CN114094168B - 电化学装置及其充电方法、充电装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电化学装置及其充电方法、充电装置、电子设备和存储介质，该电化学装置包括正极片、负极片、电解液以及设置在正极片和负极片之间的隔膜，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性物质涂层，所述负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料，所述电化学装置被配置为：以预放电电流进行预放电操作，所述预放电电流大于所述电化学装置的工作电流；所述预放电操作结束后，接收充电电流进行充电。本方案能够提升电化学装置在低温环境下的充电速度，且保证电化学装置具有较低的成本。

Description

电化学装置及其充电方法、充电装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请实施例涉及电化学技术领域，尤其涉及一种电化学装置及其充电方法、充电装置、电子设备和存储介质。

背景技术

锂离子电池在消费电子、无人机和电动汽车等产品上被广泛应用。锂离子电池作为一种二次电池，充电速度直接影响产品的使用体验。在环境温度较低时，锂离子电池的内阻增大，通过大倍率电流对锂离子电池进行充电会使电池负极产生锂枝晶，锂枝晶会刺破正极片与负极片之间的隔膜而发生短路，进而引发安全风险。因此，锂离子电池在低温环境(例如，10℃下)的充电电流相比非低温环境会下降，充电时间延长，从而造成用户对于产品的使用体验较差。需要提供一种技术方案，改善锂离子电池在低温环境下的充电性能。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种电化学装置及其充电方法、装置、电子设备和存储介质，能够提升电化学装置在低温环境下的充电速度，且保证电化学装置具有较低的成本。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种电化学装置，该电化学装置电池包括正极片、负极片、电解液以及设置在正极片和负极片之间的隔膜，负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性物质涂层，负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料。基于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，负极活性物质包括硬碳材料的电化学装置在较低荷电状态下放电时会大量产热，将硬碳材料作为电化学装置的负极活性物质，在低温环境下对电化学装置进行充电时，首先以预放电电流对电化学装置进行预放电，预放电电流大于电化学装置的工作电流，使电化学装置预放电而大量产热，通过电化学装置产生的热量对电化学装置进行加热，以提升电化学装置的温度，然后通过较大充电倍率对电化学装置进行快速充电，以达到提高电化学装置充电速度的目的。由于不需要通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电池模组的结构和组装变复杂，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

在一种可能的实现方式中，电化学装置的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为20％～90％。负极活性物质中硬碳材料的含量越高，电化学装置在预放电时所产生的热量越多，从而可以将电化学装置加热至较高温度，进而可以通过更大的充电倍率对电化学装置进行快速充电，但由于硬碳材料的首次库伦效率较低，为保证电化学装置具有较大的容量，负极活性物质中硬碳材料的占比不能过大。为此，使负极活性物质中硬碳材料的占比为20％～90％，使得电化学装置在低温环境下具有较快充电速度的同时，保证电化学装置具有较大的容量。

在一种可能的实现方式中，电化学装置的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为45％～65％。负极活性物质中硬碳材料占比高，电化学装置在预放电时可以上升至较高温度，从而提高电化学装置的充电速度，但会导致电化学装置的容量较小，为了平衡电化学装置的充电速度和容量，使负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为45％～65％，使得电化学装置可以仅需保留较少的电量用于预放电，同时保证电化学装置具有较大的容量，从而可以提高电化学装置的能量利用率，并降低电化学装置的充电频率。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种电化学装置充电方法，用于对负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行充电，该电化学装置充电方法在实现时，首先在电化学装置的荷电状态大于10％时，以预放电电流对电化学装置进行预放电，预放电电流大于电化学装置的工作电流，然后对电化学装置进行充电。由于电化学装置的负极活性物质包括硬碳材料，由于硬碳材料的存在，电化学装置在较低荷电状态下以较大电流放电时会大量产热，因此在低温环境下对电化学装置进行充电时，首先对电化学装置进行预放电，使电化学装置的温度升高，然后再对电化学装置进行大倍率充电电流的快速充电，提高电化学装置的充电效率。由于无需通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电池模组的结构和组装变复杂，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

在一种可能的实现方式中，在对电化学装置进行预放电时，在电化学装置的荷电状态为10％至40％时开始对电化学装置进行预放电。用于预放电的电量越多，可以将电化学装置提升至越高的温度，但需要频繁对电化学装置进行充电，为了平衡电化学装置的充电速度和充电频率，在电化学装置的荷电状态为10％至40％时对电化学装置进行预放电，在保证能够提高电化学装置的充电速度的基础上，提高电化学装置的能量利用率，降低电化学装置的充电频率。

在一种可能的实现方式中，在对电化学装置进行预放电时，以2～5C的放电倍率对电化学装置进行预放电。以较大倍率的放电电流对电化学装置进行预放电，可以使电化学装置在较短时间内升至较高温度，但放电电流过大会难以控制电化学装置的温度，容易造成安全风险，因此2～5C的放电倍率对电化学装置进行预放电，保证能够在较短的时间内将电化学装置加热至适合快充的温度范围，以提高电化学装置的充电速度，同时不会出现电化学装置放电过快而导致的安全问题，也不会对电化学装置的寿命造成影响。

