(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010872458.1
(22)申请日 2020.08.26
(71)申请人 大城绿川（深圳）科技有限公司
地址 518000 广东省深圳市龙华区观湖街
道观城社区金茂路23号501宗境产业
园五楼1单元
(72)发明人 陈明 高锐
(74)专利代理机构 深圳市科冠知识产权代理有
限公司 44355
代理人 王海骏
(51)Int.Cl.
H02J 7/00(2006.01)
H01M 10/42(2006.01)
H01M 10/48(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种锂电池脉冲修复控制电
路及方法，一种锂电池脉冲修复控制电路包括：
块、第二正脉冲开关模块及负脉冲开关模块；第
一正脉冲开关模块用于给锂电池提供高频正脉
冲；所述第二正脉冲开关模块用于给锂电池提供
辅助高频正脉冲；负脉冲开关模块用于给锂电池
提供高频负脉冲；电池检测模块用于进行参数检
测，微控制模块用于进行脉冲运算和输入输出控
制。本发明采用纯电子高频谐振脉冲的无损离线
修复实现锂电池的高效无损修复，提高锂电池使
用寿命，
降低锂电池使用过程中的安全隐患。权利要求书2页 说明书7页 附图2页CN 111969690 A 2020.11.20
C N 111969690
A
1.一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，包括：微控制模块、电池检测模块、第一正脉冲开关模块、第二正脉冲开关模块及负脉冲开关模块；所述电池检测模块、所述第一正脉冲开关模块、所述第二正脉冲开关模块及所述负脉冲开关模块分别与所述微控制模块电连接；所述第一正脉冲开关模块分别与所述第二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接；所述第二正脉冲开关模块及所述负脉冲开关模块与所述锂电池电连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，所述第一正脉冲开关模块包括第一开关单元及第一恒流单元；所述第一恒流单元与所述第一开关单元电连接，所述第一开关单元分别与所述第二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，所述第二正脉冲开关模块包括第二开关单元及第二恒流单元；所述第二恒流单元与所述第二开关单元电连接，所述第二开关单元分别与所述第一正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，所述负脉冲开关模块包括第三开关
单元及放电负载电阻；所述第三开关单元与所述放电负载电阻电连接，所述放电负载电阻分别与所述第一正脉冲开关模块、第二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接。
5.根据权利要求2所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻；所述第一电阻的第一端及所述第一电容的第一端与所述微控制模块电连接，所述第一电阻的第二端及所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端及所述第一场效应管的栅极电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端、所述恒流单元及所述第二场效应管的漏极电连接，所述第三电阻的第二端与所述第一场效应管的漏极、所述第二三场效应管的栅极及所述第三场效应管的栅极电连接，所述第二场效应管的源极及所述第三场效应管的漏极与所述第四电阻的第一端及所述第四场效应管的栅极电连接，所述第三场效应管的源极及所述第四电阻的第二端接地，所述第四场效应管的漏极与所述恒流单元电连接，所述第四场效应管的源极与所述负脉冲开关模块电连接。
6.根据权利要求2所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，所述第一恒流单元包括第一可调稳压芯片及第五电阻；所述第一可调稳压芯片的第一端与所述第一开关单元电连接，所述第一可调稳压芯片的第二端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第一可调稳压芯片的第三端及所述第一开关单元电连接。
7.根据权利要求3所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，所述第一恒流单元包括第二可调稳压芯片及第六电阻；所述第二可调稳压芯片的第一端与所述第二开关单元电连接，所述第二可调稳压芯片的第二端与所述第六电阻的第一端电连接，所述第六电阻的第二端分别与所述第二可调稳压芯片的第三端及所述第二开关单元电连接。
8.一种锂电池脉冲修复控制方法，根据权利要求1-7任一项所述的一种锂电池脉冲修复控制电路，其特征在于，包括：
接入待修复锂电池并实时监测锂电池电压
若锂电池电压大于3.6V，控制所述微控制模块进行第一阶段放电激励波形输出，第一阶段放电激励波形包括占空比为10％的正脉冲激励及占空比为90％的负脉冲激励；
若锂电池放电电压小于3.6V，控制所述微控制模块进行第二阶段正向激励波形输出，第二阶段正向激励波形中正脉冲激励占空比大于负脉冲激励占空比；
若锂电池电压上升到3.75V，控制所述微控制模块进行第三阶段负向平衡激励波形输出，第三阶段负向平衡激励波形输出正脉冲激励占空比小于负脉冲激励占空比。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池脉冲修复控制方法，其特征在于，包括：在进行第二阶段正向激励波
形输出时，控制正脉冲激励的占空比从10％以10％的速度增加至50％，频率为10kHZ-20kHZ；控制负脉冲激励的占空比从0％以5％的速度增加至50％，频率为50kHZ-200kHZ。
10.根据权利要求9所述的一种锂电池脉冲修复控制方法，其特征在于，包括：在进行第三阶段负向平衡激励波形输出时，控制正脉冲激励的占空比从当前占空比以10％的速度降低，控制负脉冲激励的占空比从当前占空比以10％的速度降低，直到锂电池电压低于3.6V 且保持预设时间。
一种锂电池脉冲修复控制电路及方法
技术领域
