一種動力鋰離子電池的充電方法
【專利摘要】一種動力鋰離子電池的充電方法，屬于動力鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】。實施步驟分三個階段：一為預充電，當電池電壓小于門限電壓時，以電流I1=0.1C對電池充電，達到門限電壓；二為變電流充電，根據(jù)電池電量用不同電流對電池充電，最終使電池電量達電池容量的80%；三為脈沖充電，用電流I7=1C脈沖間歇地對電池充電，充電時間Tc=1s，之后停止充電，當電池電壓下降到上限電壓等于4.2V時，再以電流I7=1C對電池充電，充電時間為Tc=1s，這樣持續(xù)對電池進行充電、停充操作，在充電過程中，停充時間會隨著電池逐漸被充滿而漸漸變長，當脈沖充電占空比低至5%至10%時，終止充電。本發(fā)明具有充電速度快、電池使用效率高的優(yōu)點。
【專利說明】一種動力鋰離子電池的充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種動力鋰離子電池的充電方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]動力鋰離子電池是20世紀開發(fā)成功的新型高能電池。這種電池的負極材料為金屬鋰，正極材料為LiCoO2或LiMn2O4或LiFePO4等。因其具有輸出電壓高、循環(huán)壽命長、能量密度高、自放電低、無記憶效應和工作溫度范圍寬等優(yōu)點，已被廣泛應用于電動汽車、艦艇、航空航天和儲能等方面。
[0003]對于動力鋰離子電池來說，合理的充電方法可以提高電池使用效率、延長電池壽命。目前常見的鋰離子電池充電方法有恒流恒壓充電、分段恒流充電和脈沖充電三種充電方法。
[0004](I)恒流恒壓充電方法，包括預充、恒流充電和恒壓充電三個階段。缺點是:為防止電池過熱，恒流充電電流較小，充電速度較慢。同時充電過程中電池極化現(xiàn)象嚴重，也影響到充電速度。
[0005](2)分段恒流充電:根據(jù)電池電流的最佳充電曲線逐漸降低充電電流，經(jīng)過4-6個分段減小的恒流充電將電量充滿。缺點是:在充電后期充電電流小，充電速度較慢。
[0006](3)脈沖充電方法，包括預充、恒流充電和脈沖充電三個階段。其中預充和恒流充電與恒流恒壓充電方法的一樣。脈沖充電階段采用大電流脈沖間歇的對電池進行充電。缺點為:前期的恒流充電電流較小，影響了整個充電速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種動力鋰離子電池充電方法，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，其特征在于實施步驟為:如圖1所示，第一階段為預充電階段1:當電池電壓小于門限電壓2.4V-2.6V時，以恒定電流I1=0.1C對電池進行涓流充電，使電池電壓達到門限電壓；第二階段為變電流充電階段I1:首先采用充電電流I2=L 0C-1.1C對電池充電，直到電池容量達到20%-30%，然后以充電電流I3=0.9C-1.0C對電池充電，直到電池容量達到31%-45%，接下來以充電電流I4=0.8C-0.9C對電池充電，直到電池容量達到46%-60%，接下來以充電電流I5=0.6C-0.8C對電池充電，直到電池容量達到61%_70%，最后以充電電流I6=0.5C-0.6C對電池充電，直到電池容量達到80%。第三階段為脈沖充電階段III:用電流I7 =IC的電流脈沖間歇地對電池充電，先用電流I7 =IC的脈沖對電池充電，充電時間為Tc=Is,此時電池電壓會繼續(xù)升高，之后停止充電，電池電壓將慢慢下降，當電池電壓下降到上限電壓等于4.2V時，以電流I7=IC對電池充電，充電時間為Tc=Is,這樣持續(xù)對電池進行的充電、停充操作，停充時間Ttl會隨著電池逐漸被充滿為漸漸變長，當脈沖占空比低至5%至10%時，終止充電。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果為:在前期使充電電流更加符合電池可接受的最佳充電曲線，加大充電電流，后期的脈沖充電減小鋰離子電池極化現(xiàn)象，加快充電速度，提高電池的使用效率。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的充電曲線示意圖 圖2為本發(fā)明實施例操作步驟流程圖
圖中:1-電流(左縱坐標)，U-電壓(右縱坐標)，T-時間(橫坐標)，1-充電電流曲線，2-電池電壓曲線，1-預充階段，I1-分段恒流充電階段，II1-脈沖充電階段。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明的實施過程分為:預充電、分段恒流充電和脈沖電三個階段，包括以下七個步驟。具體實施例按七個步驟進行，如圖2所示:
現(xiàn)以100塊單體鋰離子電池(每塊電池容量為2000mAh，門限電壓為2.5V,上限電壓為
4.2V)組成的動力鋰離子電池為例進行說明，讓10塊電池并聯(lián)為一組，讓10組電池相互并聯(lián)，則總?cè)萘繛?0Ah，總門限電壓為25V，總額定上限電壓為42V。
[0011]步驟一、檢測電池端電壓，判斷端電壓是否低于門限電壓25V，是，則以小電流2A對電池進行預充充電，否，則進入步驟二 ；
步驟二、判斷電池容量是否低于25%，是，以22A恒定電流對電池進行充電，否，進入步
驟三；
步驟三、判斷電池容量是否低于45%，是，以19A恒定電流對電池進行充電，否，進入步驟四；
步驟四、判斷電池容量是否低于60%，是，以16A恒定電流對電池進行充電，否，進入步驟五；
步驟五、判斷電池容量是否低于70%，是，以13A恒定電流對電池進行充電，否，進入步驟六；
步驟六、判斷電池容量是否低于80%，是，以IOA恒定電流對電池進行充電，否，進入步驟七；
步驟七、采用20A的脈沖電流間歇對電池充電，判斷脈沖占空比是否高于5%，是，以20A的脈沖電流間歇對電池充電，否，充電結(jié)束。
[0012]本實例運行結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)比較如表I所示。
[0013]表I
【權(quán)利要求】
1.一種動力鋰電池的充電方法，其特征在于操作步驟如下: 第一階段為預充電階段(I ):當電池電壓小于門限電壓2.4V-2.6V時，以電流I1=0.1C對電池進行涓流充電，使電池電壓達到門限電壓； 第二階段為變電流充電階段(II):首先采用充電電流I2=1.0C-1.1C對電池充電，直到電池容量達到20%-30%，然后以充電電流I3=0.9C-1.0C對電池充電，將電池容量達到31%-45%，接下來以充電電流I4=0.8C-0.9C對電池充電，直到電池容量達到46%_60%，接下來以充電電流I5=0.6C-0.8C對電池充電，直到電池容量達到61%-70%，最后以充電電流I6=0.5C-0.6C對電池充電，直到電池容量達到80% ； 第三階段為脈沖充電階段(III):用電流I7 =IC的電流脈沖間歇地對電池充電，先用電流脈沖對電池充電,充電時間為Tc=Is,此時電池電壓會繼續(xù)升高，之后停止充電，電池電壓將慢慢下降，當電池電壓下降到上限電壓等于4.2V，以電流I7=IC對電池充電，充電時間為Tc=Is，這樣持續(xù)對電池進行的充電、停充操作，在充電過程中，停充時間Ttl會隨著電池逐漸被充滿為漸漸變長，當脈沖充電占空比低至5%至10%時，終止充電。
【文檔編號】H01M10/44GK103490110SQ201310285457
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】何秋生, 徐磊, 趙志誠, 段勇勇 申請人:太原科技大學