1 引言

　　隨著(zhù)電池應用領(lǐng)域的拓展，它與我們的生活更密切。所以要想更好的、合理的用好市場(chǎng)上種類(lèi)繁多的電池，就需要我們去了解不同種類(lèi)電池之間的不同特點(diǎn)及特性，辨別它們之間自身的差異，這樣才能提升使用電池的能力?？墒?，僅了解電池的特性后，不能就說(shuō)可以用好電池。因為研究發(fā)現：電池充電過(guò)程對電池壽命影響最大，放電過(guò)程的影響較少。也就是說(shuō)，絕大多數的蓄電池不是用壞的，而是“充壞”的。所以，懂得電池不同特性還不夠，還要我們去了解更多的有關(guān)電池的充電知識。不同的電池，在電量不足的時(shí)候，如何通過(guò)正確地、科學(xué)的充電去靈活維護好電池性能，這樣才能更科學(xué)的用好電池，使電池用得持久、用得安全、用的放心，才能避免資源的浪費、成本的增加，還能保護我們的環(huán)境資源的消耗。

　　所以，了解電池自身的構造原理、特性，熟悉電池的不同充電方式，是靈活用好電池的基礎，是在使用電池前所必需去學(xué)習、了解的知識。

　　2 電池種類(lèi)

　　2.1鉛酸蓄電池

　　鉛酸蓄電池是一種老式電池，成本最低，適用溫度范圍廣，可再充電使用，電壓平臺穩定，電池的單體開(kāi)路電壓為2V，通常都串聯(lián)成電池組使用。是應用最廣泛的二次電池，如：汽車(chē)等車(chē)輛啟動(dòng)，通訊、電力系統的備用電池，太陽(yáng)能、風(fēng)能儲能電池，電動(dòng)汽車(chē)電池。小型電池用于應急照明、野外系統。廢舊電池可以回收利用，原材料可循環(huán)使用。廢舊電池如妥善回收、處理，不會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生危害。它可以提供大電流的放電，但壽命比其它電池都短、且重量大。

　　2.2鎳鎘電池

　　這種電池是早期開(kāi)發(fā)的可充電池，可靠性高，循環(huán)壽命好，容量小體積大，成本較高，記憶效應嚴重，使用中常會(huì )因為記憶效應出現容量嚴重下降的假性損壞。充電最高電壓為1.75V-1.8V，最低放電電壓為1.0V。主要應用于電動(dòng)工具等。由于鎘金屬劇毒，對環(huán)境、生產(chǎn)工人的身體產(chǎn)生嚴重危害，該系列電池已基本禁用。

　　2.3鎳氫電池

　　鎳氫電池是在鎳鎘電池基礎上開(kāi)發(fā)的環(huán)保綠色產(chǎn)品,其特點(diǎn)是容量比鎳鎘電池大，循環(huán)壽命長(cháng)（理論壽命為1000次左右），記憶效應很小，放電平穩?；緫糜陔妱?dòng)工具等,近年來(lái)在混合動(dòng)力汽車(chē)上使用。缺點(diǎn)是成本高，低溫性能差，如冬季在室外使用則容量大大降低，限制了應用范圍。對放電和充電要求嚴格，過(guò)充和過(guò)放都會(huì )嚴重損壞電池，最高充電電壓限制在1.0V。充電前期采用大電流恒流充電，后期采用小電流恒壓充電，特別是充電的后期，如果采用大電流充電，電池就會(huì )嚴重發(fā)熱，發(fā)熱嚴重的電池還可能發(fā)生爆炸。

　　2.4鋰電池

　　鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是容量大，體積和重量小，單體電壓高（單體電壓為3.6V），放電平穩，沒(méi)有記憶效應，循環(huán)壽命約為500次左右，綠色環(huán)保，是二次電池中的高端產(chǎn)品。廣泛使用于移動(dòng)電話(huà)、數碼產(chǎn)品、筆記本電腦、航模等。其缺點(diǎn)是造價(jià)高、對充電和放電要求特別嚴格，過(guò)充電和過(guò)放電都會(huì )嚴重損壞電池，特別是過(guò)充會(huì )造成電池爆炸，所以所有鋰電池都無(wú)一例外的有充放電保護電路。
單體鋰電池的充電最高電壓限制在4.2V，最低放電電壓限制在2.5V，為了進(jìn)行快速充電，充電前期采用大電流恒流充電，后期采用小電流恒流充電。

