鎳氫電池怎么修復(fù)充電

1、鎳氫電池怎么修復(fù)充電author:None Uptime:2009-11-2 15:17:40鎳氫電池理論上沒有記憶效應(yīng)。對于由于記憶效應(yīng)作怪出現(xiàn)容量下降的電池，我們可以通過一次性充足再一次性放光的方法反復(fù)數(shù)次，大部分電池都可以得到修復(fù)。對于一些擱置時(shí)間久遠(yuǎn)，失去活性的電池可以嘗試用大電流沖擊的方法試圖擊活。因鎳氫電池的主要特點(diǎn)就是內(nèi)阻小、放電電流大，故目前很多數(shù)碼相機(jī)都使用1.2V的鎳氫電池供電，特別是3v供電的數(shù)碼相機(jī)，在使用兩節(jié)鎳氫電池供電時(shí)只有2.4V電壓，相機(jī)開機(jī)啟動時(shí)的瞬間電流能達(dá)到2A以上，此時(shí)如果舊鎳氫電池的內(nèi)阻較高則會造成電壓瞬間下降，相機(jī)的檢測電路會誤認(rèn)為電池電力不足，會造

2、成電池本身的電力不能完全用盡或無法開機(jī)。我曾有幾組鎳氫電池已使用近兩年時(shí)間，現(xiàn)在充滿電后開機(jī)只有半格電，放上一周后再用時(shí)還會出現(xiàn)開不了機(jī)的情況，但是電池在其它設(shè)備上都能正常使用。經(jīng)過分析認(rèn)為舊鎳氫電池在長時(shí)間使用后，內(nèi)部電極會產(chǎn)生氧化層使電池內(nèi)阻升高，故該鎳氫電池就不再適用于啟動電流較大的數(shù)碼相機(jī)了。如何能減少舊鎳氫電池的內(nèi)阻則是激活鎳氫電池的關(guān)鍵。在使用中發(fā)現(xiàn)對該類內(nèi)阻已升高的鎳氫電池進(jìn)行大電流放電即能激活。具體的做法是：首先對鎳氫電池正常充電，然后將兩節(jié)鎳氫電池在手中串連，用數(shù)字萬用表調(diào)到20A電流檔，用表筆直接將鎳氫電池正負(fù)極短路，此時(shí)數(shù)字萬用表內(nèi)20A電流檔的分流電阻和表筆導(dǎo)線即成為了

3、鎳氫電池的負(fù)載，電阻很小只有零點(diǎn)幾歐，觀察電表指示電流會由小變大穩(wěn)定在4A以上，鎳氫電池也會慢慢發(fā)熱，當(dāng)感覺鎳氫電池的溫度在40度左右時(shí)即停止放電，等鎳氫電池溫度恢復(fù)正常后再次放電，反復(fù)循環(huán)直到每節(jié)鎳氫電池的電壓降到1V時(shí)即完成了放電過程，然后再給鎳氫電池正常充電，一般經(jīng)過一次放電過程后的鎳氫電池即能正常使用。如不能正常使用就再次進(jìn)行循環(huán)放電，三次循環(huán)放電后還不能激活使用的鎳氫電池也就該扔了。此方法不適用于新鎳氫電池，可能會縮短鎳氫電池的壽命。附上鎳氫電池的保養(yǎng)作者：中國化學(xué)與物理電源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目前手機(jī)用鋰電池分為兩種，鋰離子和鋰聚合物。兩種電池正極材料都相同，一般都是鈷酸鋰（三元材料和磷

