蓄電池充電方法的分析和探討

0 引言
新的蓄電池投入使用后，必須定期地進(jìn)行充電和放電。充電的目的是使蓄電池貯存電能及時(shí)地恢復(fù)容量，以滿足用電設(shè)備的需要。放電的目的是及時(shí)地檢驗(yàn)蓄電池容量參數(shù)，及促進(jìn)電極活性物質(zhì)的活化反應(yīng)。蓄電池充電和放電狀況的好壞，將直接影響到蓄電池的電性能及使用壽命。目前對(duì)蓄電池充電的方法很多，選擇科學(xué)合理的充電方法將會(huì)大大提高蓄電池的維護(hù)效果。

1 蓄電池常用的充電方法
1)恒定電流充電法
在充電過(guò)程中充電電流始終保持不變，叫做恒定電流充電法，簡(jiǎn)稱恒流充電法或等流充電法。在充電過(guò)程中由于蓄電池電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，為保持充電電流不致因蓄電池端電壓升高而減小，充電過(guò)程必須逐漸升高電源電壓，以維持充電電流始終不變，這對(duì)于充電設(shè)備的自動(dòng)化程度要求較高，一般簡(jiǎn)陋的充電設(shè)備是不能滿足恒流充電要求的。恒流充電法，在蓄電池最大允許的充電電流情況下，充電電流越大，充電時(shí)間就可以縮短。若從時(shí)間上考慮，采用此法有利的。但在充電后期若充電電流仍不變，這時(shí)由于大部分電流用于電解水上，電解液出氣泡過(guò)多而顯沸騰狀，這不僅消耗電能，而且容易使極板上活性物質(zhì)大量脫落，溫升過(guò)高，造成極板彎曲，容量迅速下降而提前報(bào)廢。所以，這種充電方法很少采用。
2)恒定電壓充電法
在充電過(guò)程中，充電電壓始終保持不變，叫做恒定電壓充電法，簡(jiǎn)稱恒壓充電法或等壓充電法。由于恒壓充電開始至后期，電源電壓始終保持一定，所以在充電開始時(shí)充電電流相當(dāng)大，大大超過(guò)正常充電電流值。但隨著充電的進(jìn)行，蓄電池端電壓逐漸升高，充電電流逐漸減小。當(dāng)蓄電池端電壓和充電電壓相等時(shí)，充電電流減至最小甚至為零。由此可見，采用恒壓充電法的優(yōu)點(diǎn)在于，可以避免充電后期充電電流過(guò)大而造成極板活性物質(zhì)脫落和電能的損失。但其缺點(diǎn)是，在剛開始充電時(shí)，充電電流過(guò)大，電極活性物質(zhì)體積變化收縮太快，影響活性物質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度，致使其脫落。而在充電后期充電電流又過(guò)小，使極板深處的活性物質(zhì)得不到充電反應(yīng)，形成長(zhǎng)期充電不足，影響蓄電池的使用壽命。所以這種充電方法一般只適用于無(wú)配電設(shè)備或充電設(shè)備較簡(jiǎn)陋的特殊場(chǎng)合，如汽車上蓄電池的充電，1號(hào)至5號(hào)干電池式的小蓄電池的充電均采用等壓充電法。采用等壓充電法給蓄電池充電時(shí)，所需電源電壓：酸性蓄電池每個(gè)單體電池為2．4～2．8V左右，堿性蓄電池每個(gè)單體電池為1．6～2．0V左右。
3)有固定電阻的恒定電壓充電
為補(bǔ)救恒定電壓充電的缺點(diǎn)而采用的一種方法。即在充電電源與電池之間串聯(lián)一電阻，這樣充電初期的電流可以調(diào)整。但有時(shí)最大充電電流受到限制，因此隨充電過(guò)程的進(jìn)行，蓄電池電壓逐漸上升，電流卻幾乎成為直線衰減。有時(shí)使用兩個(gè)電阻值，約在2．4V時(shí)，從低電阻轉(zhuǎn)換到高電阻，以減少出氣。
4)階段等流充電法
綜合恒流和恒壓充電法的特點(diǎn)，蓄電池在充電初期用較大的電流，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間改用較小的電流，至充電后期改用更小的電流，即不同階段內(nèi)以不同的電流進(jìn)行恒流充電的方法，叫做階段恒流充電法。階段恒流充電法，一般可分為兩個(gè)階段進(jìn)行，也可分為多個(gè)階段進(jìn)行。
階段等流充電法所需充電時(shí)間短，充電效果也好。由于充電后期改用較小電流充電，這樣減少了氣泡對(duì)極板活性物質(zhì)的沖刷，減少了活性物質(zhì)的脫落。這種充電法能延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，并節(jié)省電能，充電又徹底，所以是當(dāng)前常用的一種充電方法。一般蓄電池第一階段以10h率電流進(jìn)行充電，第二階段以20h率電流進(jìn)行充電。各階段充電時(shí)間的長(zhǎng)短，各種蓄電池的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)不一樣。
5)浮充電法
間歇使用的蓄電池或僅在交流電停電時(shí)才使用的蓄電池，其充電方式為浮充電式。一些特殊場(chǎng)合使用的固定型蓄電池一般均采用浮充電方法對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。浮充電法的優(yōu)點(diǎn)主要在于能減少蓄電池的析氣率，并可防止過(guò)充電，同時(shí)由于蓄電池同直流電源并聯(lián)供電，用電設(shè)備大電流用電時(shí)，蓄電池瞬時(shí)輸出大電流，這有助于鎮(zhèn)定電源系統(tǒng)的電壓，使用電設(shè)備用電正常。浮充電法的缺點(diǎn)是個(gè)別蓄電池充電不均衡和充不足電，所以需要進(jìn)行定期的均衡充電。