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常规充电制度是依据1940年前国际认的经验法则设计的。其最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。际,常规充电的速度被蓄电池在充电过程的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 般来说,常规充电有以3种。
1、恒流充电法
恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法,如图2所示。制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。
2、阶段充电法
此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法。
1)二阶段法采用恒流和恒压相结合的充电方法,如图3所示。首先,以恒电流充电至预定的电压值,然后,改为恒压完成剩余的充电。般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒压。
2)三阶段充电法在充电始和结束时采用恒流充电,间用恒压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气减到最,但作为种快速充电方法使用,受到定的限制。
3、恒压充电法
充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减。与恒流充电法相比,其充电过程接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,如图4所示。由于充电初期蓄电池电势较,充电电流很,随着充电的进行,电流将逐渐减,因此,只需简易制系统。
这种充电方法电解水很,避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过,对蓄电池寿命造成很影响,且容易使蓄电池极板弯曲,造成电池报废。
鉴于这种缺点,单纯的恒压充电很使用,只有在充电电源电压而电流时采用。例如,汽车运行过程,蓄电池就是以恒压充电法充电的。而在使用充电机对蓄电池进行恒压充电时宜采用改进的恒压充电方法即采用限制最电流,使电流限不超过蓄电池容的0.25来防止对电池造成损害。
蓄电池的反应是可逆的,其放电及充电的化学反应式如:
PbO2+Pb+2H2SO4→PbSO4+2H2O (放电)
PbSO4+2H2O→PbO2+Pb+2H2SO4 (充电)
蓄电池在正常使用的情况,正、负极板的活物质(Pb02和Pb)部分转变为小粒晶状的硫酸铅,这些松软小粒晶状的硫酸铅是均匀地分布在多孔的活物质,在充电时很容易和电解液接触起作用恢复为原来的物质PbO2和Pb。
如果由于使用维护不当,小粒晶状的硫酸铅不能及时有效的转化为活物质就会逐渐形成结晶粒粗的硫酸铅,形成极板硫化现象 硫化现象系指在极板生成白色坚硬的硫酸铅结晶,充电时又非常难于转化为活物质的硫酸铅,这些粗而硬的硫酸铅晶体体积,导电差,因而会堵塞极板活物质的细孔,阻碍了电解液的渗透和扩散作用,增加了电池的内电阻,同时,在充电时,这种粗而硬的硫酸铅不如软小晶粒的硫酸铅容易转化为PbO2、和Pb。若历时过久,这些粗而硬的硫酸铅就会失去可逆作用,结果使极板的有效物质减、放电容降、使用寿命缩短。
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