本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池的充電方法、充電電路及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

電池在充電時(shí)，電極電位會(huì)偏離平衡電位，這種現(xiàn)象就是極化。充電電流越大，電位偏離平衡電位也越多，即極化越大。充電極化造成的原因主要是正極脫出的電荷在負(fù)極來(lái)不及嵌入造成的。

目前，為了縮短充電時(shí)間，提高用戶(hù)體驗(yàn)，很多手機(jī)設(shè)計(jì)都采用快充電池，對(duì)電池進(jìn)行大電流充電。但是，在大電流充電時(shí)，比如1.5C，電池極化很大，如果直接采用傳統(tǒng)的恒流恒壓充電，電池恒流時(shí)間會(huì)很短，而后轉(zhuǎn)入小電流的恒壓充電，如圖1所示，影響電池的充電效率；由于電池極化很大，極化產(chǎn)生的能量不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為電池的化學(xué)能，會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)熱明顯，影響電池的安全性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電池的充電方法、充電電路及電子設(shè)備，能夠解決由于電池極化造成的電池的充電效率低及安全性能不好的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：提供一種電池的充電方法，包括：

對(duì)電池進(jìn)行分段式恒流充電，其中分段式恒流充電至少包括一次對(duì)電池進(jìn)行恒流放電的過(guò)程；

如此循環(huán)直到到達(dá)電池的充電截止電壓后，對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電。

其中，對(duì)電池進(jìn)行分段式恒流充電包括：

以第一電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，充電時(shí)間為第一時(shí)間；

以第二電流對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，放電時(shí)間為第二時(shí)間；

其中，第一電流大于第二電流，第一時(shí)間大于第二時(shí)間。

其中，第一電流為電池的電池容量的K倍，K為大于1的正數(shù)。

其中，第二電流為電池的電池容量的M倍，M為小于0.05的正數(shù)。

其中，第一時(shí)間為10-30s，第二時(shí)間為1-10s。

其中，充電截止電壓為4.2-4.4V。

其中，對(duì)電池進(jìn)行分段式恒流充電包括：

以第一電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，充電時(shí)間為第一時(shí)間；

以第二電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，充電時(shí)間為第二時(shí)間；

以第三電流對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，放電時(shí)間為第三時(shí)間；

其中，第一電流大于第二電流、第三電流，第三電流大于或等于第二電流；

第一時(shí)間大于第二時(shí)間、第三時(shí)間，第三時(shí)間大于或等于第二時(shí)間。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一種技術(shù)方案是：提供一種電池的充電電路，包括：

充電模塊，充電模塊用于對(duì)電池進(jìn)行分段恒流充電，以及恒壓充電；

控制模塊，控制模塊用于控制分段式恒流充電的具體分段，使分段至少包括一次對(duì)電池進(jìn)行恒流放電的過(guò)程；

電壓檢測(cè)模塊，電壓檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電池的電壓，并將電池的電壓反饋至控制模塊，當(dāng)電池的電壓到達(dá)充電截止電壓后使控制模塊控制電池轉(zhuǎn)入恒壓充電。

其中，控制模塊具體用于控制以第一電流對(duì)電池進(jìn)行持續(xù)第一時(shí)間的恒流充電，以第二電流對(duì)電池進(jìn)行持續(xù)第二時(shí)間的恒流放電；

其中，第一電流大于第二電流，第一時(shí)間大于第二時(shí)間。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的又一種技術(shù)方案是：提供一種電子設(shè)備，包括上述電池的充電電路。

有益效益：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行分段式恒流充電，其中分段式恒流充電至少包括一次對(duì)電池進(jìn)行恒流放電的過(guò)程；如此循環(huán)直到到達(dá)電池的充電截止電壓后，對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電。通過(guò)這種方式，本發(fā)明利用恒流放電來(lái)將電池充電時(shí)產(chǎn)生的極化消除，去極化效果明顯，使電池的電壓到達(dá)充電截止電壓的時(shí)間延長(zhǎng)，更多地處于分段式恒流充電階段，提高充電效率，從而能夠縮短電池滿(mǎn)充的時(shí)間，同時(shí)由于極化得到及時(shí)消除，電池發(fā)熱現(xiàn)象有所降低，有利于保護(hù)電池的安全性能。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電池的充電方法的過(guò)程示意圖；

圖2是本發(fā)明電池的充電方法第一實(shí)施方式的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明電池的充電方法第二實(shí)施方式的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明電池的充電方法第二實(shí)施方式的過(guò)程示意圖；