　　3充電方式

　　3.1常規充電法

　　常規充電制是依據1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設計的。其中最著(zhù)名的就是“安培小時(shí)規則”：充電電流A數，不應超過(guò)蓄電池待充電的Ah數。實(shí)際上，常規充電的速度被蓄電池在充電過(guò)程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個(gè)現象對蓄電池充電所必須的最短時(shí)間具有重要意義。首先，它可以指導我們開(kāi)展電池檢測工作；其次，它讓我們更加關(guān)注測試中出現的現象,對電池的性能有更進(jìn)一步認識,為今后工作添加新的方式和方法。

　　一般來(lái)說(shuō)，常規充電有以下3種方法。

　　3.1.1恒流充電法

　　恒流充電法，是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法?？刂品椒ê?jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力隨著(zhù)充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過(guò)量及溫度過(guò)高，最好不要單獨采取這種恒流充電方法充電，常選用階段充電法。

　　3.1.2階段充電法

　　此方法包括二階段充電法和三階段充電法。

　?、?二階段充電法，是采用恒電流、恒電壓相結合的快速充電方法。首先，以恒電流充電至預定的電壓值；然后，改為恒電壓完成剩余的電池容量的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恒電壓。采取二階段充電方法充電可基本使電池達到充電要求。

　?、?三階段充電法，是在充電開(kāi)始和結束時(shí)采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時(shí)，由第二階段轉換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。

　　本公司對鉛酸電池采用智能三階段充電,開(kāi)始采取恒流充電,中間采取恒壓充電,到后期電流衰減到一定值后，轉為浮充狀態(tài)避免對電池造成過(guò)充。

　　3.1.3恒壓充電法

　　充電電源的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數值，隨著(zhù)蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過(guò)程更接近于最佳充電曲線(xiàn)。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢較低，充電電流很大，隨著(zhù)充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡(jiǎn)易控制系統。

　　這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過(guò)充。但在充電初期電流過(guò)大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。

　　鑒于這種缺點(diǎn)，對電池單獨采取恒壓充電的很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時(shí)采用。例如，汽車(chē)運行過(guò)程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。

　　3.2快速充電技術(shù)

　　為了能夠最大限度地加快蓄電池的化學(xué)反應速度，縮短蓄電池達到滿(mǎn)充狀態(tài)的時(shí)間，提高工作效率，同時(shí)，保證蓄電池正負極板的極化現象盡量少或輕，降低對電池的損耗，提高蓄電池使用效率。近年來(lái)快速充電技術(shù)得到了迅速發(fā)展。

　　下面介紹目前比較流行的幾種快速充電方法。這些方法都是圍繞著(zhù)最佳充電曲線(xiàn)進(jìn)行設計的，目的就是使其充電曲線(xiàn)盡可能地逼進(jìn)最佳充電曲線(xiàn)。

　　3.2.1脈沖式充電法

　　這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數充電接受曲線(xiàn)的限制，這也是蓄電池充電理論的新發(fā)展。

　　脈沖充電方法，首先是用脈沖電流對電池充電，然后讓電池停充一段時(shí)間，如此循環(huán)。充電脈沖使蓄電池充滿(mǎn)電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣重新化合而被吸收，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應時(shí)間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率。

　　3.2.2 REFLEXTM快速充電法

　　這種技術(shù)是美國的一項專(zhuān)利技術(shù)，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時(shí)間。鉛酸蓄電池的充電方法和充電狀態(tài)的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借鑒。
REFLEXTM充電法的一個(gè)工作周期，包括正向充電脈沖、反向瞬間放電脈沖、停充維持等3個(gè)階段。

