[发明专利]用于估计电池的膨胀的方法和系统及自适应充电技术

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于测量和管理电池膨胀的技术。特别地，一些实施 方式提供了用于基于可再充电电池的容量衰减或健康状态来估计电池膨 胀的方法及系统。其他实施方式涉及使用电容传感器或电感传感器来测量 电池膨胀。还提供了用于通过自适应充电来管理电池膨胀的系统及方法。

背景技术

电池被广泛用于许多消费者电子器件和其他应用例如电动汽车和电 子仪器中。对于许多应用而言，因为这些应用需要又小又薄的产品(例如， 在手机中)或者需要将大量的电池装在紧凑的空间中(例如，在电动汽车 中)，所以电池的膨胀会造成问题。例如，电池可能占据了手机的一个或 更多个物理尺寸的大部分。如果电池在其寿命期间膨胀——这对于电池技 术而言很常见，如果没有足够的额外空间来适应该膨胀，则手机可能被损 坏或者功能/结构变弱。例如，如果移动装置制造商制造更大或更厚的移 动装置来适应电池的膨胀，则这样的装置的消费者规格不太符合期望。因 此，期望在这些应用中监测和管理电池膨胀。本公开内容提供了可以在各 种应用中实现的用于监测或管理电池膨胀的方法、系统及产品。

发明内容

在一些实施方式中，提供了用于通过确定容量衰减和/或健康状态来 估计电池的膨胀的方法及设备。在一些实施方式中，提供了以下方法及设 备，所述方法及设备使用关于电池膨胀的信息来调节充电过程以例如减小 膨胀或减少膨胀的进一步增大。

本公开内容的一个方面涉及用于估计可再充电电池的膨胀的方法。在 一些实现中，所述方法包括：在使用中确定可再充电电池的容量衰减；以 及使用所确定的可再充电电池的容量衰减来估计可再充电电池的膨胀。

在一些实现中，估计膨胀包括应用用于从电池容量衰减来预测电池膨 胀的关系。在一些实现中，所述方法还包括：将所述关系存储在存储器中； 以及从存储器中检索所述关系以估计膨胀。在一些实现中，所述关系通过 以下来获得：(i)将一个或更多个样本可再充电电池充放电一个或更多个 充电周期；(ii)测量所述一个或更多个样本可再充电电池的容量衰减；(iii) 测量所述一个或更多个可再充电电池的膨胀；(iv)将(i)至(iii)重复 一次或更多次，从而获得两个或更多个数据点，所述两个或更多个数据点 与所述一个或更多个样本可再充电电池在两个或更多个充电周期内的容 量衰减和膨胀对应；以及(v)使用所述两个或更多个数据点形成用于从 电池容量衰减来预测电池膨胀的关系。在一些实现中，确定可再充电电池 的容量衰减包括确定两个或更多个充电周期中的容量衰减。

在一些实现中，所述方法还包括至少部分地基于所估计的可再充电电 池的膨胀来调节可再充电电池的充电序列。

在一些实现中，调节充电序列减小了所估计的可再充电电池的膨胀。 在一些实现中，调节充电序列可以包括如以下操作的操作：减小充电脉冲 的幅值、终止充电序列、减小脉冲宽度、施加一个或更多个负脉冲、增大 负脉冲的幅值、增大负脉冲的宽度、增大休止时间段的持续时间以及改变 休止时间段的定时。在一些实现中，调节充电序列包括调节充电序列的一 个或更多个方面，调节充电序列的一个或更多个方面包括调节充电脉冲或 放电脉冲的选自以下方面中的一个或更多个方面：脉冲的形状、脉冲的幅 值、脉冲的持续时间、脉冲序列的占空比以及脉冲之间的休止时间段。在 一些实现中，调节充电序列包括调节恒定电流恒定电压(CCCV)充电技 术或分阶段充电技术的充电信号的一个或更多个特性。在一些实现中，调 节充电序列包括调节充电电流的幅值或者充电电流的阶段数。