在长期和高温存储后延长电池寿命制造技术

本文描述用于在长期和高温存储后延长电池寿命的技术。这些技术延迟电池的充电，以检测电池条件，并确定电池是否在长时间段处于空闲或低电力状态时暴露在高温下。这些技术包括一种在高温存储后通过在开始正常充电姿态之前进行不同和定制的放电来松弛和恢复电池的阳极表面的方法。这些技术可以应用于宽范围的可能具有运动(锂离子)限制的化学平台，以通过减少由于长期和高温存储所致的锂镀层和容量劣化来延长电池的寿命。劣化来延长电池的寿命。劣化来延长电池的寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在长期和高温存储后延长电池寿命

技术介绍

[0001]很多电池供电装置被放置在室外并暴露在高温环境中，尤其是暴露在阳光直射下。然而，长时间段暴露在如此高的温度下会使电池劣化。对于一些室外装置(例如用作“智能家庭”系统一部分的装置、移动装置)，为了安全和持久性(例如三年或更多年)，期望具有能够承受高温暴露的电池。
[0002]锂离子(Li离子)电池在较高温度下容易受到劣化影响，导致加速老化、过电位和气体形成。锂离子电池在较低电压下也容易受到劣化影响，导致铜溶解和气体形成。为了防止这种劣化，很多锂离子电池保持在中等范围的充电状态(SOC)(例如30％至80％的SOC)用于持久性。对于锂离子电池而言，这种中等范围的SOC通常被认为是稳定的。
[0003]在已经被存储了长时间段(例如一周或更多周)，然后被允许平衡到室温，并随后充电之后，一些电池可能会经历热事件。这些热事件可能是由于高温存储所致的电池阳极表面的锂镀层引起的，在随后的从特别是在中等充电状态和低充电状态的这种状态进行的室温充电时，所述高温存储影响石墨/阳极材料运动(扩散)过程。此外，由于锂金属在石墨/阳极表面的电解质还原，电池产生热量，从而释放放热能量。这些热事件导致活性锂的容量劣化和消耗，从而缩短电池的寿命。