　　3.2.3變電流間歇充電法

　　這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上。其特點(diǎn)，是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段，獲得過(guò)充電量，將電池恢復至完全充電狀態(tài)。通過(guò)間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時(shí)間重新化合而被吸收掉，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。

　　3.2.4變電壓間歇充電法

　　在變電流間歇充電法的基礎上，又有人提出了變電壓間歇充電法。與變電流間歇充電方法不同之處，在于第一階段的不是間歇恒流，而是間歇恒壓。

　　間歇電壓更加符合最佳充電的充電曲線(xiàn)。在每個(gè)恒電壓充電階段，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數規律下降，符合電池電流可接受率隨著(zhù)充電的進(jìn)行逐漸下降的特點(diǎn)。

　　3.2.5變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法

　　綜合脈沖充電法、REFLEXTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點(diǎn)，變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應用。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種：

　?、?脈沖電流的幅值可變，而PWM（驅動(dòng)充放電開(kāi)關(guān)管）信號的頻率是固定的；

　?、?脈沖電流幅值固定不變，PWM信號的頻率可調。

　　用了一種不同于這兩者的控制模式，脈沖電流幅值和PWM信號的頻率均固定，PWM占空比可調，在此基礎上加入間歇停充階段，能夠在較短的時(shí)間內充進(jìn)更多的電量，提高蓄電池的充電接受能力，減少了對電池的損傷等優(yōu)點(diǎn)。

　　4電池使用注意事項

　?、?仔細閱讀電池說(shuō)明書(shū)，使用所推薦的電池，按操作規程操作。

　?、?不要將新、舊電池或不同型號電池混用，特別是不能將干電池與可充電電池混用。

　?、?不要將充電電池短路，否則會(huì )損壞電池，并會(huì )發(fā)熱使電池燃燒。

　?、?不要加熱電池或將電池丟入水中或火中。將電池放入水中會(huì )使電池失效，將電池放入火中會(huì )使電池破裂、或發(fā)生激烈的化學(xué)反應爆裂傷人、或產(chǎn)生一些有害的氣體和煙塵等。

　?、?不要拆卸電池、或試圖用尖銳利器穿透電池，因電池內部電解液會(huì )傷害皮膚和衣物。

　?、?電池應保存在陰涼、干燥處，避免陽(yáng)光直射。

　?、?鎳充電器與鋰充電器不能混用。

　?、?不能將電池焊接使用。焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì )損壞電池的內部結構，可能會(huì )使電池不能使用，甚至出現危險。

　?、?不能反向充電。反向充電等同于過(guò)放電，過(guò)放電會(huì )使電池內部發(fā)生不良反應并導致電池的嚴重損壞，生成大量氣體，很可能會(huì )使充電電池發(fā)生化學(xué)泄漏。

　?、?不能將充電電池放在雨水下。雨水能導電，電池放在雨水下時(shí)，很可能會(huì )發(fā)生短路，使電池因瞬間大電流放電而發(fā)燙，會(huì )損壞電池或發(fā)生危險。

　?、?不能將電池貯存在高溫或高濕的環(huán)境下，電池本身的反應會(huì )加劇，故無(wú)法向用電器提供足夠的容量。另外，高溫高濕下，電池的老化速度也會(huì )大大加快，也會(huì )腐蝕電子元器件 （高溫電池除外）。

　?、?不要將電池正負極插反，否則會(huì )導致電池鼓脹或破裂。

　　5 結束語(yǔ)

　　通過(guò)上面對常用蓄電池、蓄電池充電方法及充電注意事項的介紹，對蓄電池本身的特點(diǎn)、特性的要求，以及蓄電池充電方法的過(guò)程有進(jìn)一步認識，對于如何合理、科學(xué)的將蓄電池及蓄電池充電方法搭配好使用有更好地了解。讓蓄電池的性能得到更加高效、科學(xué)的應用，讓電池的維護更加到位，為蓄電池的使用而讓我們的生活變得更加美好。

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