一种锂金属电池充放电方法技术

本发明专利技术揭示了一种锂金属电池充放电方法，其包括：将化成后的锂金属电池加热至40℃以上并静置，之后对该电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压，其后继续对该电池进行恒流放电，直至电池电压达到低于放电截止电压的第一设定电压，继而在该第一设定电压和放电截止电压之间对该电池进行恒流充放电循环，然后对该电池进行恒流恒压充电，直至达到充电截止电压，而后在充电截止电压和高于充电截止电压的第二设定电压之间对该电池进行脉冲充放电循环，再在充电截止电压和放电截止电压之间对该电池进行恒流充放电循环，最后将该电池冷却到室温。本发明专利技术的方法可以增加高能量密度的锂金属电池的循环圈数，减小内阻，保证电池安全有效的工作。全有效的工作。

A method of charging and discharging lithium metal battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂金属电池充放电方法


[0001]本专利技术属于锂金属电池
，具体涉及一种锂金属电池充放电方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车产业的发展，对动力电池能量密度的要求也在不断提高，而传统的锂离子 电池基于正负极材料计算的理论能量密度仅为390Wh/kg，在实际中由于集流体等非活性物质 的存在，其能量密度极限仅为300Wh/kg。因此，研发并生产一种具有更高理论能量密度的体 系，实现电池能量密度的跨越式提升对动力电池来说是十分迫切的。
[0003]锂金属负极由于优异的性能吸引了广泛的关注，但是将锂金属负极应用在锂离子电池体 系中并非一项简单的工作，早期将锂金属负极商业化的皆因为锂金属负极的安全性问题折戟 沉沙。究其原因，主要是在充电的过程中非均匀的锂沉积导致锂枝晶的持续生长，最终刺穿 隔膜，引起正负极短路。此外，在循环过程中金属锂负极与电解液之间持续的副反应会导致 电池的库伦效率的显著降低，巨大的体积膨胀则是锂金属负极面临的另一个难题，在反复的 充放电过程中，锂金属在负极的沉积并非致密结构，而是具有许多空隙的疏松结构，负极的 体积不断膨胀，电池内阻不断增大，导致锂金属电池的容量及库伦效率迅速衰减。当前，锂 金属电池作为动力电池实现商业化还未成熟。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种锂金属电池充放电方法，以克服现有技术中存在的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术实施例提供锂金属电池充放电方法，包括：将化成后的锂金属电池加热到40℃以 上，再对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压，然后在低于放电 截止电压的电压区间内对所述锂金属电池进行恒流充放电循环，其后对所述锂金属电池进行 恒流恒压充电至电池电压达到充电截止电压，之后在高于充电截止电压的电压区间内对所述 锂金属电池进行脉冲充放电循环，其后在充电截止电压和放电截止电压之间的电压区间内对 所述锂金属电池进行恒流充放电循环。
[0007]进一步地，所述的锂金属电池充放电方法，包括如下步骤：
[0008](1)将化成后的锂金属电池加热至40℃以上并静置；
[0009](2)以第一电流对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压；
[0010](3)以第二电流对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达第一设定电压，所 述第一设定电压低于放电截止电压；
[0011](4)在所述第一设定电压和放电截止电压之间的电压区间内，以第三电流对所述锂金属 电池进行恒流充放电循环n次，n为正整数；
[0012](5)以第四电流对所述锂金属电池进行恒流恒压充电，直至电池电压达到充电截
止电压；
[0013](6)在充电截止电压和第二设定电压之间的电压区间内，对所述锂金属电池进行脉冲充 放电循环，所述第二设定电压高于充电截止电压；
[0014](7)在充电截止电压和放电截止电压之间的电压区间内，以第五电流对所述锂金属电池 进行恒流充放电循环n次。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]本专利技术锂金属电池充放电方法，其中，在低于放电截止电压的电压区间内进行充放电循 环，能够使负极表面的不均匀的锂离子沉积重新溶解到电解液中；在高于充电截止电压的电 压区间内进行充放电循环，能够使正极表面的部分含有锂离子的沉积物重新溶解到电解液中， 而且在高电压下，电解液中的物质易分解，电极易发生极化现象，所以在该区间内采用脉冲 电流的方式进行循环，防止电解液分解；为进一步促进沉积物质的分解，将电池加热到较高 的温度，效果更好；提高了锂金属电池的循环，减小了锂金属电池内阻，保证了锂金属电池 的工作效率。
具体实施方式
