的容量发挥是不同的，使得电池的能量密度存在差异，与常温、高温相比，低温条件下对锂离子电池进行充电，会导致电化学极化更大，充电电压上升更快，导致充电过程中可以很快到达截止电压，从而使得锂离子电池容量较小，能量密度较低。
对于额定电压为4.45V的锂离子电池，其电池容量定义为在25摄氏度(℃)的条件下，首先以0.2倍率(C)恒流充电至4.45伏特(V)，然后以4.45V恒压充电至0.02C，静置3分钟后，以0.2C直流放电至3.0V，取0.2C放电过程中电池放出的电量作为其电池容量。在锂离子电池中，正极材料作为锂源，充电时，锂离子从正极脱出，通过电解液、隔离膜，储存在负极材料中，正极材料中脱出的锂量决定着电池的容量和能量密度。以相同的电压和电流为充电截止电压和电流，0℃条件下脱出的锂量较25℃条件下脱出的锂量较少，即，在0℃条件对锂离子电池进行充电，相比于在常温或高温条件下对锂离子电池进行充电，会使得锂离子电池的实际容量和能量密度降低。
对于现有的4.45V锂离子电池，常规的充电制度为恒流充电(或者阶梯充电)到4.45V，然后4.45V恒压充电到0.05C，可以定义锂离子电池在常温条件下的容量为Q1，在低温条件下的容量为Q2，由于低温条件下，电化学反应的速率较慢，电化学极化较常温大，且电解液中锂离子的迁移速度较慢，容易产生浓差极化，如此极化累加导致低温充电时，很快到达截止电压和截止电流，使得Q2＜Q1。
图1是本申请实施例提供的一种现有技术中锂离子电池的低温充电过程示意图，如图1所示，现有技术中在低温条件下对锂离子电池进行充电的过程，首先利用恒流充电的方式对锂离子电池进行充电，在0-T1的时间段内，保持充电电流为第一电流值I1，在该时间段内，锂离子电池的电压从初始电压值V0上升至额定电压值Vs，即完成恒流充电过程，相应的，充电截止电压即为额定电压值Vs。然后在T1-T2的时间段内进行恒压充电，在T1-T2的时间段内，保持充电电压为额定电压值Vs，在该时间段内，锂离子电池的电流从第一电流值I1下降至第三电流值I3，完成恒压充电过程，也完成锂离子电池的完成的充电过程，相应的，充电截止电流即为第三电流值I3。
其中，第一电流值I1为锂离子电池在低温条件下能够支持的充电电流值，即确保锂离子电池在低温条件下不发生析锂现象的充电电流值。第三电流值I3为锂离子电池的充电截止电流，可以为0.05C或0.02C对应的电流值。由于低温条件下，电化学反应的速率较慢，电化学极化较常温大，且电解液中锂离子的迁移速度较慢，容易产生浓差极化，导致低温充电时，很快到达截止电压和截止电流，使得低温条件下锂离子电池的容量下降，应用锂离子电池的各种设备的续航能力变差。
例如，可以选择一额定电压为4.45V的锂离子电池，1.5C完成放电过程，该锂离子电池的额定容量为4130毫安时(mAh)，均值容量为4205mAh，表1为对该锂离子电池分别在低温条件(0℃)和常温条件(25℃)充电后，测试得到的锂离子电池的容量。如表1所列，由于低温条件下电池的容量会下降，因此，可以在恒流充电的过程中采用较小的充电电流，分多阶段进行充电，以提升锂离子电池的容量。具体的，0℃条件下锂离子电池的充电流程为：首先0.7C恒流充电至4.2V，然后0.5C恒流充电至4.45V，最后4.45V恒压充电至0.05C，完成充电过程，相应的，在0℃条件下锂离子电池的容量为3709.2mAh。25℃条件下锂离子电池的充电流程为：首先1.5C恒流充电至4.45V，然后4.45V恒压充电至0.05C，完成充电过程，相应的，在25℃条件下锂离子电池的容量为4126.4mAh。
由表1所列数据可知，25℃下锂离子电池的容量，比0℃下锂离子电池的容量多11.2％，这些容量可以解决锂离子电池在低温条件下的续航时间短的问题。
Figure BDA0002952844780000061
表1
图2是本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电方法的步骤流程图，如图2所示，该方法可以包括：
步骤101、采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值。
在该步骤中，在低温条件下对锂离子电池进行充电时，可以首先采用第一电流值，对锂离子电池进行恒流充电，使得锂离子电池的电压从初始电压值上升至第一电压值。
图3是本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电过程示意图，如图3所示，锂离子电池在充电之前的初始电压值为V0，首先可以利用恒流充电方式对锂离子电池进行充电，在0-T1的时间段内，保持充电电流为第一电流值I1，在该时间段内，锂离子电池的电压从初始电压值V0上升至第一电压值V1。
其中，第一电流值I1为锂离子电池在低温条件下能够支持的充电电流值，即确保锂离子电池在低温条件下不发生析锂现象的充电电流值。第一电压值V1为锂离子电池在低温条件下采用第一电流值I1进行充电时不发生析锂现象的电压值。
需要说明的是，该步骤中的恒流充电过程仅为对锂离子电池进行恒流充电过程中的第一阶段，从而分多阶段进行充电，以提升锂离子电池的容量。
步骤102、采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值。
在该步骤中，可以在完成锂离子电池第一阶段的恒流充电之后，对锂离子电池进行第二阶段的恒流充电，可以采用第二电流值，对锂离子电池进行恒流充电，使得锂离子电池的电压进一步上升至第二电压值。
