蓄電池快速充電技術

蓄電池快速充電方法

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時間，同時保證蓄電池正、負極板的極化現象盡量地減少或輕，提高蓄電池的使用效率，快速充電技術近年來得到了迅速發展。目前比較流行的幾種快速充電的方法都是圍繞著最佳充電曲線進行設計的，目的是使充電曲線盡可能地逼近最佳充電曲線。

常規充電方法采用小電流慢充方式，對新的蓄電池初充電需70H以上，進行普通充電也需10H以上。充電時間太長，不但會拉長充電檢測的時間，造成電能的浪費，還限制了蓄電池的循環利用次數，增加維護工作量。而采用快速充電方法，可以縮短蓄電池的充電時間，提高充電率，節約能源，并提高蓄電池循環利用次數，具有重大的現實意義。

（一）蓄電池快速充電技術

20世紀60年代中期，美國科學家馬斯對蓄電池充問題做了電過程的析氣大量的研究工作，提出了以最低析氣率為前提的蓄電池可接受的充電電流曲線。在充電過程只要充電電流，因而充電時間大大延長，在充電后期，充電電流又大于蓄電池可接受的電流，因而蓄電池內產生大量的氣泡。但是，如果整個充電過程中能使實際充電電流始終等于或者接近蓄電池可接受的充電電流，則充電速度就可大大加快，而且析氣率也可以控制在很低的范圍內。這就是快速充電的基本理論依據。然而在充電過程中，蓄電池中產生的極化電壓會阻礙其本身的充電，并且使析氣率和溫升顯著升高，因此，極化電壓是影響充電速度的重要因素。由此可見，要想實現快速充電，必須設法消除極化電壓對蓄電池充電的影響。從極化電壓的形成機理可以推知，極化電壓的大小是緊隨充電電流的變化而改變的。當停止充電時，電阻極化消失，濃差極化一條放電通道和電化學計劃亦逐漸減弱。如果為蓄電池提供一條放電通道讓其反向放電，則濃差極化和電化學將迅速消失，同時蓄電池內的溫度因放電而降低。因此，在蓄電池充電過程中時暫停充電，并且適當地加入放電脈沖，可以迅速的有效地消除各種極化電壓，從而提高充電速度。目前，大家比較認同的快速充電方法是脈沖充電，脈沖放電去極化方法。

（二）實現快速充電技術途徑

1、改進蓄電池設計，減小歐姆內阻。蓄電池若采用銅拉網負極柵，則會顯著地減小板柵電阻。這不僅有利于提高活性物質的利用率和蓄電池的比功率，而且還可以改善蓄電池的快速充電性能。

2、提高反應離子擴散電流出現時間，即延長蓄電池電壓達到析氣電壓時間，從而允許加大充電電流，減小極板厚度，增加活性物質孔率，增大板柵活性物質接觸面積。這些措施均有利于反應物和生成物的擴散，減小濃度極化，提高允許的充電電流，實現快速充電。但從蓄電池的壽命考慮，極板也不能做的太薄。

3、改革蓄電池的充電方法。脈沖快速充電方法的理論基本上就是通過充電電流中疊加一定頻率、高度的負脈沖或短時間的停充電，使參加反應的鉛離子來得及生成并提高其濃度，又使生成的氫離子和硫酸根離子來得及從電極附近移開，其綜合效果是降低了濃度差極的有效措施，蓄電池電壓上升的就慢，使蓄電池充入更多的電量。目前開發的智能化充電電裝置就是考慮到這些情況后進行設計的。

4、快速充電對蓄電池壽命的影響。大電流快速充電對蓄電池的壽命的影響仍在探討中。業界也有不同的觀點出現。首先蓄電池的使用壽命不是一致的，其循環壽命甚至可相差1倍。再者，在長期的壽命試驗過程中，很難保證各批蓄電池試驗條件完全一致。雖然一般認為大電流快速充電并沒有給閥控密封鉛酸蓄電池的壽命帶來不利影響。