一种提高锂电池预充效率的高温预充方法技术

本发明专利技术公布了一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的镍钴锰三元锂电池，在相同的充电制式下进行预充电，在不同温度条件下，分别确定充电电压达到恒压阶段时对应的电池容量最优时的预充温度T1，恒流预充时长占比最优状态时对应的预充温度T2，电池容量达到最优状态时对应的预充温度T3，预充时间达到最优状态时对应的预充温度T4，基于公式

A High Temperature Precharging Method for Improving the Precharging Efficiency of Lithium Batteries

The invention discloses a high-temperature pre-charging method for improving the pre-charging efficiency of lithium batteries. The Ni-Co-Mn ternary lithium batteries are pre-charged under the same charging mode. Under different temperature conditions, the pre-charging temperature T1 corresponding to the optimal battery capacity when the charging voltage reaches the constant voltage stage, the pre-charging temperature T2 corresponding to the optimal state when the constant current pre-charging time is in proportion to the optimal state, and the battery. The corresponding pre-charging temperature T3 when the capacity reaches the optimal state and T4 when the pre-charging time reaches the optimal state are based on the formula.

【技术实现步骤摘要】
一种提高锂电池预充效率的高温预充方法
本专利技术涉及锂电池生产
，具体涉及一种提高锂电池预充效率的高温预充方法。
技术介绍
锂离子电池以其高能量、高工作电压、长寿命、无记忆效应和绿色安全等优点，在便携式计算机、便携式音乐播放器、移动电话等数字通信产品中得到了广泛的应用。近年来，在电动汽车、航天卫星、武器装备、电动工具、各种储能装置等方面的应用也显示出良好的前景。电池预充充电分为恒流充电和恒压充电两个阶段，充电前期采用恒流充电，通过调整电池的充电电压来达到充电目的，此阶段电流较大，充电效率比较快；充电末期因为电池极化的原因导致虚电压较高，因而会采用恒压模式，降低充电电流，可以使电池容量达到极限状态。电池在低温时，电池活性较低，电压平台升高，恒流时间占比减少，充电时长增加，且充入的有效电量也较低。在温度升高，电池活性升高，电压平台降低，恒流时间占比增加，且充入的有效电能也增加。基于上述原理，专利技术提提供一种不改变电流制式，确定一种高温锂电池预充充电方法来提高电池预充效率。
技术实现思路
针对上述存在不足，本专利技术提供一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，通过确定最优的预充电温度，从而提高锂电池的预充充电效率。为此，本专利技术提供如下技术方案：一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的锂电池正极材料为镍钴锰三元材料，采用恒流充电制式和恒压充电制式对锂电池进行预充电，包括不同温度条件下，确定最优锂电池预充电温度的步骤：步骤1：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，充电电压达到恒压阶段时对应的电池容量最优状态时的预充温度T1；步骤2：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，恒流预充时长占比最优状态时对应的预充温度T2；步骤3：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，电池容量达到最优状态时对应的预充温度T3；步骤4：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，预充时间达到最优状态时对应的预充温度T4；基于步骤1~4：确定三元镍钴锰锂电池高温预充温度标准：，其中：T为锂电池最优的高温预充温度，℃。所述的一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的正极材料配比为，Ni:Co:Mn=8:1:1。所述的一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的恒流充电制式：电流为0.3C，截止电压4.2C，恒压充电制式：电压4.2V，电流由0.3C充电至0.01C。所述的一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的步骤1预充温度T1=30~40℃，步骤2预充温度T2=30~40℃，步骤3预充温度T3=30~40℃，步骤4预充温度T4=30~40℃。所述的一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的预充温度T1=30℃，T2=30℃，T3=30℃，T4=30℃。所述的一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的高温预充温度T=30℃。