CN113036244A - 一种磷酸铁锂电池的低温充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，包括以下步骤：(1)以A倍率将电池恒流充电至N％的SOC荷电状态；(2)以B倍率将电池恒流充电至电压X；(3)以C倍率将电池恒流恒压充电至3.65V。本发明适用于在环境温度较低时对磷酸铁锂电池进行充电。在电池的原结构不变的情况下，通过优化低温充电方式，达到提高电池低温性能的效果。通过本发明的充电方式磷酸铁锂电池进行充电，在最大化降低低温充电时间的同时，避免了低温充电过程中的负极析锂。

Description

一种磷酸铁锂电池的低温充电方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池的低温充电方法。
背景技术
随着电动汽车的推广和普及，越来越多的动力电池应用在电动汽车上，动力锂离子电池面临的一个典型问题是冬季续航里程急剧减少，锂电池在低温环境下使用受到限制，除了因为放电容量会严重衰退外，低温下也不能够对锂电池进行充电。虽然一些新能源汽车在低温环境下会在充电之前对电池包进行预热，但是仍存在电芯受热不均匀、电能浪费和加热异常导致车辆起火等问题，目前已经有很多研究机构和电池生产商在研发低温充电电池。
目前常规的充电方法主要有两种：1、CC-CV，2、阶梯充电CC-CC-CC以上两种方法均在低SOC状态采用大倍率充电，随着SOC的增大，降低充电倍率。但该充电方法在刚开始充电时电池DCR很大，极化大，导致低温下充电容量少，甚至不能充电。有些研究者也为能在低温下充入更多的容量，而采用极小的倍率充电，导致充电时间太长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，以解决低温下充电析锂的问题，并且使电池充电时间短，充电能量高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，包括以下步骤：
(1)以A倍率将电池恒流充电至N％的SOC荷电状态；
(2)以B倍率将电池恒流充电至电压X；
(3)以C倍率将电池恒流恒压充电至3.65V。
优选的，所述A倍率的范围0.05C～0.3C。
优选的，所述N％的范围5％～20％。
优选的，所述B倍率的范围0.5C～1C。
优选的，所述电压X的范围3.45V～3.6V。
优选的，所述C倍率的范围0.1C～0.3C。
更优选的，-当5≤SOC<13％时，所述B倍率的范围0.5C～0.7C；
-当SOC＝13％时，所述B倍率等于0.8C；
-当13<SOC≤20％时，所述B倍率的范围0.9C～1C。
优选的，环境温度不高于-10℃。
锂离子电池在充电时DCR在低SOC和高SOC状态下较高，在中间阶段DCR相对较低且平缓，在低温下尤其更加明显。所以本发明利用该原理，在低SOC阶段以小电流充电，在中间阶段以大电流充电，在高SOC阶段又以小电流充电。
本发明适用于在环境温度较低时对磷酸铁锂电池进行充电。在电池的原结构不变的情况下，通过优化低温充电方式，达到提高电池低温性能的效果。
通过本发明的充电方式磷酸铁锂电池进行充电，在最大化降低低温充电时间的同时，避免了低温充电过程中的负极析锂。
具体实施方式
为使得本发明的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，但是本发明并不限于这些实施例。
选择容量27Ah的磷酸铁锂电芯(正极材料：LFP，负极材料：人造石墨，导电胶：SP和CNTs，粘结剂PVDF和CMC、SBR)作为实验对象，-20℃进行低温充电。上述电芯企业规定的25℃下最大充电电流54A(2C)。
实施例1
本实施例中，磷酸铁锂电池的低温充电方法，具体步骤如下：
(1)以0.2C恒流充电至13％SOC；
(2)以0.8C恒流充电至电压3.52V；
(3)以0.2C恒流恒压充电至3.65V。
实施例2
本实施例中，磷酸铁锂电池的低温充电方法，具体步骤如下：
(1)以0.3C恒流充电至20％的SOC荷电状态；
(2)以1C恒流充电至电压3.6V；
(3)以0.3C恒流恒压充电至3.65V。
实施例3
本实施例中，磷酸铁锂电池的低温充电方法，具体步骤如下：
(1)以0.05C恒流充电至5％的SOC荷电状态；
(2)以0.5C恒流充电至电压3.45V；
(3)以0.1C恒流恒压充电至3.65V。
比较例1
选择同型号容量54Ah磷酸铁锂电芯作为实验对象，-20℃温度下，0.5C恒流充至3.65V，恒压至0.05C。
比较例2
选择同型号容量54Ah磷酸铁锂电芯作为实验对象，-20℃温度下，按照常规的1C恒流充至3.65V，恒压至0.05C。
表1实施例1～3和比较例1～2所得电池低温充电的结果对比统计表
Figure BDA0002961083430000031
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以A倍率将电池恒流充电至N％的SOC荷电状态；
(2)以B倍率将电池恒流充电至电压X；
(3)以C倍率将电池恒流恒压充电至3.65V。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，所述A倍率的范围0.05C～0.3C。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，所述N％的范围5％～20％。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，所述B倍率的范围0.5C～1C。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，所述电压X的范围3.45V～3.6V。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，所述C倍率的范围0.1C～0.3C。
7.根据权利要求4所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，
-当5≤SOC<13％时，所述B倍率的范围0.5C～0.7C；
-当SOC＝13％时，所述B倍率等于0.8C；
-当13<SOC≤20％时，所述B倍率的范围0.9C～1C。
8.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的低温充电方法，其特征在于，环境温度不高于-10℃。
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