CN113363605A - 放电方法、电子装置以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池的放电方法，所述方法包括：监控步骤，监控所述电池在每一次放电过程中的剩余容量；计算步骤，计算所述电池在一定放电次数内的累计剩余容量和容量衰减率；以及深度放电步骤，当所述累计剩余容量大于或等于第一预设阈值或者所述容量衰减率大于或等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。根据本申请提供的电池的放电方法、电子装置以及存储介质，可以有效地避免长期浅放导致的电池容量衰减的假象，并提高电池的循环使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池的放电方法、电子装置以及存储介质。
背景技术
近年来，随着智能手机、平板电脑和可穿戴设备的普及，对消费类电子设备的电池的体积和能量密度要求也越来越高。而伴随电动车市场的兴起，其对电池的体积能量密度和质量能量密度都有迫切的需求。硅基、锡基等材料由于其极高的容量，较低的脱锂电位和嵌锂电位，成为了下一代高能量密度锂离子电池中取代碳材料做为电池负极活性物质的理想材料。
在实际使用锂电池时，连续多次的浅放(未完全放完电后就开始第二次充电)情况较普遍。然而，锂离子在硅基、锡基等材料中的固相扩散系数相比碳材料低，采用该类材料作为负极活性物质时。如长期经历浅放，锂离子容易在活性材料内部富集，从而使得其放电极化增大，放电平台降低，并伴随着循环寿命衰减加速现象。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种放电方法、电子装置以及存储介质，可以提高电池循环使用寿命。
本申请一实施方式提供了一种电池的放电方法，所述放电方法：监控步骤，监控所述电池在每一次放电过程中的剩余容量；计算步骤，计算所述电池在一定放电次数内的累计剩余容量和容量衰减率；以及深度放电步骤，当所述累计剩余容量大于或等于第一预设阈值或者所述容量衰减率大于或等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。
根据本申请的一些实施方式，定义所述一定放电次数为N，N为大于或等于1的整数，所述方法还包括：
重复步骤，在第N+1次的放电次数后，重复执行所述监控步骤至所述深度放电步骤。
根据本申请的一些实施方式，所述一定放电次数为预设的放电次数N，N为大于或等于1的整数，所述方法还包括：
重复步骤，每隔N+1次的放电次数后，重复执行所述监控步骤至所述深度放电步骤。
根据本申请的一些实施方式，所述容量衰减率通过以下方式获得：监测所述电池在第m次放电过程中的第一放电容量，m为大于0的整数；监测所述电池在第m+N次放电过程中的第二放电容量；以及计算所述容量衰减率k，k＝(第一放电容量-第二放电容量)/额定容量×100％。
根据本申请的一些实施方式，所述第一预设阈值大于或等于所述电池的额定容量。
根据本申请的一些实施方式，所述第二预设阈值大于或等于5％。
根据本申请的一些实施方式，所述对所述电池进行深度放电的步骤包括：在放电过程中，使所述电池的放电深度达到预设放电阈值，或者使所述电池的电压降低至预设电压。
根据本申请的一些实施方式，所述预设放电阈值的范围为95％至100％。
本申请一实施方式提供了一种电子装置，所述电子装置包括电池和处理器，所述处理器用于执行如上所述的放电方法。
根据本申请的一些实施方式，所述电池的负极材料包括硅、锡、锑、锗、铋或铝中的任意一种的单质或其化合物。
本申请一实施方式提供了一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，所述计算机指令由处理器加载并用于执行如上所述的电池的放电方法。
本申请的实施方式根据电池在放电过程中的剩余容量来控制电池的放电方式，即当电池在预设的放电次数内的累计剩余容量大于或等于第一预设阈值或者所述电池在放电过程中的容量衰减率大于或等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。采用这种方法可以有效避免具有锂离子扩散速率慢和高能量密度的硅、锡、锑、锗、铋、铝等单质、合金或化合物作为电池的负极材料时，在实际应用中由于长期浅放导致的容量衰减快的现象或容量衰减假象，进而能够提高电池的循环使用寿命。
附图说明
图1是根据本申请一实施方式的电子装置的结构示意图。
图2是根据本申请一实施方式的电池的放电方法的流程图。
图3是根据本申请一实施方式的充电系统的模块图。
主要元件符号说明
电子装置 1
放电系统 10
处理器 11
电池 12
监控模块 101
计算模块 102
深度放电模块 103
如下具体实施方式将结合上述附图进一步详细说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都是属于本申请保护的范围。
请参阅图1，放电系统10运行于电子装置1中。所述电子装置1包括，但不仅限于，至少一个处理器11以及电池12，上述元件之间可以通过总线连接，也可以直接连接。
需要说明的是，图1仅为举例说明电子装置1。在其他实施方式中，电子装置1也可以包括更多或者更少的元件，或者具有不同的元件配置。所述电子装置1可以为电动摩托、电动单车、电动汽车、手机、平板电脑、个数数字助理、个人电脑，或者任何其他适合的可充电式设备。