[0001]本发明涉及电池控制技术领域，尤其涉及一种锂电池脉冲修复控制电路。
背景技术
[0002]锂电池凭借由于其高能量密度、循环使用寿命长、自放电小，低温性能好等优点在手机、笔记本电脑等3C数码领域得到广泛应用。然而，锂电池材料成本较高，对高温更敏感，爆炸起火的隐患较大。由于锂离子或锂元素的特性，安全性比其他电池要低一些，过充、过放及物理损伤等对电池造成的损伤都较大；同时锂电池本身由于负极板嵌入锂离子容易结晶形成记忆效应的特性，也造成了极大的安全隐患。此外，锂电池容量下降及安全性降低的主要问题来自于正负极锂离子在锂电池的充放电过程中的嵌
入或脱嵌不均衡或者过度导致了锂金属在锂电池的负极附近不均匀析出而产生的晶体结晶，这些结晶进一步阻碍了锂离子向正负极的移动速度并产生了枝晶，容易堆积生长，最终导致容易产生短路升温等隐患。
[0003]现有的锂电池修复技术一般采用多种物理修复方法，多采用锂电池单元拆解配组、激活保护电路、冷冻、充放循环等多种方法来激活锂电池。采用大电流充放电或更换内部电解质等手段进行修复的技术缺点是：因为锂电池本身的化学成分复杂性高以及生产材料结构的多样性，使得这些技术的适用范围较小，有效程度低，实施条件要求多，所以很难得到大规模或较为实际的应用。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种锂电池脉冲修复控制电路。
[0005]本发明公开了一种锂电池脉冲修复控制电路，包括微控制模块、电池检测模块、第一正脉冲开关模块、第二正脉冲开关模块及负脉冲开关模块；所述电池检测模块、所述第一正脉冲开关模块、所述第二正脉冲开关模块及所述负脉冲开关模块分别与所述微控制模块电连接；所述第一正脉冲开关模块分别与所述第二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接；所述第二正脉冲开关模块及所述负脉冲开关模块与所述锂电池电连接。
[0006]优选地，所述第一正脉冲开关模块包括第一开关单元及第一恒流单元；所述第一恒流单元与所述第一开关单元电连接，所述第一开关单元分别与所述第二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接。
[0007]优选地，所述第二正脉冲开关模块包括第二开关单元及第二恒流单元；所述第二恒流单元与所述第二开关单元电连接，所述第二开关单元分别与所述第一正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接。
[0008]优选地，所述负脉冲开关模块包括第三开关单元及放电负载电阻；所述第三开关单元与所述放电负载电阻电连接，所述放电负载电阻分别与所述第一正脉冲开关模块、第
二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接。
[0009]优选地，所述第一开关单元包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻；所述第一电阻的第一端及所述第一电容的第一端与所述微控制模块电连接，所述第一电阻的第二端及所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端及所述第一场效应管的栅极电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端、所述恒流单元及所述第二场效应管的漏极电连接，所述第三电阻的第二端与所述第一场效应管的漏极、所述第二三场效应管的栅极及所述第三场效应管的栅极电连接，所述第二场效应管的源极及所述第三场效应管的漏
极与所述第四电阻的第一端及所述第四场效应管的栅极电连接，所述第三场效应管的源极及所述第四电阻的第二端接地，所述第四场效应管的漏极与所述恒流单元电连接，所述第四场效应管的源极与所述负脉冲开关模块电连接；
[0010]优选地，所述第一恒流单元包括第一可调稳压芯片及第五电阻；所述第一可调稳压芯片的第一端与所述第一开关单元电连接，所述第一可调稳压芯片的第二端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第一可调稳压芯片的第三端及所述第一开关单元电连接。
[0011]优选地，所述第一恒流单元包括第二可调稳压芯片及第六电阻；所述第二可调稳压芯片的第一端与所述第二开关单元电连接，所述第二可调稳压芯片的第二端与所述第六电阻的第一端电连接，所述第六电阻的第二端分别与所述第二可调稳压芯片的第三端及所述第二开关单元电连接。
[0012]本发明还公开了一种方法，所述方法包括：
[0013]接入待修复锂电池并实时监测锂电池电压；
[0014]若锂电池电压大于3.6V，控制所述微控制模块进行第一阶段放电激励波形输出，第一阶段放电激励波形包括占空比为10％的正脉冲激励及占空比为90％的负脉冲激励；[0015]若锂电池放电电压小于3.6V，控制所述微控制模块进行第二阶段正向激励波形输出，第二阶段正向激励波形中正脉冲激励占空比大于负脉冲激励占空比；
[0016]若锂电池电压上升到3.75V，控制所述微控制模块进行第三阶段负向平衡激励波形输出，第三阶段负向平衡激励波形输出正脉冲激励占空比小于负脉冲激励占空比。[0017]优选地，包括：在进行第二阶段正向激励波形输出时，控制正脉冲激励的占空比从10％以10％的速度增加至50％，频率为10kHZ-20kHZ；控制负脉冲激励的占空比从0％以5％的速度增加至50％，频率为50kHZ-200kHZ。
[0018]优选地，包括：在进行第三阶段负向平衡激励波形输出时，控制正脉冲激励的占空比从当前占空比以10％的速度降低，控制负脉冲激励的占空比从当前占空比以10％的速度降低，直到锂电池电压低于3.6V且保持预设时间。
[0019]本发明的一种锂电池脉冲修复控制电路具有如下有益效果，本发明公开的一种锂电池脉冲修复控制电路包括：微控制模块、电池检测模块、第一正脉冲开关模块、第二正脉冲开关模块及负脉冲开关模块；所述电池检测模块、所述第一正脉冲开关模块、所述第二正脉冲开关模块及所述负脉冲开关模块分别与所述微控制模块电连接；所述第一正脉冲开关模块分别与所述第二正脉冲开关模块、所述电池检测模块、所述负脉冲开关模块及锂电池电连接；所述第二正脉冲开关模块及所述负脉冲开关模块与所述锂电池电连接。第一正脉
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