使电池充电期间的不可逆膨胀最小化制造技术

一种用于对电池(例如，包括但不限于锂离子电池)充电的方法和系统。该方法可以包括：迭代地确定所述电池的多个充电曲线；基于所述多个充电曲线，迭代地确定所述电池的膨胀；以及在电池的后续充电期间调整充电电流。在电池的后续充电期间调整充电电流。在电池的后续充电期间调整充电电流。

【技术实现步骤摘要】
使电池充电期间的不可逆膨胀最小化


[0001]本公开涉及对电池充电，并且更具体地涉及调节充电以使电池膨胀最小化。

技术介绍

[0002]锂离子电池可用于电动移动性和便携式电子设备实现方式等，其中在放电期间，锂离子在负电极和正电极之间移动(例如，从阳极到阴极)。锂离子电池在充电和/或放电期间可能经受膨胀。膨胀的一些方面可以是可逆的，而膨胀的其他方面可以是不可逆的。如果可以最小化不可逆方面，则可以延长电池寿命。

技术实现思路

[0003]根据一个实施例，公开了一种方法。该方法可以包括：迭代地确定所述电池的多个充电曲线；基于所述多个充电曲线，迭代地确定所述电池的膨胀；以及在电池的后续充电期间调整充电电流。
[0004]根据另一实施例，公开了一种系统。该系统可以包括：一个或多个处理器；以及存储器，其耦合到所述一个或多个处理器并且存储可由所述一个或多个处理器执行的多个指令，所述多个指令包括：迭代地确定所述电池的多个充电曲线；基于所述多个充电曲线，迭代地确定所述电池的膨胀；以及在电池的后续充电期间调整充电电流。
附图说明
[0005]图1是示出移动设备中的锂离子电池的示意图。
[0006]图2A是用于锂离子电池的袋式电池单元的透视图。
[0007]图2B是表现出膨胀的袋式电池单元的透视图。
[0008]图3A是用于锂离子电池的棱柱形电池单元的透视图，其中一些层被翻转。
[0009]图3B为表现出膨胀的棱柱形电池单元的示意性端视图。
[0010]图4是电池测试夹具的透视图。
[0011]图5是图4中所示的电池测试夹具的顶视图。
[0012]图6是示出对锂离子电池充电以使膨胀最小化的过程的流程图。
[0013]图7是示出膨胀值相对于充电状态的多个充电曲线的图形描述。
[0014]图8是锂离子电池的电池单元的电势相对于时间分布的图形描述。
[0015]图9是图8的电池单元的多个电势相对于时间分布的图形描述。
[0016]图10是与图9的多个电势相对于时间分布对应的多个电流相对于时间分布的图形描述。
[0017]图11是示出基于物理的充电循环模型的参数化过程的流程图。
[0018]图12是示出包括电池管理系统和锂离子电池的膝上型计算机的示意图。
[0019]图13是示出包括电池管理系统和锂离子电池的车辆的示意图。
具体实施方式
[0020]本文描述了本公开的实施例。然而，要理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代的形式。附图不一定是按比例的；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实现方式可能是期望的。
[0021]锂离子电池在充电和放电期间可能经历膨胀(例如，外壳或电池单元壁可能向外扩张)。这种膨胀可以是可逆的或不可逆的。可逆的膨胀可以指消退的膨胀，而不可逆的膨胀可以指不消退的膨胀。一旦电池已经经历了预定量的不可逆的膨胀，它可能处于其使用寿命的终点。本文公开了一种电池充电方法，其使用膨胀测量来调节电池充电，以使电池的永久劣化最小化。该技术可用于所谓的“快速充电
”‑
从而减少充电模式的持续时间，同时最小化电池劣化。还公开了基于电池膨胀测量的基于物理的充电循环模型的参数化过程。
[0022]图1示出了移动设备4，其携带并使用锂离子电池6来给其中的电子器件供电，以及包括一个或多个处理器10和存储器12的电池管理系统8，其中存储器12存储可由一个或多个处理器10执行的数据和指令，所述数据和指令在被执行时执行本文描述的方法中的一者或多者。移动设备4可以是移动电话或智能电话，并且仅仅是可以利用锂离子电池6的硬件的示例。本文设想了其他电子器件或电子环境。
[0023]电池管理系统8可以是监测和/或控制电池充电和/或放电的任何合适的设备，例如，以最大化电池6的使用寿命。系统8的（一个或多个）处理器10和/或存储器12可以是计算机或其他计算设备。(一个或多个)处理器10可以被编程为处理和/或执行数字指令以执行本文描述的任务中的至少一些。(一个或多个)处理器10的非限制性示例包括微处理器、微控制器或控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、包括被布置为执行预定任务或指令的分立数字和/或模拟电子部件的一个或多个电路等中的一者或多者。仅举几个例子。在至少一个示例中，处理器10从存储器12读取和/或执行可以实施为存储在非暂时性计算机可读存储介质(例如，诸如存储器12)上的计算机程序产品的多个指令集合。在以下（一个或多个）过程中描述并在附图中示出了指令的一些非限制性示例。除非另有说明，这些和其他指令可以以任何适当的顺序执行。下面描述的指令和示例过程仅仅是实施例，而不旨在是限制性的。