在一个实施例中，所述电池12为可充电电池，用于给所述电子装置1提供电能。例如，所述电池12可以锂离子电池、锂聚合物电池及磷酸铁锂电池等。所述电池12包括至少一个电芯，所述电池12可以采用可循环再充电的方式反复充电。
尽管未示出，所述电子装置1还可以包括无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)单元、蓝牙单元、扬声器等其他组件，在此不再一一赘述。
请参阅图2，图2为根据本申请一实施方式的电池的放电方法的流程图。所述电池的放电方法可以包括以下步骤：
步骤S21：监控所述电池在每一次放电过程中的剩余容量。
为了确定电池在放电过程中的状态(例如浅放或深度放电)，需要监控电池在每一次放电过程中的剩余容量。所述电池在放电过程中的状态可以依据电池的放电深度来确定。例如，当所述电池的放电深度小于或等于第一预设值(例如20％)时，确认所述电池在放电过程中的状态为浅放；当所述电池的放电深度大于或等于第二预设值(例如50％)时，确认所述电池在放电过程中的状态为深度放电。
所述放电深度(depth of discharge，DOD)表示所述电池放电状态的参数，等于实际放电容量与额定容量的百分比。所述实际放电容量等于所述额定容量与所述剩余容量的差值。
在本实施方式中，所述电池的负极活性材料至少包括选自硅、锡、锗、锑、铋、铝等中任意一种的单质、合金或其化合物组成的高能量密度的负极材料。
步骤S22：计算所述电池在一定放电次数内的累计剩余容量和容量衰减率。定义所述一定放电次数为N，N为大于或等于1的整数。在一实施例中，所述一定放电次数不是预设的，是容量衰减率或累计剩余容量其中一者满足达到预设阈值这一条件时的自然放电次数，此时就可以触发在下一次放电时对电池进行深度放电。在其他实施例中，所述一定放电次数是预设的放电次数，即在预设的放电次数内计算所述电池的容量衰减率和所述电池在一定放电次数内的累计剩余容量。
例如，所述预设放电次数为四时，计算所述电池在四次放电内的累计剩余容量。比如，电池在第一次放电后的剩余容量为20％，第二次放电后的剩余容量为40％，第三次放电后的剩余容量为10％，第四次放电后的剩余容量为40％。那么，所述电池在四次放电内的累计剩余容量为110％。在一些实施例中，N为大于或等于5的整数。在另一些实施例中，N为大于或等于10的整数。
在本实施方式中，所述容量衰减率可以通过以下方式获得：①监测所述电池在第m次放电过程中的第一放电容量，m为大于0的整数；②监测所述电池在第m+N次放电过程中的第二放电容量；以及③计算所述容量衰减率k，k＝(第一放电容量-第二放电容量)/额定容量×100％。
步骤S23：当所述累计剩余容量大于或等于第一预设阈值，或者所述电池的容量衰减率大于或等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。
为了改善电池在长期浅放过程中造成的电池容量衰减的问题，可以在所述累计剩余容量大于或等于第一预设阈值或者所述容量衰减率大于或等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。通过深度放电，能够使富集在负极活性颗粒材料(如硅颗粒等)内部的锂离子全部脱出来，避免了锂离子在该负极活性颗粒材料(如硅颗粒等)内部富集的情况，从而可使锂离子在该负极活性颗粒材料的表面富集，能够提高放电平台，可使电池在经深度放电后的放电容量恢复到最开始放电时的放电容量，并且可以消除电池的极化，进而能够改善电池的循环使用寿命。
需要说明的是，所述放电平台指放电曲线中电压基本保持水平的部分。放电平台越高、越长、越平稳，电池的放电性能越好。
具体地，对所述电池进行深度放电的步骤包括：在放电过程中，使所述电池的放电深度达到预设放电阈值，或者使所述电池的电压降低至预设电压。在一实施方式中，所述预设放电阈值的范围为95％至100％。
在本实施方式中，所述第一预设阈值大于或等于所述电池的额定容量。所述第二预设阈值大于或等于5％。
优选地，在本申请中，所述放电方法还包括如下步骤：当所述一定放电次数N是容量衰减率或累计剩余容量其中一者满足达到预设阈值这一条件时的自然放电次数时，在第N+1次的放电次数后，继续重复执行上述步骤S21至步骤S23。
当所述一定放电次数N是预设的放电次数，每隔N+1次的放电次数后，继续重复执行上述步骤S21至步骤S23。比如，以m＝1和N＝10为例，即从第1次(即m＝1)放电开始，监控每次放电后的剩余容量，当第10次放电后满足深度放电条件(即累计剩余容量大于或等于第一预设阈值，或者所述容量衰减率大于或等于第二预设阈值)，接下来在第11次放电时对电池采用如上所述的深度放电方法，之后在第12次至第22次放电时采用如上所述的监控步骤至深度放电步骤，当在第23次至第33次放电时，依此类推。
为了使本申请的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰，以下结合附图和实施例，对本申请进一步地详细说明。
对比例1：
电池制备过程：负极极片包括硅和石墨混合的负极活性材料(92％，容量500mAh/g)、5％PAA(聚丙烯酸)、2％导电碳黑及1％CMC(羧甲基纤维素钠)。正极极片包括96.5％钴酸锂(正极活性材料)、2％PVDF(聚偏氟乙烯)及1.5％导电炭黑。将正极极片、隔膜和负极极片依序堆叠或卷绕，注入电解液后，制备成厚度3.3mm、宽度40mm、长度95mm的软包锂离子二次电池。所述电池在25℃(环境温度)下，通过使用0.5C的恒定电流对电池放电，测试得到电池电压从4.4V至2.75V过程中的额定容量为2200mAh。
