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蓄电池充电方法的研究

【电气职称论文】 摘要:针对蓄电池的特点,研究了蓄电池充放电过程中的极化现象,提出和分析了几种充电方式,并展望了其发展前景。关键词:蓄电池;充电;极化
引言
铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。
研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。也就是说,绝大多数的蓄电池不是用坏的,而是“充坏”的。由此可见,一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。
1 蓄电池充电理论基础
上世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究,并提出了以最低出气率为前提的,蓄电池可接受的充电曲线,如图1所示。实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就可以大大缩短充电时间,并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线,从而奠定了快速充电方法的研究方向[1,2]。
由图1可以看出:初始充电电流很大,但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中,内部产生氧气和氢气,当氧气不能被及时吸收时,便堆积在正极板(正极板产生氧气),使电池内部压力加大,电池温度上升,同时缩小了正极板的面积,表现为内阻上升,出现所谓的极化现象。
蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下:
PbO2+Pb+2H2SO42→PbSO4+2H2O (1)
很显然,充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程,为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电,必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是,实践表明,蓄电池充电时,外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料,溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中,这种电动势超过热力学平衡值的现象,就是极化现象。
一般来说,产生极化现象有3
 
 
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