电芯的充放电方法、电芯充放电管理装置与电池包与流程

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯的充放电方法、电芯充放电管理装置与电池包。


背景技术：

2.电芯的循环寿命是指电芯在一定的电流条件下充放电循环一定次数后性能衰减至一定量所用的时间。是电芯在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。
3.针对于硅阳极体系电芯或混硅阳极体系电芯而言，锂离子在电芯阳极的堆积情况是影响电芯的的循环寿命的一个重要因素。


技术实现要素：

4.本技术旨在提供一种电芯的充放电方法、电芯充放电管理装置与电池包，能够延长电芯的循环寿命。
5.为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种电芯的充放电方法，包括：确定电芯当前的第一放电深度；比较第一放电深度和第一放电深度阈值；i)响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制电芯在充电前先放电；或，ii)响应于电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯直接充电。
6.在电芯的放电深度满足预先设置的条件时，通过充电装置在为电芯充电前控制电芯放电，以降低因电芯长期放电深度较低而导致锂离子在电芯阳极堆积的风险。从而，可减缓电芯的循环容量保持率衰减的速率，有利于延长电芯的循环寿命。
7.在一种可选的方式中，电芯的阳极材料包括硅。第一放电深度阈值＝1-第二放电深度阈值
×
硅容量占比。其中，硅容量占比为阳极材料中硅的克容量与阳极材料的总克容量的比值，第二放电深度阈值为硅的放电深度阈值。
8.在一种可选的方式中，第二放电深度阈值为40％-60％。
9.在一种可选的方式中，第i)步骤还包括：确定电芯在放电后的第二放电深度；比较第二放电深度和第一放电深度阈值；响应于电芯的第二放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯停止放电。
10.在一种可选的方式中，第i)步骤包括：响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，将第一次数加一；响应于第一次数大于或等于第一次数阈值时，控制电芯在充电前先放电。
11.在一种可选的方式中，第一次数阈值的范围为[5，50]，或，第一次数阈值的范围为[10，20]。
[0012]
在一种可选的方式中，响应于电芯在充电前先放电的次数大于第二次数阈值时，将第一次数清零。
[0013]
在一种可选的方式中，第二次数阈值的范围为[1，10]。
[0014]
第二方面，本技术实施例提供了一种电芯充放电管理装置，装置包括：确定单元、
比较单元与控制单元。确定单元被配置为确定电芯当前的第一放电深度。比较单元被配置为比较第一放电深度和第一放电深度阈值。控制单元被配置为响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制电芯在充电前先放电；或，响应于电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯直接充电。
[0015]
在一种可选的方式中，确定单元还被配置为确定电芯在放电后的第二放电深度；比较单元还被配置为比较第二放电深度和第一放电深度阈值；控制单元还被配置为响应于电芯的第二放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯停止放电。
[0016]
在一种可选的方式中，电芯充放电管理装置还包括计算单元。计算单元被配置为响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，将第一次数加一。控制单元还被配置为响应于第一次数大于或等于第一次数阈值时，控制电芯在充电前先放电。
[0017]
在一种可选的方式中，计算单元还被配置为响应于电芯在充电前先放电的次数大于第二次数阈值时，将第一次数清零。
[0018]
第三方面，本技术实施例提供了一种电池包，包括：电池模组以及第二方面中的电芯充放电管理装置。电池模组包括至少一个电芯。
[0019]
第四方面，本技术实施例提供了一种用电设备，包括负载以及第三方面中的电池包。电池包用于为负载供电。
[0020]
本技术的有益效果是：本技术提供的电芯的充放电方法，实现了在电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值时，控制充电装置在为电芯充电前控制电芯放电。从而，可降低因电芯长期放电深度较低而导致锂离子在电芯阳极堆积的风险，进而可减缓电芯的循环容量保持率衰减的速率，有利于延长电芯的循环寿命。