参照图3，在0-T1的时间段内以第一电流值I1，使得锂离子电池的电压从初始电压值V0上升至第一电压值V1，完成第一阶段的恒流充电之后，进一步可以在T1-T2的时间段内，保持充电电流为第二电流值I2，在该时间段内，锂离子电池的电压上升至第二电压值V2，完成锂离子电池的恒流充电过程，相应的，充电截止电压即为第二电压值V2。
其中，所述第一电压值小于第二电压值，且第二电压值大于锂离子电池的额定电压值，相比于图1所示的充电截止电压为额定电压值的充电过程而言，本申请中恒流充电过程的截止电压有一定程度的提升，从而可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，进而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
具体的，所述第二电压值小于或等于锂离子电池在低温条件下能够支持的上限电压值，该上限电压值同时还可以结合用电器的用电需求来确定。所述第二电流值为锂离子电池在低温条件下在第一电压值至第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。
因此，可以首先确定锂离子电池在低温条件下能够支持的上限电压值，并根据锂离子电池的上限电压值Vmax和额定电压值Vs，选取一个大于额定电压值Vs且小于等于上限电压值Vmax的电压值作为第二电压值，进一步根据第二电压值确定不发生析锂现象时锂离子电池可以支持的电流值，并将该电流值作为第二电流值，进而根据第二电流值和第二电压值进行锂离子电池第二阶段的恒流充电过程。
步骤103、采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电。
在该步骤中，在完成锂离子电池的恒流充电之后，进一步可以采用第二电压值对锂离子电池进行恒压充电，使得锂离子电池的电流下降至第三电流值，从而完成锂离子电池的充电过程。
其中，第三电流值为锂离子电流的充电截止电流。
Figure BDA0002952844780000081
表2
表2为对4.45V体系的锂离子电池分别在低温条件(0℃)和常温条件(25℃)充电后，以及在低温条件(0℃)按照不同的充电流程充电后，测试得到的锂离子电池的容量。如表2所列，由于低温条件下电池的容量会下降，因此，可以在恒流充电的过程中采用较小的充电电流，分多阶段进行充电，以提升锂离子电池的容量，即0℃条件下序号为1-4的四种锂离子电池的充电流程中恒流充电过程分为两个阶段，第一阶段均为0.7C恒流充电至4.2V，第二阶段为0.5C恒流充电至截止电压，而25℃条件下序号为5的的锂离子电池的充电流程中恒流充电仅包含一个阶段，即1.5C恒流充电至4.45V。
由表2所列数据可知，按照序号1-5的充电流程对锂离子电池进行充电之后，锂离子电池的容量分别为3709.2mAh、3818.5mAh、3903.5mAh、3945.2mAh和4126.4mAh，其比例为90％:93％:95％:96％:100％，由此可知，25℃下锂离子电池的容量，高于0℃下锂离子电池的容量，且在0℃条件下对锂离子电池进行充电时，第二阶段恒流充电过程对应的截止电压的值越高，则锂离子电池的容量越大，因此，可以在锂离子电池的额定电压值Vs与上限电压值Vmax之间，选择一个较大的电压值作为第二阶段恒流充电过程对应的截止电压，以降低低温条件对锂离子电池容量的影响，提高锂离子电池在低温条件下的容量，从而改善应用锂离子电池的设备的续航时间。
此外，锂离子电池中，阴极活性(正极)材料的稳定性与材料晶体结构直接相关，以常用阴极活性材料氧化钴锂(LiCoO2)为例，在锂离子电池中，LiCoO2提供锂源，锂、钴、氧三个元素以一定的比例形成稳定的层状结构，当其中任何一种元素大量缺少时，原有的结构就会发生变化，容量就会损失。对于正极材料，电化学反应为：
LiCoO2＝xLi++Li1-xCoO2+xe-
由此可知，锂离子电池在充电过程中，锂离子(Li+)需要脱出正极材料，锂离子脱出量越大，正极材料结构的变化越大，则正极材料的不稳定性越高，锂离子电池的循环寿命降低。由表2所列数据可知，在低温条件(0℃)下，虽然通过提高锂离子电池横流充电过程的截止电压，使得锂离子电池的容量得到的一定的提升，但提升后的容量仍旧小于锂离子电池在常温条件(25℃)下的容量，因此，相比于常温条件，低温条件下锂离子电池的正极材料更加稳定。同时，由于低温条件下，锂离子电池充电过程中的副反应会更加微弱，从而可以进一步提高正极材料的稳定性，显著改善锂离子电池的寿命。
进一步的，参照表2，锂离子电池在恒流充电过程中的截止电压的窗口可以为[4.45V，4.52]，截止电压位于该窗口内时，锂离子电池君不悔出现析锂现象，从而确保锂离子电池的安全性。
需要说明的是，参照图3，本申请中锂离子电池在低温条件下充电时，恒流充电过程包含两个阶段，进一步的，可以采用包含三个、四个......N个阶段的恒流充电过程，分多阶段进行充电，以提升锂离子电池的容量。
