充电技术的研究与理论

关于铅酸、镉镍、镍氢3类以水为溶剂的电解液蓄电池，
      关于铅酸、镉镍、镍氢3类以水为溶剂的电解液蓄电池，为了运用上的平安、便当、短命命和免维护，在全世界化学电源工作者数代人不懈的努力下，终于从大量的实验中发现了“内部氧循环”的理论机制，使得该3类蓄电池一切的充放电反响，能在一个设计完好的带阀控的密封容器中重复平安停止。即蓄电池在充电和过充电期间，正电极析出的氧抵达负电极后，能全部被负电极吸收复原，关系为i(02析出)=i(02复原)，因此，蓄电池在长期的充放电过程中，不会形成电解液中水的损耗，以此来保证蓄电池的循环运用寿命与充电的平安。这一理论，在可以准确控制充电电流和其他充电副反响，同时使环境要素影响较小的状况下，显然是正确的。遗憾的是，这个正确的理论，只是来自化学电源的研讨者，长期以来未被电路工作者真正了解和注重。由此形成蓄电池技术的开展抢先于充电技术的开展，从而招致了今天我们在实践运用蓄电池时，经常呈现电池未到达设计的运用寿命，就呈现了性能降落以至报废的现象，针对蓄电池运用中存在的问题，我们用了8年的时间，对传统的蓄电池恒流、恒压充电技术，以及由该技术开展延伸出来的分段恒流、限流恒压等充电技术，停止了深化的剖析与实验，下面是我们对传统充电技术的认识。 
    恒流充电方式，望文生义是指蓄电池放完电后，在充电恢复容量过纰倥伛赈溃卺知妃氖晃知溱祺俦嘁B×i标伛写殍俗箧广祺銎吞知炊廷行电池停止充电，该电流从蓄电池的充电开端到充电完毕，一直是恒定不变的。 
    恒压充电方式，望文生义是指蓄电池放完电后，在充电恢复容量的过程中，请求充电器按不同品种的蓄电池，以某一肯定的输出电压对蓄电池停止的充电，该电压从蓄电池的充电开端到充电完毕，一直是恒定不变的。 
    以国内外运用最多也最为普遍，研讨剖析也最为深入的铅酸蓄电池为例。请察看一幅在研讨阀控式铅酸蓄电池技术方面，经常看到和用到的图1。这里我们要阐明的是，这幅图是专家们抛开日常环境温度变化对蓄电池充电过程的影响，用经过改良的恒压限流办法对蓄电池充电所取得的。因是恒压限流充电方式，所以代表电流变化的I线，起始段有一小段是限流值。代表电压的V线起始段是一段很陡的上升线，更确切地讲由于充电器的限流作用应是电压的下跌线。 
    左边的纵轴线为蓄电池充电电压，横轴线为时间，I线代表蓄电池在充电过程中不同时辰受电才能的电流变化曲线，v线代表蓄电池充电过程中各时辰能承受的最高平安电压，也是设计充电器的恒压输出线。C线代表蓄电池充电过程中容量随时间的增加表现的恢复曲线。 
    从I曲线上可分明看到，充电过程中蓄电池在不同时辰的电流承受才能。显然，在时间轴上，蓄电池电流承受曲线1是一条变化很大的非线性曲线，各个时辰蓄电池的电流承受才能是完整不同的，那么该曲线上哪一时辰的电流用作蓄电池恒流充电，能使蓄电池既平安，又能在人们可承受的有限时间上将蓄电池充溢，包括恒流充电法改良后的有限次数的分段恒流法在内，无论怎样看，我们都觉得是难以完成的，愈加艰难的是，电池每次运用的放电深度是不一样的，环境温度都不一样，新旧水平也不一样，假如每次充电都用同样的电流和时间去充，形成的电池损伤是不可逆转的。 
    再看恒压充电法，从V线上我们看到充电器的输出电压，一直是在 充电器设计者以为蓄电池平安受电的最高允许电压上，低于这个电压，将无法使蓄电池充溢，这个电压能否真的平安?有关材料明白通知我们，充电过程中，单体蓄电池的充电电压比电池本身实时的电压高出100mV，经过蓄电池的充电电流比蓄电池的最大平安受电电流要增大10倍以上。而充电前蓄电池普通都是在放完电后，这时的蓄电池肯定是处在最低的电压上。如单体铅酸蓄电池，放电后普通为1.8～2.0V，而此时的充电电压假如是恒定在2.25～2.4V，可见充电器输出的电压和蓄电池电压的差已远远大于100mV。 
    8只串联充电的电流承受特性图　图4.8只串联充电的电压上升曲线图 　这样的恒压充电，经过蓄电池的充电电流将是蓄电池最大平安电流的几十倍，假如充电器的输出功率与容量足够大的话，必定会形成蓄电池的损坏，假如充电器的容量不够，那就必定会形成充电器的过载烧毁。经过改良后的恒压限流充电方式，为了能保证蓄电池和充电器不致遭到损坏的厄运，却降低了充电效率，增加了损耗，延长了充电时间，这是恒压充电V线的起始时间段；到v线的最后阶段，由于绝大多数的充电器没有环境温度变化的跟踪补偿才能，充电器此时还保管着最大的电 
    流输出才能。如不及时关断充电电源，极易在环境温度变化中形成蓄电池的损坏。至此，我们能够看出，形成阀控式蓄电池运用中呈现早期性能降落和损失容量的重要缘由，大多是传统蓄电池充电技术落后与过程控制不力所致。


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