[0024]存储器12可以包括易失性和/或非易失性存储器设备。非易失性存储器设备可以包括任何非暂时性计算机可用或计算机可读介质、存储设备、存储物品等，其包括永久性存储器(例如，非易失性)。非易失性存储器设备的非限制性示例包含：只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘、磁盘(例如，诸如硬盘驱动器、软盘、磁带等)、固态存储器(例如，浮栅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、闪存(例如，NAND闪存、固态驱动器等)以及甚至一些类型的随机存取存储器(RAM)(例如，诸如铁电RAM)。根据一个示例，非易失性存储器设备可以存储一组或多组指令，所述指令可以被实施为软件、固件或由（一个或多个）处理器10可执行的其他合适的编
程指令—包括但不限于本文阐述的指令示例。
[0025]易失性存储器设备可以包括任何非暂时性计算机可用或计算机可读介质、存储设备、存储物品等，其包括非持久存储器(例如，其可能需要电力来维持所存储的信息)。易失性存储器的非限制性示例包括：通用随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)等。
[0026]因此，电池管理系统8可以被实施为硬件和软件。根据一个示例，系统8可以监测移动设备4中的实时功能，在其他示例中，电池管理系统8的方面和功能可以实施在实验室测试夹具中，如下面更多描述的。
[0027]如图1和图2A所示，锂离子电池6(“电池”)可包括一个或多个电池单元14，其中每个电池单元14使用锂离子在阳极电极16和阴极电极18之间移动电荷，并包括分别联接到对应电极16、18的负极端子20和正极端子22。电池6可以具有任何合适的构造
‑
例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对电池充电的方法，包括：迭代地确定所述电池的多个充电曲线；基于所述多个充电曲线，迭代地确定所述电池的膨胀；以及在所述电池的后续充电期间调整充电电流。2.根据权利要求1所述的方法，其中迭代地确定多个充电曲线包括：确定所述电池的第一充电曲线；以及在使所述电池放电之后，确定所述电池的第二充电曲线，其中所述方法还包括：通过比较所述第一充电曲线和第二充电曲线来确定第一感兴趣区域；以及在所述电池的后续充电期间调整所述第一感兴趣区域中的充电电流，其中所述第一充电曲线和第二充电曲线中的每一个限定所述电池的充电状态和膨胀之间的关系。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一充电曲线由包括充电值数据和膨胀值数据的第一组数据限定，其中，后续充电曲线由包括充电值数据和膨胀值数据的第二组数据限定。4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过将所述第一组数据和所述第二组数据的膨胀值数据与所述第一组数据的对应于所述第二组数据的充电值数据的充电值数据进行比较来确定所述第一感兴趣区域。5.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述第一组数据的膨胀值数据在所述第一组数据和所述第二组数据的对应充电值数据处偏离所述第二组数据的膨胀值数据超过阈值来确定所述第一感兴趣区域。6.根据权利要求2所述的方法，其中，调整进一步包括计算用于所述第一感兴趣区域内的所述电池的后续充电的所述充电电流的减小；以及基于所计算的减少提供减少的充电电流。7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一充电曲线是预定的慢充电曲线，其中所述第二充电曲线是预定的更快充电曲线。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述更快充电曲线是所述慢充电曲线的4到5倍。9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一充电曲线和所述第二充电曲线的持续时间相对于彼此具有共同的持续时间。10.根据权利要求2所述的方法，还包括：使用经调整的充电电流，确定所述电池的第三充电曲线；通过比较所述第一充电曲线和第三充电曲线来确定第二感兴趣区域；以及在遵循所述第三充电曲线对所述电池充电的同时调整所述第二感兴趣区域中的充电电流。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：迭代地确定所述电池的附加充电曲线；迭代地且对应地确定附加的感兴趣区域；在相应的后续充电期间调整所述附加的感兴趣区域中的充电电流；以及当所述附加的感兴趣区域小于阈值时，则存储最终充电曲线。12.根据权利要求2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：