1 引言

　　隨著電池應用領域的拓展，它與我們的生活更密切。所以要想更好的、合理的用好市場上種類繁多的電池，就需要我們?nèi)チ私獠煌N類電池之間的不同特點及特性，辨別它們之間自身的差異，這樣才能提升使用電池的能力。可是，僅了解電池的特性后，不能就說可以用好電池。因為研究發(fā)現(xiàn)：電池充電過程對電池壽命影響最大，放電過程的影響較少。也就是說，絕大多數(shù)的蓄電池不是用壞的，而是“充壞”的。所以，懂得電池不同特性還不夠，還要我們?nèi)チ私飧嗟挠嘘P電池的充電知識。不同的電池，在電量不足的時候，如何通過正確地、科學的充電去靈活維護好電池性能，這樣才能更科學的用好電池，使電池用得持久、用得安全、用的放心，才能避免資源的浪費、成本的增加，還能保護我們的環(huán)境資源的消耗。

　　所以，了解電池自身的構(gòu)造原理、特性，熟悉電池的不同充電方式，是靈活用好電池的基礎，是在使用電池前所必需去學習、了解的知識。

　　2 電池種類

　　2.1鉛酸蓄電池

　　鉛酸蓄電池是一種老式電池，成本最低，適用溫度范圍廣，可再充電使用，電壓平臺穩(wěn)定，電池的單體開路電壓為2V，通常都串聯(lián)成電池組使用。是應用最廣泛的二次電池，如：汽車等車輛啟動，通訊、電力系統(tǒng)的備用電池，太陽能、風能儲能電池，電動汽車電池。小型電池用于應急照明、野外系統(tǒng)。廢舊電池可以回收利用，原材料可循環(huán)使用。廢舊電池如妥善回收、處理，不會對環(huán)境產(chǎn)生危害。它可以提供大電流的放電，但壽命比其它電池都短、且重量大。

　　2.2鎳鎘電池

　　這種電池是早期開發(fā)的可充電池，可靠性高，循環(huán)壽命好，容量小體積大，成本較高，記憶效應嚴重，使用中常會因為記憶效應出現(xiàn)容量嚴重下降的假性損壞。充電最高電壓為1.75V-1.8V，最低放電電壓為1.0V。主要應用于電動工具等。由于鎘金屬劇毒，對環(huán)境、生產(chǎn)工人的身體產(chǎn)生嚴重危害，該系列電池已基本禁用。

　　2.3鎳氫電池

　　鎳氫電池是在鎳鎘電池基礎上開發(fā)的環(huán)保綠色產(chǎn)品,其特點是容量比鎳鎘電池大，循環(huán)壽命長（理論壽命為1000次左右），記憶效應很小，放電平穩(wěn)?；緫糜陔妱庸ぞ叩?近年來在混合動力汽車上使用。缺點是成本高，低溫性能差，如冬季在室外使用則容量大大降低，限制了應用范圍。對放電和充電要求嚴格，過充和過放都會嚴重損壞電池，最高充電電壓限制在1.0V。充電前期采用大電流恒流充電，后期采用小電流恒壓充電，特別是充電的后期，如果采用大電流充電，電池就會嚴重發(fā)熱，發(fā)熱嚴重的電池還可能發(fā)生爆炸。

　　2.4鋰電池

　　鋰電池的優(yōu)點是容量大，體積和重量小，單體電壓高（單體電壓為3.6V），放電平穩(wěn)，沒有記憶效應，循環(huán)壽命約為500次左右，綠色環(huán)保，是二次電池中的高端產(chǎn)品。廣泛使用于移動電話、數(shù)碼產(chǎn)品、筆記本電腦、航模等。其缺點是造價高、對充電和放電要求特別嚴格，過充電和過放電都會嚴重損壞電池，特別是過充會造成電池爆炸，所以所有鋰電池都無一例外的有充放電保護電路。
單體鋰電池的充電最高電壓限制在4.2V，最低放電電壓限制在2.5V，為了進行快速充電，充電前期采用大電流恒流充電，后期采用小電流恒流充電。

　　3充電方式

　　3.1常規(guī)充電法

　　常規(guī)充電制是依據(jù)1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設計的。其中最著名的就是“安培小時規(guī)則”：充電電流A數(shù)，不應超過蓄電池待充電的Ah數(shù)。實際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。首先，它可以指導我們開展電池檢測工作；其次，它讓我們更加關注測試中出現(xiàn)的現(xiàn)象,對電池的性能有更進一步認識,為今后工作添加新的方式和方法。

　　一般來說，常規(guī)充電有以下3種方法。

　　3.1.1恒流充電法

　　恒流充電法，是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法?？刂品椒ê唵危捎陔姵氐目山邮茈娏髂芰﹄S著充電過程的進行而逐漸下降，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過量及溫度過高，最好不要單獨采取這種恒流充電方法充電，常選用階段充電法。

　　3.1.2階段充電法

　　此方法包括二階段充電法和三階段充電法。

　?、?二階段充電法，是采用恒電流、恒電壓相結(jié)合的快速充電方法。首先，以恒電流充電至預定的電壓值；然后，改為恒電壓完成剩余的電池容量的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。采取二階段充電方法充電可基本使電池達到充電要求。