图4是本申请实施例提供的另一种锂离子电池的低温充电过程示意图，如图4所示，锂离子电池在充电之前的初始电压值为V0，首先可以利用恒流充电方式对锂离子电池进行充电，在0-T1的时间段内，保持充电电流为第一电流值I1，在该时间段内，锂离子电池的电压从初始电压值V0上升至第一电压值V1，完成第一阶段的恒流充电；然后，在T1-T2的时间段内，保持充电电流为第二电流值I2，在该时间段内，锂离子电池的电压上升至第二电压值V2，完成第二阶段的恒流充电；进一步的，可以在T2-T3的时间段内，保持充电电流为第三电流值I3，在该时间段内，锂离子电池的电压上升至第三电压值V3，完成锂离子电池的恒流充电过程，相应的，充电截止电压即为第三电压值V3；最后，可以采用第三电压值V3对锂离子电池进行恒压充电，使得锂离子电池的电流下降至第四电流值I4，从而完成锂离子电池的充电过程。
其中，第一电流值I1和第二电流值I2为锂离子电池在低温条件下能够支持的充电电流值，即确保锂离子电池在低温条件下不发生析锂现象的充电电流值。第一电压值V1为锂离子电池在低温条件下采用第一电流值I1进行充电时不发生析锂现象的电压值，第二电压值V2为锂离子电池在低温条件下采用第二电流值I2进行充电时不发生析锂现象的电压值。第三电压值大于锂离子电池的额定电压值Vs，且小于等于锂离子电池在低温条件下能够支持的上限电压值Vmax，所述第三电流值I3为锂离子电池在低温条件下在第二电压值V2至第三电压值V3的电压范围内不发生析锂现象的电流值，第四电流值I4为锂离子电池的充电截止电流。
综上所述，本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电方法，包括：采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压达到第一电压值；采用第二电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压上升至第二电压值；采用第二电压值以恒压充电方式对电池进行充电，使电池的电流下降至第三电流值，完成电池的充电；其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值大于电池的额定电压值，本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
图5是本申请实施例提供的另一种锂离子电池的低温充电方法的步骤流程图，如图5所示，该方法可以包括：
步骤201、确定所述第一电流值，其中，所述第一电流值小于或等于所述电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值。
在该步骤中，可以首先确定第一电流值，以供进一步根据第一电流值确定第一电压值，从而根据第一电流值和第一电压值完成锂离子电池第一阶段的恒流充电过程。
具体的，可以首先确定锂离子电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值Imax，进而选择小于或等于Imax的电流值作为第一电流值，从而使得第一电流值小于或等于电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值，确保锂离子电池的安全性。
可选地，所述低温条件可以为温度小于或等于10摄氏度的条件。
步骤202、跟据所述第一电流值确定所述第一电压值，其中，所述第一电压值为所述电池在所述低温条件下，采用所述第一电流值进行充电时不发生析锂现象的电压值。
在该步骤中，在确定了第一电流值之后，可以根据第一电流值确定与第一电流值对应的第一电压值，其中，第一电压值可以为锂离子电池在低温条件下，采用所述第一电流值进行充电时不发生析锂现象的电压值。
可选地，第一电压值可以等于电池的额定电压值。
步骤203、确定所述第二电压值，所述第二电压值小于或等于所述电池在低温条件下可支持的上限电压值。
在该步骤中，在确定了锂离子电池恒压充电的第一阶段对应的参数：第一电流值和第一电压值之后，可以进一步确定恒压充电的第二阶段对应的参数：第二电流值和第二电压值。
具体的，可以首先确定第二电压值，以供进一步根据第二电压值确定第二电流值，从而根据第二电流值和第二电压值完成锂离子电池第二阶段的恒流充电过程。
其中，第二电压值大于第一电压值，且第二电压值大于锂离子电池的额定电压值，将第二电压值作为锂离子电池恒流充电过程的截止电压，使得恒流充电过程的截止电压有一定程度的提升，从而可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，进而提高锂离子电池在低温条件下的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
可选地，步骤203中确定第二电压值的过程，具体可以包括：
子步骤2031、根据所述低温条件和所述额定电压值，确定所述上限电压值。
在该步骤中，可以首先确定锂离子电池的上限电压值，即锂离子电池在低温条件下能够支持的电压值。
具体的，可以根据锂离子电池充电过程对应的低温条件和锂离子电池的额定电压值，通过以下公式确定所述上限电压值：
Vmax＝Vs+0.05+0.03×(10-T)/5
其中，Vmax为上限电压值，V；
Vs为锂离子电池的额定电压值，V；
T为低温条件对应的温度，℃。
子步骤2032、将小于或等于所述上限电压值的电压值确定为所述第二电压值。
在该步骤中，在确定了锂离子电池在低温条件下能够支持的上限电压值之后，可以进一步将小于或等于上限电压值的电压值确定为第二电压值。
