CN111342156A - 一种蓄电池的充电方法 - Google Patents

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钱欢
彭超
张学锋
杨兴丰
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Abstract

本发明涉及一种蓄电池的充电方法，包括如下步骤：第一阶段，大电流充电阶段，直至电解水开始；第二阶段，小电流充电阶段，使正极充电完全；第三阶段，小电流高压补强充电阶段，平衡各单体电池。本发明的的充电方法既能保证不影响电池寿命，又能实现快速充电。

Description

一种蓄电池的充电方法
技术领域
本发明涉及蓄电池领域，尤其是蓄电池的充电方法。
背景技术
目前市场上蓄电池的充电方法，以小电流恒流恒压充电加浮充电阶段为主。此方法前期充电容量大，放电容量大，但是在充电时间、失水及寿命表现上不佳。且消费者经常面临要用车但是电池没有电的情况，很明显，用小电流的充电方法无法满足用户的需求。所以需要一种既能保证不影响电池寿命，又能快速充电的充电方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄电池的充电方法，包括如下步骤：第一阶段，大电流充电阶段，直至电解水开始；第二阶段，小电流充电阶段，使正极充电完全；第三阶段，小电流高压补强充电阶段，平衡各单体电池。
进一步地，所述大电流充电阶段，充电方法是以0.6I2A电流恒流充电至蓄电池端电压为14.3V/只。
进一步地，所述小电流充电阶段，充电方法是以0.2I2A电流恒流充电至端电压为14.8V/只，并继续保持该电压充电至电流小于0.06I2A或者此充电时间达到2h为止。
进一步地，所述小电流高压补强充电阶段，充电方法是以0.02I2A电流恒流充电至2h为止。
本发明的充电方法既能保证不影响电池寿命，又能实现快速充电。
附图说明
图1是本发明蓄电池充电方法的示意图；
图2是本发明20Ah不同方案循环放电时间曲线图；
图3是本发明20Ah不同方案平均寿命、容量及失水图；
图4是本发明12Ah不同方案循环放电时间曲线图；
图5是本发明12Ah不同方案平均寿命、容量及失水图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示，本发明的蓄电池充电方法，如下：
第一阶段：大电流充电阶段。充电方法：以0.6I2A电流恒流充电至蓄电池端电压为14.3V/只。
此阶段铅酸蓄电池充入电量达到70％以后，铅酸蓄电池的极化电压相对比较高，充电的副反应开始逐步增加，电解水开始。在充电的单格电压达到2.35V以后，首先正极板析氧，在达到2.42V以后，负极板开始析氢。这时候充电的电能转变为化学能减少，转变为电解水的能量增加。充电过程是否析气取决于充电电压，析气量取决于达到析气电压以后的充电电流。充电本身是放热反应，在铅酸蓄电池大量析气以后，氧气在负极板复合为水，发热量远远大于充电时的发热。密封铅酸蓄电池希望负极板具有良好的氧循环能力，但是，氧循环会产生发热。所以在负极析氢前终止大电流充电，能大大降低析气量。
第二阶段：小电流充电阶段。充电方法：以0.2I2A电流恒流充电至端电压为14.8V/只，并继续保持该电压充电至电流小于0.06I2A或者此充电时间达到2h为止。
此阶段负极充电基本完成，主要作用为使正极充电完全，充电接受能力差，过大电流或过高电压，会产生大量气体(氧+氢)，失水增大同时会产生大量热，使蓄电池温度升高。而铅酸蓄电池发热，会引起充电电流下降速率更加缓慢，甚至电流反升。而充电电流在电池发热的作用下，一旦电流反升，又增加了发热。这样，充电电流一直会上升到限流值。电池发热，并积累热量直到电池外壳发生热软化变形。而电池的热变形时，内部气压高，则会呈现电池鼓胀的现象。所以除确保蓄电池充满外，此阶段控制充电时间由为关键。
第三阶段：小电流高压补强充电阶段。充电方法：以0.02I2A电流恒流充电至2h为止。
此时电池基本处理充满阶段，主要作用为平衡/补强各单体电池以及各单格落后者。
充电实验验证方案：
充电方法比对：
快速充电方法:蓄电池在常温环境中，以0.6I2A电流恒流充电至蓄电池端电压为14.3V/只，然后以0.2I2A电流恒流充电至端电压为14.8V/只，并继续保持该电压充电至电流小于0.06I2A或者此充电时间达到2h为止。最后，以0.02I2A电流恒流充电至2h，充电结束。
传统充电方案：蓄电池在常温环境中，以0.35I2A电流，恒压14.8V/只，充至电流小于0.05I2A转静止5min，继续0.1I2A电流，恒压13.9V/只充电时间4h。
将此快速充电方案与传统充电方案进行循环寿命比对试验。试验过程中记录放电时间及失水等情况。
电池选择：选取不同型号的20Ah、12Ah的电池共7只。
试验过程：
首先两个方案的不同电池按照GB/T 22199.1-2017《助力车辆用阀控铅酸蓄电池》的要求进行2hr容量测试，记录放电时间，并记录电池质量。
然后，将此快速充电方案与传统充电方法进行循环寿命实验比对。
实验中每20次循环对蓄电池进行称重，记录重量。当放电时间连续两次低于90min时，认为蓄电池寿命试验结束，记录电池下线重量。
计算方法：
如图2-图5，每个实验方案的不同电池平均循环次数、放电时间、失水数据，均按去尾平均数(去掉最大最小值计算平均数)计算。当循环次数后期，在线组数少于3组时，按平均数计算。
根据循环寿命实验数据表明，快速充电方法虽然平均放电时间上比超威企标低4～5分钟，但是在蓄电池的失水和循环寿命次数上，均高于超威企标充电方法(小电流充电)。特别在循环次数上，是超威企标方法的180％左右。所以，本发明的快速充电方法在铅酸蓄电池快充电上，具有实用性。
蓄电池大电流充电是一把双刃剑，在解决用户短时间内快速充电的同时，会对电池性能方面带来隐患。因此本发明满足减少充电时长同时，基于性能方面的考虑，前期采用适当的大电流+高压，有利于活物以及界面健康，从而延长活物使用寿命；中后期充电采用适当的高电压，降低电解液保持和板栅腐蚀加速的影响；维持充电温度在合理范围内，避免板栅腐蚀、失水及壳体膨胀的现象。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.一种蓄电池的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：第一阶段，大电流充电阶段，直至电解水开始；第二阶段，小电流充电阶段，使正极充电完全；第三阶段，小电流高压补强充电阶段，平衡各单体电池。
2.如权利要求1所述的一种蓄电池的充电方法，其特征在于，所述大电流充电阶段，充电方法是以0.6I2A电流恒流充电至蓄电池端电压为14.3V/只。
3.如权利要求1所述的一种蓄电池的充电方法，其特征在于，所述小电流充电阶段，充电方法是以0.2I2A电流恒流充电至端电压为14.8V/只，并继续保持该电压充电至电流小于0.06I2A或者此充电时间达到2h为止。
4.如权利要求1所述的一种蓄电池的充电方法，其特征在于，所述小电流高压补强充电阶段，充电方法是以0.02I2A电流恒流充电至2h为止。
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