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铅酸蓄电池的充电方法8721

20180721

铅酸蓄电池充电方法

铅酸蓄电池的充电方法是一个很笼统的说法;不同类型的铅酸蓄电池、不同应用场景、不同的放电深度,都有不同的充电方法。

铅酸蓄电池有许多种类,目前应用最广泛的有阀控式密闭蓄电池(常说的AGM电池即指这一类),阀控式密闭胶体蓄电池(一般简称为胶体或GEL电池),富液蓄电池三种;当然也有OPzV,OPzS,卷绕式等市场占有率较低的,则不在此文介绍之列。

根据应用场景,则有汽车启动,通信,电力,电动自行车和电动车等。

所谓的放电深度,就是放出的电量占蓄电池额定容量的百分比。例如,一节100安时的蓄电池,放出来30安时的电量,放电深度就是30/100=30%DOD,其中DOD即depthofdischarge是放电深度的缩写。

此外,常见的铅酸蓄电池的额定电压是12V,也有2V和6V的,4V和16V的则比较少见。这是因为铅酸蓄电池的每个cell或者叫单元的额定电压是2V,为了获得更高的电压,常把多个单元串联起来做成一只,将6个单元串联成一只,就

是12V,以此类推。

本文对常见铅酸蓄电池的在25℃常温下进行充电的方法进行分门别类的简述。

充电器或充电机

直流电压表

直流电流表

计时器

1

确定电池或电池组的额定电压和额定容量。额定电压用来确定充电电压,额定容量用来确定充电电流。

关于电压:最简单的办法是从标签上读出来;例如下图一中显示的CSB蓄电池的额定电压就是12V。

如果标签磨损或者根本没有标签,可以从排气孔或者安全阀的数量上来判断,排气孔是位于电池顶端的可以打开或可以开合的圆孔。可以肯定的说,目前所有的铅酸蓄电池都有排气孔。每个排气孔代表一个单元即2V,因此,另一张图中所示电池的总电压就是24V,因为它有12个排气孔。

关于容量:也可以从标签上读出来或者算出来;一般来说,标签上会标明电池的额定电压,三PNP电池即标明为65Ah,但UPS电池通常是以W来表示的,一即显示34W,对这类电池,容量的简便的计算方法是瓦数除以四,即8.5Ah;但遇到像图二这种,就没办法了,只能根据体积或者重要来估计了,而且误差较大,一般来说,12V100Ah的AGM电池重30~35千克,所以,图二的蓄电池如果重500千克,可以算出来它的容量大约为700Ah。2

如果你只需要使用该文所介绍的方法充一次电,该步骤可以跳过;如果你需要长期使用,建议认真执行这一步,即确定蓄电池100%充满电时的开路电压,行业术语叫100%SOC(stageofcharge,荷电状态)时的OCV(opencircuitvoltage,开路电压)。

得知该数值的方法有多种:

一,使用直流电压表测量充满电后并已经静置一小时以上的电池的电压,直接得到;

二,从文件中获取;该数值不会印在电池标签上,但通常可以从厂商的操作指导或者MSDS中得到;

三,对于富液电池,也可以通过测试充满电时的电池的电解液的密度而获得;方法是OCV=SG+0.84,例如,电解液的

密度是1.35g/mL,则电池的开路电压OCV=1.35+0.84=2.19V,如下图所示。

获得电池充满电时的电压很重要,可以用来检验电池是否充满电、确定电池的带电量或者说放电深度等。

3

确定充电电压。

充电电压分为浮充电压、均充电压、快充电压等。一般来说,浮充电压为日常浮充使用,最低;均充为放电后再充电时使用,较高;快充为应急场景下迅速充满电的电压,最高,不常用。

本文中所说的充电电压为均充电压。

有的蓄电池的标签上会标明充电电压,而且会分为浮充和均充,例如上图一中所示,浮充电压为13.5V~13.8V,均充电压为14.4V~15.0V;这样就比较简单了,直接使用均充电压充电即可,可以选用比较安全的中间值或最小值。均充电压的最高值可以认为是快充电压,通常认为对电池有一定的伤害。

如果电池上没有标出充电电压,可以根据电池充满电时的开路电压OCV估算合理的均充电压,一般来说,12V蓄电池

充满电时的开路电压加1~1.5V为合理的均充电压。其它额定电压的电池以此类推。

如果不知道电池充满电时的开路电压,可以偶尔以2.4VPC的电压进行盲充,但比较难以判断电池何时充满,可能会有过充电,对电池造成一定的伤害。所谓 2.4VPC,即2.4V/cell,每个单元2.4V,如果是12个单元,如上图二所示,则均充电压可以为28.8V4

确定充电电流。

充电电流和电池的额定容量有关。一般为0.1C~0.4C,即额定容量的十分之一到十分之四。

如果是100Ah的电池,则为10A~40A。可以通过直流电流表即钳形表进行测量。

当然了,目前市场上有些技术先进的厂家采用薄极板技术,已经将充电电流提高至1C了,即数值上等于额定容量。这种大电流充电方法将大大缩短充电时间,只是这类高端电池还不够普及,本文中仍然采用常用的0.1C~0.4C法。5