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电至电池的剩余容量为10％，此时的剩余电量为220mAh，截止电压为3.2V。然后保持电池初始电压4.4V不变，以3.2V为下限截止电压，重复上述放电过程100个循环，并计算每次放电循环中电池的容量衰减率。
对比例2：
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，第一次放电过程中电池的剩余容量为20％，此时的剩余电量为440mAh，截止电压为3.5V。然后保持电池初始电压4.4V不变，以3.5V为下限截止电压，重复上述放电过程100个循环，并计算每次循环中电池的容量衰减率。
对比例3：
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池。
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，第一次放电过程中电池的剩余容量为50％，此时的剩余电量为1100mAh，截止电压为3.82V。然后保持电池的初始电压4.4V不变，以3.82V为下限截止电压，重复上述放电过程100个循环，并计算每次循环中电池的容量衰减率。
对比例4：
采用对比例1的制备方法来制作电池，不同的是负极极片为硅和石墨混合的负极活性材料(86％，容量1000mAh/g)、10％PAA(聚丙烯酸)、3％导电碳黑及1％CMC，得到的电池的额定容量为2500mAh。
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，第一次放电过程中电池的剩余容量为10％，此时的剩余电量为250mAh，截止电压为3.13V。然后保持电池初始电压4.4V不变，以3.13V为下限截止电压，重复上述放电过程100个循环，并计算每次循环中电池的容量衰减率。
对比例5：
依照对比例4的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，第一放电过程中电池的剩余容量为20％，此时的剩余电量为500mAh，截止电压为3.4V。然后保持电池初始电压4.4V不变，以3.4V为下限截止电压，重复上述放电过程100个循环，并计算每次循环中电池的容量衰减率。
对比例6：
依照对比例4的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，第一次放电过程中电池的剩余容量为50％，此时的剩余电量为1250mAh，截止电压为3.7V。然后保持电池初始电压4.4V不变，以3.7V为下限截止电压，重复上述放电过程100个循环，并计算每次循环中电池的容量衰减率。
实施例1：
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为10％，即电池的电压由4.4V降低至3.2V；重复放电10个循环后，电池的累计剩余容量达到100％；在第11个放电循环时对电池进行一次深度放电(即本次放电过程中电池的放电深度达到95％或者电池的电压降低至3V)；然后重复以上步骤100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例2：
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为20％，即电池的电压由4.4V降低至3.5V；重复放电5个循环后，电池的累计剩余容量达到100％；在第6个放电循环时对电池进行一次深度放电(即本次放电过程中电池的放电深度达到95％或者电池的电压降低至3V)；然后重复以上步骤100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例3：
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为50％，即电池的电压由4.4V降低至3.82V；重复放电2个循环后，电池的累计剩余容量达到100％；在第3个放电循环时对电池进行一次深度放电(即本次放电过程中电池的放电深度达到95％或者电池的电压降低至3V)；然后重复以上步骤100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例4：
依照对比例1的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为5％，即电池的电压由4.4V降低至3V；然后重复以上放电过程100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例5：
依照对比例4的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，第一次放电过程中电池的剩余容量为10％，即电池的电压由4.4V降低至3.13V；重复放电10个循环后，电池的累计剩余容量达到100％；在第11个放电循环时对所述电池进行一次深度放电(即本次放电过程中电池的放电深度达到95％或者电池的电压降低至3V)；然后重复以上步骤100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例6：
