常用的電池充電方式

電池的充電方式會影響到電池的性能和壽命,當使用過大的充電電流時,電池的化學反應不及,使得電池內阻增加,造成電池溫度的急遽上升,使用不當則會傷及內部的材料;反之,若充電電流太小,則需較長的充電時間,使用上十分不方便。因此,欲發揮電池的較大效能,且不需要太長的時間對電池充電,則電池的充電方法就顯得十分重要。

電池的充電方法有定電壓(CV)充電法、定電流(CC)充電法、混合定電流/定電壓(CC/CV)充電法以及脈衝充電法(CP)等。一般市面上較常使用之充電方法大多為定電壓充電法與定電流充電法兩主種,主要原因在於充電器之電路結構簡單,設計亦較容易,但此兩種方法亦存在兩個主要的問題,定電壓充電法在充電初期電流較大,除了會造成蓄電池的溫度升高外,電池極板也容易損壞,而定電流充電法則是充電時過長。脈衝充電法由於充電過程中可提供充電休息時間,使電池電解液獲得緩合的時間,故可採用較大電流進行充電,以縮短蓄電池的充電時間,以下將分別介紹上述所提的充電法則。

(1)       定電壓充電法:如下圖所示,定電壓充電法的原理是利用定電壓源對電池進行充電,其優點為電路架構簡單及控制電路設計容易。在定電壓充電模式下,充電電流會隨著電池充飽的程度而降低,當電池池充飽後,充電器自動進入浮充(Float charging)模式,讓電池保持在充飽的狀態。此法在充電初期時,因電池端的電壓較低,造成初始充電電流過大,因而容易使電池的極板損壞及蓄電池本身溫度升高,以致縮短蓄電池的壽命。欲改善此缺點,可採用多段電壓充電法,亦即充電初期先以較低之充電電壓進行充電,待電池端的電壓上升後,在將充電電壓提昇。


bae5b362aafb78b1aa28562f5a76c4f7.png

(2)       定電流充電法:如下圖所示,定電流充電法是以一固定電流對電池充電,此法與定電壓充電法相同的是,當電池充飽後,充電器須轉換為滴流充電模式以避免電池過充而損害。相較於定電壓充電法,此法可以在短時間內將電池充飽,但是必須注意電池的充電程度,因為充電器會一直提供定電流給電池進行充電,所以當電池充飽後,若不立即停止充電或切換至滴流充電模式,則會造成電池過度充電,使電池的極板損壞,減少電池的壽命。

7e3482a2dbc124a0a900ccb9b74ae3b8.png

(3)       混合定電流/定電壓充電法:由上述得知,定電壓與定電流充電法各有其優缺點,為了改善此兩種方法的缺點,於是定電流/定電壓充電法被提出來,此充電方法可以明顯的減少充電時間,也因具有定電壓充電法織自我調節電流的功能,不會造成電池過充的情形。如下圖所示,充電初期採用定電流模式,由於電池在電量較少時對電流的接受較高,此時可將大部份釋放的能量快速的補回,當此模式一直進行到電池電壓到達設定電壓時,充電器會轉換為定電壓模式繼續充電,此時稱為均充模式,待電池充飽後,充電器會自動轉換為浮充模式,讓電池維持在充飽電的狀態。

ef23a55145726cc046ba4ccb3f316ecf.png

 

(4)       脈衝充電法:脈衝充電法是以週期性脈衝電流對電池充電,如下圖所示,此法因為有一段停止充電的時間,使得電池內之電解液可以利用這段時間獲得較均勻的擴散,因此充電的能量能充分的由化學能轉換成電能,故此充電效率較前述之方法為高。

96ac858a53abd9431108ec8764bc185a.png

 

由於密閉式的鉛酸電池僅添加剛好足夠的電解液,因此任何形式的電解液損失均會造成電池容量的下降,所以在充電過程中不宜用過高的電流對電池充電,以避免過高的電流使電解液的氣化速度超過氣體的吸收速度。所以在實驗設計時,對於充電電流與頻率都需要加以規範,以確保電池能適度充飽又不至於傷害到電池。

上一個 回列表 下一個

 
Powered by www.url.com.tw