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铅酸蓄电池的常规充电

发布时间:2021-09-28

       一、制定常规充电制度的依据

铅酸蓄电池快速充电技术是在其常规充电的基础上发展起来的一种新技术。

       不论采用哪种充电制度进行充电,铅酸蓄电池充电的成流过程都必须遵守双极硫酸盐化理论。双极硫酸盐化理论是1882年格拉斯通和查依伯提出来的,其反应方程式如下:

       此方程式是双极硫酸盐化理论的基础,根据这个理论,已充电的铅酸蓄电池正极板上活性物质是二氧化铅PbO2,负极板上的活性物质是海绵状金属铅Pb。放电后,两极板上的活性物质均转换为硫酸铅PbSO4。不论采用何种充电方法,充电成流反应均使正、负极板上的硫酸铅转化为二氧化铅和金属铅。蓄电池的电解液在充电过程中,由于水(H2O)的成分减小,生成硫酸(H2SO4)而使其比重上升。放电时电解液的比重下降。电解液中硫酸含量的变化与通过的电量成正比。建立双极硫酸盐化理论是以实验观测为依据的;经过多年的实践也证明,双极硫酸盐化理论是正确的,它能够确切地说明铅酸蓄电池的氧化还原过程。

       目前蓄电池常规充电制度还都是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。这些经验法则中规定“充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数”,也就是著名的安培小时规则。

       实际上,常规充电制度的充电速度为充电中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。多次试验结果证明,假如对蓄电池开始充电的电流安培数比蓄电池充电前输出电量的安培小时数低时,则蓄电池电解液的温度和产生气体的情况是符合要求的。例如,某蓄电池先前的放电量为100安培小时,可以用比100安培稍低的电流作为对它开始充电的电流。在充电过程中,随着蓄电池容量的增加和待充入容量的减少,充电电流也应当逐步的降低,使其总是遵循充电电流的安培数低于蓄电池达到100%充电容量所不足的安培小时数。这样,就可保持整个充电过程中,产生气体和温升的状况符合要求。

       实际上,符合安培小时规则的充电并不都能成分利用应缩短的充电时间。只是逐级降低充电电流,因为级数很多,并使充电电流恒等于待充入容量的安培小时数,才能完全利用应缩短的充电时间。逐级降低充电电流的方法与安培小时规则的接近程度,实际上决定于分级的数目。从理论上说,在级数极多的情况下,充电电流将遵循下列方程式所示的指数规律。

       铅酸蓄电池按照安培小时规则的充电(图2),可以在2小时20分钟内充入蓄电池输出容量的90%。试验证明,按此规则充电所需的最少时间(包括15%过充电)约为4小时。但是,实际使用中的充电是不可能做到严格遵从安培小时规则的。所以,在常规充电的经验法则中规定完成完全充电时间不应小于5小时。

       现在,日本常规充电可在8小时左右完成一次完全充电。我国常规充电要用16小时至24小时,和国际公认的经验法则的要求相比,尚有较大的差距。

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