铅蓄电池充电特性(精)

第九节铅蓄电池充电特性

蓄电池充电时,能量转换方向恰好与放电方式相反。如前述,充电电流将从正极流入,负极流出。要有输入电流,就必须使充电输入电压大于蓄电池的电动势。充电过程中,电动势和Ir会变化,取决于还原物及电解质的扩散速度。

（以恒定电流输入时,充电电压的变化规律作为铅蓄电池的充电特性。以单体电池在一定温度环境下,恒流充电,电压变化情况来分析充电过程阶段性的变化规律。）

1、充电特性（如图3-7）

图3-7铅蓄电池充电特性曲线

划分为四个阶段。

第一阶段为(ab段)------初期充电

大量的反应生成物被还原,在还原物处附近的电解质量增加快速,扩散相对较慢,使单体电池的电动势随密度上升而迅速增大,充电电压输入值充电就要求增加速度加快。保证U>E的恒流输入。

第二阶段为（bc段）-----中期充电

随还原物增多,原来生成物阻塞的孔隙通道变宽,还原的电解质扩散得到加快,使密度上升速率缓慢,充电电压上升也就变得缓慢,单体电动势呈缓慢上升过程。这个充电过程是充电的主要阶段,基本上还原了大部分的反应生成物。

第三阶段（cd段）------后期充电

输入的电能除了继续将反应生成物还原外,由于这时,还原反应因还原物是剩下较难

还原的物质,所以有一部分电流变成为电解水,使电极上有气体生成,正极上生成氧气,负极上生成氢气。电极上的气体物质导致电极产生附加的气体电极电位；使单体电池的电极电位提高，电动势增加。要保证输入恒流状态,充电电压要有一个较大的上升。

第四阶段（de段）

电流完全作为电解水,相比之下,电极中的附加气体电极电位的增大变得缓慢，充电电压就上升得不多了。此时,应结束充电。

停止充电后,附加气体电极电位就会随气体的逸出而消失,单体电池就只有电极材料,产生的电极电位电动势(E)就回降到2.1伏。经实践观察,充电结束由以下三个特征决定: （1）充电电压持续两小时不再上升;

（2）电解液密度达到规定值不再增加;

（3）有冒气泡沸腾现象出现。

在操作上应不断调整输入电压,以保证恒流输入,充电后期要多观察,多测取电解液密度值。

2、充电方法

三种方法:等电流充电、等电压充电和分段充电。

（１）等电流充电:

以该方式给电瓶充电时,电流的大小使充电时间不同,并且还原反应的程度不同。电流选择小时,还原反应量少,充电速度慢,延长了充电时间;电流选择大时,还原反应使电瓶处于电解水,温度过高,容易形成极板物质松脱。需要在充电过程保证充电电流的恒定控制,在操作和控制上,要求都较为复杂。

（２）等电压充电:

高低不同的充电电压,同样有不同的影响。充电电压选取小时,充电后期会因电流太小,还原不充足,增大充电时间,利用高电压充电,较大电流使还原反应过程存在电解水,蓄电池寿命会因温度变化太大而造成一定程度的下降。如高温沸腾使电极疏松物质脱落。正常情况下,飞机上蓄电池与电网相并联时,电网保持等压状态,蓄电池电动势较小时,接通瞬间有较大的充电电流,随着电动势上升,充电电流趋向零。

（３）分段充电:

采用阶段性的恒流充电,前一阶段电流选择大些,后一阶段电流减半。这样既可以充足电,缩短时间,又可以减少不必的还原反应消耗。要在充电后期多观察,及时控制。

多个蓄电池充电时,可采用串联,并联或复联的方法进行。蓄电池连接成并联线路充电时,各蓄电池的必须额定电压,容量要求相等,而且放电程度差不多。如果是各蓄电池串联起来充电,就要求各串联的蓄电池额定容量相等,放电程度接近,允许额定电压值不同。