依照对比例4的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为20％，即电池的电压由4.4V降低至3.4V；重复放电5个循环后，电池的累计剩余容量达到100％；在第6个放电循环时对电池进行一次深度放电(即本次放电过程中电池的放电深度达到95％或者电池的电压降低至3V)；然后重复以上步骤100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例7：
依照对比例4的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为50％，即电池的电压由4.4V降低至3.7V；重复放电2个循环后，电池的累计剩余容量达到100％；在第3个放电循环时对电池进行一次深度放电(即本次放电过程中电池的放电深度达到95％或者电池的电压降低至3V)；然后重复以上步骤100个循环，测试电池的容量衰减率。
实施例8
依照对比例4的方法制备锂离子二次电池；
环境温度：25℃；
放电过程：使用0.5C的恒定电流对电池放电，做连续浅放，每次放电过程中电池的剩余容量为5％，即电池的电压由4.4V降低至3V；然后重复以上放电过程100个循环，测试电池的容量衰减率。
在上述对比例1至对比例6和实施例1至实施例8重复放电100个循环的过程中，记录第10个循环、第50个循环和第100个循环时电池的容量衰减率，记录如下表1所示。
表1电池在不同放电循环中的容量衰减率
由表1可知，通过比较对比例1和实施例1可以发现，对比例1一直处于浅放状态，50个循环时的容量衰减达到19.7％，100cls时达24.3％；而实施例1每隔10个循环做一次深度放电，50个循环后的容量衰减仅为5.8％，100cls后为7.3％。
从对比例1～3和实施例1～3可以看出，每次放电循环后的剩余电量越多，由此导致的容量衰减越快，深度放电对放电循环时容量衰减率的改善也就越明显。需要指出的是，这些浅放导致的容量损失，并非真正的损失，而是由于长期浅放导致的锂离子在活性材料内部富集，从而导致放电极化变大所致，这些容量损失经过深度放电后仍然可恢复。
本申请根据电池在放电过程中的剩余容量来控制电池的放电方式，改善了具有锂离子扩散速率慢和高能量密度的负极活性材料作为电池负极材料时，在实际应用中长期浅放导致的容量衰减快的现象。除了在放电过程中通过控制电池的剩余电量外，也可以通过控制更低的放电截止电压，以及更小的放电倍率，其本质是一样的，均是为了消除电池在使用过程中产生的极化，理应也能达到相同效果，因此也应在本发明的保护范围之内。
请参阅图3，在本实施方式中，所述放电系统10可以被分割成一个或多个模块，所述一个或多个模块可存储在所述处理器11中，并由所述处理器11执行本申请实施例的放电方法。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，所述指令段用于描述所述放电系统10在所述电子装置1中的执行过程。例如，所述放电系统10可以被分割成图3中的监控模块101、计算模块102、以及深度放电模块103。
所述监控模块101用于监控所述电池在每一次放电过程中的剩余容量；所述计算模块102用于计算所述电池在一定放电次数内的累计剩余容量和容量衰减率；以及所述深度放电模块103用于当所述累计剩余容量大于等于第一预设阈值或者所述容量衰减率大于等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。
通过该放电系统10可以对所述电池12在放电过程中的剩余电量进行控制，改善了具有锂离子扩散速率慢和高能量密度的负极活性材料作为电池负极材料时，在实际应用中长期浅放导致的容量衰减快的现象。具体内容可以参见上述电池的放电方法的实施例，在此不再详述。
在一实施方式中，所述处理器11可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者所述处理器11也可以是其它任何常规的处理器等。
所述放电系统10中的模块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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
可以理解的是，以上所描述的模块划分，为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在相同单元中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
在另一实施方式中，所述电子装置1还可包括存储器(图未示)，所述一个或多个模块还可存储在存储器中，并由所述处理器11执行。所述存储器可以是电子装置1的内部存储器，即内置于所述电子装置1的存储器。在其他实施例中，所述存储器也可以是电子装置1的外部存储器，即外接于所述电子装置1的存储器。
在一些实施例中，所述存储器用于存储程序代码和各种数据，例如，存储安装在所述电子装置1中的放电系统10的程序代码，并在电子装置1的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。
所述存储器可以包括随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将本申请上述的实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。