在一种可能的实现方式中，预放电到放电截至保护电压后，停止对电化学装置进行预放电；或当电化学装置的温度达到预设的温度阈值时，则停止对电化学装置进行预放电。

在一种可能的实现方式中，在对预放电后的电化学装置进行充电时，通过N个阶段对电化学装置进行充电，其中，每个阶段以恒定的充电电流对电化学装置进行充电，第i个阶段的充电电流大于第i+1个阶段的充电电流，N为大于2的自然数，i为小于N的正整数。在对电化学装置进行充电的过程中，电化学装置支持的最大充电倍率随荷电状态的增大的减小，将电化学装置的充电过程划分为多个充电阶段，在每个充电阶段采用该充电阶段支持的最大充电倍率对电化学装置进行充电，从而可以进一步提高电化学装置的充电速度。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种电化学装置充电装置，用于对负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行充电，该电化学装置充电装置包括预放电单元和充电单元，预放电单元用于在电化学装置的荷电状态大于10％时，以预放电电流对电化学装置进行预放电，其中预放电电流大于电化学装置的工作电流，充电单元用于对电化学装置进行充电。在低温环境下对电化学装置进行充电时，预放电单元对电化学装置进行预放电，使电化学装置上升至较高温度，然后充电单元以较大倍率充电电流对电化学装置进行快速充电，由于不需要通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电化学装置的结构和组装变复杂，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

根据本申请实施例的第四方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令时，实现前述任一实施例中的电化学装置充电方法。

根据本申请实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述任一实施例中的电化学装置充电方法。

根据本申请实施例的第六方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行前述任一实施例中的电化学装置充电方法。

由上述技术方案可知，电化学装置的负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料，由于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，电化学装置在较低荷电状态下以较大电流进行放电时会大量产热，因此可以利用该特性，在对低温环境下的电化学装置进行充电时，首先对电化学装置进行预放电，使电化学装置产热以升温，在电化学装置温度升高后，再以较大倍率的充电电流对电化学装置进行充电，从而提高电化学装置的充电速度。通过对电化学装置的负极活性物质的组成进行调整，使得电化学装置在较低荷电状态下以较大电流放电时能够大量产热，利用该特性对低温环境下的电化学装置进行加热，实现低温环境下电化学装置的快速充电。由于不需要通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电池模组的结构和组装变复杂，使得电化学装置具有较低的成本，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例的锂离子电池放电温度曲线的示意图；

图2是本申请一个实施例的电化学装置充电方法的流程图；

图3是本申请一个实施例的电化学装置控制过程的示意图；

图4是本申请一个实施例的电化学装置充电装置的示意性框图；

图5是本申请一个实施例的电子设备的示意性框图；

图6是本申请一个实施例的锂离子电池充电时间的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，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，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

在下面的描述中，先对本申请实施例中的电化学装置及其充电方法、装置、电子设备和存储介质进行具体说明，然后给出本申请实施例中的电化学装置及其充电方法的一些相关的实验例和对比例，用于说明本申请实施例中的电化学装置及其充电方法、装置、电子设备和存储介质相对于现有技术的显著优势。

下面结合附图说明本申请实施例的具体实现。

需要说明的是，在本申请实施例的内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。

锂离子电池

锂离子电池在低温环境下具有较大的内阻，受锂离子电池内阻的影响，如果在低温环境下通过较大倍率的充电电流对锂离子电池进行充电，会使锂离子电池的负极产生锂枝晶，锂枝晶会刺破正极片与负极片之间的隔膜而导致短路，进而会引发锂离子电池发生起火、爆炸等安全风险。在低温环境下通过较小倍率的充电电流对锂离子电池进行充电，不会使锂离子电池的负极产生锂枝晶，但会导致锂离子电池的充电时间延长，比如在环境温度为0℃下对锂离子电池进行充电，相比于在环境温度为25℃下对锂离子电池进行充电，充电电流需要下降50％～80％，才能够保证锂离子电池的负极不会产生可能引起安全风险的锂枝晶，与之相伴随的是，锂离子电池的充电时间延长了2～5倍。锂离子电池的充电速度较小，会直接影响用户对于产品的使用体验。

为了提高低温环境下锂离子电池的充电速率，同时避免锂离子电池的负极产生锂枝晶而发生安全风险，其中的一种方法就是首先对锂离子电池进行加热，然后对加热后的锂离子电池进行大倍率电流充电，从而提高锂离子电池的充电速度。现有技术中，当需要在低温环境下对锂离子电池进行充电时，首先通过设置于锂离子电池外部的加热膜对锂离子电池进行加热，以提升锂离子电池的温度，然后以大倍率电流对锂离子进行充电，以此提高锂离子电池的充电速度。为了能够在需要时对锂离子电池进行加热，在包括多个锂离子电池的电池模组中，加热膜设置于相邻锂离子电池之间，这将导致电池模组的结构和组装变得更加复杂，进而导致电池模组具有较高的成本。另外，通过加热膜对锂离子电池进行加热，会给锂离子电池引入短路、局部过热等额外的安全风险。因此，亟需一种能够提升锂离子电池在低温环境下的充电速度，而且保证锂离子电池具有较低成本和较高安全性的技术方案。

本申请实施例提供了一种电化学装置，该电化学装置包括正极片、负极片、电解液以及设置在正极片和负极片之间的隔膜，负极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体上的负极活性物质涂层，负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料。电化学装置被配置为：以预放电电流进行预放电操作，其中预放电电流大于该电化学装置的工作电流，在预放电操作结束后，接收充电电流进行充电。

电化学装置的碳基负极活性物质主要包括石墨材料、硬碳材料和软碳材料，相对于常用的石墨材料，硬碳材料具有较低的石墨化度和较高的可逆克容量(500～700mAh/g)，但硬碳材料的首次库伦效率较低(70％～85％)，即以硬碳材料作为负极活性物质时，电化学装置的容量较小，因此硬碳材料并没有作为电化学装置的负极活性物质而大规模应用。经研究发现，负极活性物质含有硬碳的电化学装置在较低荷电状态下以较大电流放电时会大量产热，大量产热是由于锂离子在硬碳中特殊的脱嵌机制导致的。因此，利用石墨材料和硬碳材料制作电化学装置的负极活性物质涂层，电化学装置在较低荷电状态下以较大电流放电时会大量产热，所产生的热量会使低温环境下的电化学装置升温，然后便可以通过较大倍率的充电电流对电化学装置进行充电，从而提高电化学装置的充电速度。