参照表2，该锂离子电池的额定电压值Vs为4.45V，在0℃的低温条件下对锂离子电池进行充电时，根据上述公式计算得到该锂离子电池的上限电压值Vmax为4.56V，同时，由于第二电压值大于第一电压值，因此，可以将大于第一电压值，小于或等于4.56的电压值确定为第二电压值，表2中第一电压值为4.2V，则可以在[4.45V，4.56V]的范围内选择任意电压值作为第二电压值。例如，序号2、3、4对应的充电流程中，第二电压值分别为4.48V、4.50V和4.52V。
步骤204、根据所述第二电压值确定所述第二电流值，所述第二电流值为所述电池在所述低温条件下，在所述第一电压值至所述第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。
在该步骤中，在确定了第二电压值之后，可以根据第二电压值确定与第二电压值对应的第二电流值，可以根据第二电压值确定不发生析锂现象时锂离子电池可以支持的电流值，并将该电流值作为第二电流值。
具体的，第二电流值为锂离子电池在低温条件下，在第一电压值至第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。进而根据第二电流值和第二电压值进行锂离子电池第二阶段的恒流充电过程。
步骤205、采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值。
本步骤的实现方式与上述步骤101的实现过程类似，此处不再赘述。
步骤206、采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值。
本步骤的实现方式与上述步骤102的实现过程类似，此处不再赘述。
步骤207、采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电。
本步骤的实现方式与上述步骤103的实现过程类似。
可选地，第一电流值、第二电流值和第三电流值依次减小。由于充电时阳极电极电位下降，电流越大极化越大，本申请实施例在低温条件下，第二电压值大于第一电压值，即在充电过程中随着充电时间的延长，电池电压逐步升高，电池越易产生析锂现象，引起电池的安全问题。
因此，可以设置第一电流值、第二电流值和第三电流值依次减小，即控制充电过程中的电流逐步降低，从而降低电池的阳极极化，避免析锂引起电池的安全问题。
可选地，所述第三电流值可以为电池的充电截止电流，第三电流值可以为电池以0.02倍率或0.05倍率放电时对应的电流。
综上所述，本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电方法，包括：采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压达到第一电压值；采用第二电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压上升至第二电压值；采用第二电压值以恒压充电方式对电池进行充电，使电池的电流下降至第三电流值，完成电池的充电；其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值大于电池的额定电压值，本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
此外，在低温充电过程中，可以控制第一电流值、第二电流值和第三电流值依次减小，即控制充电过程中的电流逐步降低，从而降低电池的阳极极化，避免析锂引起电池的安全问题。
需要说明的是，本申请实施例提供的锂离子电池的低温充电方法，执行主体可以为锂离子电池的低温充电装置，或者该锂离子电池的低温充电装置中的用于执行加载锂离子电池的低温充电方法的控制模块。本申请实施例中以锂离子电池的低温充电装置执行加载锂离子电池的低温充电方法为例，说明本申请实施例提供的锂离子电池的低温充电方法。
图6是本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电装置的框图，如图6所示，该装置300包括：
第一恒流充电模块301，用于采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值；
第二恒流充电模块302，用于采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值；
恒压充电模块303，用于采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电；
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述电池的额定电压值。
可选地，所述第一电流值、第二电流值和第三电流值依次减小。
可选地，所述装置还包括：
第一确定模块，用于确定所述第二电压值，所述第二电压值小于或等于所述电池在低温条件下可支持的上限电压值；
第二确定模块，用于根据所述第二电压值确定所述第二电流值，所述第二电流值为所述电池在所述低温条件下，在所述第一电压值至所述第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。
可选地，所述装置还包括：
第三确定模块，用于确定所述第一电流值，其中，所述第一电流值小于或等于所述电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值；
第四确定模块，用于根据所述第一电流值确定所述第一电压值，其中，所述第一电压值为所述电池在所述低温条件下，采用所述第一电流值进行充电时不发生析锂现象的电压值。