4、酸鐵鋰目前手機(jī)電池商品中沒有實(shí)物），不同之處主要在于鋰離子電池電解液是六氟磷酸鋰，鋰聚合物電池電解液是固態(tài)高聚物。聚合物電池基本上都特指索愛的電池。一般來說，聚合物電池放電更均勻，安全性能更好，但是造價(jià)比較高。兩種鋰電池的充電注意事項(xiàng)基本相同。那么我著重說一下鋰電池的安全特點(diǎn)。由于鋰電池本身沒有過充保護(hù)，也就是說過充極容易導(dǎo)致爆炸，所以所有的電池廠商都會在鋰電內(nèi)部安裝一塊電路控制芯片，過充后馬上自動斷電。而鎳氫電池恰恰相反，本身過充影響不大，只要溫度在安全溫度一下，基本不會發(fā)生意外。鋰電的安全溫度在180度左右，超過這個(gè)溫度極容易發(fā)生爆炸。那么新買的手機(jī)，電池怎么充合適呢？因?yàn)槿魏我粔K鋰電池在

5、出廠之前都必須做安全檢測，過程也就相當(dāng)于激活，所以可以保證正極材料中的鋰離子可以自由出入，并且沒有晶格塌陷。所以到普通消費(fèi)者手上的電池，都是嚴(yán)格經(jīng)過檢測激活步驟的，不用擔(dān)心激活狀態(tài)?，F(xiàn)在網(wǎng)上流傳的前三次充12個(gè)小時(shí)說法的由來，最早以前的手機(jī)電池為鎳氫電池，比如諾基亞3310，鎳氫電池出廠無需激活，并且電池本身也有記憶效應(yīng)，所以為了使電性能達(dá)到最佳，往往需要用戶使用的時(shí)候先充至最滿，然后將電量完全放完（電壓由1. 2v變?yōu)?.0v），這樣可以防止記憶效應(yīng)。如果開始充電時(shí)間偏短的話，電池沒有完全激活，1000mAh的電池可能只充到900mAh，無論對電池使用效率還是電池壽命本身都是有很大影響的。同

6、樣的方法用在鋰電池身上會出現(xiàn)什么狀況？因?yàn)殁捤徜嚨木w特性有別于氫氧化鎳，比氫氧化鎳更加容易出現(xiàn)晶格塌陷的情況。所以充電過程中，如果過充時(shí)間太長，容易使鈷酸鋰空間活性失效，加上充電必然導(dǎo)致溫度升高，一是對正極材料影響大，而且還可能導(dǎo)致危險(xiǎn)。因?yàn)槿绱?，我們在使用鋰電的過程中絕對不能將電池的電都用完了再充，那樣鈷酸鋰會嚴(yán)重失效，壽命縮短。正確的方法是不要等到電池快用完了才充電，并且電池指示充電完成就立刻拔下電源。用在手機(jī)上的充電方法，最恰當(dāng)?shù)氖牵宏P(guān)機(jī)狀態(tài)下線充，充滿時(shí)即刻拔下電源，再開機(jī)使用。不要把所有的安全問題交給電池內(nèi)部的保護(hù)電路，因?yàn)槟莻€(gè)有時(shí)候會失效，比如dell的電池爆炸事故就是個(gè)活生生的

7、例子。所以正常充就行了.手機(jī)“鋰電池” ，“鎳氫電池” 充電方法筆者數(shù)碼相機(jī)使用品勝1800mA的5號鎳氫可充電電池。隨著長時(shí)間的使用，電池由最初的充一次電池持續(xù)拍攝近500張照片發(fā)展到一開機(jī)才拍兩三張相片就告警自動關(guān)機(jī)。到商場看：一對2300mAh的品勝5號鎳氫充電電池要60多元，太貴。于是想嘗試著修復(fù)。電子報(bào)上曾刊有鎳鎘電池 免維護(hù)電池的修復(fù)方法介紹，總結(jié)了一下，充電電池容量減小大部分是由于長時(shí)間使用或充電過熱造成水分蒸發(fā)形成的      檢修時(shí)，試著揭開電池正極的不干膠封蓋，發(fā)現(xiàn)正極帽下有幾個(gè)小孔（想必是通氣孔了）。取來一杯子，倒入大半飲用純凈水，