需要说明的是，电化学装置的预放电与正常工作放电的区别在于，预放电的放电电流大于正常工作放电的放电电流，即预放电的放电电流大于电化学装置的工作电流。

图1是本申请实施例提供的一种锂离子电池放电温度曲线的示意图。如图1所示，横坐标为锂离子电池的放电深度DOD(DepthofDischarge)，纵坐标为锂离子电池的温度Temp(℃)，曲线101为以石墨材料为负极活性物质的锂离子电池放电时的温度曲线，曲线102为以硬碳材料为负极活性物质的锂离子电池放电时的温度曲线，曲线101和曲线102均对应于以5C放电倍率进行恒流放电的放电参数。由图1可见，相比于以石墨材料为负极活性物质的锂离子电池，以硬碳材料的负极活性物质的锂离子电池在放电末端(放电深度大于80％)，锂离子电池的温度快速上升，而且放电完成后锂离子电池的温度更高。由图1可见，以硬碳材料为负极活性物质的锂离子电池，在较低荷电状态下以较大电流放电时会大量产热，而且在放电完成后，相对于以石墨材料为负极活性物质的锂离子电池，以硬碳材料为负极活性物质的锂离子电池具有更高的温度，从而可以将硬碳材料作为负极活性物质的组成部分，在对低温环境下的锂离子电池进行充电时，首先使锂离子电池在较低荷电状态下以较大电流放电以大量产热，使锂离子电池的温度升高，然后再通过大倍率充电电流对锂离子电池进行充电，达到提高锂离子电池的充电速度的目的。

在本申请实施例中，电化学装置的负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料，由于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，电化学装置在较低荷电状态下以较大电流放电时会大量产热，因此可以利用该特性，在对低温环境下的电化学装置进行充电时，首先对电化学装置进行预放电，使电化学装置产热以升温，在电化学装置温度升高后，再以较大倍率的充电电流对电化学装置进行充电，从而可以提高电化学装置的充电速度。通过对电化学装置的负极活性物质的组成进行调整，使得电化学装置在较低荷电状态下以较大电流放电时能够大量产热，利用该特性对低温环境下的电化学装置进行加热，实现低温环境下电化学装置的快速充电。由于不需要通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电池模组的结构和组装变复杂，使电化学装置具有较低的成本，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

由于硬碳材料的首次库伦效率较低，如果单纯以硬碳材料作为电化学装置的负极活性物质，会导致电化学装置的容量较小。相对于硬碳材料，石墨材料具有较高的首次库伦效率，因此通过包括石墨材料和硬碳材料的负极活性物质，使电化学装置具有在较低荷电状态下预放电大量产热的能力的同时，保证电化学装置具有较大的容量。

应理解，硬碳材料是指难以被石墨化的碳，硬碳材料可以是树脂碳、有机聚合物热解碳和炭黑等中的一种或多种。另外，本申请实施例中的电化学装置，是指可充电的电化学装置，除有特殊说明外，本申请实施例中的电化学装置是指负极活性物质包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置。

在一种可能的实现方式中，电化学装置的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为20％～90％。

将硬碳材料作为电化学装置的负极活性物质，由于锂离子在硬碳中特殊的脱嵌机制，电化学装置在较低荷电状态下预放电时，电化学装置会大量产热。在电化学装置放电量相同的情况下，负极活性物质中硬碳材料的含量越高，则电化学装置的产热量越大，从而能够消耗较少的电量而将电化学装置加热至较高温度。但是，由于硬碳材料的首次库伦效率较低，负极活性物质中硬碳材料的含量越高，则电化学装置的容量越小。为了使电化学装置具有在较低荷电状态下预放电时能够大量产热的能力，同时电化学装置具有较大的容量，使负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为20％～90％，使得电化学装置在低温环境下具有较快充电速度的同时，保证电化学装置具有较大的容量。

应理解，负极活性物质涂层中硬碳材料的质量百分含量，是指硬碳材料在负极活性物质中的质量占比。在负极活性物质仅包括石墨材料和硬碳材料时，硬碳材料的质量百分含量是指硬碳材料的质量与石墨材料和硬碳材料的总质量的比值。在负极活性物质包括石墨材料和硬碳材料之外的其他成分时，硬碳材料的质量百分含量是指硬碳材料的质量，与石墨材料、硬碳材料及负极活性物质所包括其他成分的总质量的比值。

在一种可能的实现方式中，负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为45％～65％。

通过上述分析可知，负极活性物质涂层中硬碳材料的含量较高时，电化学装置可以消耗较少的电量而升温至适合快充的温度范围，但电化学装置的电池容量较小，而负极活性物质涂层中硬碳材料的含量较低时，电化学装置需要消耗较多的电量才能够升温至适合快充的温度范围，但电化学装置的电池容量较大。为了平衡电化学装置通过预放电而升温的能力和容量，使负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为45％～65％，使得电化学装置仅需保留较少的电量用于低温环境下充电时预放电，同时保证电化学装置具有较大的容量，从而可以提高电化学装置的能量利用率，并降低电化学装置的充电频率。

在一种可能的实现方式中，负极活性物质涂层由包括石墨材料和硬碳材料的混合物涂覆于负极集流体上形成。

在制备电化学装置的负极片时，将包括石墨材料和硬碳材料的负极活性物质，与导电剂、粘结剂、增稠剂和分散剂等按照比例在溶剂体系中搅拌混合均匀后，涂覆于负极集流体上，经烘干、冷压、分条等工序获得负极片。在溶剂体系中将石墨材料和硬碳材料混合均匀后涂覆于负极集流体上，形成包括石墨材料和硬碳材料的负极活性物质涂层，此时负极活性物质涂层中石墨材料和硬碳材料均匀分布，电化学装置在较低荷电状态下以较大电流进行预放电时，电化学装置均匀升温，避免电化学装置局部过热而引入安全风险。另外，将石墨材料和硬碳材料在溶剂体系中均匀混合后涂覆于负极集流体上形成负极活性物质涂层，使得负极片的制备工艺更加简单，从而能够降低电化学装置的制备成本。

