[发明专利]锂离子电池分步充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种能够快速充放电的锂离子电池体系的分步充电方法。 

背景技术

锂离子电池运用范围的不断扩大，对于其运用条件的要求也愈加苛刻。随之而来的是锂电池行业必须解决的，如何提升锂电池在低温下的循环要求；如何解决锂电池在快速充电过程中，造成的可能影响循环性能的温升问题。这都是本行业面临的机遇和挑战。 

为了解决上述问题，锂电工作者在改变电池活性材料，集流体厚度，及优化电解液成分等方面做了大量的工作，使电池的高低温性能得到很大的改善。但同时也造成电池成本的提高，并使相关工艺更加复杂。在不改变锂电池原有配方和结构的基础上，通过改变充电条件，也能达到一定的优化效果。 

现有的充电是一种通过恒定电流持续充电至某一电位后在此电位恒压充电的方式。如图1-2所示，这种充电方式会使阴极电位不断升高，而阳极电位不断下降。当阳极电位达到0V以下时，会造成锂离子在阳极表面还原成锂金属而析出。特别是在低温条件下，由于锂电池自身离子和电子导电能力的下降，充电过程中会引起极化程度的加剧，持续充电的方式，会使得这种极化表现的愈加明显，同时增加了析锂形成的可能性，而锂枝晶在电极表面的积累，会极大地威胁到电池的安全性能；同时，持续的充电会引起由于充电而形成热的不断积累，造成电池内部温度的不断上升，当温度超过一定限度，会使电池性能的发 挥受到限制，同时增加了安全风险的威胁。 

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足而提供一种分步充电方法，在不增加电池设计成本的同时，不但能够改善低温循环系能，也能够削弱电池自身温度的持续上升，为锂离子电池更加安全的使用提供了保障。 

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案： 

一种锂离子电池分步充电方法，其包括以下步骤： 

第一步，用电流I_a将电池恒流充电至容量Cap_a，静置时间为t_a， 

第二步，用电流I_b将电池继续恒流充电至容量Cap_b，静置时间为t_b， 

第三步，用电流I_c将电池继续恒流充电至容量Cap_c，静置时间为t_c， 

第四步，用电流I_d以恒流的方式将电池充电至指定电位，然后在此指定电位下恒压充电； 

所述的电流I_a＝[(V_临界-OCV_a)/R_a]*K_a，I_b＝[(V_临界-OCV_b)/R_b]*K_b，I_c＝Cap_c/t_c/K_c，I_c≥I_d≥Cap_c/t_c；其中，V_临界是指在对电池进行充电出现析锂的临界电位，OCV_a和OCV_b指分步充电过程中电池的充电起始电压，R_a和R_b指在两种不同的充电起始状态时电池引起极化的阻抗能力，K_a、K_b和K_c均为电流校正系数； 

所述的t_a为0～5min，t_b为0～5min，t_c为0～5min； 

所述的K_a为0.5～2.0，所述K_b为0.5～2.0，所述K_c为0.5～2.0。 

相对于现有技术：本发明通过在充电的过程中引入静置，以缓解持续充电中可能由极化引起的析锂影响；通过在充电过程中的静置，减弱生成热的持续积累的影响，以达到降温的效果。 

作为本发明的一种改进，所述的容量Cap_a≤Cap_b≤Cap_c≤Cap_d。 

作为本发明的一种改进，所述的容量Cap_a＝Cap_d时，采用第一步和第四步共两步充电的方法。