8、把兩個(gè)電池浸沒在水中一夜后取出，擦干上面的水，放入充電器中正常充電完畢。裝入相機(jī)試用，一口氣拍了420張照片才告警關(guān)機(jī)。雖然沒有達(dá)到新電池的水平，但已經(jīng)詳單令人滿意了。相信再經(jīng)過幾次的充放電后應(yīng)能達(dá)到更理想的狀態(tài)。圖文鎳鎘/鎳氫電池的原理及充電方法2007-6-7 16:12:11 來源:電動車中國網(wǎng)信息中心  鎳鎘/鎳氫電池的發(fā)展    1899年，waldmar jungner在開口型鎳鎘電池中，首先使用了鎳極板，幾乎與此同時(shí)，thomas edison 發(fā)明了用于電動車的鎳鐵電池。遺憾的是，由于當(dāng)時(shí)這些堿性蓄

9、電池的極板材料比其它蓄電池的村料貴得多，因此實(shí)際應(yīng)用受到了極大的限制。     后來，jungner的鎳鎘電池經(jīng)過幾次重要改進(jìn)，性能明顯改善。其中最重要的改進(jìn)是在1932年，科學(xué)家在鎳電池中開始使用了活性物質(zhì)。他們將活性物質(zhì)放入多孔的鎳極板中，然后再將鎳極板裝入金屬殼內(nèi)。鎳鎘電池發(fā)展史上另一個(gè)重要的里程碑是1947年密封型鎳鎘電池研制成功。在這種電池中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的各種氣體不用排出，可以在電池內(nèi)部化合。密封鎳鎘電池的研制成功，使鎳鎘電池的應(yīng)用范圍大大增加。     密封鎳鎘電池效率高、循環(huán)壽命

10、長、能量密度大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，并且不需要維護(hù)，因此在工業(yè)和消費(fèi)產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。     隨著空間技術(shù)的發(fā)展，人們對電源的要求越來越高。70年代中期，美國研制成功了功率大、重量輕、壽命長、成本低的鎳氫電池，并且于1978年成功地將這種電池應(yīng)用在導(dǎo)航衛(wèi)星上，鎳氫電池與同體積鎳鎘電池相比，容量可提高一倍，而且沒有重金屬鎘帶來的污染問題。它的工作電壓與鎳鎘電池完全相同，工作壽命也大體相當(dāng)，但它具有良好的過充電和過放電性能。近年來，鎳氫電池受到世界各國的重視，各種新技術(shù)層出不窮。鎳氫電池剛問世時(shí)，要使用高壓容器儲存氫氣，后來人們采用金屬

11、氫化物來儲存氫氣，從而制成了低壓甚至常壓鎳氫電池。1992年，日本三洋公司每月可生產(chǎn)200萬只鎳氫電池。目前國內(nèi)已有20多個(gè)單位研制生產(chǎn)鎳氫電池，國產(chǎn)鎳氫電池的綜合性能已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。 蓄電池參數(shù)     蓄電池的五個(gè)主要參數(shù)為：電池的容量、標(biāo)稱電壓、內(nèi)阻、放電終止電壓和充電終止電壓。電池的容量通常用ah(安時(shí)表示，1ah就是能在1a的電流下放電1小時(shí)。單元電池內(nèi)活性物質(zhì)的數(shù)量決定單元電池含有的電荷量，而活性物質(zhì)的含量則由電池使用的材料和體積決定，因此，通常電池體積越大，容量越高。與電池容量相關(guān)的一個(gè)參數(shù)是蓄電池的充電電流。蓄電

12、池的充電電流通常用充電速率c表示，c為蓄電池的額定容量。例如，用2a電流對1ah電池充電，充電速率就是2c；同樣地，用2a電流對500mah電池充電，充電速率就是4c。     電池剛出廠時(shí)，正負(fù)極之間的電勢差稱為電池的標(biāo)稱電壓。標(biāo)稱電壓由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定。當(dāng)環(huán)境溫度、使用時(shí)間和工作狀態(tài)變化時(shí)，單元電池的輸出電壓略有變化，此外，電池的輸出電壓與電池的剩余電量也有一定關(guān)系。單元鎳鎘電池的標(biāo)稱電壓約為1.3v（但一般認(rèn)為是1.25v），單元鎳氫電池的標(biāo)稱電壓為1.25v。    

