CN119009207A - 电池修复方法和装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电池修复方法和装置、电子设备及存储介质,属于电池技术领域。该方法包括:确定目标电池的第一电池容量,并将目标电池充电至充电截止电压;针对一个第一预设循环,确定第一放电电流,并对目标电池进行放电处理;基于第一静置时间对目标电池进行放电处理;针对下一第一预设循环中,将目标电池重新充电至充电截止电压,基于第一放电电流对目标电池进行放电处理,基于第一静置时间对目标电池进行放电处理;在第一数目个第一预设循环后,对当前的目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;对第一放电电流进行电流修订。本申请实施例能够对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池修复方法和装置、电子设备及存储介质。
背景技术
析锂是指在锂离子电池充电过程中,部分锂离子未能成功嵌入负极材料中,而是在负极表面直接沉积形成金属锂的现象。死锂是指在析锂过程中与负极电隔离、无法再参与电池充放电循环的金属锂,死锂的积累会导致电池的活性锂离子数量减少,从而引起电池容量的不可逆损失,影响电池的循环寿命。然而,目前暂未出现对已出现析锂现象的电池进行修复的方法。因此,如何对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率,成为了亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提出一种电池修复方法和装置、电子设备及存储介质,能够对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率。
为实现上述目的,本申请实施例的第一方面提出了一种电池修复方法,所述方法包括:
确定目标电池的第一电池容量,并将所述目标电池充电至充电截止电压;
针对一个第一预设循环,基于第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理;
基于第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为放电截止电压;
针对下一所述第一预设循环中,将所述目标电池重新充电至所述充电截止电压,基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理,基于所述第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为所述放电截止电压;
在第一数目个所述第一预设循环后,对当前的所述目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;
基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率对所述第一放电电流进行电流修订。
在一些实施例,所述确定目标电池的第一电池容量,包括:
针对一个第二预设循环,将所述目标电池充电至充电截止电流;
基于第二预设放电倍率对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据所述第二预设放电倍率和所述目标电池的额定电池容量确定所述目标电池的第三电池容量;
针对下一所述第二预设循环中,将所述目标电池重新充电至充电截止电流;基于第二预设放电倍率对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据所述第二预设放电倍率和所述额定电池容量确定所述目标电池的第四电池容量;
根据第二数目个所述第二预设循环中的最后一个所述第二预设循环确定所述目标电池的第一电池容量。
在一些实施例,所述将所述目标电池充电至充电截止电流,包括:
基于第一预设充电倍率对所述目标电池恒流充电至所述充电截止电压;
基于所述充电截止电压对所述目标电池恒压充电至充电截止电流。
在一些实施例,所述基于第二预设放电倍率对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据所述第二预设放电倍率和所述目标电池的额定电池容量确定所述目标电池的第三电池容量,包括:
基于第二预设放电倍率和所述额定电池容量确定第二放电电流,并基于所述第二放电电流对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,得到所述目标电池放电至所述放电截止电压的第三电池容量。
在一些实施例,所述确定目标电池的第一电池容量之前,所述方法还包括:
判定所述目标电池处于析锂状态;
获取所述目标电池的所述充电截止电压和所述放电截止电压。
在一些实施例,所述基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率对所述第一放电电流进行电流修订,包括:
基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率确定第三放电电流;
基于第三放电电流更新所述第一放电电流。
为实现上述目的,本申请实施例的第二方面提出了一种电池修复装置,所述装置包括:
