CN1336697A - 减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法 - Google Patents

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Abstract

一种减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法,它包含正脉冲和负脉冲的组合,其特征在于:整个充电过程分成大电流快速充电阶段,涓流充电阶段和补充充电阶段;上述大电流的充电阶段正脉冲与负脉冲以2n∶1组合,其中正脉冲的峰值电压相同,该阶段至蓄电池电容量充至额定值的90%为止;上述的涓流充电阶段正脉冲与负脉冲以2x∶1组合,其中正脉冲为不完整波形,其充电电流最大为上述大电流充电阶段充电电流的1/10～1/14,该阶段至蓄电池电容量充至额定值的95%－97%为止;所述的补充充电阶段正脉冲与负脉冲以2y∶1组合,其充电电流不大于上述的大电流充电阶段中充电电流的1/20。

Description

减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法
本发明是关于蓄电池的充电方法，特别是关于用脉冲电流进行充电的方法。
各种蓄电池，例如铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池或锂蓄电池，目前普遍采用恒压或恒流正向充电的方法。这种以恒压或恒流的正向充电方法存在充电时间长，蓄电池温升高的问题。为克服上述缺点，有关人士经过不懈地努力，提出了许多不同的充电方法。在这众多的充电方法中，有一类以脉冲电流为基础的充电方法具有良好的效果。特别是将正脉冲和负脉冲进行合理组合的一些充电方法，均可以获得各种不同的效果。长期以来，人们在对蓄电池充电和使用的实践过程中逐渐认识到各种蓄电池在经过一定次数的充放电后，其电容量会逐渐减少，因此每次充电完毕后的使用时间也逐渐缩短，严重地影响了电器的使用性能。这种现象以手机、移动电话或UPS的用户体会最为深刻，常常发生电话打到要紧的关头，蓄电池没了电的尴尬局面。到目前为止，人们对这种蓄电池衰减的现象均认为是蓄电池本身问题引起的，而与充电方法无关。但本发明人经长期的潜心研究和大量的试验获得了不同的结论：相同结构和制造质量的蓄电池其电容量的衰减与充电方法有极大的关系。致所以如此，是因为目前尚未有一种充电方法能显著地减缓或阻止这种蓄电池电容量衰减。本发明人为衡量各种充电方法对蓄电池电容量衰减的影响程度，提出了一个衰减期的新概念：用该充电方法以0.4C时率对蓄电池进行充放电，直至该蓄电池的实际电容量降至额定值的90％时所经历的充放电次数即为衰减期。目前以恒压或恒流为基础的各种充电方法的衰减期仅在10次左右。
本发明的目的在于克服上述缺陷，提出一种能减缓蓄电池衰减进程的脉冲方法，它能将衰减期提高到100次以上。
本发明的目的是这样实现的：一种减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法，它包含正脉冲和负脉冲的组合，其特征在于：整个充电过程分成大电流充电阶段，涓流充电阶段和补充充电阶段；上述的大电流充电阶段正脉冲与负脉冲以2n∶1组合，其中正脉冲的峰值电压相同，该阶段至蓄电池电容量充至额定值的90％为止；上述的涓流充电阶段正脉冲与负脉冲以2x∶1组合，其中正脉冲为不完整波形，充电电流最大为上述大电流充电阶段充电电流的1/10～1/14，该阶段至蓄电池电容量充至额定值的95％-97％为止；上述的补充充电阶段正脉冲与负脉冲以2y∶1组合，其中正脉冲为不完整波形，充电电流不大于上述的大电流充电阶段中充电电流的1/20。