13、60;電池的內(nèi)阻決定于極板的電阻和離子流的阻抗。在充放電過程中，極板的電阻是不變的，但是，離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電離子的增減而變化。     蓄電池充足電時(shí)，極板上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，蓄電池的電壓也不會上升，此時(shí)的電壓稱為充電終止電壓。鎳鎘電池的充電終止電壓為1.751.8v，鎳氫電池的充電終止電壓為1.5v。 表1-1 鎳鎘電池不同放電率時(shí)的放電終止電壓    放電終止電壓是指蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。如果電壓低于放電終止電壓后蓄電池繼續(xù)放電，電池兩

14、端電壓會迅速下降，形成深度放電，這樣，極板上形成的生成物在正常充電時(shí)就不易再恢復(fù)，從而影響電池的壽命。放電終止電壓和放電率有關(guān)。鎳鎘電池的放電終止電壓和放電速率的關(guān)系如表1-1所列，鎳氫電池的放電終止電壓一般規(guī)定為1v。 鎳鎘蓄電池的工作原理     鎳鎘蓄電池的正極材料為氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物，負(fù)極材料為海綿狀鎘粉和氧化鎘粉，電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，使用密度為1.171.19（15時(shí)）的氫氧化鈉溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，使用密度為1.191.21（15時(shí)）的氫氧化鉀溶液。在-15以下時(shí)，使用密度為1.

15、251.27（15時(shí)）的氫氧化鉀溶液。為兼顧低溫性能和荷電保持能力，密封鎳鎘蓄電池采用密度為1.40（15時(shí)）的氫氧化鉀溶液。為了增加蓄電池的容量和循環(huán)壽命，通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰（大約每升電解液加1520g）。     鎳鎘蓄電池充電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸噉iooh，負(fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)榻饘冁k；鎳鎘電池放電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸瘉嗘?，?fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸k。 1.放電過程中的電化學(xué)反應(yīng)（1）負(fù)極反應(yīng)     負(fù)極上的鎘失去兩個(gè)電子后變成二價(jià)鎘

16、離子cd2+，然后立即與溶液中的兩個(gè)氫氧根離子oh-結(jié)合生成氫氧化鎘cd(oh2，沉積到負(fù)極板上。 （2）正極反應(yīng)     正極板上的活性物質(zhì)是氫氧化鎳（niooh）晶體。鎳為正三價(jià)離子（ni3+），晶格中每兩個(gè)鎳離子可從外電路獲得負(fù)極轉(zhuǎn)移出的兩個(gè)電子，生成兩個(gè)二價(jià)離子2ni2+。與此同時(shí)，溶液中每兩個(gè)水分子電離出的兩個(gè)氫離子進(jìn)入正極板，與晶格上的兩個(gè)氧負(fù)離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧根離子，然后與晶格上原有的兩個(gè)氫氧根離子一起，與兩個(gè)二價(jià)鎳離子生成兩個(gè)氫氧化亞鎳晶體。 將以上兩式相加，即得鎳鎘蓄電池放電時(shí)的總反應(yīng)： 2.

17、充電過程中的化學(xué)反應(yīng)     充電時(shí)，將蓄電池的正、負(fù)極分別與充電機(jī)的正極和負(fù)極相連，電池內(nèi)部發(fā)生與放電時(shí)完全相反的電化學(xué)反應(yīng)，即負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。 （1）負(fù)極反應(yīng)     充電時(shí)負(fù)極板上的氫氧化鎘，先電離成鎘離子和氫氧根離子，然后鎘離子從外電路獲得電子，生成鎘原子附著在極板上，而氫氧根離子進(jìn)入溶液參與正極反應(yīng)： (2 正極反應(yīng)     在外電源的作用下，正極板上的氫氧化亞鎳晶格中，兩個(gè)二價(jià)鎳離子各