技术实现思路

[0004]本文档描述用于在长期和高温存储后延长电池寿命的技术。这些技术延迟电池的充电，以检测电池条件，并确定电池在长时间段处于空闲或低电力状态时是否被暴露在高温下。这些技术包括一种在高温存储后通过在开始“正常”充电姿态之前进行不同和定制的放电来松弛和恢复电池的阳极表面的方法论。这些技术可以应用于宽范围的可能具有运动(锂离子)限制的化学平台，以通过减少由于长期和高温存储所致的锂镀层和容量劣化来延长电池的持久性。
[0005]在一些方面中，公开一种由电子装置执行的方法。所述方法包括：检测用于对电子装置的电池进行充电的到外部电源的电连接，以及响应于检测，延迟电池的充电。所述方法进一步包括确定一个或多个当前电池条件以及确定电池在最近充电事件与检测到外部电源的电连接的时间之间的先前电池条件。在一些实施方式中，先前电池条件包括电池的温度数据和电池使用数据。在一些实施方式中，电池使用数据指示电池已经在一持续时间内处于空闲状态或低电力状态。所述方法还包括基于温度数据确定指示电池在持续时间内的平均温度的值。此外，所述方法包括基于一个或多个当前电池条件、持续时间大于时间阈值、以及指示平均温度大于温度阈值的值，在发起电池的充电模式之前应用放电模式。在一些实施方式中，放电模式被配置为使得电池根据多个放电姿态中的至少一个放电姿态进行放电。此外，所述方法包括在完成放电模式之后，应用充电模式，以使得电池根据多个充电姿态中的至少一个充电姿态进行充电。
[0006]在其他方面中，公开一种电子装置。电子装置包括用于向电子装置提供电力的电池、用于存储计算机可执行指令的存储器、以及用于执行在存储器中存储的指令以实施电
池管理器模块的处理器。电池管理器模块被配置为检测用于对电子装置的电池进行充电的到外部电源的电连接，以及响应于检测，延迟电池的充电，以执行电池的健康检查。电池管理器模块还被配置为确定一个或多个当前电池条件，以及确定电池在最近充电事件与检测到外部电源的电连接的时间之间的先前电池条件。在一些实施方式中，先前电池条件包括电池的温度数据和电池使用数据，电池使用数据指示电池已经在一持续时间内处于空闲状态或低电力状态。此外，电池管理器模块进一步被配置为基于温度数据来确定指示电池在持续时间内的平均温度的值。电池管理器模块还被配置为基于一个或多个当前电池条件、持续时间大于时间阈值、以及指示平均温度大于温度阈值的值，在发起电池的充电模式之前应用放电模式，放电模式被配置为使得电池根据多个放电姿态中的至少一个放电姿态进行放电，例如，从而松弛和恢复电池的阳极结构。此外，电池管理器模块被配置为在完成放电模式之后，应用充电模式，以使得电池根据多个充电姿态中的至少一个充电姿态进行充电。
[0007]提供本摘要是为了介绍下面在具体实施方式中进一步描述的在长期和高温存储后延长电池寿命的简化概念。本摘要并非意图识别所要求保护的主题的基本特征，亦非意图用于确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0008]参考以下附图在本文档中描述在长期和高温存储后延长电池寿命的一个或多个方面的细节。贯穿附图使用相同的数字来引用相似的特征和组件：
[0009]图1示出根据本文所述技术的电池供电电子装置的示例实施方式；
[0010]图2更详细地示出根据图1的电子装置的示例实施方式；
[0011]图3示出锂离子电池的示例基本结构；
[0012]图4示出锂离子电池的石墨阳极材料充电/放电动力学的示例实施方式；
[0013]图5更详细地示出根据图1的电池管理器模块的示例实施方式；
[0014]图6至图8描绘用于在长期和高温存储后延长电池寿命的示例方法；以及
[0015]图9描绘在对电池进行充电之前通常松弛和恢复电子装置的电池的阳极表面的方法。
具体实施方式
[0016]本文档描述用于在长期和高温存储后延长电池寿命的技术。本文所述技术跟踪电池在下一次充电循环之前有多久已经处于空闲或低电力操作以及暴露在较高温度下相对较长持续时间。在充电时，立即充电被延迟，直到系统能够计算并确定正常充电是否是允许的或者电池持久性技术是否要被实施。如果电池持久性技术适用，那么取决于化学平台和电池的SOC，在以低速率或脉冲速率进行充电之前，首先以低速率或脉冲速率对电池进行放电，从而在开始正常充电姿态之前实现阳极结构的松弛和恢复。
[0017]本文所述技术为电池提供更高的安全性、可靠性、性能和可持续性/持久性。例如，实施所述技术减少电池阳极结构上的锂镀层，这转而减少潜在的放热能量释放。此外，使用这些技术通过增强装置在高温存储后的耐久性，为装置提供更宽的室外操作温度范围。此外，这些技术减少电池的容量劣化，从而增强电池的长期性能和可持续性，提供更长的循环
寿命，并增强电池的持久性。
[0018]在第一个示例中，当电池处于中等SOC时，电池供电装置长持续时间地暴露在高温下。在这样的示例中，假设位于亚利桑那州凤凰城的电池供电相机在夏天期间充满电，并放置在活动性相对较低的区域，这样使得相机大部分时间处于空闲状态。在某个时刻，用户将相机带到室内进行充电，这样降低相机电池的温度并减缓电池动力学。用户将相机插上电源进行充电。电池管理器模块检测出(i)电池没有以大于阈值的放电速率(例如C/50的放电速率)长持续时间地放电，(ii)电池SOC处于中等范围的SOC(例如在30％与80％的SOC之间)，以及(iii)电池温度平均高于阈值温度(例如在70℃)的时间超过阈值时间量(例如多于一周)。由于这些条件，电池管理器模块实施充电延迟并发起电池健康检查。然后，代替立即对电池进行充电，电池管理器模块使得电池首先以例如C/50的放电速率进行放电五分钟，随后以例如C/5的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由电子装置执行的方法，所述方法包括：检测用于对所述电子装置的电池进行充电的到外部电源的电连接；响应于所述检测，延迟所述电池的充电；确定一个或多个当前电池条件；确定所述电池在最近充电事件与检测到所述外部电源的所述电连接的时间之间的先前电池条件，所述先前电池条件包括所述电池的温度数据和电池使用数据，所述电池使用数据指示所述电池已经在一持续时间内处于空闲状态或低电力状态；基于所述温度数据确定指示所述电池在所述持续时间内的平均温度的值；基于所述一个或多个当前电池条件、所述持续时间大于时间阈值、以及指示所述平均温度大于温度阈值的所述值，在发起所述电池的充电模式之前应用放电模式，所述放电模式被配置为使得所述电池根据多个放电姿态中的至少一个放电姿态进行放电；以及在完成所述放电模式之后，应用所述充电模式，以使得所述电池根据多个充电姿态中的至少一个充电姿态进行充电。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个放电姿态包括第一放电姿态，所述第一放电姿态被配置为使得所述电子装置在第一预定时间段内以第一放电速率对所述电池进行放电。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一放电姿态是具有多个放电速率的阶梯姿态，每个放电速率具有对应的时间段。4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所述对应的时间段依次应用所述第一放电姿态的所述多个放电速率。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中：所述一个或多个当前电池条件包括所述电池的当前充电状态；所述方法进一步包括基于所述当前充电状态低于阈值水平充电状态从所述多个放电姿态中选择所述第一放电姿态；以及应用所述放电模式包括根据所述第一放电姿态应用所述放电模式。6.根据权利要求5中的任一项所述的方法，其中，所述阈值水平充电状态限定80％的充电状态与30％的充电状态之间的范围。7.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中：所述多个放电姿态包括不同于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：