可选地，所述低温条件为温度小于或等于10摄氏度。
可选地，所述第一确定模块，包括：
第一确定子模块，用于根据所述低温条件和所述额定电压值，确定所述上限电压值；
第二确定子模块，用于将小于或等于所述上限电压值的电压值确定为所述第二电压值。
可选地，所述第一电压值等于所述电池的额定电压值。
可选地，所述第三电流值为所述电池的充电截止电流，所述第三电流值为所述电池以0.02倍率或0.05倍率放电时对应的电流。
本申请实施例中的锂离子电池的低温充电装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的锂离子电池的低温充电装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的锂离子电池的低温充电装置能够实现图1和图5的方法实施例中锂离子电池的低温充电装置实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
综上所述，本申请实施例提供的一种锂离子电池的低温充电装置，包括：采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压达到第一电压值；采用第二电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使电池的电压上升至第二电压值；采用第二电压值以恒压充电方式对电池进行充电，使电池的电流下降至第三电流值，完成电池的充电；其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值大于电池的额定电压值，本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
可选地，本申请实施例还提供一种电子设备，包括处理器，存储器，存储在存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述锂离子电池的低温充电方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
图7为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备400包括但不限于：射频单元401、网络模块402、音频输出单元403、输入单元404、传感器405、显示单元406、用户输入单元407、接口单元408、存储器409、以及处理器410等部件。
本领域技术人员可以理解，电子设备400还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器410逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图7中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备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，在此不再赘述。
其中，处理器410，用于采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值；
采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值；
采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电；
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述电池的额定电压值。
本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
可选地，处理器410，还用于确定所述第二电压值，所述第二电压值小于或等于所述电池在低温条件下可支持的上限电压值；
根据所述第二电压值确定所述第二电流值，所述第二电流值为所述电池在所述低温条件下，在所述第一电压值至所述第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。
可选地，处理器410，还用于确定所述第一电流值，其中，所述第一电流值小于或等于所述电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值；
根据所述第一电流值确定所述第一电压值，其中，所述第一电压值为所述电池在所述低温条件下，采用所述第一电流值进行充电时不发生析锂现象的电压值。
可选地，处理器410，还用于根据所述低温条件和所述额定电压值，确定所述上限电压值；
将小于或等于所述上限电压值的电压值确定为所述第二电压值。
本申请中，在对锂离子电池进行低温充电时，恒流充电过程的截止电压，即第二电压值大于电池的额定电压值，因此，可以减缓电池达到截止电压的速度，增加正极材料脱出的锂离子的数量，从而提高锂离子电池的充电容量，增加锂离子电池的能量密度。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述锂离子电池的低温充电方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述锂离子电池的低温充电方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (18)

