淺析鉛酸蓄電池的充放電特性

固定型閥控密封式鉛酸蓄電池（以下簡(jiǎn)稱(chēng)蓄電池）和蓄電池組廣泛用于通信、設備開(kāi)關(guān)、發(fā)電、應急電源及不間斷電源或類(lèi)似用途。與加水型鉛酸蓄電池不同的是其內部的硫酸電解液是不流動(dòng)的，或吸附在電極間的微孔結構中或呈膠體形式。蓄電池具有自放電效應，從生產(chǎn)制造車(chē)間到用戶(hù)使用，大約要隔數月的時(shí)間，在30℃的環(huán)境溫度下存放8個(gè)月，蓄電池的容量會(huì )降到出廠(chǎng)時(shí)的一半左右，因此對于新購買(mǎi)的鉛酸蓄電池，一般要進(jìn)行一次較長(cháng)時(shí)間（不低于24小時(shí)）的充電才能使用。蓄電池的使用壽命和效率與環(huán)境溫度（正常使用溫度20~30℃，標準溫度25℃）有關(guān)外，和正確的充、放電方式也密切相關(guān)。

一、蓄電池的充電

       根據蓄電池的使用場(chǎng)合不同，充電方式也不同。常采用均衡充電和浮充充電的方式來(lái)保證電池的放電時(shí)間和使用壽命。對于端電壓為12V的蓄電池，在不同的環(huán)境溫度下，充電電壓應根據溫度的高低做相應的調整（溫度補償），否則會(huì )出現蓄電池充不滿(mǎn)或過(guò)電壓充電而導致的蓄電池壽命縮短甚至損壞的情況。充電電流采用分階段限流充電方式，即在充電初期采用較大的電流，然后電流逐步減小。充電電流的設計一般不超過(guò)0.1C（10小時(shí)率），當充電電流超過(guò)0.3C時(shí)可認為是過(guò)電流充電。過(guò)電流充電會(huì )導致蓄電池極板彎曲，活性物質(zhì)脫落，造成蓄電池供電容量下降，嚴重時(shí)會(huì )損壞蓄電池。

1、均衡充電

       為確保蓄電池組中所有電池的電壓和比重達到均勻一致，常采用恒壓限流充電方式，這種恒壓限流充電方式就是均衡充電(也叫均充)。初期時(shí)蓄電池電壓比較低，在限流的情況下，充電電壓也較低。隨著(zhù)充電的進(jìn)行，蓄電池容量逐漸增加，為保持充電電流恒定，充電電壓逐步提高，直到設定的電壓值。此時(shí)蓄電池電壓達到zui大設定值（13.8~14.4V按蓄電池廠(chǎng)家規定值選用）。均充的的特點(diǎn)是恒流，目的是快速補充電能，同時(shí)當個(gè)別蓄電池電壓有偏差時(shí)，可消除偏差，趨于平衡。這種充電方式普遍用于汽車(chē)點(diǎn)火系統或蓄電池頻繁放電的工作模式。

2、浮充充電

       為了平衡蓄電池自放電造成的容量損耗，需要對蓄電池進(jìn)行一種連續地、長(cháng)時(shí)間的恒電壓充電，這種充電模式就是浮充電。在浮充模式下，即使蓄電池處于充滿(mǎn)狀態(tài)，充電也不會(huì )停止，仍會(huì )提供恒定的浮充電壓和很小的電流供給蓄電池，此時(shí)的充電電壓基本上是恒定的值（環(huán)境溫度為25℃時(shí)，充電電壓13.20V～13.62V按蓄電池廠(chǎng)家規定值選用）。浮充的特點(diǎn)是恒壓，以很小的電流來(lái)補充蓄電池自放電的容量，使蓄電池容量始終處于飽和狀態(tài)。普遍用于蓄電池不常放電的場(chǎng)所或僅作為應急備用的模式。

       目前，通信電源和大功率不間斷電源（UPS、EPS）的充電系統基本都具備均充轉浮充功能和溫度補償功能，可很好的保護蓄電池。

二、蓄電池的放電

       在電池使用過(guò)程中，電池放出的容量與額定容量的占比即為放電深度。蓄電池放電深度對蓄電池的使用壽命影響非常大，蓄電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數就越少。在輕載放電或空載放電的情況下，雖然小電流放電能提高蓄電池的放電效率，但是當用極小的電流（小于0.05C）長(cháng)時(shí)間（超過(guò)8小時(shí)）放電，會(huì )造成蓄電池嚴重的深度放電。12V蓄電池的放電截至電壓一般在10.8V，當放電終止電壓在10.5V以下時(shí)，電池內阻開(kāi)始增大 ，電池極板加速老化。因此放電深度控制在30%~50%*，避免超過(guò)70%。

       另外，蓄電池放電時(shí)間的長(cháng)短和放電電流有很大關(guān)系，且放電的電流越大，蓄電池的使用效率越低。特別是在大電流充、放電的狀況下，電池內部的氫氣和氧氣含量劇增，同時(shí)會(huì )產(chǎn)生熱量，當熱和其他積聚到一定程度時(shí)，極易引起火災或爆炸。放電電流控制在0.25~0.5C*，不要超過(guò)2C。

       譬如一組電池，用20A的電流放電，正常放電時(shí)間為1小時(shí)，當換成10A的電流放電時(shí)，放電時(shí)間將會(huì )超過(guò)2小時(shí)，甚至達到3小時(shí)，而用40A的電流放電時(shí)，時(shí)間會(huì )遠小于0.5小時(shí)，甚至只有0.2小時(shí)。所以在配置電池和計算電池的放電時(shí)間時(shí)一定要根據電池廠(chǎng)家提供的放電電流和時(shí)間的參數表來(lái)選擇蓄電池的容量，不能簡(jiǎn)單的按倍比計算。

        綜上所述，在使用蓄電池時(shí)，既要避免重載過(guò)流放電，又要避免長(cháng)時(shí)間輕載的深度放電,更要避免蓄電池短路；否則會(huì )嚴重損壞蓄電池再充電能力和蓄電能力，縮短使用壽命。