附图说明
[0021]
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0022]
图1为本技术实施例一提供的电池包的结构示意图；
[0023]
图2为本技术实施例一提供的电芯的充放电方法的流程图；
[0024]
图3为本技术实施例一提供的确定硅容量占比的方法步骤的示意图；
[0025]
图4为本技术实施例一提供的图2中示出的步骤23的一实施方式的示意图；
[0026]
图5为本技术实施例一提供的执行图2中示出的步骤23之后的方法步骤的示意图；
[0027]
图6为本技术实施例一提供的电芯在充放电过程中的循环容量保持率的示意图；
[0028]
图7为本技术实施例二提供的电芯的充放电方法的流程图；
[0029]
图8为本技术实施例三提供的电芯的充放电方法的流程图；
[0030]
图9为本技术实施例一提供的电芯充放电管理装置的结构示意图；
[0031]
图10为本技术实施例二提供的电芯充放电管理装置的结构示意图；
[0032]
图11为本技术实施例一提供的用电设备的结构示意图。
具体实施方式
[0033]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。以下的实施例是示例性而非限制的，其旨在提供对本技术的基本了解，并不旨在确认本技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
[0034]
需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
[0035]
此外，下面所描述的本技术各个实施例中所涉及到的技术特征彼此之间未构成冲突可以相互组合。
[0036]
请参照图1，图1为本技术实施例提供的电池包1000的结构示意图。电池包1000包括电芯充放电管理装置100与电池模组200。上述元件之间可以通过总线连接，也可以直接连接。
[0037]
电池模组200用于存储和提供电能。电池模组200包括至少一个电芯202(图中仅示出一个)。当电池模组200包括两个以上的电芯202时，各电芯202可以串联连接、并联连接，或者采用串联、并联混合连接的形式。在一些实施例中，电池模组200为可充电电池。例如，电池模组200可以是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠离子电池、锂聚合物电池及磷酸铁锂电池等。电池模组200可以采用可循环再充电的方式反复充电。
[0038]
在一些实施方式中，电芯202的阳极活性材料包括硅(si)材料。该类电芯也称为硅阳极体系电芯或混硅阳极体系电芯。
[0039]
其中，在一些实施方式中，硅阳极体系电芯或混硅阳极体系电芯的正极极片的制备过程如下：将镍钴锰酸锂、碳纳米管、导电炭黑、聚偏二氟乙烯(pvdf)按重量比为96.2：0.5：0.3：3的比例溶于n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶液中，形成正极浆料。采用12μm厚度的铝箔作为正极集流体，将正极浆料涂覆于正极集流体上，得到正极活性材料层，经过干燥、冷压、裁切后得到正极极片。正极活性材料层的涂布重量为13mg/cm2，压实密度为3.5g/cm3。
[0040]
在硅容量占比为10％时，负极极片的制备过程如下：将10wt％氧化硅、86wt％石墨、0.5wt％导电碳黑、2.8wt％聚丙烯酸、0.7wt％羧甲基纤维素钠溶于去离子水中作为负极浆料，涂在10μm厚度的铜箔上，并经过干燥，冷压形成10％硅的负极极片。涂布重量为10mg/cm2，压实密度为1.6g/cm3。
[0041]
在硅容量占比为30％时，负极极片的制备过程如下：将30wt％氧化硅、62wt％石墨、3wt％导电碳黑、3.8wt％丁苯橡胶、1.2wt％羧甲基纤维素钠溶于去离子水中作为负极浆料，涂在10μm厚度的铜箔上，并经过干燥，冷压形成30％硅的负极极片。涂布重量为7mg/cm2，压实密度为1.6g/cm3。
[0042]
隔膜的制备过程如下：用5μm聚乙烯膜作为基材，表面设置1μm氧化铝无机涂层。
[0043]
电解液的制备过程如下：采用1m的lipf6作为锂盐，碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按照20：30：40：10的重量比作为统计，并加入一些添加剂。
[0044]
电芯202的制备过程如下：将正极极片、隔膜、负极极片按顺序依次叠好(可在正极极片内侧或负极极片外侧再叠放另一隔膜)，使隔膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成、脱气、封装、切边等工艺流程得到电芯202。