充电模块,用于确定目标电池的第一电池容量,并将所述目标电池充电至充电截止电压;
放电模块,用于针对一个第一预设循环,基于第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理;
截止模块,用于基于第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为放电截止电压;
循环模块,用于针对下一所述第一预设循环中,将所述目标电池重新充电至所述充电截止电压,基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理,基于所述第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为所述放电截止电压;
标定模块,用于在第一数目个所述第一预设循环后,对当前的所述目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;
修订模块,用于基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率对所述第一放电电流进行电流修订。
为实现上述目的,本申请实施例的第三方面提出了一种电子设备,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法。
为实现上述目的,本申请实施例的第四方面提出了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。
本申请提出的电池修复方法和装置、电子设备及存储介质,其通过第一数目个第一预设循环对目标电池进行充放电处理,能够对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率。其中,先对目标电池充至充电截止电压,再根据第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于第一放电电流对目标电池进行放电处理;进一步地,对目标电池静置第一静置时间,然后将其放电至放电截止电压。本申请通过第一预设放电倍率和第一放电时间(如大电流短时间)的放电过程使电池的电解液中产生电位梯度,驱动死锂向负极侧移动,促进死锂与负极侧重新建立电子通道,进而修复电芯析锂;将该放电过程放置于充电结束后,可以减小死锂与负极侧存在活锂间的迁移距离,从而增大死锂重新与负极侧建立电子通道的可能性。在第一数目个第一预设循环后,因为充放电循环本身会使目标电池产生容量衰减,根据当前目标电池的第二电池容量和第一预设放电倍率对第一放电电流进行更新,使目标电池在该放电过程中保持以第一预设放电倍率放电。
附图说明
图1是本申请实施例提供的电池修复方法的一个流程图;
图2是图1中的步骤S101的一个流程图;
图3是图2中的步骤S201的一个流程图;
图4是图2中的步骤S202的一个流程图;
图5是图1中的步骤S106的一个流程图;
图6是本申请实施例提供的电池修复装置的一个结构示意图;
图7是本申请实施例提供的电子设备的一个硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的,不是旨在限制本申请。
首先,对本申请中涉及的若干名词进行解析:
容量损失:是指电池在经过一定使用时间或充放电循环后,其能够存储和释放的电量相比初始状态减少的现象。
LCoO2/石墨电池:是指以氧化钴锂(LiCoO2)作为阴极材料,石墨(C6)作为阳极材料的锂离子电池。LCoO2/石墨电池因其较高的能量密度、长寿命和良好的循环性能被广泛应用于智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备中,以及部分电动工具和电动汽车领域。在充电过程中,锂离子从LiCoO2正极脱嵌,通过电解质穿过隔膜,然后嵌入石墨负极中。放电时,过程相反,锂离子从石墨负极脱嵌,穿过隔膜,然后重新嵌入LiCoO2正极中。
C:是用来表示电池充放电倍率。1C表示电池一小时完全放电时电流强度。充放电倍率=充放电电流/电池容量。
析锂现象是限制锂离子电芯循环寿命的关键因素。析锂是指在锂离子电池充电过程中,部分锂离子未能成功嵌入负极材料中,而是在负极表面直接沉积形成金属锂的现象。死锂是指在析锂过程中与负极电隔离、无法再参与电池充放电循环的金属锂,死锂的积累会导致电池的活性锂离子数量减少,从而引起电池容量的不可逆损失,影响电池的循环寿命。然而,尽管相关技术主要通过外部加压、阶梯充电和脉冲充电等方法来降低电池析锂风险,但这些方法仍无法完全消除析锂现象。目前暂未出现对已出现析锂现象的电池进行修复的方法。因此,如何对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率,成为了亟待解决的技术问题。
基于此,本申请实施例提供了一种电池修复方法和装置、电子设备及存储介质,能够对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的电池修复方法的一个可选的流程图,图1中的方法可以包括但不限于包括步骤S101至步骤S106。
步骤S101,确定目标电池的第一电池容量,并将目标电池充电至充电截止电压;