18、失去一個(gè)電子生成三價(jià)鎳離子，同時(shí)，晶格中兩個(gè)氫氧根離子各釋放出一個(gè)氫離子，將氧負(fù)離子留在晶格上，釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合，生成水分子。然后，兩個(gè)三價(jià)鎳離子與兩個(gè)氧負(fù)離子和剩下的二個(gè)氫氧根離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧化鎳晶體： 將以上兩式相加，即得鎳鎘蓄電池充電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)：     蓄電池充電終了時(shí)，充電電流將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng)，在正、負(fù)極板上將分別有大量氧氣和氫氣析出，其電化學(xué)反應(yīng)如下：     從上述電極反應(yīng)可以看出，氫摒化鈉或氫氧化鉀并不直接參與反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用。

19、從電池反應(yīng)來看，充電過程中生成水分子，放電過程中消耗水分子，因此充、放電過程中電解液濃度變化很小，不能用密度計(jì)檢測充放電程度。 3. 端電壓 充足電后，立即斷開充電電路，鎳鎘蓄電池的電動勢可達(dá)1.5v左右，但很快就下降到1.31-1.36v。 鎳鎘蓄電池的端電壓隨充放電過程而變化，可用下式表示： u充=e充+i充r內(nèi)u放=e放-i放r內(nèi)     從上式可以看出，充電時(shí)，電池的端電壓比放電時(shí)高，而且充電電流越大，端電壓越高；放電電流越大，端電壓越低。    

20、 當(dāng)鎳鎘蓄電池以標(biāo)準(zhǔn)放電電流放電時(shí)，平均工作電壓為1.2v。采用8h率放電時(shí)，蓄電池的端電壓下降到1.1v后，電池即放完電。 4. 容量和影響容量的主要因素     蓄電池充足電后，在一定放電條件下，放至規(guī)定的終止電壓時(shí)，電池放出的總?cè)萘糠Q為電池的額定容量，容量q用放電電流與放電時(shí)間的乘積來表示，表示式如下： q=i·t(ah 鎳鎘蓄電池容量與下列因素有關(guān)：  活性物質(zhì)的數(shù)量；  放電率；  電解液。  &

21、#160;  放電電流直接影響放電終止電壓。在規(guī)定的放電終止電壓下，放電電流越大，蓄電池的容量越小。     使用不同成分的電解液，對蓄電池的容量和壽命有一定的影響。通常，在高溫環(huán)境下，為了提高電池容量，常在電解液中添加少量氫氧化鋰，組成混合溶液。實(shí)驗(yàn)證明：每升電解液中加入1520g含水氫氧化鋰，在常溫下，容量可提高4%5%，在40時(shí)，容量可提高20%。然而，電解液中鋰離子的含量過多，不僅使電解液的電阻增大，還會使殘留在正極板上的鋰離子（li+）慢慢滲入晶格內(nèi)部，對正極的化學(xué)變化產(chǎn)生有害影響。  

22、0;  電解液的溫度對蓄電池的容量影響較大。這是因?yàn)殡S著電解液溫度升高，極板活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也逐步改善。     電解液中的有害雜質(zhì)越多，蓄電池的容量越小。主要的有害雜質(zhì)是碳酸鹽和硫酸鹽。它們能使電解液的電阻增大，并且低溫時(shí)容易結(jié)晶，堵塞極板微孔，使蓄電池容量顯著下降。此外，碳酸根離子還能與負(fù)極板作用，生成碳酸鎘附著在負(fù)極板表面上，從而引起導(dǎo)電不良，使蓄電池內(nèi)阻增大，容量下降。 5. 內(nèi)阻鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻與電解液的導(dǎo)電率、極板結(jié)構(gòu)及其面積有關(guān)，而電解液的導(dǎo)電率又與密度和溫度有關(guān)。電池的內(nèi)阻主要由電解液的