Claims (11)
1.一种电池的放电方法，其特征在于，所述方法包括：
监控步骤，监控所述电池在每一次放电过程中的剩余容量；
计算步骤，计算所述电池在一定放电次数内的累计剩余容量和容量衰减率；以及
深度放电步骤，当所述累计剩余容量大于或等于第一预设阈值或者所述容量衰减率大于或等于第二预设阈值时，在下一次的放电过程中，对所述电池进行深度放电。
2.如权利要求1所述的放电方法，其特征在于，定义所述一定放电次数为N，N为大于或等于1的整数，所述方法还包括：
重复步骤，在第N+1次的放电次数后，重复执行所述监控步骤至所述深度放电步骤。
3.如权利要求1所述的放电方法，其特征在于，所述一定放电次数为预设的放电次数N，N为大于或等于1的整数，所述方法还包括：
重复步骤，每隔N+1次的放电次数后，重复执行所述监控步骤至所述深度放电步骤。
4.如权利要求3所述的放电方法，其特征在于，所述容量衰减率通过以下方式获得：
监测所述电池在第m次放电过程中的第一放电容量，m为大于0的整数；
监测所述电池在第m+N次放电过程中的第二放电容量；以及
计算所述容量衰减率k，k＝(第一放电容量-第二放电容量)/额定容量×100％。
5.如权利要求1所述的放电方法，其特征在于，所述第一预设阈值大于或等于所述电池的额定容量。
6.如权利要求1所述的放电方法，其特征在于，所述第二预设阈值大于或等于5％。
7.如权利要求1所述的放电方法，其特征在于，所述对所述电池进行深度放电的步骤包括：在放电过程中，使所述电池的放电深度达到预设放电阈值，或者使所述电池的电压降低至预设电压。
8.如权利要求7所述的放电方法，其特征在于，所述预设放电阈值的范围为95％至100％。
9.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
电池；以及
处理器，用于执行如权利要求1至8中任意一项所述的放电方法。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电池的负极材料包括硅、锡、锑、锗、铋或铝中的任意一种的单质或其化合物。
11.一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，其特征在于，所述指令由处理器加载并用于执行如权利要求1至8中任意一项所述的放电方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023184336A1 (zh) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及其控制方法、电子设备和存储介质 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05326026A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の放電装置 |
| US5355072A (en) * | 1991-07-31 | 1994-10-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Battery discharging apparatus |
| JPH11288715A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| CN103698710A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-04-02 | 中南大学 | 一种电池寿命周期预测方法 |
| US20140214349A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-07-31 | International Business Machines Corporation | Estimating condition of battery, related system and vehicle |
| US20150349385A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-12-03 | Medtronic, Inc. | Method and System for Predicting Useful Life of a Rechargeable Battery |
| CN105738814A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-07-06 | 国家电网公司 | 一种在线评估锂离子电池容量衰减程度的方法 |
| US20170292998A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-12 | NextEra Energy Resources, LLC | Step-time battery degradation determination |