在一种可能的实现方式中，负极活性物质涂层包括第一区域和第二区域，第一区域以石墨材料为负极活性物质，第二区域以硬碳材料为负极活性物质。第一区域和第二区域的数量均可以是一个或多个，第一区域和第二区域可以是矩形、圆形、多边形或不规则形状，比如，负极活性物质涂层中第一区域和第二区域呈条状间隔分布，或者多个第一区域以离散点状嵌入第二区域。

由于石墨材料和硬碳材料的物理性能存在差异，将石墨材料和硬碳材料作为负极活性物质涂覆于负极集流体上时，石墨材料和硬碳材料与导电剂、粘结剂、增稠剂和分散剂等的混合比例存在相应的差异，因此可以将石墨材料和硬碳材料分别与导电剂、粘结剂、增稠剂和分散剂等调配成混合物，将包括石墨材料的混合物涂覆于负极集流体上形成第一区域，将包括硬碳材料的混合物涂覆于负极集流体上形成第二区域，保证能够将石墨材料和硬碳材料作为负极活性物质的混合物可靠地涂覆于负极集流体上，进而保证负极片的结构稳定性。

在一种可能的实现方式中，负极活性物质涂层包括相叠加的至少两个涂覆层，相邻的两个涂覆层分别以石墨材料和硬碳材料为负极活性物质。被直接涂敷在负极集流体上的涂覆层，可以是以石墨材料为负极活性物质的涂覆层，也可以是以硬碳材料为负极活性物质的涂覆层。在制备电化学装置的负极片时，在负极集流体上进行逐层涂覆形成多个涂覆层，使得任意两个相邻涂覆层分别以石墨材料和硬碳材料为负极活性物质。

分别以石墨材料和硬碳材料为负极活性物质时，需要将石墨材料或硬碳材料与导电剂、粘结剂、增稠剂和分散剂按比例混合，但石墨材料和硬碳材料与导电剂、粘结剂、增稠剂和分散剂等的混合比例存在差异，因此将石墨材料和硬碳材料分别与导电剂、粘结剂、增稠剂和分散剂等调配成混合物，然后采用上述两种混合物交替在负极集流体上进行涂覆，形成多个相叠加的涂覆层，由于两种混合物的配比可以更适合于生成以石墨材料和硬碳材料为负极活性物质的涂覆层，保证负极片的结构稳定性。而且，以石墨材料为负极活性物质的涂覆层和以硬碳材料为负极活性物质的涂覆层交替分布，在电化学装置在较低荷电状态下放预电时，以硬碳材料为负极活性物质的涂覆层会大量产热，可以更加均匀地对电化学装置进行加热，使得电化学装置升温更加均匀，避免电化学装置局部过热，保证电化学装置的安全性。

电化学装置充电方法

图2是本申请一个实施例的电化学装置充电方法的流程图，用于对负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行充电，如图2所示，该电化学装置充电方法包括如下步骤：

步骤202、在电化学装置的荷电状态大于10％时，以预放电电流对电化学装置进行预放电，其中预放电电流大于电化学装置的工作电流。

参见上述电化学装置实施例中的描述，负极活性物质包含硬碳材料的电化学装置在较低荷电状态下预放电时会大量产热，从而实现电化学装置的升温。对于负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置，当需要在低温环境下对该电化学装置进行充电时，首先对该电化学装置进行预放电，使该电化学装置升温，以提高该电化学装置的温度。

在对电化学装置进行充电时，可以获取电化学装置的温度，如果电化学装置的温度小于预先设定的低温阈值，在控制电化学装置进行预放电，使电化学装置升温，从而在提高电化学装置的温度后再对电化学装置进行充电，如果电化学装置的温度大于或等于低温阈值，则无需执行对电化学装置进行预放电的步骤，直接对电化学装置进行充电即可。其中，低温阈值可以是-10℃～10℃中的任意值。电化学装置的温度可以是电化学装置的表面温度或者内部温度，对此本申请不做限定。电化学装置的温度可以通过设置于电化学装置外部或内部的温度传感器采集。

对于负极活性物质包括硬碳材料的电化学装置，该电化学装置在较低荷电状态下预放电时会大量产热，为了保证电化学装置能够通过预放电升温至较高温度，电化学装置的预放电操作需要持续一段时间，以使电化学装置大量产热，进而有效提高电化学装置的温度。

步骤204、对预放电后的电化学装置进行充电。

对负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行预放电时，基于电化学装置在硬碳中特殊的脱嵌机制，电化学装置会大量产热，所产生的热量会使电化学装置的温度升高。电化学装置的温度升高后，在保证充电过程中电化学装置的负极不会产生锂枝晶的前提下，可以通过较大倍率的充电电流对电化学装置进行充电，从而提高电化学装置的充电速度。

在对预放电后的电化学装置进行充电时，根据预放电后电化学装置的温度，通过相应倍率的充电电流对电化学装置进行充电，在电化学装置正常工作的温度范围内，电化学装置的温度越高，则可以通过越大倍率的充电电流对电化学装置进行充电，相应的电化学装置的充电速度越快。

在本申请实施例中，对于负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置，基于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，电化学装置在较低荷电状态下预放电时会大量产热，从而在对低温环境下的电化学装置进行充电时，首先对电化学装置进行预放电，使电化学装置升温至较高温度，然后再通过较大充电电流对电化学装置进行充电，从而提高电化学装置的充电速度。可见，在低温环境下通过电化学装置的预放电提高电化学装置的温度，然后对电化学装置进行快充，无需通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电池模组的结构和组装变复杂，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