[0017]通过以下具体实施方式将更完整地理解本专利技术。本文中揭示本专利技术的详细实施例；然而， 应理解，所揭示的实施例仅具本专利技术的示范性，本专利技术可以各种形式来体现。因此，本 文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且 解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本 专利技术的代表性基础。
[0018]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方 案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0019]本专利技术实施例提供的一种锂金属电池充放电方法，所述方法包括将化成后的锂金属电池 加热到40℃以上，再对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压，然 后在低于放电截止电压的电压区间内对所述锂金属电池进行恒流充放电循环，其后对所述锂 金属电池进行恒流恒压充电至电池电压达到充电截止电压，之后在高于充电截止电压的电压 区间内对所述锂金属电池进行脉冲充放电循环，其后在充电截止电压和放电截止电压之间的 电压区间内对所述锂金属电池进行恒流充放电循环。
[0020]具体地，本专利技术实施例的一个方面提供的一种锂金属电池充放电方法，包括：
[0021](1)将化成后的锂金属电池加热至40℃以上并静置；
[0022](2)以第一电流对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压；
[0023](3)以第二电流对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达第一设定电压，所 述第一设定电压低于放电截止电压；
[0024](4)在所述第一设定电压和放电截止电压之间的电压区间内，以第三电流对所述锂金属 电池进行恒流充放电循环n次，n为正整数；
[0025](5)以第四电流对所述锂金属电池进行恒流恒压充电，直至电池电压达到充电截止电压；
[0026](6)在充电截止电压和第二设定电压之间的电压区间内，对所述锂金属电池进行
脉冲充 放电循环，所述第二设定电压高于充电截止电压；
[0027](7)在充电截止电压和放电截止电压之间的电压区间内，以第五电流对所述锂金属电池 进行恒流充放电循环n次。
[0028]在一些优选实施例中，步骤(1)包括：将化成后的锂金属电池加热至40
‑
50℃并静置40min 以上。
[0029]在一些优选实施例中，所述第一电流、第二电流的大小为0.01C
‑
0.1C。
[0030]在一些优选实施例中，所述放电截止电压为2.9V
‑
3.0V。
[0031]在一些优选实施例中，所述第一设定电压为2.8V
‑
2.9V。
[0032]在一些优选实施例中，所述充电截止电压为4.2V
‑
4.3V。
[0033]在一些优选实施例中，所述第二设定电压为V2为4.3V
‑
4.4V。
[0034]在一些优选实施例中，所述第三电流的大小为0.01C
‑
0.05C。
[0035]在一些优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂金属电池充放电方法，其特征在于，包括：将化成后的锂金属电池加热到40℃以上，再对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压，然后在低于放电截止电压的电压区间内对所述锂金属电池进行恒流充放电循环，其后对所述锂金属电池进行恒流恒压充电至电池电压达到充电截止电压，之后在高于充电截止电压的电压区间内对所述锂金属电池进行脉冲充放电循环，其后在充电截止电压和放电截止电压之间的电压区间内对所述锂金属电池进行恒流充放电循环。2.根据权利要求1所述的锂金属电池充放电方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将化成后的锂金属电池加热至40℃以上并静置；(2)以第一电流对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达放电截止电压；(3)以第二电流对所述锂金属电池进行恒流放电，直至电池电压到达第一设定电压，所述第一设定电压低于放电截止电压；(4)在所述第一设定电压和放电截止电压之间的电压区间内，以第三电流对所述锂金属电池进行恒流充放电循环n次，n为正整数；(5)以第四电流对所述锂金属电池进行恒流恒压充电，直至电池电压达到充电截止电压；(6)在充电截止电压和第二设定电压之间的电压区间内，对所述锂金属电池进行脉冲充放电循环，所述第二设定电压高于充电截止电压；(7)在充电截止电压和放电截止电压之间的电压区间内，以第五电流对所述锂金属电池进行恒流充放电循环n次。3.根据权利要求2所述的锂金属电池充放电方法，其特征在于，步骤(1)包括：将化成后的锂金属电池加热至40
‑
50℃并静置40min以上。4.根据权利要求2所述的锂金属电池充放电方法，其特征在于：所述第一电流、第二电流的大小为0.01C
‑
0.1C。5.根据权利要求2所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文善，张跃钢，周飞，何俊，孙亢，温明明，汪利萍，张辉，周莉莎，
申请(专利权)人：安徽盟维新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：