步骤S102,针对一个第一预设循环,基于第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于第一放电电流对目标电池进行放电处理;
步骤S103,基于第一静置时间对目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的目标电池的电压为放电截止电压;
步骤S104,针对下一第一预设循环中,将目标电池重新充电至充电截止电压,基于第一放电电流对目标电池进行放电处理,基于第一静置时间对目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的目标电池的电压为放电截止电压;
步骤S105,在第一数目个第一预设循环后,对当前的目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;
步骤S106,基于第二电池容量和第一预设放电倍率对第一放电电流进行电流修订。
本申请实施例所示意的步骤S101至步骤S106,通过第一数目个第一预设循环对目标电池进行充放电处理,能够对出现析锂现象的电池进行修复,从而提高锂离子电池的容量保持率。其中,先对目标电池充至充电截止电压,再根据第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于第一放电电流对目标电池进行放电处理;进一步地,对目标电池静置第一静置时间,然后将其放电至放电截止电压。本申请通过第一预设放电倍率和第一放电时间(如大电流短时间)的放电过程使电池的电解液中产生电位梯度,驱动死锂向负极侧移动,促进死锂与负极侧重新建立电子通道,进而修复电芯析锂;将该放电过程放置于充电结束后,可以减小死锂与负极侧存在活锂间的迁移距离,从而增大死锂重新与负极侧建立电子通道的可能性。在第一数目个第一预设循环后,因为充放电循环本身会使目标电池产生容量衰减,根据当前目标电池的第二电池容量和第一预设放电倍率对第一放电电流进行更新,使目标电池在该放电过程中保持以第一预设放电倍率放电。
在一些实施例的步骤S101之前,本申请实施例提供的电池修复方法还包括判定所述目标电池处于析锂状态;获取目标电池的充电截止电压和放电截止电压。
需要说明的是,目标电池需选取明显析锂的电池,可以是LCoO2/石墨电池,也可以是其他类型的锂电池,不限于此。在一些实施例中,以大倍率循环多次的电池或低温条件下循环多次会使电池出现明显析锂。因为在此过程中,较多的锂离子以金属锂的形式在负极表面析出,产生较多无法再次参与电化学反应的锂金属沉积(即死锂),使目标电池处于明显析锂状态。为缩短电芯析锂循环过程,本实施例中可以采用预设大倍率/低温控制目标电池析锂。例如,LiCoO2/石墨电池的常规充电倍率可以为1.6C,前述预设大倍率可以为3C,低温温度可以为-10℃或更低。在判定所述目标电池是否处于析锂状态时,以执行主体为电池管理系统(BMS)为例,电池管理系统可以通过析锂检测技术对电池进行检测,以判断目标电池是否处于析锂状态,也即,目标电池是否发生了析锂。其中,析锂检测技术可以包括显微镜技术、核磁共振技术、中子线技术、还原滴定法和外特性方法以及Arrhenius法、内阻容量曲线分析法、容量衰减率方法、库伦效率法等能够检测是否有析锂发生的技术,还可以是根据充放电电压曲线及相应的微分曲线进行析锂判定的技术,对此,本申请的实施例不做限定。
在本实施例中,目标电池为LCoO2/石墨电池,其额定容量为5450毫安时(mAh),电压范围为3伏(V)至4.5V,充电截止电压为4.5V,放电截止电压为3V。在对LCoO2/石墨电池进行大倍率低温(如在大倍率为3C、温度为-10℃的情况下)的充放电循环使其析锂之后,其容量损失约1.5%。
在一些实施例的步骤S101中,第一电池容量可以为未经过第一预设循环时的目标电池的初始电池容量。第一电池容量可以通过循环测试柜测试得到,也可以通过其他方式测试得到,不限于此。第一预设循环为本申请对已析锂的目标电池进行修复的一种预先构建的循环。
请参阅图2,在一些实施例中,步骤S101中确定目标电池的第一电池容量的过程可以包括但不限于包括步骤S201至步骤S204:
步骤S201,针对一个第二预设循环,将目标电池充电至充电截止电流;
步骤S202,基于第二预设放电倍率对目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据第二预设放电倍率和目标电池的额定电池容量确定目标电池的第三电池容量;
步骤S203,针对下一第二预设循环中,将目标电池重新充电至充电截止电流;基于第二预设放电倍率对目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据第二预设放电倍率和额定电池容量确定目标电池的第四电池容量;
步骤S204,根据第二数目个第二预设循环中的最后一个第二预设循环确定目标电池的第一电池容量。
在一些实施例的步骤S201中,第二预设循环是预先设定的用于对目标电池进行容量标定,得到目标电池的第一电池容量的一种充放电循环。
请参阅图3,在一些实施例中,步骤S201中将目标电池充电至充电截止电流的过程可以包括但不限于包括步骤S301至步骤S302:
步骤S301,基于第一预设充电倍率对目标电池恒流充电至充电截止电压;
步骤S302,基于充电截止电压对目标电池恒压充电至充电截止电流。
在一些实施例中,第一预设充电倍率可以为预先设定的一个充电倍率,如0.5C。以目标电池采用LCoO2/石墨电池为例,使用0.5C的充电倍率为LCoO2/石墨电池恒流充电,直至其电压达到4.5V,并继续对其以4.5V进行恒压充电直至0.02C倍率对应的截止电流。
需要说明的是,在执行步骤S202之前,第二预设循环还包括对目标电池进行静置处理,如静置5分钟(min)。对目标电池进行静置处理可以使电池内部的化学反应达到平衡。
在一些实施例的步骤S202中,第二预设放电倍率可以为预先设定的一个充电倍率,如0.2C。第三电池容量可以为将目标电池恒流放电至放电截止电压的过程中的放电容量。
请参阅图4,在一些实施例中,步骤S202可以包括但不限于包括步骤S401:
步骤S401,基于第二预设放电倍率和额定电池容量确定第二放电电流,并基于第二放电电流对目标电池进行恒流放电至放电截止电压,得到目标电池放电至放电截止电压的第三电池容量。
需要说明的是,在执行步骤S203之前,第二预设循环还包括对目标电池进行静置处理,如静置5分钟。
在一些实施例的步骤S203中,第四电池容量可以为第二个第二预设循环中将目标电池恒流放电至放电截止电压的过程中的放电容量。其中,第四电池容量的确定方式与上述第三电池容量的相同,此处不再赘述。
在一些实施例的步骤S204中,第二数目可以为3、4、5等等,本实施例中第二数目为3,目标电池的第一电池容量为第3个第二预设循环中的放电容量。
以目标电池采用LCoO2/石墨电池为例,第二预设循环为:室温下,对目标电池以0.5C对应的电流恒流充电至4.5V,再以4.5V对目标电池进行恒压充电,直至充电电流下降至0.02C对应的截止电流;进一步地,将目标电池搁置5min;进一步地,对目标电池以0.2C对应的电流恒流放电至3V;最后,将目标电池搁置5min,第二预设循环结束。在根据第二预设循环的方式循环3次后,以最后一次电池的放电容量为当前标定容量,可以更准确地评估目标电池的实际容量。
在一些实施例中,步骤S101中将目标电池充电至充电截止电压的过程可以包括:采用常规充电制式对目标电池充电至充电截止电压。
在一些实施例中,可以使用前述步骤S301至步骤S302的方法将目标电池充电至充电截止电压,也可以通过查询目标电池的规格书后采用规格书上的常规充电制式对目标电池充电至充电截止电压,例如,LCoO2/石墨电池的常规充电制式为先以1.6C的充电倍率恒流恒压充电至4.18V,截止倍率0.7C;再以0.7C的充电倍率恒流恒压充电至4.5V,截止倍率0.05C,本申请实施例对此不做限制。
在一些实施例的步骤S102中,第一预设放电倍率可以为一个预先设定的大于目标电池的常规放电倍率的放电倍率,如常规放电倍率为0.7C时,第一预设放电倍率可以为2C。第一放电时间可以为一个预先设定的时间。第一放电电流可以为根据第一预设放电倍率和第一电池容量相乘得到的电流。具体地,第一预设放电倍率M(单位:C)满足0.7C≤M≤2.5C,第一放电时间N(单位:min)满足1min≤N≤4min,且M*N≤8。其中,M、N为实数。优选地,第一预设放电倍率可以为2C,第一放电时间可以为4min。
需要说明的是,将目标电池充电至充电截止电压后,立即对目标电池以第一预设放电倍率放电第一放电时间,可以通过电解液中的电势差促进目标电池中析出的死锂重新回到负极表面建立电子通道回嵌,减小析锂现象对目标电池造成的容量衰减,改善析锂电芯的循环性能。本申请通过在充电结束后加入大电流短时间的放电过程,这一大电流短时间的放电过程放电容量较小(对电池后续放电到放电截止电压过程的放电容量影响较小),可以促进充电结束后死锂与负极表面新的活锂链接,实现析锂修复的效果,提升析锂电芯的循环性能,该放电过程循环多次可以达到修复电芯析锂、提升电芯电压窗口、改善电芯循环寿命的效果。
在一些实施例的步骤S103中,第一静置时间可以为5~30min,进行放电处理可以为采用目标电池的规格书上的常规放电制式对其进行放电。例如,将目标电池以0.7C恒流放电,直到目标电池的电压等于放电截止电压3V。基于第一静置时间对目标电池进行放电处理可以为先将目标电池搁置5min,再将电池以0.7C恒流放电至3.0V。
需要说明的是,以目标电池选用LCoO2/石墨电池为例,第一预设循环为:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以一定倍率对电池进行大电流短时间的恒流放电,放电倍率可选0.7C~2.5C,放电时间可选1min~4min;本实施例中,将电池以2C倍率对应的电流放电4min;再搁置5min;将电池以0.7C恒流放电至3.0V,第一预设循环结束。
在一些实施例的步骤S104中,步骤S101至步骤S103为第一个第一预设循环,下一第一预设循环为第二个第一预设循环,此处不再赘述。
需要说明的是,在每一个第一预设循环结束后,会对目标电池进行搁置5min处理,再进入下一第一预设循环。