对电化学装置进行预放电时，在电化学装置的荷电状态(State Of Charge，SOC)大于10％时，对电化学装置进行预放电。

对于负极活性物质包括硬碳材料的电化学装置，该电化学装置在较低荷电状态下预放电时会大量产热，电化学装置的产热量与放电量相关，放电量越多则产热量越多。为了保证电化学装置能够产生足够的热量，以使低温环境下的电化学装置升至较高温度，在电化学装置的荷电状态大于10％时对电化学装置进行预放电，保证电化学装置剩余的电量能够使电化学装置升温至较高温度，从而能够以较大倍率的充电电流对电化学装置进行充电，提高电化学装置的充电速度。

可选地，对电化学装置进行预放电时，在电化学装置的荷电状态为10％～40％时，对电化学装置进行预放电。

电化学装置在较低荷电状态下预放电时会产生热量，电化学装置放电越多则产热越多，电化学装置产热越多则升温越多，即电化学装置预放电过程中放电越多，预放电后电化学装置的温度越高，电化学装置的充电速度越快。然而，为电化学装置预放电保留的电量越多，电化学装置用于驱动负载的电量越少，即在电化学装置还剩余较多电量时，就需要对电化学装置进行充电，导致需要频繁对电化学装置进行充电。为了平衡电化学装置的充电速度和充电频率，在电化学装置的荷电状态为10％～40％时对电化学装置进行预放电，以使低温环境下的电化学装置升温，在保证能够使电化学装置升至较高温度，以提高电化学装置的充电速度的基础上，提高电化学装置的能量利用率，降低电化学装置的充电频率。

在一种可能的实现方式中，在对电化学装置进行预放电时，持续对电化学装置进行预放电，直至电化学装置的荷电状态下降至0％，即在电化学装置的荷电状态为0％时停止对电化学装置进行预放电。

基于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，电化学装置在较低荷电状态下预放电时会大量产热，持续对电化学装置进行预放电，直至电化学装置的荷电状态下降至0％，使得电化学装置的预放电过程包括在较低荷电状态下放电的过程，保证电化学装置的预放电过程能够消耗较少的电能而释放较多的热量。另外，对电化学装置进行预放电直至电化学装置的荷电状态下降至0％，充分利用电化学装置中的电量对电化学装置进行加热，可以降低开始对电化学装置进行预放电时电化学装置的荷电状态，使得电化学装置中更多的电能用于驱动负载，提高电化学装置的能量利用率，降低电化学装置的充电频率。

应理解，电化学装置的荷电状态与输出电压相关，随电化学装置的荷电状态的减小，电化学装置的输出电压也减小，因此也可以设置电化学装置的放电截止保护电压，持续对电化学装置进行预放电，直至达到电化学装置的放电截止保护电压后，停止对电化学装置进行预放电。电化学装置的放电截止保护电压与电化学装置的荷电状态相对应，在电化学装置的荷电状态为0％时，电化学装置的输出电压即为放电截止保护电压。比如，电化学装置的输出电压为2～4.2V，该电化学装置的荷电状态为0％时，该电化学装置的输出电压为2V，则可设置该电化学装置的放电截止保护电压为2V。

在一种可能的实现方式中，在对电化学装置进行预放电的过程中，可以检测电化学装置的温度，当电化学装置的温度达到预设的温度阈值时，则停止对电化学装置进行预放电。

对电化学装置进行预放电的目的是提升电化学装置的温度，从而提高电化学装置的充电速度。在对电化学装置进行预放电的过程中，检测电化学装置的温度，随着预放电过程的进行，电化学装置的温度逐渐升高，当电化学装置的温度上升至满足对电化学装置进行快充的温度后，停止对电化学装置进行预放电，这不仅可以缩短对电化学装置进行预放电的时间，还可以使电化学装置开始充电时剩余较多的电量，从而可以进一步提高对电化学装置进行充电的速度。

应理解，在对电化学装置进行预放电的过程中，检测电化学装置的温度，在电化学装置的温度上升至温度阈值之前，持续对电化学装置进行预放电。如果在电化学装置的温度上升至温度阈值之前，电化学装置的荷电状态已经下降至0％，则在电化学装置的荷电状态下降至0％时停止对电化学装置进行预放电。如果在电化学装置的荷电状态下降至0％之前，电化学装置的温度已经上升至温度阈值，则在电化学装置的温度上升至温度阈值时停止对电化学装置进行预放电。

需要说明的是，电化学装置的温度可以是电化学装置的表面温度，也可以是电化学装置内部的温度，对此本申请实施例不进行限定。

可选地，预先设定的温度阈值为15～25℃中的任一值。

在对电化学装置进行预放电的过程中，检测电化学装置的温度，当电化学装置的温度达到预设的温度阈值时，停止对电化学装置进行预放电，开始通过大倍率电流对电化学装置进行充电。当电化学装置的温度较低时，电化学装置的内阻较大，通过大倍率电流充电会在负极产生锂枝晶，当电化学装置的温度较高时，虽然可以通过更大倍率的电流对电化学装置进行充电，但考虑电化学装置的安全、成本和寿命，不会采用过大的充电电流对电化学装置充电，而且对电化学装置进行加热也需要耗费时间，如果对电化学装置进行加热的时间大于提高充电电流而节省的时间，反而会导致电化学装置的充电效率降低。设定温度阈值为15～25℃中的任一值，当电化学装置的温度达到温度阈值时停止对电化学装置进行预放电，使电化学装置的温度满足快充需求的前提下，节省了继续对电化学装置进行加热的能量消耗和时间消耗，从而可以提高电化学装置的能量利用率，并可以提高电化学装置的充电效率。

在一种可能的实现方式中，在对电化学装置进行预放电时，以2～5C的放电倍率对电化学装置进行预放电，其中C为电化学装置的充放电倍率，用于表示电池充放电电流大小的比率。