上述的减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法，其特征在于：所述的负脉冲发生在偶数个正脉冲的末尾期。本发明具有下述优点：
1.新蓄电池经充电后，在相当长的一段时间内，其实际电容量大于额定值。经以0.4C时率进行充放电100次后，其实际电容量与额定值相比几乎没有变化，或略有超过。
2.旧蓄电池使用本发明进行充电可以提高其实际电容量，使其恢复或接近额定值，延长使用寿命。
3.可使某些已报废的蓄电池再生，不仅减轻使用者的负担，而且利于环境保护，减少或杜绝蓄电池中有害成份对环境的污染。
4.充电速度快，一般在4小时左右。
5.蓄电池充电完毕后的温升极小，不超过8℃。
6.提高和改善了使用蓄电池为能源的电器的使用性能。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
附图为本发明的一种充电波形图。
参看附图，本发明的整个充电过程分为大电流充电阶段、涓流电阶段和补充充电阶段。在大电流充电阶段中正脉冲和负脉冲按2n∶1组合方式循环出现。n是一个自然数，由蓄电池的类型而定，例如：镉镍蓄电n＝1～3，氢镍或锂蓄电池n＝2～5，铅酸蓄电池n＝4～8。n的具体数值视每个蓄电池的实际情况而定，特别在旧蓄电池充电和报废蓄电池的修复充电时更是如此，随蓄电池内阻变化而变化，当内阻增大时，n减小；反之，n上升。在该大电流充电阶段各正脉冲具有同样的峰值电压，该峰值电压可达蓄电池端电压的2～3倍。正因为上述的正、负脉冲的组合，大幅度的消除了浓差性极化反应和电阻性极化反应，气泡、在未离开电板板前就被吸收，故无沸腾现象，电池内部压力不变，温度上升甚微，因此能实现大电流快速充电。这一阶段到蓄电池容量达额定值的90％左右为止。以后充电进入涓流充电阶段。该涓流充电阶段内的正脉冲和负脉冲以2x∶1形成组合脉冲。x为一数值不小于2的自然数，它随蓄电池的充电程度和内阻而变化。在该涓流充电阶段内，每个正脉冲为不完整的波形，其充电电流为大电流充电前段充电电流的1/10～1/14。该涓流充电阶段到蓄电池电容量达额定值的95～97％为止。最后进入补充充电阶段。在该补充充电阶段正脉冲和负脉冲形成2y∶1的组合，即每2y个正脉冲后出现1个负脉冲。在该补充充电阶段每个正脉冲也同样为不完整波形的脉冲，且充电电流不大于大电流充电阶段充电电流的1/20。v是一个数值不小于2的自然数，它随蓄电池充电程度和内阻变化而变。该补充充电阶段时间按实际需要可常可短，对UPS来说，只要接通充电电源该补充充电阶段始终存在。在此补充充电阶段，可防止板粒结晶和内阻升高、有效地减缓蓄电池的衰减进程。上述大电流充电阶段、涓流充电阶段和补充充电阶段中的负脉冲均发生在第偶数个正脉冲的末尾期；且上述三个阶段中正脉冲的频率一般采用2倍的工频，即100～120周/秒。为此，上述的每个负脉冲的时间约为1/100～1/400秒。

Claims (2)

1.一种减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法，它包含正脉冲和负脉冲的组合，其特征在于：整个充电过程分成大电流快速充电阶段，涓流充电阶段和补充充电阶段；上述大电流的充电阶段正脉冲与负脉冲以2n∶1组合，其中正脉冲的峰值电压相同，该阶段至蓄电池电容量充至额定值的90％为止；上述的涓流充电阶段正脉冲与负脉冲以2x∶1组合，其中正脉冲为不完整波形，其充电电流为上述大电流充电阶段充电电流的1/10～1/14，该阶段至蓄电池电容量充至额定值的95％-97％为止；所述的补充充电阶段正脉冲与负脉冲以2y∶1组合，其正脉冲也为不完整波形，其充电电流不大于上述的大电流充电阶段中充电电流的1/20。
2.根据权利要求1所述的减缓蓄电池电容量衰减进程的脉冲充电方法，其特征在于：所述的负脉冲发生在偶数个正脉冲的末尾期。
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