蓄电池充电方式:如何判定蓄电池是否充满

描述

一、常用的几种充电方式介绍:

•恒流限压方式

该方式主要应用在在线UPS等领域。 铅酸蓄电池充电过程分两个阶段, 第一阶段为恒流过程, 电流值一般设定在0.3C以内; 第二阶段为恒压阶段, 电压设定在13.7V左右(以12V电池为例)。 对完全放空的电池, 用这种方法一般需要40个小时以上才能完全充满电池。 这种充电方法的优点是电路简单, 可以给系统并连供电, 长时期充电也无过充隐患。 不足之处是充电时间太长。 在电信和应急照明系统中, 基本都是这种充电模式。

•“恒流+均充+浮充”三段式

主要应用于需频繁充方电的场所(如电动自行车)
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•恒流+定时均充+浮充”改进三段式

这是一种改良的三段式, 其定时均充的目的是降低蓄电池异常失水和发热变形的隐患;
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•多阶段正(负)脉冲式

理论上讲, 用正负脉冲方式充电有助于降低电池充电过程中的”硫化”和”极化”现象, 增加正负极氢氧气体的复合率, 减少电池失水。 但是具体量化的效果到目前为止在国际上仍有较大争议。 这种理论最早在上世纪60年代已经出现, 到目前争议仍然较大。 尽管对正负脉冲的效果有争议, 但大家都一直承认: 合理的运用脉冲充电方式对电池本身并没有明显的不良后果。
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二、如何判定蓄电池是否充满

•在电池可接受的电流和电压范围内, 当流入电池的电能不再转化为蓄电池的化学能, 进而使电池发热时, 就可以认为电池已经充满, 因为如果再充入过量电流时, 蓄电池会严重发热排气甚至爆裂损坏。

•测定一个完全充满电的电池的容量(安时数)时, 用恒流电子负载最为准确和方便。 注意用不同放电倍率放电时得到的”时间电流成积(AH)”是不完全一直的, 具体差异见电池厂家的技术曲线表。
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三、蓄电池容量下降和失效的原因

•充电不足

从电化学反应看,充电不足表现为阴阳两极板硫酸铅不能全转变为海绵状铅和二氧化铅,这使电池电容量不足,如长期充不足电,则会造成硫酸铅结晶,颗粒增大,使极板硫化,电池品质变劣。

•过度充电

过度充电,会使阳极产生的氧气量大于阴极的吸收能力,从而使电池内压增大,最终冲开安全阀,气体外溢,导致电解液减少。另外过度充电,对阴阳极板活性物质也会产生冲击作用,使活性物质软化,破坏了正极板的格子界面,并使a分子变成b分子,而b分子是不可逆的。即使再充电也不能恢复容量,电池寿命大大缩短。

•电池工艺差 在电池生产过程中因工艺缺陷而引起的安全阀漏液、正极板腐蚀、变形、活性物质脱落、软化等引起的失效

四、充电器如何延缓电池的容量衰竭

•尽可能100%的充满电池, 让电池中的化学物质全部参加充放电反应, 减少硫酸铅结晶的生成和堆积扩大。

•在充电后期, 要采取必要措施减少气体析出速度和析气量, 从而减少电池电解液的损失(简称失水)如果采用两段式恒流恒压方式, 上述两条很容易实现, 但是对于电动自行车应用领域, 40个小时的充电时间是根本不切合实际的。 人们能接受的正常充电时间必须小于12小时, 因此必须采用三段式或智能脉冲式方能满足对充电时间的要求。 无论是普通三段式还是脉冲式, 充电的后期如果电压电池较低, 则在限定时间内充电不足, 如果充电电压较高, 必然会引起电极附近大量析出气体。 下页图示为析气与复合和具体数据。 当析出的氢气氧气气体不能及时复合压力增大时, 电池就会通过排器阀排气失水‘设计合理的充电器应该在保证在限定的时间内首先保证充满电, 同时要尽可能减少气体析出速度和析气量。

五、多角度看待脉冲充电技术

•理论上讲, 用正负脉冲方式充电有助于降低电池充电过程中的”硫化”和”极化”现象, 增加正负极氢氧气体的复合率, 减少电池失水。

•合理的运用脉冲充电方式对电池本身并没有明显的不良后果。

•国内多家充电器制造企业和个人都声称他们的脉冲充电器可以延长电池寿命一倍以上。 效果究竟有多少, 相信一两年后广大消费者会有结论。 对脉冲充电的功效40年来国际上还没有形成一致的看法, 也许再等两年中国的大批实践数据会提供足够的论据。

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审核编辑:黄飞

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