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铅酸电池使用方法

铅酸电池

铅酸电池充电

铅酸电池的充电方法是一个很笼统的说法;不同类型的铅酸蓄电池、不同应用场景、不同的放电深度,都有不同的充电方法。

铅酸蓄电池有许多种类,目前应用最广泛的有阀控式密闭蓄电池(常说的AGM电池即指这一类),阀控式密闭胶体蓄电池(一般简称为胶体或GEL电池),富液蓄电池三种;当然也有0PzV,OPzS,卷绕式等市场占有率较低的,则不在此文介绍之列。

根据应用场景,则有汽车启动,通信,电力,电动自行车和电动车等。

所谓的放电深度,就是放出的电量占蓄电池额定容量的百分比。例如,一节100安时的蓄电池,放出来30安时的电量,放电深度就是30/100=30%DOD,其中DOD即depthofdischarge 是放电深度的缩写。此外,常见的铅酸蓄电池的额定电压是12V,也有2V和6V的,4V和16V的则比较少见。这是因为铅酸蓄电池的每个ce11或者叫单元的额定电压是2V,为了获得更高的电压,常把多个单元串联起来做成一只,将6个单元串联成一只,就是12V,以此类推。

本文对常见铅酸蓄电池的在25℃常温下进行充电的方法进行分门别类的简述。

充电器或充电机

直流电压表直流电流表

计时器

确定电池或电池组的额定电压和额定容量。额定电压用来确定充电电压,额定容量用来确定充电电流。

关于电压:最简单的办法是从标签上读出来;例如下图一中显示的CSB蓄电池的额定电压就是12V。

如果标签磨损或者根本没有标签,可以从排气孔或者安全阀的数量上来判断,排气孔是位于电池顶端的可以打开或可以开合的圆孔。可以肯定的说,目前所有的铅酸蓄电池都有排气孔。每个排气孔代表一个单元即2V,有12个排气孔电池的总电压是24V。

关于容量:也可以从标签上读出来或者算出来;一般来说,标签上会标明电池的额定电压,三PNP电池即标明为65Ah,但UPS电池通常是以W来表示的,一即显示34W,对这类电池,容量的简便的计算方法是瓦数除以四,即8.5Ah;但遇到像图二这种,就没办法了,只能根据体积或者重要来估计了,而且误差较大,一般来说,12V100Ah的AGM电池重30~35千克,所以,图二的蓄电池如果重500千克,可以算出来它的容量大约为700Ah。

如果你只需要使用该文所介绍的方法充一次电,该步骤可以跳过;如果你需要长期使用,建议认真执行这一步,即确定蓄电池100%充满电时的开路电压,行业术语叫100%S0C(stageofcharge,荷电状态)时的0CV(opencircuitvoltage,开路电压)。

确定充电电压。

充电电压分为浮充电压、均充电压、快充电压等。一般来说,浮充电压为日常浮充使用,最低;均充为放电后再充电时使用,较高;快充为应急场景下迅速充满电的电压,最高,不常用。

本文中所说的充电电压为均充电压。

有的蓄电池的标签上会标明充电电压,而且会分为浮充和均充,例如上图一中所示,浮充电压为13.5V~13.8V,均充电压为14.4V~15.0V;这样就比较简单了,直接使用均充电压充电即可,可以选用比较安全的中间值或最小值。均充电压的最高值可以认为是快充电压,通常认为对电池有一定的伤害。

如果电池上没有标出充电电压,可以根据电池充满电时的开路电压0CV估算合理的均充电压,一般来说,12V蓄电池充满电时的开路电压加1~1.5V为合理的均充电压。其它额定电压的电池以此类推。

如果不知道电池充满电时的开路电压,可以偶尔以2.4VPC的电压进行盲充,但比较难以判断电池何时充满,可能会有过充电,对电池造成一定的伤害。所谓2.4VPC,即2.4V/ce11,每个单元2.4V,如果是12个单元,如上图二所示,则均充电压可以为28.8V4