23、電阻決定。氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)隨密度而變。18時(shí)氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)最小。通常鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻可用下式計(jì)算： 6. 效率與壽命 在正常使用的條件下，鎳鎘電池的容量效率ah為67%-75%，電能效率wh為55%65%，循環(huán)壽命約為2000次。容量效率ah和電能效率wh計(jì)算公式如下： （u充和u放應(yīng)取平均電壓）7. 記憶效應(yīng) 鎳鎘電池使用過程中，如果電量沒有全部放完就開始充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電量。比如，鎳鎘電池只放出80%的電量后就開始充電，充足電后，該電池也只能放出80%的電量，這種現(xiàn)象稱為記憶

24、效應(yīng)。 電池全部放完電后，極板上的結(jié)晶體很小。電池部分放電后，氫氧化亞鎳沒有完全變?yōu)闅溲趸嚕Ｓ嗟臍溲趸瘉嗘噷⒔Y(jié)合在一起，形成較大的結(jié)晶體。結(jié)晶體變大是鎳鎘電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)的主要原因。 鎳氫電池的工作原理     鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比，容量增加一倍，充放電循環(huán)壽命也較長，并且無記憶效應(yīng)。鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為niooh（放電時(shí)）和ni(oh2(充電時(shí)，負(fù)極板的活性物質(zhì)為h2（放電時(shí)）和h2o（充電時(shí)），電解液采用30%的氫氧化鉀溶液，充放電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)如下：    從方

25、程式看出：充電時(shí)，負(fù)極析出氫氣，貯存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳（niooh）和h2o；放電時(shí)氫氣在負(fù)極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。 過量充電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)：     從方程式看出，蓄電池過量充電時(shí)，正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。由于有催化劑的氫電極面積大，而且氫氣能夠隨時(shí)擴(kuò)散到氫電極表面，因此，氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內(nèi)部再化合生成水，使容器內(nèi)的氣體壓力保持不變，這種再化合的速率很快，可以使蓄電池內(nèi)部氧氣的濃度，不超過千分之幾。     從以上各反應(yīng)式可

26、以看出，鎳氫電池的反應(yīng)與鎳鎘電池相似，只是負(fù)極充放電過程中生成物不同，從后兩個(gè)反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池也可以做成密封型結(jié)構(gòu)。鎳氫電池的電解液多采用koh水溶液，并加入少量的lioh。隔膜采用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。為了防止充電過程后期電池內(nèi)壓過高，電池中裝有防爆裝置。 電池充電特性    鎳鎘電池充電特性曲線如圖1所示。當(dāng)恒定電流剛充入放完電的電池時(shí)，由于電池內(nèi)阻產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很快上升（a點(diǎn)）。此后，電池開始接受電荷，電池電壓以較低的速率持續(xù)上升。在這個(gè)范圍內(nèi)（ab之間），電化學(xué)反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧氣，同時(shí)氧氣也以同樣的速率與

27、氫氣化合，因此，電池內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很低。 圖 1鎳鎘電池的充電曲線    電池充電過程中，產(chǎn)生的氧氣高于復(fù)合的氧氣時(shí)，電池內(nèi)壓力升高。電池內(nèi)的正常壓力*大約為1磅力/英寸2。過充電時(shí)，根據(jù)充電速率，電池內(nèi)部壓力將很快上升到100磅力/英寸2或者更高。     研究蓄電池的各種充電方法時(shí)，鎳鎘電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體是一個(gè)重要問題。氣泡聚集在極板表面，將減小極板表面參與化學(xué)反應(yīng)的面積并且增加電池的內(nèi)阻。過充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體，如果不能很快復(fù)合，電池內(nèi)部的壓力就會顯著增加，這樣將損

28、傷電池。此外，壓力過大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散。若電解液反復(fù)通過放氣孔逸散，電解液的粘稠性增大，極板間離子的傳輸變得困難，因此電池的內(nèi)阻增加，容量下降。     經(jīng)過一定時(shí)間后（c點(diǎn)），電解液中開始產(chǎn)生氣泡，這些氣泡聚集在極板表面，使極板的有效面積減小，所以電池的內(nèi)阻抗增加，電池電壓開始較快上升。這是接近充足電的信號。     充足電后，充入電池的電流不是轉(zhuǎn)換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生氧氣超電位。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的，不是由于氫氧化鎘還原為鎘而產(chǎn)生的。在氫氧化鉀和