　?、?三階段充電法，是在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。

　　本公司對鉛酸電池采用智能三階段充電,開始采取恒流充電,中間采取恒壓充電,到后期電流衰減到一定值后，轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài)避免對電池造成過充。

　　3.1.3恒壓充電法

　　充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統(tǒng)。

　　這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。

　　鑒于這種缺點，對電池單獨采取恒壓充電的很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如，汽車運行過程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。

　　3.2快速充電技術

　　為了能夠最大限度地加快蓄電池的化學反應速度，縮短蓄電池達到滿充狀態(tài)的時間，提高工作效率，同時，保證蓄電池正負極板的極化現(xiàn)象盡量少或輕，降低對電池的損耗，提高蓄電池使用效率。近年來快速充電技術得到了迅速發(fā)展。

　　下面介紹目前比較流行的幾種快速充電方法。這些方法都是圍繞著最佳充電曲線進行設計的，目的就是使其充電曲線盡可能地逼進最佳充電曲線。

　　3.2.1脈沖式充電法

　　這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數(shù)充電接受曲線的限制，這也是蓄電池充電理論的新發(fā)展。

　　脈沖充電方法，首先是用脈沖電流對電池充電，然后讓電池停充一段時間，如此循環(huán)。充電脈沖使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣重新化合而被吸收，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應時間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率。

　　3.2.2 REFLEXTM快速充電法

　　這種技術是美國的一項專利技術，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時間。鉛酸蓄電池的充電方法和充電狀態(tài)的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借鑒。
REFLEXTM充電法的一個工作周期，包括正向充電脈沖、反向瞬間放電脈沖、停充維持等3個階段。

　　3.2.3變電流間歇充電法

　　這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上。其特點，是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段，獲得過充電量，將電池恢復至完全充電狀態(tài)。通過間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。

　　3.2.4變電壓間歇充電法

　　在變電流間歇充電法的基礎上，又有人提出了變電壓間歇充電法。與變電流間歇充電方法不同之處，在于第一階段的不是間歇恒流，而是間歇恒壓。

　　間歇電壓更加符合最佳充電的充電曲線。在每個恒電壓充電階段，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

　　3.2.5變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法

　　綜合脈沖充電法、REFLEXTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點，變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應用。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種：

　　① 脈沖電流的幅值可變，而PWM（驅(qū)動充放電開關管）信號的頻率是固定的；

　?、?脈沖電流幅值固定不變，PWM信號的頻率可調(diào)。

　　用了一種不同于這兩者的控制模式，脈沖電流幅值和PWM信號的頻率均固定，PWM占空比可調(diào)，在此基礎上加入間歇停充階段，能夠在較短的時間內(nèi)充進更多的電量，提高蓄電池的充電接受能力，減少了對電池的損傷等優(yōu)點。

　　4電池使用注意事項

　?、?仔細閱讀電池說明書，使用所推薦的電池，按操作規(guī)程操作。

　　⑵ 不要將新、舊電池或不同型號電池混用，特別是不能將干電池與可充電電池混用。

　?、?不要將充電電池短路，否則會損壞電池，并會發(fā)熱使電池燃燒。

　?、?不要加熱電池或?qū)㈦姵貋G入水中或火中。將電池放入水中會使電池失效，將電池放入火中會使電池破裂、或發(fā)生激烈的化學反應爆裂傷人、或產(chǎn)生一些有害的氣體和煙塵等。

　?、?不要拆卸電池、或試圖用尖銳利器穿透電池，因電池內(nèi)部電解液會傷害皮膚和衣物。

　?、?電池應保存在陰涼、干燥處，避免陽光直射。

　?、?鎳充電器與鋰充電器不能混用。

　　⑻ 不能將電池焊接使用。焊接時產(chǎn)生的高溫會損壞電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可能會使電池不能使用，甚至出現(xiàn)危險。

　?、?不能反向充電。反向充電等同于過放電，過放電會使電池內(nèi)部發(fā)生不良反應并導致電池的嚴重損壞，生成大量氣體，很可能會使充電電池發(fā)生化學泄漏。

　?、?不能將充電電池放在雨水下。雨水能導電，電池放在雨水下時，很可能會發(fā)生短路，使電池因瞬間大電流放電而發(fā)燙，會損壞電池或發(fā)生危險。

　?、?不能將電池貯存在高溫或高濕的環(huán)境下，電池本身的反應會加劇，故無法向用電器提供足夠的容量。另外，高溫高濕下，電池的老化速度也會大大加快，也會腐蝕電子元器件 （高溫電池除外）。

　?、?不要將電池正負極插反，否則會導致電池鼓脹或破裂。

　　5 結(jié)束語

　　通過上面對常用蓄電池、蓄電池充電方法及充電注意事項的介紹，對蓄電池本身的特點、特性的要求，以及蓄電池充電方法的過程有進一步認識，對于如何合理、科學的將蓄電池及蓄電池充電方法搭配好使用有更好地了解。讓蓄電池的性能得到更加高效、科學的應用，讓電池的維護更加到位，為蓄電池的使用而讓我們的生活變得更加美好。

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