[0045]
需要说明的是，上述仅示例性示出了电芯202的一种制备过程，而在其他的实施例
中，也可以采用其他的方式进行制备，这里不作具体限制。
[0046]
在一实施例中，电芯充放电管理装置100被配置为电池管理系统。其中，电池管理系统(battery management system，bms)用于对电池模组200进行检测、管理和/或保护等。在一些实施例中，bms用于获取电芯202的放电深度，以及确定电芯202的放电深度阈值。
[0047]
电芯202的放电深度指的是电芯202在使用过程中所放出的电量占电芯202总容量的比例。例如，一个1000毫安时(mah)的电芯，若放出了500mah的电量，则其放电深度为50％。
[0048]
针对于硅阳极体系电芯或混硅阳极体系电芯而言，硅的相变会导致硅存在放电深度阈值。硅的放电深度阈值的范围一般是40％-60％。一旦硅的实际放电深度低于硅的放电深度阈值，会有部分锂离子残存在硅中无法脱出，即锂离子在电芯阳极堆积的风险较高，进而可能导致固体电解质界面(sei)极化程度加重，电芯的循环容量保持率降低，电芯的循环寿命缩短。
[0049]
基于此，本技术的实施例提供一种电芯的充放电方法，该方法实现了在电芯的放电深度较小时，使充电装置在为电芯充电前先控制电芯放电，以降低因电芯长期放电深度较低而导致锂离子在电芯阳极堆积的风险，进而可减缓电芯的循环容量保持率衰减的速率，从而有利于延长电芯的循环寿命。该方法的具体实现过程在后续进行说明。
[0050]
其中，电芯的循环容量保持率为电芯以一定的充放电倍率充放电多次之后，电芯当前的容量占电芯未进行充放电时的容量的百分率。例如，在一实施方式中，电芯未进行充放电时，电芯的容量为5000mah。该电芯以1c的充放电倍率充电与放电2000次后，电芯的容量为4800mah。则该电芯以1c的充放电倍率充电与放电2000次的循环容量保持率为4800/5000*100％＝96％。其中，1c的放电倍率是指在该放电倍率下，电芯的电量从充满到零需要1小时的时间。
[0051]
电芯充放电管理装置100包括至少一个处理器104以及存储器102，其中，存储器102可以内置在电池管理系统100中，也可以外置在电池管理系统100外部，存储器102还可以是远程设置的存储器，通过网络连接电芯充放电管理装置100。
[0052]
存储器102作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器102可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器102可选包括相对于处理器104远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。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。
[0053]
处理器104通过运行或执行存储在存储器102内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器102内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控，例如实现本技术任一实施例中的电芯的充放电方法。
[0054]
处理器104可以为一个或多个，图1中以一个处理器104为例。处理器104和存储器102可以通过总线或者其他方式连接。处理器104可包括中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、控制器、现场可编程门阵列(fpga)设备等。处理器104还可
以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。
[0055]
请参照图2，图2为本技术实施例提供的电芯的充放电方法的流程图。如图2所示，该电芯的放电方法包括如下步骤：
[0056]
步骤21：确定电芯当前的第一放电深度。
[0057]
其中，第一放电深度为电芯当前放电循环的放电深度。
[0058]
电芯从充电截止电压放电至放电截止电压称之为一个放电循环。其中，放电截止电压为电芯在放电时的下限电压，即电芯放电至电芯的电压为放电截止电压时，电芯停止放电。充电截止电压为电芯在充电时的上限电压，即电芯充电至电芯的电压为充电截止电压时，电芯停止充电。
[0059]
在一个放电循环结束时，可确定在放电循环开始前电芯的初始电量，以及在放电循环中电芯放电的电量。基于电芯放电的电量与初始电量的比值，就能够确定在该放电循环下电芯的放电深度。
[0060]
步骤22：比较第一放电深度和第一放电深度阈值。
[0061]
其中，第一放电深度阈值为电芯的放电深度阈值。
[0062]