在一些实施例的步骤S105中,第一数目可以为由多次对目标电池进行第一预设循环处理之后确定出的一个数值,第一数目n可以满足50≤n≤200。第二电池容量为目标电池执行第一数目个第一预设循环后的实际标定容量。第二电池容量的确定方法与第一电池容量的确定方法一致,此处不再赘述。在本实施例中,第一数目可以为100,即在100个第一预设循环后,对目标电池再次进行容量标定,得到此时目标电池的实际容量Qn;还可以对目标电池进行测试电池厚度、电池内阻等等。
在一些实施例的步骤S106中,随着充放电循环次数的增加,目标电极的材料的结构会逐渐退化,活性锂离子的迁移能力下降,导致容量衰减,所以第二电池容量一般小于第一电池容量。因为第一预设循环中的第一预设放电倍率不变,需要根据当前目标电池的实际容量对第一放电电流进行调整,以对死锂的修复效果更佳。
请参阅图5,在一些实施例,步骤S106包括但不限于包括步骤S501至步骤S502:
步骤S501,基于第二电池容量和第一预设放电倍率确定第三放电电流;
步骤S502,基于第三放电电流更新第一放电电流。
在一些实施例的步骤S501中,第三放电电流可以为根据第二电池容量和第一预设放电倍率确定的电流,即第三放电电流=第二电池容量×第一预设放电倍率。
在一些实施例的步骤S502中,在第一数目个第一预设循环后的下一第一预设循环中,先将目标电池充电至充电截止电压,再基于第三放电电流对目标电池进行放电处理。
为了证实本申请实施例的效果,采用一致性较高的LCoO2/石墨电池进行析锂修复测试,旨在探究不同充放电条件对已出现析锂现象的锂离子电池的容量保持率的影响,从而侧面印证出本申请实施例中的电池修复方法对已出现析锂现象的电池的修复效果。LCoO2/石墨电池的额定容量为5450mAh,充电截止电压为3V,放电截止电压为4.5V,测试时温度为25℃。
首先,选用16个LCoO2/石墨电池,同时对这些电池进行大倍率低温充放电循环,使其析锂,此时容量损失约1.5%。此时,对所有电池进行容量标定,得到初始容量(即第一电池容量)。然后,将所有电池放入25℃±2℃的恒温箱中进行充放电循环(即第一预设循环),此时将前述已经析锂的16个LCoO2/石墨电池平均分为8组,每组2个。将8组电池分别作为实施例和对比例,以探究不同充放电条件(如电流大小、放电时间)对已出现析锂现象的锂离子电池的容量保持率的影响。本申请为多个实施例与多个对比例分别设定不同的充放电条件,并使其按照不同的充放电条件进行充放电循环。每100个充放电循环后,将所有电池取出,确定此时实际容量(即第二电池容量)。最后,根据每个电池的初始容量和实际容量得到所有电池的容量保持率,容量保持率=循环后容量/循环前容量。
实施例1:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以2C倍率对应的电流对电池进行4min的恒流放电;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。
实施例2:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以2.5C倍率对应的电流对电池进行3.2min的恒流放电;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。实施例2与实施例1中的放电容量一致,但放电电流增大,其他步骤与实施例1一致。
实施例3:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以0.7C倍率对应的电流对电池进行4min的恒流放电;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。实施例3与实施例1中的放电时间一致,但放电电流减小,其他步骤与实施例1一致。
对比例1:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。对比例1与实施例1相比,去掉了满充后的大电流短时间放电这一修复过程,其他步骤与实施例1一致。因为对比例1中去掉了满充后的大电流短时间放电这一修复过程,即对比例1模拟了常规的充放电循环。
对比例2:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以3.2C倍率对应的电流对电池进行2.5min的恒流放电;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。对比例2与实施例1中的放电容量一致,但放电电流较实施例2进一步增大,其他步骤与实施例1一致。
对比例3:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以0.5C倍率对应的电流对电池进行4min的恒流放电;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。对比例3与实施例1中的放电时间一致,但放电电流较实施例3进一步减小,其他步骤与实施例1一致。
对比例4:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;再搁置5min;立即以2C倍率对应的电流对电池进行4min的恒流放电;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。对比例4中,电池满充后先进行搁置,再进行大电流放电修复,其他步骤与实施例1一致。