圖5是本發(fā)明電池的充電方法第三實(shí)施方式的流程示意圖；

圖6是本發(fā)明電池的充電方法第三實(shí)施方式的過(guò)程示意圖；

圖7是本發(fā)明電池的充電電路一實(shí)施方式的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所提供的一種電池的充電方法、充電電路及電子設(shè)備做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖2所示，本發(fā)明電池的充電方法第一實(shí)施方式，包括：

步驟S101：對(duì)電池進(jìn)行分段式恒流充電，其中分段式恒流充電至少包括一次對(duì)電池進(jìn)行恒流放電的過(guò)程；

在步驟S101中，電池可為鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池、或鎳鎘電池等。

對(duì)電池進(jìn)行分段式恒流充電，分段式恒流充電是指恒流充電的過(guò)程中并不是如圖1所示的以同一恒定電流對(duì)電池進(jìn)行持續(xù)充電，而是將整個(gè)恒流充電過(guò)程分成若干個(gè)周期，每一周期包括至少一次對(duì)電池進(jìn)行恒流充電和恒流放電的過(guò)程，每一周期的恒流充電可以采用對(duì)電池進(jìn)行同一恒定電流的充電方式，也可以采用對(duì)電池進(jìn)行不同恒定電流結(jié)合的充電方式，比如恒定電流I1和I2(I1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于I2)結(jié)合的充電方式，其中不同恒定電流的個(gè)數(shù)不受限制；

每一周期的恒流放電可以采用對(duì)電池進(jìn)行同一恒定電流的放電方式，也可以采用對(duì)電池進(jìn)行不同恒定電流結(jié)合的放電方式，其中不同恒定電流的個(gè)數(shù)不受限制；

每一周期的恒流充電的大小、時(shí)間、不同恒流充電之間的切換，恒流充電與恒流放電之間的切換、恒流放電的大小、時(shí)間、不同恒流放電之間的切換，均以能夠提高充電效率、消除極化為準(zhǔn)，在此不做具體限定。

每一周期包括至少一次對(duì)電池進(jìn)行恒流充電和恒流放電的過(guò)程，恒流充電的過(guò)程主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行快速充電的過(guò)程，快速充電采用的恒定電流通常較大，恒定電流越大，電位偏離平衡電位也越多，極化越大，利用檢測(cè)電路檢測(cè)到的電池的電壓要高于電池的實(shí)際電壓，出現(xiàn)虛高現(xiàn)象；利用恒流放電的過(guò)程將恒流充電時(shí)產(chǎn)生的極化消除，同時(shí)放電的過(guò)程也可進(jìn)一步消耗積聚在電池負(fù)極表面的電荷，去極化效果明顯，電池的電壓下降，虛高現(xiàn)象得以緩解。

步驟S102：如此循環(huán)直到到達(dá)電池的充電截止電壓后，對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電。

對(duì)上述每一周期的恒流充放電過(guò)程進(jìn)行循環(huán)，直到到達(dá)電池的充電截止電壓后對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電，對(duì)單節(jié)鋰電池而言，這一充電截止電壓通常可選4.2V-4.4V，恒壓充電時(shí)電壓恒定，電流逐漸減小，當(dāng)?shù)竭_(dá)充電截止電流后停止充電。

在步驟S101中，由于恒流充電的極化得以及時(shí)消除，電池的電壓出現(xiàn)的虛高現(xiàn)象得以緩解，使得電池的電壓到達(dá)充電截止電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，電池處于恒流充電階段的時(shí)間變長(zhǎng)，充電效率變高，從而能夠縮短電池滿(mǎn)充的時(shí)間，同時(shí)由于極化得以及時(shí)消除，電池發(fā)熱現(xiàn)象有所降低，有利于提高電池的安全性能。

圖3是本發(fā)明電池的充電方法第二實(shí)施方式的流程示意圖，圖4是本發(fā)明電池的充電方法第二實(shí)施方式的過(guò)程示意圖，請(qǐng)一起參閱圖3和圖4，該方法包括：

步驟S201：以第一電流I1對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，充電時(shí)間為第一時(shí)間t1；

步驟S202：以第二電流I2對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，放電時(shí)間為第二時(shí)間t2，其中，I1＞I2，t1＞t2；

具體地，本實(shí)施方式的恒流充電過(guò)程分為若干個(gè)周期，每一周期包括一次I1恒流充電即步驟S201和I2恒流放電即步驟S202的過(guò)程。