| US20190025381A1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-01-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Life estimation apparatus for lithium ion secondary cell |
| CN109462260A (zh) * | 2017-09-06 | 2019-03-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种充电方法、充电设备以及电子设备 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2665108B2 (ja) * | 1992-05-14 | 1997-10-22 | 株式会社ピーエフユー | バッテリリフレッシュ回路 |
| JP3510773B2 (ja) * | 1997-10-28 | 2004-03-29 | 三洋電機株式会社 | 充電装置 |
| JP3545597B2 (ja) * | 1998-04-30 | 2004-07-21 | 松下電器産業株式会社 | 二次電池充電装置 |
| US7227335B2 (en) * | 2003-07-22 | 2007-06-05 | Makita Corporation | Method and apparatus for diagnosing the condition of a rechargeable battery |
-
2020
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-
2021
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5355072A (en) * | 1991-07-31 | 1994-10-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Battery discharging apparatus |
| JPH05326026A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の放電装置 |
| JPH11288715A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| US20140214349A1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-07-31 | International Business Machines Corporation | Estimating condition of battery, related system and vehicle |
| CN103698710A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-04-02 | 中南大学 | 一种电池寿命周期预测方法 |
| US20150349385A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-12-03 | Medtronic, Inc. | Method and System for Predicting Useful Life of a Rechargeable Battery |
| CN105738814A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-07-06 | 国家电网公司 | 一种在线评估锂离子电池容量衰减程度的方法 |
| US20190025381A1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-01-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Life estimation apparatus for lithium ion secondary cell |
| US20170292998A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-12 | NextEra Energy Resources, LLC | Step-time battery degradation determination |
| CN109462260A (zh) * | 2017-09-06 | 2019-03-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种充电方法、充电设备以及电子设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高飞;杨凯;惠东;李大贺;: "储能用磷酸铁锂电池循环寿命的能量分析", 中国电机工程学报, no. 05 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023184336A1 (zh) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及其控制方法、电子设备和存储介质 |
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