对比例5:先搁置5min;将电池以常规充电制式充电至4.5V;立即以3C倍率对应的电流对电池进行3min的恒流放电;再搁置5min;将电池以常规放电制式放电至3V,第一次充放电循环结束。对比例5采用可选范围以外较大电流及较长时间放电,使M*N>8,其他步骤与实施例1一致。
本申请中实施例和对比例均分别安排两只平行样品进行循环测试,循环过程中的容量保持率如下表1所示:
表1
从上述表1可以看出,实施例1、实施例2、实施例3对析锂电池有修复效果,其中实施例1的容量保持率最高,说明其选用的2C倍率、4min对电池的修复效果更优。在进行400次循环后,实施例1、实施例2、实施例3的容量保持率分别为96.215%、95.23%、93.87%,对比例1的容量保持率为92.635%。因对比例1为常规充放电循环,与对比例1的容量保持率相比,实施例1、实施例2、实施例3的容量保持率分别提高约3.5%、2.5%、1%,对比例2、对比例3、对比例4以及对比例5的容量保持率并没有明显提高。这证明本申请提供的电池修复方法,可以利用充电结束后的大电流短时间放电过程使电解液中产生电位梯度,驱动死锂向负极侧移动,从而促进死锂与负极侧重新建立电子通道,在后续静置与放电过程中完成回嵌,修复电芯析锂,达到提升电芯充电窗口和循环寿命的效果。
请参阅图6,本申请实施例还提供一种电池修复装置,可以实现上述电池修复方法,该装置包括:
充电模块601,用于确定目标电池的第一电池容量,并将目标电池充电至充电截止电压;
放电模块602,用于针对一个第一预设循环,基于第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于第一放电电流对目标电池进行放电处理;
截止模块603,用于基于第一静置时间对目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的目标电池的电压为放电截止电压;
循环模块604,用于针对下一第一预设循环中,将目标电池重新充电至充电截止电压,基于第一放电电流对目标电池进行放电处理,基于第一静置时间对目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的目标电池的电压为放电截止电压;
标定模块605,用于在第一数目个第一预设循环后,对当前的目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;
修订模块606,用于基于第二电池容量和第一预设放电倍率对第一放电电流进行电流修订。
该电池修复装置的具体实施方式与上述电池修复方法的具体实施例基本相同,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述电池修复方法。该电子设备可以为包括平板电脑、车载电脑等任意智能终端。
请参阅图7,图7示意了另一实施例的电子设备的硬件结构,电子设备包括:
处理器701,可以采用通用的CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现,用于执行相关程序,以实现本申请实施例所提供的技术方案;
存储器702,可以采用只读存储器(Read Only Memory,ROM)、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)等形式实现。存储器702可以存储操作系统和其他应用程序,在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时,相关的程序代码保存在存储器702中,并由处理器701来调用执行本申请实施例的电池修复方法;
输入/输出接口703,用于实现信息输入及输出;
通信接口704,用于实现本设备与其他设备的通信交互,可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信,也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信;
总线705,在设备的各个组件(例如处理器701、存储器702、输入/输出接口703和通信接口704)之间传输信息;
其中处理器701、存储器702、输入/输出接口703和通信接口704通过总线705实现彼此之间在设备内部的通信连接。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述电池修复方法。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域技术人员可知,随着技术的演变和新应用场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
本领域技术人员可以理解的是,图中示出的技术方案并不构成对本申请实施例的限定,可以包括比图示更多或更少的步骤,或者组合某些步骤,或者不同的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括多指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。