29、水組成的電解液中，氫氧離子變成氧、水和自由電子，反應(yīng)式為 4oho2+2h2o+4e    雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負(fù)極板表面的電解液中復(fù)合，但是電池的溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用來產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高。     由于從大量的氫氧離子中比從很少的氫氧化鎘中更容易分解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓曲線出現(xiàn)峰值（d點(diǎn)）。     電解液中，氧氣的產(chǎn)生和復(fù)合是放熱反應(yīng)，電池過充電時(shí)(e點(diǎn)，不停

30、地產(chǎn)生氧氣，從而使電池內(nèi)的溫度和壓力升高。如果強(qiáng)制排出氣體，將引起電解液減少、電池容量下降并損傷電池。若氣體不能很快排出，電池將會爆炸。     采用低速率恒流涓流充電時(shí)，電池內(nèi)將產(chǎn)生枝晶。這些枝晶能夠通過隔板在極板之間擴(kuò)散。在擴(kuò)散較嚴(yán)重的情況下，這些枝晶會造成電池部分或全部短路。     鎳氫電池的充電特性與鎳鎘電池類似，充電過程中二者的電壓、溫度曲線如圖1-2和圖1-3所示?？梢钥闯觯潆娊K止時(shí)，鎳鎘電池電壓下降比鎳氫電池要大得多。當(dāng)電池容量達(dá)到額定容量的80%以前，鎳鎘電池的溫度緩慢上升，

31、當(dāng)電池容量達(dá)到90%以后，鎳鎘電池的溫度才很快上升。當(dāng)電池基本充足電時(shí)，鎳鎘/鎳氫電池的溫度上升率基本相同。 充電過程與充電方法     電池的充電過程通常可分為預(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電、涓流充電四個(gè)階段。     對長期不用的或新電池充電時(shí)，一開始就采用快速充電，會影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件，這個(gè)階段稱為預(yù)充電。     快速充電就是用大電流充電，迅速恢復(fù)電池電能?？焖俪潆娝俾室话阍?c以

32、上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定。     為了避免過充電，一些充電器采用小電流充電。鎳鎘電池正常充電時(shí)，可以接受c/10或更低的充電速率，這樣充電時(shí)間要10h以上。采用小電流充電，電池內(nèi)不會產(chǎn)生過多的氣體，電池溫度也不會過高。只要電池接到充電器上，低速率恒流充電器就能對電池提供很小的涓流充電電流。電池采用小電流充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以自然散去。     涓流充電器的主要問題是充電速度太慢，例如，容量為1ah的電池，采用c/10充電速率時(shí)，充電時(shí)間要10h以上。此外，電池采用低充電速率

33、反復(fù)充電時(shí)，還會產(chǎn)生枝晶。大部分涓流充電器中，都沒有任何電壓或溫度反饋控制，因而不能保證電池充足電后，立即關(guān)斷充電器。     快速充電分恒流充電和脈沖充電兩種，恒流充電就是以恒定電流對電流充電，脈沖充電則是首先用脈沖電流對電池充電。然后讓電池放電，如此循環(huán)。電池脈沖的幅值很大、寬度很窄。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的3倍左右。雖然放電脈沖的幅值與電池容量有關(guān)，但是，與充電電流幅值的比值保持不變，脈沖充電時(shí)，充電電流波形如圖1-4所示。     充電過程中，鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳，

34、氫氧化鎘還原為鎘。在這個(gè)過程中產(chǎn)生的氣泡，聚集在極板兩邊，這樣就會減小極板的有效面積，使極板的內(nèi)阻增大。由于極板的有效面積變小，充入全部電量所需的時(shí)間增加。     加入放電脈沖后，氣泡離開極板并與負(fù)極板上的氧復(fù)合。這個(gè)去極化過程減小了電池的內(nèi)部壓力、溫度和內(nèi)阻。同時(shí)，充入電池的大部分電荷都轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，而不會轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和熱量。     充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。采用放電去極化措施后，可以提高充電效率并且允許大電流快速充電。  &#