利用I1對(duì)電池進(jìn)行持續(xù)t1時(shí)長(zhǎng)的恒流充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行大電流快速充電的過(guò)程，大電流快速充電時(shí)，電荷從電池正極快速向電池負(fù)極移動(dòng)，電池負(fù)極積累的電荷來(lái)不及嵌入，極化現(xiàn)象明顯，使電池的電壓上升的趨勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電池的實(shí)際電壓，出現(xiàn)虛高現(xiàn)象；

利用I2對(duì)電池進(jìn)行持續(xù)t2時(shí)長(zhǎng)的恒流放電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池去極化的過(guò)程，I2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I1，利用小電流緩慢放電，電荷從電池負(fù)極向電池正極移動(dòng)，沒(méi)有新的電荷在電池負(fù)極積累，可以消耗掉大電流快速充電時(shí)積累在電池負(fù)極的電荷，再加上電池負(fù)極自身的極化消除，去極化效果明顯。

本實(shí)施方式中，I1可選為電池容量C的K倍，K為大于1的正數(shù)，即I1＞1C；I2可選為電池容量C的M倍，M為小于0.05的正數(shù)，即I2＜0.05C，舉例來(lái)說(shuō)，電池容量C為3000mAh時(shí)，I1為大于3000mA的電流值，I2為小于150mA的電流值，可以看出，I2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I1；

t1可選為10-30s，t2可選為1-10s，t2＜t1可避免恒流放電的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而影響充電效率，t2的時(shí)長(zhǎng)選擇以能消除極化為宜。

步驟S203：如此循環(huán)直到到達(dá)電池的充電截止電壓后，對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電。

對(duì)步驟S201和步驟S202進(jìn)行周期循環(huán)，當(dāng)檢測(cè)到電池的電壓到達(dá)電池的充電截止電壓后，充電電源對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電階段，恒壓充電階段的電壓恒定，電流不斷下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)充電截止電流后停止充電。

從圖4可以看出，由于步驟S202的去極化，這一過(guò)程的電壓下降明顯，電壓虛高現(xiàn)象得以緩解，再次利用I1對(duì)電池進(jìn)行大電流快速充電時(shí)，電池的電壓相比前一周期的I1充電結(jié)束時(shí)的電壓下降，電池的電壓到達(dá)充電截止電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，電池處于恒流充電階段的時(shí)間變長(zhǎng)，充電效率變高，從而能夠縮短電池滿(mǎn)充的時(shí)間，同時(shí)由于極化得以及時(shí)消除，電池發(fā)熱現(xiàn)象有所降低，有利于提高電池的安全性能。

圖5是本發(fā)明電池的充電方法第三實(shí)施方式的流程示意圖，圖6是本發(fā)明電池的充電方法第三實(shí)施方式的過(guò)程示意圖，請(qǐng)一起參閱圖5和圖6，該方法包括：

步驟S301：以第一電流I3對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，充電時(shí)間為第一時(shí)間t3；

步驟S302：以第二電流I4對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，充電時(shí)間為第二時(shí)間t4；

步驟S303：以第三電流I5對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，放電時(shí)間為第三時(shí)間t5，其中，I3＞I4，I3＞I5，I4≤I5；t3＞t4，t3＞t5，t4≤t5；

具體地，本實(shí)施方式的恒流充電過(guò)程包含若干個(gè)周期，每一周期包括一次I3恒流充電即步驟S301、一次I4恒流充電即步驟S302和一次I5恒流放電即步驟S303的過(guò)程。

在步驟S301中，利用I3恒流充電，I3的數(shù)值通常較大，可選為1C-3C之間，利用寬(t3)的大電流快速充電，有利于縮短充電時(shí)間，但是大電流快速充電會(huì)使電池極化明顯，電池發(fā)熱；因此在步驟S302中，搭配一個(gè)窄(t4)的小電流I4充電，I4遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I3，可選為0.01C-0.05C之間，電池充電放緩，使得積累在電池負(fù)極的電荷嵌入到電池負(fù)極，減緩電池極化的產(chǎn)生；在步驟S303中，再利用一個(gè)窄(t5)的小電流I5放電，I5遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I3，可選稍大于I4，從而可以將I4充電時(shí)產(chǎn)生的極化消除后，還可進(jìn)一步將I3充電時(shí)產(chǎn)生的極化消除。

步驟S304：如此循環(huán)直到到達(dá)電池的充電截止電壓后，對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電。