对于负极活性物质包括硬碳的电化学装置，在较低荷电状态对电化学装置进行放电时，电化学装置会大量产热，而且随放电电流的增大电化学装置的产热量和产热速率都会上升，因此以较大倍率的放电电流对电化学装置进行预放电，可以使电化学装置在较短的时间内上升至适合对电化学装置进行快充的温度范围。然而，放电电流过大难以控制电化学装置的温度，容易造成安全风险，而且放电电流过大还会影响电化学装置的寿命。以2～5C的放电倍率对电化学装置进行预放电，保证能够在较短的时间内将电化学装置加热至适合快充的温度范围，以提高电化学装置的充电速度，同时不会出现电化学装置放电过快而导致的安全问题，也不会对电化学装置的寿命造成影响。

图3是本申请一个实施例的电化学装置控制过程的示意图。如图3所示，横坐标为时间Time，纵坐标为荷电状态SOC和电流Current(C)，曲线301为电化学装置的电流Current随时间Time的变化关系，电流Current为正表示对电化学装置进行充电，电流Current为负表示对电化学装置进行放电，曲线302为电化学装置的荷电状态SOC随时间Time的变化关系。由图3可见，电化学装置在工况条件下以恒定电流(1C)放电时，电化学装置的荷电状态从100％逐渐减小，当电化学装置的荷电状态下降到较低水平(20％)时，以大倍率放电电流(5C)对电化学装置进行预放电，使电化学装置大量产热以提升温度，此时电化学装置的荷电状态以较快的速度减小至0％，在电化学装置预放电完成后，电化学装置具有较高的温度，此时可以通过较大倍率充电电流(3C)对电化学装置进行恒流充电，充电过程中电化学装置的荷电状态逐渐增大，直至电化学装置的充电完成(荷电状态为100％)。

在一种可能的实现方式中，在对预放电后的电化学装置进行充电时，可以采用恒流充电的方式对电化学装置进行充电，也可以采用分阶段恒流充电的方式对电化学装置进行充电。在采用恒流充电方式对电化学装置进行充电时，根据预放电后电化学装置的温度，采用小于或等于该温度下所允许最大充电倍率的充电倍率对电化学装置进行充电。在采用分阶段恒流充电的方式对预放电后的电化学装置进行充电时，通过N个阶段对预放电后的电化学装置进行充电，在N各阶段中的每个阶段以恒定的充电电流对电化学装置进行充电，其中，第i个阶段的充电电流大于第i+1个阶段的充电电流，N为大于2的自然数，i为小于N的正整数。

在一个例子中，采用分阶段恒流充电的方式对预放电后的电化学装置进行充电时，在电化学装置的荷电状态为0％～40％时，采用3C充电倍率对电化学装置进行恒流充电，在电化学装置的荷电状态为40％～80％时，采用2.3C充电倍率对电化学装置进行恒流充电，在电化学装置的荷电状态为80％～100％时，采用1.8C充电倍率对电化学装置进行恒流充电。

在对电化学装置进行充电的过程中，随电化学装置荷电状态的增加，电化学装置允许的最大充电电流逐渐减小，采用分阶段恒流充电的方式，将电化学装置的充电过程划分为多个恒流充电阶段，在较小荷电状态对应的恒流充电阶段通过较大的充电倍率对电化学装置进行恒流充电，在较大荷电状态对应的恒流充电阶段通过较小的充电倍率对电化学装置进行恒流充电，相对于采用最大荷电状态下电化学装置所允许的充电电流对电化学装置进行恒流充电，可以进一步缩短电化学装置的充电时间，从而进一步提高电化学装置的充电速度。

电化学装置充电装置

图4是本申请一个实施例中的电化学装置充电装置的示意性框图。如图4所示，本申请实施例中的电化学装置充电装置400，用于对负极活性物质包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行充电，该电化学装置充电装置400包括：

预放电单元401，用于在电化学装置的荷电状态大于10％时，以预放电电流对电化学装置进行预放电，其中预放电电流大于电化学装置的工作电流；

充电单元402，用于对预放电后的电化学装置进行充电。

在本申请实施例中，在需要对低温环境下的电化学装置进行充电时，首先预放电单元401对电化学装置进行预放电，基于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，电化学装置在预放电时会大量产热，从而可以使电化学装置的温度升高，由于电化学装置温度升高，充电单元402可以通过较大倍率充电电流对电化学装置进行充电，从而提高对电化学装置进行充电的速度。在低温环境下对电化学装置进行充电时，预放电单元401可以对电化学装置进行预放电，使电化学装置温度升高，然后充电单元402以较大倍率对电化学装置进行快速充电，由于不需要通过外部热源对电化学装置进行加热，从而不会使电化学装置的结构和组装变复杂，也不会对电化学装置引入额外的安全风险。

在一种可能的实现方式中，预放电单元401在电化学装置的荷电状态为10％～40％时，对电化学装置进行预放电。

在一种可能的实现方式中，预放电单元401在电化学装置的荷电状态为0％时，停止对电化学装置进行预放电。

在一种可能的实现方式中，预放电单元401在对电化学装置进行预放电的过程中，检测电化学装置的温度，在电化学装置的温度达到预设的温度阈值时，停止对电化学装置进行预放电。

可选地，预设的温度阈值为15～25℃中的任一值。

在一种可能的实现方式中，预放电单元401以2～6C的放电倍率对电化学装置进行预放电。

在一种可能的实现方式中，充电单元402通过N个阶段对预放电后的电化学装置进行充电，其中，在N个阶段中的每个阶段以恒定的充电电流对电化学装置进行充电，第i个阶段的充电电流大于第i+1个阶段的充电电流，N为大于2的自然数，i为小于N的正整数。

