[发明专利]一种避免析锂的锂离子电池充电方法

说明书

本发明涉及一种避免析锂的锂离子电池充电方法，包括以下步骤：1)采用预设电流进行电池充电，并进行实时在线的电池阻抗测量，得到在频率集f不同频率下不同的SOC对应的电池阻抗；2)提取频率集f下的电池阻抗Z的阻抗特征，并以此阻抗特征作为判断是否析锂的依据；3)根据阻抗特征在频率集f下的变化趋势进行判断，若发生析锂，则减小充电电流，否则继续以预设电流进行充电；4)重复执行步骤2)和3)，直至收到充电中止或结束指令。与现有技术相比，本发明具有实施方便高效、实现全生命周期的无析锂充电等优点，对于缓解充电诱发的析锂所导致的电池寿命衰减和安全问题具有重要意义。

技术领域

本发明涉及新能源汽车、消费电子产品等电池管理领域，尤其是涉及一种避免析锂的锂离子电池充电方法。

背景技术

锂离子电池因其高比能量、环保、无记忆效应等优点在交通工具、消费电子产品中大量采用。目前广泛使用的以石墨为负极材料的锂离子电池在大倍率或者低温充电时极易导致析锂，进而诱发锂枝晶的发生，轻者造成电池寿命下降，重者造成内短路导致热失控。事故分析表明，多数电动汽车的自燃事故发生在充电过程中。因此，在充电过程中避免析锂的发生对于提升电池寿命和安全性具有重要意义。

发明专利CN110350259B公开了一种低温下电池充电技术，提出利用超声波检测方法判断电池内部是否发生有气体产生，从而来决定充电电流是否需要调整。但是该技术需要用到超声波传感器导致系统实现成本高，无法在车载、移动电子产品应用的问题。

发明专利CN107834630B公开了一种降低析锂的充电方法，通过判断脉动电流充电过程中的充电量是否大于离线标定的引发析锂的充电量进行对比来判断该脉动电流下是否会发生析锂。该方法需要离线标定引起析锂的充电量，使得离线标定工作量大。而且在电池使用过程中，内部特性的变化也会使得离线标定的值不再适用于老化后的电池，导致该方法的失效。

与之类似，发明专利CN109037811B、CN107104249B、CN105866695B、CN106099230B、CN105870525B、CN105428741B、CN102810700B分别公开了一种避免析锂的充电方法，通过离线确定的析锂边界来调整充电电流，同样存在离线标定工作量大且对老化后的电池适用性差的问题。

发明专利CN109143083B公开了一种基于数据驱动方法的充电过程中的析锂判定方法，需要离线对神经网络模型进行训练，具有离线标定工作量大的缺点，而且也存在对老化后的电池适用性差的问题。

发明专利CN106450536B公开了一种基于电池电化学机理模型估计负极电位来实现充电电流调整的避免析锂的充电方法，该方法需要对包含众多电化学参数和复杂模型结构的机理模型进行参数辨识才能估计负极电位，一方面加重了控制器的计算资源消耗，另一方面充电过程中平稳的充电电流也使得复杂模型的参数辨识面临困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种避免析锂的锂离子电池充电方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种避免析锂的锂离子电池充电方法，包括以下步骤：

1)采用预设电流进行电池充电，并进行实时在线的电池阻抗测量，得到在频率集f不同频率下不同的SOC对应的电池阻抗；

2)提取频率集f下的电池阻抗Z的阻抗特征，并以此阻抗特征作为判断是否析锂的依据；

3)根据阻抗特征在频率集f下的变化趋势进行判断，若发生析锂，则减小充电电流，否则继续以预设电流进行充电；

4)重复执行步骤2)和3)，直至收到充电中止或结束指令。

所述的步骤1)中，进行实时在线的电池阻抗测量具体为：