在一些实施方式中，当电芯的阳极材料包括硅，即针对于硅阳极体系电芯或混硅阳极体系电芯而言，确定电芯的第一放电深度阈值的具体过程还包括如下步骤：接收硅的第二放电深度阈值；第一放电深度阈值＝1-第二放电深度阈值
×
硅容量占比。
[0063]
其中，第二放电深度阈值为硅的放电深度阈值，由上述实施例可知该放电阈值与硅的相变相关。第二放电深度阈值的范围为40％-60％。
[0064]
硅容量占比为阳极材料中硅的克容量与阳极材料的总克容量的比值。在一些实施例中，针对于硅阳极体系电芯或混硅阳极体系电芯而言，电芯的阳极材料还包括石墨。则如图3所示，该电芯的充放电方法还包括如下用于确定硅容量占比的步骤：
[0065]
步骤31：基于硅的掺杂量与理论克容量确定硅的容量。
[0066]
步骤32：基于石墨的掺杂量与理论克容量确定石墨的容量。
[0067]
步骤33：计算石墨与硅的容量之和，并基于硅的容量与容量之和之间的比值，确定硅容量占比。
[0068]
其中，硅的掺杂量是指硅材料在活性材料中的质量占比，硅的掺杂量通常为1％-100％来表示。其中，硅材料可以是硅氧、硅碳和纯硅材料；此处的活性材料可以包括石墨和硅，不包括粘接剂和导电剂等。
[0069]
石墨的掺杂量是指石墨材料在活性材料中的质量占比，通常为1％-100％来表示。其中，活性材料可以包括石墨和硅，不包括粘接剂和导电剂等。
[0070]
理论克容量是指化学电池反应中，每克活性材料(即正极或负极材料)所能承载的最大电荷量。以锂离子电池为例，正极材料如钴酸锂、三元材料等具有不同的理论克容量，一般在150-300毫安时/克之间；而负极材料如石墨、硅等也有不同的理论克容量，一般在300-4200毫安时/克之间。
[0071]
具体地，通过硅的掺杂量与理论克容量的乘积可确定硅的容量；通过石墨的掺杂量与理论克容量的乘积可确定石墨的容量。再计算石墨与硅的容量之和，即将硅的容量与石墨的容量求和，求和的结果为电芯的阳极材料的总容量。最后计算硅的容量与总容量的
比值，该比值即为硅容量占比。
[0072]
继而，在确定硅容量占比之后，通过以下公式确定第一放电深度阈值：第一放电深度阈值＝100％-硅容量占比
×
第二放电深度阈值。
[0073]
在该实施例中，基于硅存在相变反应这一特性，分别确定了第一放电深度阈值与第二放电深度阈值。继而，后续可根据硅的特征对电芯的实际放电深度进行管理，以降低锂离子在阳极堆积的几率，进而可达到延长电芯的使用寿命的目的。
[0074]
步骤23：响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制电芯在充电前先放电。
[0075]
具体地，针对于当前放电循环而言，若第一放电深度小于第一放电深度阈值，则在当前放电循环中出现锂离子在阳极堆积的几率较高。进而可能导致在电芯后续的充放电循环中，循环容量保持率的衰减速度增大。在该种情况下，需在为电芯充电之前控制电芯进行放电。从而实现了对电芯的放电深度进行调节，以减缓循环容量保持率，进而可延长电芯的使用寿命。
[0076]
在一实施例中，如图4所示，步骤23中响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制电芯在充电前先放电的具体过程包括如下步骤：
[0077]
步骤41：响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，将第一次数加一。
[0078]
步骤42：响应于第一次数大于或等于第一次数阈值时，控制电芯在充电前先放电。
[0079]
其中，第一次数阈值为预先设置的次数阈值，其可根据实际应用情况进行设置，本技术实施例对此不作具体限制。在一些实施方式中，第一次数阈值的范围为[5，50]，或，第一次数阈值的范围为[10，20]。
[0080]
在该实施例中，首先对第一放电深度小于第一放电深度阈值的次数(即第一次数)进行记录。继而，只有在第一次数满足预设的条件时，才输出第一指令至充电装置以实现对电芯的放电深度进行调节，可降低误调节的风险。
[0081]
在一实施例中，如图5所示，在控制电芯放电之后，该电芯的充放电方法还包括如下步骤：
[0082]
步骤51：确定电芯在放电后的第二放电深度。
[0083]
步骤52：比较第二放电深度和第一放电深度阈值。
[0084]
步骤53：响应于电芯的第二放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯停止放电。
[0085]
具体地，通过控制电芯放电至电芯的放电深度大于或等于第一放电深度阈值，有助于改善锂离子在电芯阳极堆积的情况，从而减缓电芯的循环容量保持率衰减的速率，以延长电芯的循环寿命。
[0086]
继而，在控制电芯停止放电之后再为电芯充电。并在下一个电芯的充放电循环继续执行上述实施例中的方法步骤。