以上参照附图说明了本申请实施例的优选实施例,并非因此局限本申请实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请实施例的权利范围之内。
Claims (9)
1.一种电池修复方法,其特征在于,所述方法包括:
确定目标电池的第一电池容量,并将所述目标电池充电至充电截止电压;
针对一个第一预设循环,基于第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理;
基于第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为放电截止电压;
针对下一所述第一预设循环中,将所述目标电池重新充电至所述充电截止电压,基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理,基于所述第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为所述放电截止电压;
在第一数目个所述第一预设循环后,对当前的所述目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;
基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率对所述第一放电电流进行电流修订。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定目标电池的第一电池容量,包括:
针对一个第二预设循环,将所述目标电池充电至充电截止电流;
基于第二预设放电倍率对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据所述第二预设放电倍率和所述目标电池的额定电池容量确定所述目标电池的第三电池容量;
针对下一所述第二预设循环中,将所述目标电池重新充电至充电截止电流;基于第二预设放电倍率对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据所述第二预设放电倍率和所述额定电池容量确定所述目标电池的第四电池容量;
根据第二数目个所述第二预设循环中的最后一个所述第二预设循环确定所述目标电池的第一电池容量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将所述目标电池充电至充电截止电流,包括:
基于第一预设充电倍率对所述目标电池恒流充电至所述充电截止电压;
基于所述充电截止电压对所述目标电池恒压充电至充电截止电流。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于第二预设放电倍率对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,并根据所述第二预设放电倍率和所述目标电池的额定电池容量确定所述目标电池的第三电池容量,包括:
基于第二预设放电倍率和所述额定电池容量确定第二放电电流,并基于所述第二放电电流对所述目标电池进行恒流放电至放电截止电压,得到所述目标电池放电至所述放电截止电压的第三电池容量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定目标电池的第一电池容量之前,所述方法还包括:
判定所述目标电池处于析锂状态;
获取所述目标电池的所述充电截止电压和所述放电截止电压。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率对所述第一放电电流进行电流修订,包括:
基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率确定第三放电电流;
基于第三放电电流更新所述第一放电电流。
7.一种电池修复装置,其特征在于,所述装置包括:
充电模块,用于确定目标电池的第一电池容量,并将所述目标电池充电至充电截止电压;
放电模块,用于针对一个第一预设循环,基于第一预设放电倍率和第一放电时间确定第一放电电流,并基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理;
截止模块,用于基于第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为放电截止电压;
循环模块,用于针对下一所述第一预设循环中,将所述目标电池重新充电至所述充电截止电压,基于所述第一放电电流对所述目标电池进行放电处理,基于所述第一静置时间对所述目标电池进行放电处理,并确定放电处理后的所述目标电池的电压为所述放电截止电压;
标定模块,用于在第一数目个所述第一预设循环后,对当前的所述目标电池进行容量标定,得到第二电池容量;
修订模块,用于基于所述第二电池容量和所述第一预设放电倍率对所述第一放电电流进行电流修订。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述的电池修复方法。
9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的电池修复方法。
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