需要说明的是，上述电化学装置充电装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与前述电化学装置充电方法实施例基于同一构思，具体内容可参见前述电化学装置充电方法实施例中的叙述，此处不再赘述。另外，本申请实施例中的电化学装置充电装置可以是电池管理系统(Battery Management System，BMS)或电池管理系统的一部分。

电子设备

图5是本申请一个实施例的电子设备的示意性框图，如图5所示，该电子设备500包括处理器501和机器可读存储介质502，该电子设备500还包括预放电电路503、充电电路504、接口505、电源接口506和整流电路507。其中，预放电电路503用于接收处理器201发出的放电指令，对电化学装置100进行预放电，使负极活性物质包括硬碳材料的电化学装置100升温；充电电路504用于接收处理器501的充电指令，对电化学装置100进行恒流充电或分阶段恒流充电；预放电电路503和充电电路504还可以获取电化学装置100的相关参数，并将获取到的相关参数发送给处理器501；接口505用于与电化学装置100电连接，以将电化学装置100连接到电子设备500上；电源接口506用于与外部电源相连接；整流电路507用于对输入电流进行整流。机器可读存储介质502上存储有能够被处理器501执行的机器可执行指令，当处理器501执行该机器可执行指令时，实现上述任一实施例中的离职了电池充电方法。

计算机可读存储介质

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，存储用于使一机器执行本上述任一实施例中的电化学装置充电方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本申请的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

计算机程序产品

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行上述任一实施例中的电化学装置充电存储。应理解，本实施例中的各方案具有上述方法实施例中对应的技术效果，此处不再赘述。

实验例和对比例

下面以锂离子电池作为电化学装置为例，对本申请实施例的一些实验例和对比例进行具体说明，通过这些实验例和对比例，可以更方便地看出本申请实施例中电化学装置及其充电方法、装置、电子设备和存储介质相对于现有技术的显著优势。应当理解，下述实验例和对比例仅用于对本申请实施例进行更好地说明，而并非对本申请实施例的限制。

<对比例>

锂离子电池参数：锂离子电池的负极活性物质为石墨材料。

实验过程：环境温度为0℃下，直接采用恒流充电的方式对锂离子电池进行充电，检测锂离子电池充电过程中支持的最大充电倍率。

<实验例1>

锂离子电池参数：与对比例中锂离子电池的区别在于，该实验例1中锂离子电池的负极活性物质包括石墨材料和硬碳材料，负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为55％。

实验过程：环境温度为0℃下，在锂离子电池的荷电状态为30％时，开始以5C的放电倍率对锂离子电池进行恒流放电，直至锂离子电池的荷电状态下降至0％，然后采用恒流充电的方式对锂离子电池进行充电，检测锂离子电池充电过程中支持的最大充电倍率。

<实验例2>

锂离子电池参数：与实验例1中锂离子电池的区别在于，该实验例2中锂离子电池的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为63％。

实验过程：与实验例1的实验过程一致。

<实验例3>

锂离子电池参数：与实验例1中锂离子电池的区别在于，该实验例3中锂离子电池的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为47％。

实验过程：与实验例1的实验过程一致。

<实验例4>

锂离子电池参数：与实验例1中锂离子电池的区别在于，该实验例3中锂离子电池的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为90％。

实验过程：与实验例1的实验过程一致。

<实验例5>

锂离子电池参数：与实验例1中锂离子电池的区别在于，该实验例3中锂离子电池的负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为20％。

实验过程：与实验例1的实验过程一致。

<实验例6>

锂离子电池参数：与实验例1中的锂离子电池一致。

实验过程：与实验例1的区别在于，以2C的放电倍率对锂离子电池进行恒流放电。

<实验例7>

锂离子电池参数：与实验例1中的锂离子电池一致。

实验过程：与实验例1的区别在于，在锂离子电池的荷电状态为50％时，开始对锂离子电池进行恒流放电。

<实验例8>

锂离子电池参数：与实验例1中的锂离子电池一致。

实验过程：与实验例1的区别在于，在锂离子电池的荷电状态为10％时，开始对锂离子电池进行恒流放电。

<实验例9>

锂离子电池参数：与实验例1中的锂离子电池一致。

实验过程：与实验例1的区别在于，采用多阶段恒流充电的方式对锂离子电池进行充电，在锂离子电池的荷电状态为0％～40％时，以3C的充电倍率对锂离子电池进行恒流充电，在锂离子电池的荷电状态为40％～80％时，以2.3C的充电倍率对锂离子电池进行恒流充电，在锂离子电池的荷电状态为80％～100％时，以1.8C的充电倍率对锂离子电池进行恒流充电。

如下表1示出了对比例和实验例1-9的实验结果。

表1

下面根据上述表1中对比例和各实验例的试验结果分析试验结论，具体如下：

(1)通过比较对比例和实验例1-8可知，负极活性物质包括硬碳材料的锂离子电池，在低温环境下进行充电时，首先通过预放电实现升温后再进行恒流充电，充电过程中支持的最大充电倍率为0.7-2.5C，相对于负极活性物质不包括硬碳材料的锂离子电池在低温环境下恒流充电时支持的最大充电倍率0.5C，恒流充电过程中支持的最大充电倍率增大，说明通过在负极活性物质中添加硬碳材料，在低温环境下充电之前，首先在较低荷电状态下预放电进行升温，能够提高锂离子电池的充电速度。