[0087]
在一实施例中，该电芯的充放电方法还包括如下方法步骤：响应于电芯在充电前先放电的次数大于第二次数阈值时，将第一次数清零。
[0088]
其中，第二次数阈值为预先设置的次数阈值，其可根据实际应用情况进行设置，本技术实施例对此不作具体限制。在一些实施方式中，第二次数阈值的范围为[1，10]。并且，
随着第二次数阈值的增大，可提升对锂离子在阳极堆积的情况的改善效果，更有利于延长电芯的使用寿命。
[0089]
具体地，该实施例可实时记录其控制电芯放电的次数。具体为，在每一次控制电芯放电时，将第二数次加一。当第二次数大于第二次数阈值时，可确定在阳极堆积的锂离子已得到较为充分的释放，电芯可恢复正常使用，此时将第一次数清零。之后，重新执行上述实施例中的方法步骤，例如步骤21-步骤23。
[0090]
步骤24：响应于电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯直接充电。
[0091]
具体地，针对于当前放电循环，若第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，则在当前放电循环的过程中所嵌锂离子可得到充分释放，即出现锂离子在阳极堆积的几率较低。此时，直接为电芯充电即可。
[0092]
请参照图6，图6中示例性示出了硅容量占比为10％的电芯在充放电过程中的循环容量保持率的一种示意图。如图6所示，横坐标为电芯的充放电次数，也称为电芯的循环次数；纵坐标为电芯的循环容量保持率。曲线l1表示放电深度为100％时，随着循环次数的增加，电芯的循环容量保持率的变化情况；曲线l2表示放电深度先为90％，再由充电装置控制电芯放电至放电深度为100％时，随着循环次数的增加，电芯的循环容量保持率的变化情况。
[0093]
由图6可知，在循环次数为51次之前，放电深度小于电芯的放电深度阈值时的循环容量保持率(该实施例中为曲线l2所示的放电深度为90％时的循环容量保持率)小于放电深度大于电芯的放电深度阈值(该实施例中为曲线l1所示的放电深度为100％时的循环容量保持率)。同时，在该实施例中，由曲线l2可得，在循环次数第51次与第52次，控制电芯放电至将放电深度为100％。继而，电芯的循环容量保持率能够显著提高。可确定提高堆积的锂离子被充分释放，从而有利于延长电芯的使用寿命。
[0094]
请参照图7，图7为本技术另一实施例提供的电芯的充放电方法的流程图。
[0095]
如图7所示，首先，bms获取电芯当前放电循环的放电深度，记为第一放电深度。接着，bms判断第一放电深度是否小于电芯的放电深度阈值(即第一放电深度阈值)。若bms确定第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，则bms确定在当前放电循环的过程中，所嵌锂离子可得到充分释放。bms控制电芯充电。若bms确定第一放电深度小于或等于第一放电深度阈值，则第一次数加一。之后，bms判断第一次数是否大于或等于第一次数阈值。若bms确定第一次数小于第一次数阈值，则仍控制电芯充电。若bms确定第一次数大于或等于第一次数阈值，则bms确定在当前放电循环中，出现锂离子在阳极堆积的几率较高。bms控制电芯放电，并将第二次数加一。第二次数即为充电装置控制电芯放电的次数。
[0096]
在bms控制电芯放电时，bms实时检测电芯的放电深度是否大于或等于第一放电深度阈值。若bms确定电芯的放电深度小于第一放电深度阈值，则不执行任何动作。直至bms确定电芯的放电深度大于或等于第一放电深度阈值，bms控制电芯停止放电。接着，充电装置可为电芯充电。
[0097]
同时，bms实时判断其控制电芯放电的次数(即第二次数)是否大于第二次数阈值。若bms确定其控制电芯放电的次数小于或等于第二次数阈值，则不执行任何操作，且仍返回执行bms获取电芯当前的第一放电深度这一步骤。若bms确定其控制电芯放电的次数大于第
二次数阈值，则确定所嵌锂离子可得到充分释放，即出现锂离子在阳极堆积的几率较低。此时，bms将第一次数与第二次数清零。返回执行bms获取电芯当前的第一放电深度这一步骤。
[0098]
综上，实现了在电芯的放电深度满足预先设置的条件时，通过在为电芯充电前控制电芯放电，以降低因电芯长期放电深度较低而导致锂离子在电芯阳极堆积的风险。从而，可减缓电芯的循环容量保持率衰减的速率，有利于延长电芯的循环寿命。
[0099]
请参照图8，图8为本技术又一实施例提供的电芯的充放电方法的流程图。
[0100]
