蓄电池充电电流和电池容量

1. 蓄电池充电种类

放电后的蓄电池必须通过充电才能重新投入使用，新蓄电池和修复后的蓄电池在首次使用前必须进行初充电，蓄电池在正常使用过程中为了保持一定容量，延长其使用寿命，还需要进行一些必要的补充充电等维护性充电作业。 因此，充电作业是保证蓄电池在整个使用过程中技术性能良好、延长其使用寿命的一个重要环节。

(1)初充电。

新蓄电池或修复后的蓄电池在使用之前的首次充电称为初充电，其目的在于恢复蓄电池在存放期间极板上部分活性物质缓慢硫化和自放电而失去的电量。 因此初充电恰当与否对蓄电池的使用性能极为重要。 初充电的特点是充电电流小，充电时间长，电化学反应充分。

初充电的程序如下:

1)加注电解液。 新蓄电池在出厂时没有装电解液，电解液是由使用者加注的。 要按制造厂的规定，加注一定密度的电解液。 液面高出极板上沿10～15mm。 加注电解液后，蓄电池应静置3～6h，待温度低于35℃才能进行充电。

2)初次充电过程。 将蓄电池接入充电机，按表1.3规范电流值充电。 因为新蓄电池在储存中可能有一部分硫化，充电时易于过热，所以初次充电一般应选用较小的电流。 第一阶段充电电流约为额定容量的1/15，充电至电解液中逸出气泡，单格电压2.4V时为止。 第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，相对密度和端电压连续2～3h不变时为止。 整个初充电时间为60～70h。

表1.3 蓄电池充电规范

3)注意事项。 充电过程中应经常测量电解液温度，上升到40℃时应将充电电流减半；上升到45℃时应停止充电，待冷至35℃以下再进行充电。 初次充电接近完毕时应测量电解液相对密度，如果不符合规定值，应用蒸馏水或相对密度为1.40g/cm3的电解液调整，调整后再充电2h。 如相对密度仍不符合规定，应再调整并充电2h，直至符合规定为止，然后将加液孔塞拧上，把蓄电池表面擦干净，即可使用。 新蓄电池充电完毕后，要以20h放电率放电，再以补充充电电流充足，然后再以20h放电率再次放电。 如果第二次放电的蓄电池容量不小于额定容量的90％，就可以使用了。

(2)补充充电。

蓄电池在车辆上使用时，常有充电不足的现象，尤其是短途运输车辆，应根据需要进行补充充电。 蓄电池电量不足可以通过以下情况来判断:

1)电解液相对密度降到1.15g/cm3以下时；

2)冬季放电超过额定容量25％，夏季超过额定容量50％时；

3)灯光比平时暗淡，喇叭沙哑。

另外，蓄电池放置时间超过一个月时，应进行补充充电，以补偿自放电损失，当电解液消耗较多时，补偿大量蒸馏水后也应及时进行补充充电。 补充充电也要按表1.3中规范的电流值进行，也分为两个阶段:第一阶段的充电电流约为蓄电池额定容量的1/10，充至单格电池电压为2.4V；第二阶段充电电流约为额定容量的1/20，充至2.5～2.7V，电解液密度恢复到规定值并且2～3h保持不变，则说明已经充足。 补充充电一般共需要13～16h。

补充充电接近完毕时，应测量电解液的相对密度，如果不符合规定值，应进行调整，调整的方法与初次充电相同。

(3)去硫化充电。

蓄电池发生硫化后，内阻将显著增大，充电时温度升高较快。 硫化严重的蓄电池就只能报废，硫化程度较轻的可以用去硫充电法加以消除。 方法是:先倒出容器内的电解液，用蒸馏水反复冲洗数次，然后加入蒸馏水，用初充电电流进行充电，并且随时测量电解液相对密度。 如果相对密度上升到1.150g/cm3时，要加蒸馏水冲淡，继续充至相对密度不再上升。然后进行放电，反复进行到在6h内相对密度值不再变化时为止，最后按初次充电的方法充电，调整电解液密度至规定值，用20h放电率放电检查容量，如容量达到额定容量的80％时，说明硫化已基本消除，即可使用。