1.一种锂离子电池的低温充电方法，其特征在于，所述方法包括：
采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值；
采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值；
采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电；
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述电池的额定电压值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电流值、第二电流值和第三电流值依次减小。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述第二电压值，所述第二电压值小于或等于所述电池在低温条件下可支持的上限电压值；
根据所述第二电压值确定所述第二电流值，所述第二电流值为所述电池在所述低温条件下，在所述第一电压值至所述第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述第一电流值，其中，所述第一电流值小于或等于所述电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值；
根据所述第一电流值确定所述第一电压值，其中，所述第一电压值为所述电池在所述低温条件下，采用所述第一电流值进行充电时不发生析锂现象的电压值。
5.根据权利要求3-4任一项所述的方法，其特征在于，所述低温条件为温度小于或等于10摄氏度。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述第二电压值的步骤，包括：
根据所述低温条件和所述额定电压值，确定所述上限电压值；
将小于或等于所述上限电压值的电压值确定为所述第二电压值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电压值等于所述电池的额定电压值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三电流值为所述电池的充电截止电流，所述第三电流值为所述电池以0.02倍率或0.05倍率放电时对应的电流。
9.一种锂离子电池的低温充电装置，其特征在于，所述装置包括：
第一恒流充电模块，用于采用第一电流值以恒流充电方式对电池进行充电，使所述电池的电压达到第一电压值；
第二恒流充电模块，用于采用第二电流值以恒流充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电压上升至第二电压值；
恒压充电模块，用于采用所述第二电压值以恒压充电方式对所述电池进行充电，使所述电池的电流下降至第三电流值，完成所述电池的充电；
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述电池的额定电压值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一电流值、第二电流值和第三电流值依次减小。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一确定模块，用于确定所述第二电压值，所述第二电压值小于或等于所述电池在低温条件下可支持的上限电压值；
第二确定模块，用于根据所述第二电压值确定所述第二电流值，所述第二电流值为所述电池在所述低温条件下，在所述第一电压值至所述第二电压值的电压范围内不发生析锂现象的电流值。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三确定模块，用于确定所述第一电流值，其中，所述第一电流值小于或等于所述电池在低温条件下发生析锂现象的临界电流值；
第四确定模块，用于根据所述第一电流值确定所述第一电压值，其中，所述第一电压值为所述电池在所述低温条件下，采用所述第一电流值进行充电时不发生析锂现象的电压值。
13.根据权利要求11-12任一项所述的装置，其特征在于，所述低温条件为温度小于或等于10摄氏度。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
第一确定子模块，用于根据所述低温条件和所述额定电压值，确定所述上限电压值；
第二确定子模块，用于将小于或等于所述上限电压值的电压值确定为所述第二电压值。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一电压值等于所述电池的额定电压值。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三电流值为所述电池的充电截止电流，所述第三电流值为所述电池以0.02倍率或0.05倍率放电时对应的电流。
17.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池的低温充电方法的步骤。
18.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池的低温充电方法的步骤。
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