如图8所示，首先，充电装置获取电芯当前放电循环的放电深度，记为第一放电深度。接着，充电装置判断第一放电深度是否小于电芯的放电深度阈值(即第一放电深度阈值)。若充电装置确定第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，则充电装置确定在当前放电循环的过程中，所嵌锂离子可得到充分释放。充电装置为电芯充电。若充电装置确定第一放电深度小于或等于第一放电深度阈值，则第一次数加一。之后，充电装置判断第一次数是否大于或等于第一次数阈值。若充电装置确定第一次数小于第一次数阈值，则仍保持为电芯充电。若充电装置确定第一次数大于或等于第一次数阈值，则充电装置确定在当前放电循环中，出现锂离子在阳极堆积的几率较高。充电装置控制电芯放电，并将第二次数加一。第二次数即为充电装置控制电芯放电的次数。
[0101]
其中，在一实施方式中，充电装置控制电芯放电的具体实现过程如下：为充电装置配置自动放电程序。当充电装置确定需要控制电芯进行放电时启动自动放电程序，并将电芯电连接至充电装置中的自动放电电路。再利用自动放电电路中的负载(例如电阻)将电芯放电至指定的电量。
[0102]
继而，在充电装置控制电芯放电时，充电装置实时检测电芯的放电深度是否大于或等于第一放电深度阈值。若充电装置确定电芯的放电深度小于第一放电深度阈值，则不执行任何动作。直至充电装置确定电芯的放电深度大于或等于第一放电深度阈值，充电装置控制电芯停止放电。接着，充电装置为电芯充电。
[0103]
同时，充电装置实时判断其控制电芯放电的次数(即第二次数)是否大于第二次数阈值。若充电装置确定其控制电芯放电的次数小于或等于第二次数阈值，则不执行任何操作，且仍返回执行充电装置获取电芯当前的第一放电深度这一步骤。若充电装置确定其控制电芯放电的次数大于第二次数阈值，则确定所嵌锂离子可得到充分释放，即出现锂离子在阳极堆积的几率较低。此时，充电装置将第一次数与第二次数清零。返回执行充电装置获取电芯当前的第一放电深度这一步骤。
[0104]
该实施例也同样实现了在电芯的放电深度满足预先设置的条件时，通过在为电芯充电前控制电芯放电，以降低因电芯长期放电深度较低而导致锂离子在电芯阳极堆积的风险。从而，可减缓电芯的循环容量保持率衰减的速率，有利于延长电芯的循环寿命。
[0105]
请参照图9，其示出了本技术实施例提供的一种电芯充放电管理装置的结构示意图。电芯充放电管理装置900包括：确定单元901、比较单元902与控制单元903。
[0106]
其中，确定单元901被配置为确定电芯当前的第一放电深度。比较单元902被配置为比较第一放电深度和第一放电深度阈值。控制单元903被配置为响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制电芯在充电前先放电；或，响应于电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯直接充电。
[0107]
在一实施例中，确定单元还被配置为确定电芯在放电后的第二放电深度。比较单
元还被配置为比较第二放电深度和第一放电深度阈值。控制单元还被配置为响应于电芯的第二放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯停止放电。
[0108]
在一实施例中，如图10所示，该电芯充放电管理装置900还包括计算单元904。
[0109]
具体地，计算单元904被配置为响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，将第一次数加一。控制单元还被配置为响应于第一次数大于或等于第一次数阈值时，控制电芯在充电前先放电。
[0110]
在一实施例中，计算单元还被配置为响应于电芯在充电前先放电的次数大于第二次数阈值时，将第一次数清零。
[0111]
在一实施例中，电芯充放电管理装置900可以为bms或充电装置。
[0112]
图9与图10所示的产品可执行图2所示的本技术实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术实施例所提供的方法。
[0113]
本技术实施例还提供了一种用电设备，如图11所示，用电设备1包括电池包1000和负载2000。其中，负载2000可以为用电设备1中的用电器件。
[0114]
用电设备1可以为任意合适的需要电池包1000供电的设备，例如无人机、储能产品、电动工具、两轮车、家用电器等。
[0115]
本技术实施例还提供一种非易失性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可执行指令，当计算机可执行指令被处理器执行时，使处理执行本技术任一实施例中的电芯的充放电方法。
[0116]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行本技术任一实施例中的电芯的充放电方法。