2. 充电方法

蓄电池充电，必须根据不同情况选择适当的方法，并且正确地使用充电设备。 这样才能提高工作效率，并延长蓄电池和充电设备的使用期限。

通常蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和脉冲快速充电三种。

(1)定流充电。

在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法，称为定流充电，如图1.21所示。 由于充电电流保持不变，所以随着蓄电池电动势的升高，要保持充电电流一定，必须逐步提高充电电压。当每单体电池的端电压升高到2.4V时气体开始形成，应将充电电流减少一半，直到蓄电池完全充足，如图1.21(b)所示。

采用定流充电时，被充电的蓄电池不论是6V或12V都可串联在一起，如图1.21(a)所示。 所串联的蓄电池最好容量相同，否则充电电流的大小必须按照容量最小的蓄电池来选定，而容量大的蓄电池则充电太慢。

图1.21 定流充电

(a)连接简图；(b)充电特性曲线

定流充电有较大的适应性，可以任意选择和调整充电电流，因此可对各种不同情况的蓄电池充电。 如新蓄电池的初充电、补充充电以及去硫充电均可采用这种方法。 但它的缺点是充电时间长，并且需要经常调节充电电流。

(2)定压充电。

充电过程中，电源电压始终保持不变的充电方法称为定压充电，如图1.22所示。 由于定压充电过程中充电电压不变，因此在充电开始时，充电电流很大，此后随着蓄电池电动势的增大，充电电流逐渐减小，至充电终了时，充电电流将自动降低到零，如图1.22(b)所示，这样可不必由人照管。 另外，定压充电时，充电电流很大，开始充电后4～5h内蓄电池就可获得本身容量的90％～95％，因而可大大缩短充电时间。 由于定压充电充电时间短，不需要照管且经济性高，所以较适合于蓄电池的补充充电。 但定压充电时，不能调整充电电流的大小，所以不能用于蓄电池的初充电和去硫化充电。

采用定压充电时，要选择好充电电压。 若电压过高，不但充电初期充电电流过大，而且会发生过充电现象；若充电电压过低，则会使蓄电池不能充满电。 一般每单体电池需要2.5V左右，即6V的蓄电池充电，充电的电压应为7.5V；对于12V的蓄电池充电，充电电压约为15V，并且充电的蓄电池必须并联在充电电源之间，如图1.22(a)所示。

图1.22 定压充电

(a)连接简图；(b)充电特性曲线

(3)脉冲快速充电。

上述两种方法统称为常规充电，要完成一次初次充电需60～70h，补充充电也需20h左右。 由于充电时间太长，给使用带来不便。 采用快速充电，新蓄电池初充电不超过5h，补充充电只需要0.5～1.5h，大大缩短了充电时间，提高了效率。 目前，广泛采用的快速充电方法有脉冲快速充电法和大电流递减充电法两种。

快速充电是指用较短的时间为蓄电池充入大量电荷的一种充电方法，主要用于补充充电。快速充电具有充电时间短、空气污染小、省电节能的优点，但其输出容量较低，能量转换效率也较低。 因此，在正常情况下，应按蓄电池生产厂提供的规定电流值进行初充电或补充充电那样的常规充电，在特殊情况下才采用快速充电。

脉冲快速充电的整个过程由脉冲充电控制电路进行自动控制，其具体过程如下:

1)充电初期，采用大电流充电[相当于额定容量的(0.8～1)C20的电流]，使蓄电池在较短时间内达到额定容量的60％左右。 当单格电压上升到2.4V、电解液开始分解而冒气泡时，控制电路发生作用，停止大电流充电。

2)先停止充电24～30ms(称前停充)，接着再放电或反充，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流，以消除极板孔隙中形成的气泡，然后再停止放电25ms(称为后停充)。

3)进行循环脉冲充电。 其循环过程是:正脉冲充电→前停充→负脉冲瞬间放电→后停充→正脉冲充电→充足。