接线。这就不多说了,充电机的正极接电池正极,充电机的负极接电池负极,然后再接通充电机和市电,最后开机充电。

值得多说一句的是,对于多节电池的充电方法,我推荐并联充电。因为并联充电可以提高电池的一致性,而且低压充电也比较安全。

需要说明的是,并联充电时,接线要采用对角线法以提高电流分流的一致性。所谓对角线接法,示意图如下。

6

确定充电时间,或者说何时停止充电。

如果不是盲充或者说以过高的电压进行充电,充电电流是随着充电的进行而减小的。

如果以厂家推荐的均充电压进行充电,一般来说,充电电流降至0.03C时可以认为已经充满电。例如,100Ah的电池,如果采用厂商推荐的电压,则当充电电流小于3A时即可认为基本充满电了。

或者,以充进所需电量的1.2倍所需要的时间为充电时间。例如,一节100Ah的电池,完全放电状态,则需要充进100Ah才充满;1.2倍即120Ah;如果充电电流是0.15C即15A,那么,120÷15=8小时就差不多可以充满电了。7

确定是否充满了。

如果有必要的话,可以进行这一步。方法是,充电完成后,断开所有线路,放置一小时以上,然后测量电池电压。可以和标准曲线对比来判断是否已经充满。

下图是某厂商的开路电压和荷电状态的对比图:

注意事项

充电过程中,如果发现漏液或者电池的温度高于60度,安全起见,请立即停止充电;

新旧电池、容量不同的电池、不同类型的电池不要混合串联充电;

铅酸电池短路电流很大,可以瞬间将连接线熔断,所以,注意不要将电池的正负极短路。

电池保养常识:

1

记忆效应镍氢充电电池上常见的现象。具体表现就是:如果长期不充满电就开始使用电池的话,电池的电量就会明显下降,就算以后想充满也充不满了。所以保养镍氢电池的重要方式就是:电必须用完了才能开始充电,充满了电了才允许投入使用。现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽

略不计的。2

完全充电,完全放电

是针对锂电池来说的。

完全放电就是指把用电智能设备,如手机,调整到最低功率状态耗去电量直到手机自动关机的过程。

完全充电就是指把完全放电的用电智能设备,如手机,接到充电器上直到手机上提示“充满”的过程。3

过度放电

是针对锂电池来说的。

完全放电后锂电池内部还会留有少量电量,但这部分电量对于锂电池的活性和寿命至关重要。

过度放电:完全放电后,如果继续采用其它方式,如:强行再次开启手机、电池接小灯泡耗费残留电量的话,这叫过度放电,

会对锂电池造成不可逆转的伤害。4

保护芯片

锂电池对充放电时对接入的电流电压有极为严格的要

求,为了保护电池不因为外界电环境失常而损坏,电池本体内部会设置管理电池状态的芯片。这个芯片同时还有记录电池容量,校正电池容量的功能。现在,就算是山寨手机电池也是不会节省这个关键的保护芯片的,不然山寨手机电池根本不可能用很久。5

过冲过放保护电路

用电智能设备内置的全面管理电池的芯片及电路。

比如手机上,就有这样的电路,大概功能如下:6

电时,提供最合适的电压电流给电池。在合适的时机停止充电。7

充电时,时刻检查电池残留电量,在合适的时机命令手机关机,防止过度放电。8

开机时,检查电池是否已被完全放电,如果已被完全放电,则提示用户充电,然后关机。9

避免电池或充电线电力异常,发现异常时断开电路,保护手机。10

过度充电:

是针对锂电池来说的。

正常情况下,锂电池充到一定电压(也就是充满)就会被上级电路截断充电电流,但由于某些设备内置的过冲过放保护电路的电压电流参数不同(如手机电池座充),导致虽已充满,但还未停止充电的现象。

过度充电也会导致电池性能伤害。11

激活

锂电池长期(三个月以上)不使用,会产生电极材料钝化,电池性能下降,可以采用三次完全充电、完全放电来解除纯化,发挥出电池的最高性能。二、常见错误观点:

1

首先使用必须进行完全放电,然后进行完全充电,重复三次,以便于激活电池。否则电池就永远都不好用了!!解答:如果实在闲的没事做,这么做可以,但不是必须的,因为激活操作不是必须放在第一次使用就做的。只要随着不断的使用,电极钝化无需刻意激活也可以慢慢消失。