[0117]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种电芯的充放电方法，其特征在于，所述方法包括：确定电芯当前的第一放电深度；比较所述第一放电深度和所述第一放电深度阈值；i)响应于所述电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制所述电芯在充电前先放电；或，ii)响应于所述电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制所述电芯直接充电。2.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于，所述电芯的阳极材料包括硅；所述第一放电深度阈值＝1-第二放电深度阈值
×
硅容量占比；其中，所述硅容量占比为阳极材料中硅的克容量与阳极材料的总克容量的比值，所述第二放电深度阈值为所述硅的放电深度阈值。3.如权利要求2所述的充放电方法，其特征在于，所述第二放电深度阈值为40％-60％。4.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于，第i)步骤还包括：确定所述电芯在放电后的第二放电深度；比较所述第二放电深度和所述第一放电深度阈值；响应于所述电芯的第二放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制所述电芯停止放电。5.如权利要求1至4中任一项所述的充放电方法，其特征在于，所述第i)步骤包括：响应于所述电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，将第一次数加一；响应于所述第一次数大于或等于第一次数阈值时，控制所述电芯在充电前先放电。6.如权利要求5所述的充放电方法，其特征在于，所述第一次数阈值的范围为[5，50]，或，所述第一次数阈值的范围为[10，20]。7.如权利要求5所述的充放电方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述电芯在充电前先放电的次数大于第二次数阈值时，将所述第一次数清零。8.如权利要求7所述的充放电方法，其特征在于，所述第二次数阈值的范围为[1，10]。9.一种电芯充放电管理装置，其特征在于，包括：确定单元，所述确定单元被配置为确定电芯当前的第一放电深度；比较单元，所述比较单元被配置为比较所述第一放电深度和所述第一放电深度阈值；控制单元，所述控制单元被配置为响应于所述电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制所述电芯在充电前先放电；或，响应于所述电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制所述电芯直接充电。10.如权利要求9所述的电芯充放电管理装置，其特征在于，所述确定单元还被配置为确定所述电芯在放电后的第二放电深度；所述比较单元还被配置为比较所述第二放电深度和所述第一放电深度阈值；所述控制单元还被配置为响应于所述电芯的第二放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制所述电芯停止放电。
11.如权利要求9或10所述的电芯充放电管理装置，其特征在于，所述电芯充放电管理装置还包括：计算单元，所述计算单元被配置为响应于所述电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，将第一次数加一；所述控制单元还被配置为响应于所述第一次数大于或等于第一次数阈值时，控制所述电芯在充电前先放电。12.如权利要求11所述的电芯充放电管理装置，其特征在于，所述计算单元还被配置为响应于所述电芯在充电前先放电的次数大于第二次数阈值时，将所述第一次数清零。13.一种电池包，其特征在于，包括电池模组以及如权利要求9至12中任一项所述的电芯充放电管理装置，所述电池模组包括至少一个电芯。14.一种用电装置，其特征在于，包括负载以及如权利要求13所述的电池包，所述电池包用于为所述负载供电。

技术总结
本申请公开了一种电芯的充放电方法、电池管理系统、电池包与用电装置。电芯的充放电方法应用于电池管理系统，充放电方法包括：确定电芯当前的第一放电深度；比较第一放电深度和第一放电深度阈值；i)响应于电芯当前的第一放电深度小于第一放电深度阈值，控制电芯在充电前先放电；或，ii)响应于电芯当前的第一放电深度大于或等于第一放电深度阈值，控制电芯直接充电。通过上述方式，能够延长电芯的循环寿命。能够延长电芯的循环寿命。能够延长电芯的循环寿命。


技术研发人员：金娟 林存键 陈英杰 贺国达
受保护的技术使用者：厦门新能安科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/13