35、160;  采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足充電過程。補(bǔ)足充電速率一般不超過0.3c。在補(bǔ)足充電過程中，溫度會繼續(xù)上升，當(dāng)溫度超過規(guī)定的極限時(shí)，充電器轉(zhuǎn)入涓流充電狀態(tài)。     存放時(shí)，鎳鎘電池的電量將按c/30到c/50的放電速率減小，為了補(bǔ)償電池因自放電而損失的電量，補(bǔ)足充電結(jié)束后，充電器應(yīng)自動轉(zhuǎn)入涓流電過程。涓流充電也稱為維護(hù)充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器將以某一充電速率

36、給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。 快速充電終止控制方法     采用快速充電法時(shí)，充電電流為常規(guī)充電電流的幾十倍。充足電后，如果不及時(shí)停止快速充電，電池的溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散，造成電解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。     從鎳鎘電池快速充電特性可以看出，充足電后，電池電壓開始下降，電池的溫度和內(nèi)部壓力迅速上升，為了保證電池充足電又不過充電，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制待多種方法。 

37、（1）定時(shí)控制     采用1.25c充電速率時(shí)，電池1h可充足；采用2.5c充電速率時(shí)，30min可充足。因此，根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充電時(shí)間。這種控制方法最簡單，但是由于電池的起始充電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過充電，因此，只有充電速率小于0.3c時(shí)，才允許采用這種方法。 （2）電壓控制     在電壓控制法中，最容易檢測的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有：     最高電壓（vmax）

38、0;從充電特性曲線可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。     電壓負(fù)增量（v） 由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要

39、經(jīng)過較長時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，過充電較嚴(yán)重。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。     電壓零增量（0v） 鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量的時(shí)間過久而損壞電池，通常采用0v控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：充足電以前，電池電壓在某一段時(shí)間內(nèi)可能變化很小，從而造成過早地停止快速充電。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏0v檢測，當(dāng)電池電壓略有降低時(shí)，立即停止快速充電。 （3）溫度控制     為了避免損壞電池，電池溫度過低時(shí)不能開始快速充電，電池溫度上升到規(guī)定

40、數(shù)值后，必須立即停止快速充電。常用的溫度控制方法有：     最高溫度（tmax） 充電過程中，通常當(dāng)電池溫度達(dá)到45時(shí)，應(yīng)立即停止快速充電。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種方法的缺點(diǎn)是熱敏電阻的響應(yīng)時(shí)間較長，溫度檢測有一定滯后，同時(shí)，電池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，充足電后，電池的溫度也達(dá)不到45。     溫升（t） 為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法。當(dāng)電池的溫升達(dá)到規(guī)定值后，立即停止快速充電。為了實(shí)現(xiàn)溫升控制，必須用兩只熱敏電阻

41、，分別檢測電池溫度和環(huán)境溫度。     溫度變化率（t/t） 鎳氫和鎳鎘電池充足電后，電池溫度迅速上升，而且上升速率t/t基本相同，當(dāng)電池溫度每分鐘上升1時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即終止快速充電，這種充電控制方法，近年來被普遍采用。應(yīng)當(dāng)說明，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的，因此，為了提高檢測精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。     最低溫度（tmin） 當(dāng)電池溫度低于10時(shí)，采用大電流快速充電，會影響電池的壽命。在這種情況下，充電器應(yīng)自動轉(zhuǎn)入涓流充電，待電池的溫度上升到10后，再轉(zhuǎn)入快速充電。 （4）綜合控制     上述各種控制方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。為了保證在任何情況下，均能準(zhǔn)確可靠地控制電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通常采用包括定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。 ni電池與充電    充電方便才是好電池 充電技術(shù)鎘鎳電池的充電器根據(jù)其技術(shù)完善程度可以分成很多種類，最簡單的一種莫過于慢速充電器了，這種充電器一般是一個(gè)輸出電壓固定的直流變壓器