图6是本申请一个实施例的锂离子电池充电时间示意图。如图6所示，横坐标为时间Time(单位min)，纵坐标为锂离子电池表面温度Temp(℃)和荷电状态SOC，曲线601为实验例1中锂离子电池的表面温度随时间的变化关系，曲线602为实验例1中锂离子电池的荷电状态SOC随时间的变化关系，曲线603为对比例中锂离子电池的表面温度随时间的变化关系，曲线604为对比例中锂离子电池的荷电状态SOC随时间的变化关系。由图6可见，对比例中锂离子电池的表面温度接近0℃，从荷电状态为30％以0.5C充电倍率恒流充电至电池充满需要81分钟，整个充电过程中锂离子电池的表面温度有少许提高。实验例1中锂离子电池在时间段S1从荷电状态30％开始预放电，锂离子电池的表面温度在短时间内从0℃上升至16℃，从而锂离子电池可以支持1.8C充电倍率的恒流快速充电，锂离子电池从预放电至电池充满的整个过程只需要34分钟，相对于对比例实验例1的充电时间节省了58％，有效提高了锂离子电池的充电效率。

(2)通过比较对比例和实验例1-5可知，负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量为20％～90％时，在放电起始荷电状态相同且放电倍率相同的条件下，随着负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量的增大，锂离子电池消耗相同的电量可以产生更多的热量，从而将锂离子电池加热至更高的温度，使得恒流充电过程支持更大的充电倍率。

基于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，锂离子电池在较低荷电状态下放电时，锂离子电池的负极会大量产热，负极活性物质中硬碳材料的含量越多，充电过程在硬碳材料中脱嵌的锂离子越多，负极所产生的热量越多，可以将锂离子电池加热至更高的温度，使得恒流充电过程中支持更大的充电倍率。

(3)通过比较对比例、实验例1和实验例6可知，预放电的放电倍率为2～5C时，在负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量相同且起始荷电状态相同的条件下，对锂离子电池进行预放电时放电倍率减小，会导致锂离子电池的发热量减少且散热时间增加，导致锂离子电池的升温较小，进而在恒流充电过程中仅支持较小的充电倍率。

放电倍率为2C时，锂离子电池的恒流充电过程支持的最大充电倍率为1.2C，相对于对比例中支持的最大充电倍率0.5C，最大充电倍率仍有较大提高，可以提高锂离子电池的充电速度。

(4)通过比较对比例、实验例1及实验例7-8可知，放电起始荷电状态为10％～50％时，在负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量相同且放电倍率相同的条件下，锂离子电池的放电起始荷电状态越大，锂离子电池可用于自发热的电量越多，锂离子电池预放电过程中产生的热量越多，从而可以将锂离子电池加热至更高的温度，进而在恒流充电过程中可以支持更大的充电倍率。

(5)通过比较对比例、实验例1和实验例9，在负极活性物质中硬碳材料的质量百分含量相同，放电倍率相同且放电起始荷电状态相同的条件下，采用多阶段恒流充电时，充电过程中支持的最大充电倍率为3C，相对于通过恒流充电方式可支持的最大充倍率1.8C，充电倍率显著提高，从而才多阶段恒流充电的充电方式能够进一步提高锂离子电池的充电速度。

在对锂离子电池进行充电的过程中，锂离子电池支持的最大充电倍率随荷电状态的增大的减小，将锂离子电池的充电过程划分为多个充电阶段，在每个充电阶段采用该充电阶段支持的最大充电倍率对锂离子电池进行充电，从而可以进一步提高锂离子电池的充电速度。

由上述内容可知，本申请实施例中的锂离子电池及锂离子电池充电方法，以石墨材料和硬碳材料作为锂离子电池的负极活性物质，基于锂离子在硬碳材料中特殊的脱嵌机制，锂离子电池在较低荷电状态下(例如，10％到40％)预放电时会大量产热，通过锂离子电池产生的热量可以使锂离子电池升温，从而在锂离子电池的温度升高后通过较大充电倍率对锂离子电池进行充电，以达到提高锂离子电池充电速度的目的。通过锂离子电池的预放电使低温环境下(例如，10℃之下)锂离子电池的温度升高，无需通过外部热源对锂离子电池进行加热，从而不会使电池模组的结构和组装变复杂，也不会对锂离子电池引入额外的安全风险。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种电化学装置，包括正极片、负极片、电解液以及设置在正极片和负极片之间的隔膜，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性物质涂层，其特征在于，所述负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料，所述电化学装置被配置为：

在所述电化学装置的荷电状态为10％至50％时以预放电电流对所述电化学装置进行预放电操作，所述预放电电流大于所述电化学装置的工作电流；和

所述预放电操作结束后，接收充电电流进行充电。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，

所述电化学装置的负极活性物质中所述硬碳材料的质量百分含量为20％至90％。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，

所述电化学装置的负极活性物质中所述硬碳材料的质量百分含量为45％至65％。

4.一种电化学装置充电方法，其特征在于，用于对负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行充电，所述电化学装置充电方法包括以下步骤：

在所述电化学装置的荷电状态大于10％至50％时，以预放电电流对所述电化学装置进行预放电，所述预放电电流大于所述电化学装置的工作电流；

所述预放电操作结束后，对所述电化学装置进行充电。

5.根据权利要求4所述的电化学装置充电方法，其特征在于，所述对所述电化学装置进行预放电，包括：

以2～5C的放电倍率对所述电化学装置进行预放电。

6.根据权利要求4所述的电化学装置充电方法，其特征在于，还包括：

预放电到放电截至保护电压后，停止对电化学装置进行预放电；或

当电化学装置的温度达到预设的温度阈值时，则停止对电化学装置进行预放电。

7.一种电化学装置充电装置，其特征在于，用于对负极活性物质涂层包括石墨材料和硬碳材料的电化学装置进行充电，所述电化学装置充电装置包括：

预放电单元，用于在所述电化学装置的荷电状态大于10％至50％时，以预放电电流对所述电化学装置进行预放电，所述预放电电流大于所述电化学装置的工作电流；

充电单元，用于对所述电化学装置进行充电。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令时，实现权利要求4-6中任一所述的电化学装置充电方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4-6中任一所述的电化学装置充电方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品被存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据权利要求4-6中任一所述的电化学装置充电方法。