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鎳氫電池充電方法及注意事項

鉅大LARGE  |  點擊量:3075次  |  2020年12月13日  

鎳氫電池充電方法及注意事項


鎳氫電池充滿電后,假如不及時停止快速充電,電池溫度和內(nèi)部壓力會迅速上升。當內(nèi)部壓力過大時,密封的電池會打開氣孔,導致電解液逸出,導致電解液粘度增大,電池內(nèi)阻增大,容量減小。因此,為了保證電池不僅有足夠的電量,而且還能充電,必須控制充電的終點,一般采用按時控制、電壓控制和溫度控制等方法。


鎳氫電池如何充電


第一階段


當恒流剛充入耗盡的鎳氫電池時,由于電池內(nèi)阻引起的電壓下降,電池電壓迅速上升(A點)。之后,電池開始充電,電池電壓繼續(xù)以低速率上升。在這個范圍內(nèi)(AB之間),電化學反應以一定的速率出現(xiàn)氧,氧與氫以相同的速率結(jié)合,因此電池內(nèi)部的溫度和氣壓較低。


第二階段


經(jīng)過一段時間后,電解液開始出現(xiàn)氣泡,氣泡聚集在極板表面,減小了極板的有效面積,使得電池的內(nèi)部阻抗增大,電池電壓開始迅速升高。這是近全功率的信號。


第三階段


當完全充電時,進入電池的電流不會轉(zhuǎn)化為電池的儲能,而是在正極板上出現(xiàn)氧氣。氧是由電解的電解質(zhì)出現(xiàn)的。在氫氧化鉀和水組成的電解液中,氫氧根離子轉(zhuǎn)變成氧、水和自由電子。反應配方為40H-→O21+2H0+4e-


雖然電解液出現(xiàn)的氧氣可以在負極表面的電解液中迅速重新結(jié)合,但是電池的溫度仍然顯著升高。此外,由于充電電流用于出現(xiàn)氧氣,電池內(nèi)部的壓力也會上升。


由于氧很容易被大量的氫氧根離子分解,電池內(nèi)部的溫度急劇上升,降低了電池電壓。電池電壓曲線達到峰值。


鎳氫電池充電過程


電池的充電過程可分為預充電、快速充電、輔助充電和滴入充電四個階段。


預充電:對長時間未使用的電池或新電池進行充電時,一開始使用快速充電會影響電池壽命。因此,這種電池應該先用小電流充電,使其滿足一定的充電條件,這個階段稱為預充電。


快速充電:大電流充電,快速恢復電池電量??焖俪潆娝俾室话阍?C以上,快速充電時間由電池容量和充電速率決定。


鎳氫電池電池充電過程


充電:當使用快速充電停止時,電池在快速充電停止后沒有完全充電。為了保證100%的充電,還應新增充電過程的補充。充電率一般不超過0.3c。


細流充電:又稱維護充電。根據(jù)電池的自放電特性,滴流充電率一般都很低。只要電池連接到充電器上,充電器通電,充電器就會在維護充電時以一定的速率給電池充電,使電池始終充滿電。


充電端系統(tǒng)方法


按時控制


根據(jù)電池的容量和充電電流,很容易確定所需的充電時間。這種控制方法是最簡單的,但是由于電池的初始充電狀態(tài)并不完全相同,有的電池電量不足,有的電池電量過剩,所以只能在充電速率小于0.3c的情況下使用。


電壓控制


最大電壓(V):從充電特性曲線可以看出,當電池電壓達到最大時,電池充滿電。充電過程中,電池電壓達到規(guī)定值后應立即停止快速充電。這種控制方法的缺點是,充滿電的電池的最大電壓隨著環(huán)境溫度和充電速率的變化而變化,電池中單個電池的最大充電電壓也不同。因此,用這種方法無法準確判斷電池是否充滿電。


溫度控制


最高溫度(Tm):充電過程中,通常當電池溫度達到45℃時,應立即停止快速充電。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種方法的缺點是熱敏電阻的響應時間較長,溫度檢測有一定滯后,同時,電池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關。當環(huán)境溫度過低時,充足電后,電池的溫度也達不到45℃。


溫升(AT):為了消除環(huán)境影響,可采用溫升控制法。當電池的溫升達到規(guī)定值后,立即停止快速充電。為了實現(xiàn)溫升控制,必須用兩只熱敏電阻,分別檢測電池溫度和環(huán)境溫度。


溫度變化率(AT/At):鎳氫電池充足電后,電池溫度迅速上升,當電池溫度每分鐘上升1℃時,應當立即終止快速充電,這種充電控制方法,近年來被普遍采用。應當說明,由于熱敏電阻的阻值與溫度關系是非線性的,因此,為了提高檢測精度應設法減小熱敏電阻非線性的影響。

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