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，通过试验在相同的预充电制式条件下，不同预充温度对锂电池不同性能的影响，确定最优的预充温度，通过对镍钴锰三元电池进行高温预充充电，能够降低锂电池预充过程中充电电压平台，延长恒流预充时间，缩短电池预充总时长，同时提高了预充电容量的饱和程度，提高了锂电池制造的效率和质量。附图说明图1是种实施例的锂电池在不同的预充电温度条件下，电池达到平台电压时电池容量图，横坐标为电池容量，mA，纵坐标为恒流充电预充电压，V。图2是种实施例的锂电池在不同的预充电温度条件下，恒流充电阶段与恒压充电阶段占总充电时间的比例柱状图，横坐标为预充电温度，℃；纵坐标为恒流阶段与恒压阶段占充电总时间比例。图3是种实施例的锂电池在不同预充温度条件下，恒流阶段电池充电量柱状图，横坐标为预充温度，℃；纵坐标为恒流预充电量，mA。图4是种实施例的锂电池在不同预充温度条件下，充电总时间柱状图，横坐标为预充温度，℃；纵坐标为预充电总时间，h。图5是种实施例的锂电池预不同预充温度条件下的预充总时间正态直方图，横坐标为预充总时间，min；纵坐标为频率。图6是种实施例的锂电池在不同预充温度条件下，常温存储电压变化折线图，横坐标为存储时间，D；纵坐标为电池电压，V。具体实施方式以下组合实施例为阐述本专利技术，但并不限制本专利技术保护的
技术实现思路
。实施例1一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，锂电池正极材料为镍钴锰三元材料，正极材料配比为Ni:Co:Mn=8:1:1，采用恒流充电制式为电流为0.3C，在恒流预充模式充电，随着充电的进行，预充电压逐步升高，截止电压4.2C时完成恒流预充进程，转入恒压充电制式，在恒压为4.2V，电流由0.3C充电至0.01C时结束对锂电池的预充过程；在对锂电池的整个预充过程中，采用相同的恒流充电制式和恒压充电制式，制作钴镍锰三元锂电池5组，在不同温度（0,10,20,30,40℃）条件下，确定理想的锂电池预充电温度。表1不同温度对比实验方案如下方案ABC(对照组)DE预充温度0℃10℃20℃30℃40℃实施例的实施步骤1，在相同电流0.3C充电制式条件下，确定在不同预充温度（0,10,20,30,40℃）下，充电电压达到平台电压时对应的电池容量最优时的预充温度T1，如图1所示，预充温度T1越低，充电过程中电压平台电压越高，且更早的达到恒压阶段；相反，适当提升预充温度T1，充电过程中平台电压较低，延迟达到恒压阶段，从而延长了恒流充电时长，在预充温度T1=30℃-40℃时，锂电池预充曲线基本一致，预充电压平台最接近；同时，由图1可以得出，在较低预充温度T1在0~10℃时，电池在预充过程中产生极化效应较大，电池内部结构容易产生不利破坏，随着预充温度升高，在预充温度T1=30℃-40℃时电池在预充过程中极化现象趋于稳定；综合考虑，优选的预充温度T1设置为30℃。实施例的实施步骤2，在恒定电流为0.3C，截止电压4.2C，恒定电压4.2V，电流由0.3C充电至0.01C预充制式下，确定在不同温度（0,10,20,30,40℃）下，恒流预充时长占比最优状态时对应的预充温度T2；如图2所示，随着预充温度T2的升高，恒流预充阶段占比升高，恒压占比降低，当T2=30~40℃时，恒流预充时间占比趋于稳定，且达到最优状态，优选的预充温度T2=30℃。实施例的实施步骤3，在恒定电流为0.3C，截止电压4.2C预充制式下，确定在不同温度（0,10,20,30,40℃）下，电池容量达到最优状态时对应的预充温度T3；如图3所示，随着预充温度T3的升高，对应的锂电池充电量也相应升高，当T3=30~40℃时，锂电池预充电量趋于稳定，且达到最优状态，优选的预充温度T3=30℃。实施例的实施步骤4，在恒定电流为0.3C，截止电压4.2C，恒定电压4.2V，电流由0.3C充电至0.01C预充制式下，确定在不同温度（0,10,20,30,40℃）下，锂电池预充完成所需时间最短时对应的预充温度T4；如图4所示，随着预充温度T4的升高，对应的锂电池预充时间缩短，当T4=30~40℃时，锂电池预充时间趋于稳定，且所需时间最短，优选的预充温度T4=30℃，有效缩短预充时间，提升预充效率。基于实施例的步骤1~4，确定Ni:Co:Mn=8:1:1的三元锂电池，在恒定电流为0.3C，截止电压4.2C，恒定电压4.2V，电流由0.3C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的锂电池正极材料为镍钴锰三元材料，采用恒流充电制式和恒压充电制式对锂电池进行预充电，其特征在于：包括不同温度条件下，确定最优锂电池预充电温度的步骤：步骤1：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，充电电压达到恒压阶段时对应的电池容量最优状态时的预充温度

【技术特征摘要】
1.一种提高锂电池预充效率的高温预充方法，所述的锂电池正极材料为镍钴锰三元材料，采用恒流充电制式和恒压充电制式对锂电池进行预充电，其特征在于：包括不同温度条件下，确定最优锂电池预充电温度的步骤：步骤1：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，充电电压达到恒压阶段时对应的电池容量最优状态时的预充温度T1；步骤2：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，恒流预充时长占比最优状态时对应的预充温度T2；步骤3：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，电池容量达到最优状态时对应的预充温度T3；步骤4：确定在不同温度下，相同预充电制式条件下，预充时间达到最优状态时对应的预充温度T4；基于步骤1~4：确定三元镍钴锰锂电池高温预充温度标准：，其中：T为锂电池最优的高温预充温度，℃。2.根据权利要求1所述的一种提高锂电池预充效率的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鼎，刘永香，王飞，
申请(专利权)人：郑州比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41