對(duì)步驟S301、步驟S302和步驟S303進(jìn)行周期循環(huán)，當(dāng)檢測(cè)到電池的電壓到達(dá)電池的充電截止電壓后，充電電源對(duì)電池轉(zhuǎn)入恒壓充電階段，恒壓充電階段的電壓恒定，電流不斷下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)充電截止電流后停止充電。

利用步驟S302和步驟S303對(duì)恒流充電時(shí)產(chǎn)生的極化進(jìn)行消除，使得由于極化產(chǎn)生的電壓虛高現(xiàn)象得以緩解，電池的電壓到達(dá)充電截止電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，電池處于恒流充電階段的時(shí)間變長(zhǎng)，充電效率變高，從而能夠縮短電池滿(mǎn)充的時(shí)間，同時(shí)極化得以及時(shí)消除，電池發(fā)熱現(xiàn)象有所降低，有利于提高電池的安全性能。

請(qǐng)參閱圖7，本發(fā)明電池的充電電路一實(shí)施方式，包括充電模塊401、控制模塊402及電壓檢測(cè)模塊403，各模塊之間的連接方式如圖7所示，應(yīng)當(dāng)可以理解，圖7中所示僅是電路連接的一種示意圖，相互之間的連接可以是直接連接，或者通過(guò)一些接口等實(shí)現(xiàn)間接耦合，各模塊之間的劃分也可有其他方式，以實(shí)際需求為準(zhǔn)。

充電模塊401用于對(duì)電池404進(jìn)行分段恒流充電，以及恒壓充電；控制模塊402用于控制分段式恒流充電的具體分段，使分段至少包括一次對(duì)電池404進(jìn)行恒流放電的過(guò)程；電壓檢測(cè)模塊403用于檢測(cè)電池404的電壓，并將電池404的電壓反饋至控制模塊402，當(dāng)電池404的電壓到達(dá)充電截止電壓后使控制模塊402控制電池404轉(zhuǎn)入恒壓充電。

本實(shí)施方式中，控制模塊402具體用于控制以第一電流對(duì)電池404進(jìn)行持續(xù)第一時(shí)間的恒流充電，以第二電流對(duì)電池404進(jìn)行持續(xù)第二時(shí)間的恒流放電，其中，第一電流大于第二電流，第一時(shí)間大于第二時(shí)間，充電的過(guò)程類(lèi)似圖4所示。

整個(gè)電路的工作過(guò)程為：控制模塊402控制充電模塊401以第一電流對(duì)電池404進(jìn)行快速充電，這一過(guò)程電池404產(chǎn)生極化，再控制充電模塊401以第二電流對(duì)電池404進(jìn)行放電，消除前一過(guò)程中產(chǎn)生的極化，以此循環(huán)，在循環(huán)過(guò)程中利用電壓檢測(cè)模塊403實(shí)時(shí)檢測(cè)電池404的電壓，并將電池404的電壓反饋至控制模塊402，當(dāng)電池404的電壓等于充電截止電壓時(shí)，控制模塊402控制充電模塊401對(duì)電池404的充電轉(zhuǎn)入恒壓充電，繼續(xù)充電到達(dá)到充電截止電流時(shí)停止充電。

可以看出，在分段恒流充電時(shí)，電池404的極化得以及時(shí)消除，可使得電池404的電壓到達(dá)充電截止電壓的時(shí)間延長(zhǎng)，更多地停留在恒流充電階段，提高電池404的充電效率，從而能夠縮短電池404滿(mǎn)充的時(shí)間，而且由于電池404的極化得以及時(shí)消除，電池404發(fā)熱現(xiàn)象有所降低，有利于提高電池404的安全性能。

在實(shí)際應(yīng)用中，充電模塊401及控制模塊402可選集成在同一芯片中，如電源管理芯片，對(duì)電源管理芯片寫(xiě)入上述方法對(duì)應(yīng)的程序，電壓檢測(cè)模塊403獨(dú)立于電源管理芯片，其直接連接在電池404兩端，電壓檢測(cè)模塊403到電池404的線(xiàn)路阻抗很小，檢測(cè)到的電池404的電壓非常接近電池404中電芯的實(shí)際電壓，相比現(xiàn)有技術(shù)中直接利用電源管理芯片檢測(cè)到的電壓值偏小，使得到達(dá)充電截止電壓的時(shí)間延長(zhǎng)，可進(jìn)一步提高充電效率。

本發(fā)明電子設(shè)備一實(shí)施方式，電子設(shè)備可以是手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、智能可穿戴設(shè)備或電動(dòng)玩具等，這些電子設(shè)備包括有上述實(shí)施方式中電池的充電電路。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。