2

,充电时不要使用手机,对电池有害,也会产生超大量辐射伤害人体。

解答:充电时使用手机是否对电池有害要根据情况来说(本文后会说明),但是有一点可以确定的是,充电时使用手机绝对不会产生比平时使用手机多的辐射。

锂电池在寿命周期内只能充放电XXX次,所以每次用就尽量用到自动关机,每次充就尽量充到满电。

第一个子句是对的,后面是错的。

这个次数中的每一次,都是指完整的一次,比如从20%充电到30%停止充电,这个只算是1/10次,从80%放电到60%,只能算是1/5次。

前三次充电必须达到12小时,否则就影响电池性能。

如果是为了激活电池,只需要手机提示充满电就已经足够,一般手机,都会在5小时内提示充满,完成后如果继续接着充电器,过冲过放保护电路会截断手机的充电电流。之后电池就处于不状态,和充满后马上拨除充电线的效果是一样的。

前三次充电必须达到12小时是针对镍氢充电电池来说的,结果被很多厂家习惯性地、无知地写在锂电池用户手册上,没文化真可怕。国际大厂,如戴尔,联想,华硕,apple 的产品上是绝对不会出现“12小时”这样的文字的。而且对

于锂电池来说,这是共性,也是原理的一部分,不可能有的厂家生产的需要12小时,有的厂家的不需要。

需要注意的是,如果采用座充,由于绝大部分座充达不到官方线充的最高电流,充电时间可能会超过6小时,但只要充满电,坐充也会自动断电,和用线充是一样的。

充满电了就最好马上拨除充电线,防止过充。

过冲过放保护电路不是吃素的,OK!!!如果发生过充,多半是因为过冲过放保护电路损坏,但以现在的电子产品工艺和抗压能力来说,这概率实在低到不行,不必提心吊胆。

手机一旦开始提示用户充电,就一定要马上充电,或者马上关机,避免过放。

过冲过放保护电路不是吃素的,OK!!!这个电路会在必要的时候(也就是过放之前)强制关机,不会损坏电池的。手机的提示是为了让用户提前知道,以提前做好处理或者心理准备。

需要注意的是,如果手机已经自动关机就千万不能为了打个电话而强行开机了,因为很有可能造成过放,而且由于保护的存在,开机未完成前多半会被过冲过放保护电路强行断电。三、正确地使用

1

新出厂的电池:无需任何处理,如激活等,可直接投入正常使用。2

闲置不长时间的电池(三个月内):无需任何处理(如激活等),可直接投入正常使用。3

置较长时间的电池(三个月以上):可做激活处理,使得电池活性达到最高,也可不做,使其随着正常使用自然恢复到最高活性。4

子产品的评测人员,为了保证对电池续航时间的正确统计,有必要在测试前进行激活处理。5

锂电池正常充电方法:

随时充电,并可随时停止充电,不要有所顾忌。这点是锂电池的重要优点----无记忆效应决定的,请正视这个优点,并让您的锂电尽量展现它的这个重要优点。四、中的锂电池最怕什么

1

100℃以上高温

会严重影响电池寿命和储电能力,并可能成造成电池熔

化,或爆炸。所以,请让锂电池远离火源及其它热源。2

5℃到100℃高温

是的,你没有看错,从35℃开始(人体温一般为36.2℃-37.2℃)电池寿命就开始被温度明显影响,温度越高,影响越大。

锂电池的设计寿命最少也有400次完全充放电,按手机平均每三天充一次电来算,一块电池应该至少能用三年半。但绝大多数电池都没有能活那么久,很大部分的原因是因为电池被人的体温影响,另一部分原因是因为被手机其它芯片发热所影响。

为什么笔记本电脑的电池为怎么总感觉没有手机的耐用,那是因为:其一、笔记本电脑发热比手机多的多,电脑芯片的热量很容易传导到电池上,超过40℃轻轻松。其二、为了更快的充电,笔记本充电电流一般较高,电池容量大,充电放电电池本身也会发热。其三、电池一般位于下面板处,更不容易散热。

再,如果您的设备在使用中会产生更大的热量,如手机长时间打电话,手机玩大型游戏,笔记本电脑玩游戏,并且这个热量会传导到电池上,加上充电时电池本身的发热,虽然不会产生安全风险,但也会影响到电池。

所以如果,发现充电使用中的设备发热明显(如iphone 手机边充电边玩3D游戏),则可以考虑先等充满电了,再连着充电线玩。3

-40℃低温以下

会到达冰点彻底冻坏。4

10℃到-40℃低温

会降低电池续航能力,但不会对电池造成永久伤害,只要温度回到室温,电量又会自动恢复回来。五、闲置中的锂电池最怕什么:

1

35℃以上高温,和中锂电相同。2

满电后闲置,电池老化的比平时更快。3

分放电后闲置,电池闲置过程中会自放电,充分放电后电池自放电会造成过放。4

-40℃低温以下,会到达冰点彻底冻坏。5

锂电池理想状态:

中的锂电环境温度在20℃(差不多是室内温度)左右较

为合适,此时电池放电充电性能均能最大化。

如果要长时间(三个月以上)闲置电池,请一定要充到40%左右再闲置(短时间就算了,关键是麻烦)。因为这样,所以电池出厂时,电池厂基本上都是充到40%再出厂的。

闲置的电池温度越低,老化越慢,但不要低于-40℃。

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