确定充电电流。

充电电流和电池的额定容量有关。一般为0.1C~0.4C,即额定容量的十分之一到十分之四。

如果是100Ah的电池,则为10A~40A。可以通过直流电流表即钳形表进行测量。

当然了,目前市场上有些技术先进的厂家采用薄极板技术,已经将充电电流提高至1C了,即数值上等于额定容量。这种大电流充电方法将大大缩短充电时间,只是这类高端电池还不够普及,本文中仍然采用常用的0.1C~0.4C法。

确定充电时间,或者说何时停止充电。

如果不是盲充或者说以过高的电压进行充电,充电电流是随着充电的进行而减小的。

如果以厂家推荐的均充电压进行充电,一般来说,充电电流降至0.03C时可以认为已经充满电。例如,100Ah的电池,如果采用厂商推荐的电压,则当充电电流小于3A时即可认为基本充满电了。

或者,以充进所需电量的1.2倍所需要的时间为充电时间。例如,一节100Ah的电池,完全放电状态,则需要充进100Ah才充满;1.2倍即120Ah;如果充电电流是0.15C即15A,那么,120÷15=8小时就差不多可以充满电了。

确定是否充满了

如果有必要的话,可以进行这一步。方法是,充电完成后,断开所有线路,放置一小时以上,然后测量电池电压。

可以和标准曲线对比来判断是否已经充满。

铅酸电池修复

1.免维护蓄电池(以下简称电瓶)在充电时基本不产生气泡,可以在密封状态下,省去了加酸等维护工作。但电瓶在充放电过程中要完全不产生气体是不可能的,为了释放气体,电瓶不能完全密闭。撬开电瓶上部的塑料盖板,就可以看到每个小电池上面都有一个用橡皮帽盖上的加液孔,蓄电池的水分可以通过橡皮帽蒸发出去。即使电瓶不使用,水分也会蒸发,造成电瓶容量下降,严重时电瓶就会干枯而不能充放电。对于这种电瓶,只要向电瓶添加蒸馏水或纯净水,再进行几次充放电循环,电瓶的大部分容量都可以恢复。例:一个12V7.2Ah电瓶,使用时间不长,充电到14V后进行放电,短路电流只有300多毫安。揭开上盖检查,液已近干枯,注入蒸馏水并进行充放电循环两次,容量恢复到84%,已能正常工作。

2.电瓶在放电时,电解液的硫酸浓度和和比重下降,完全放电后,在15℃时的比重降到1.11。一般充电时比重上升,夏天充满电后的比重为1.25~1.26,冬天为1.27~1.28。因电瓶处在密封状态,在使用时,只能根据电瓶的电压来判断是否已充好电或已放完电。6V和12V电瓶充足电时,电压分别为6.8V~7V和13.6V~14V,完全放电时,6V和12V电瓶的电压分别为5.3V和10.6V。电瓶如果过度放电或长期处于半放电状态,电瓶会硫化,硫化的电瓶不能用添加蒸馏水和常规充电的方法来消除,只有电解液硫酸的浓度比较低时充电,硫化才能消除。

如果电瓶硫化不严重,容量下降不多,可用小电流(0.05A或更小)对电瓶长时间充电。如果电瓶的硫化比较严重,可充电到最高电压(6V电瓶充到7V,12V电瓶充到14V),用注射器把电瓶中的电解液抽出,然后注入蒸馏水,以稀释电解液。充电1~2小时后再抽出电解液,注入蒸馏水,重复以上操作,直到抽出的电解液比重不再显著上升时为止(一般2~3次即可)。此时尽量反电解液抽出,再根据环境温度注入比重为1.25~1.28的硫酸,放完电再充满电,检查电液的比重。若比重较小,可再次抽出电解液并注入硫酸,使电解液的比重达到标准。注意注入电瓶内的电解液不宜多,待电瓶内海绵状的物质吸满电解液即可,将多余的电解液抽出,修复工作即告完成。例:一个SonyBP603Ah电瓶,是八十年代用于3/4英寸摄像机的电源,电瓶硫化严重。采用上述方法修复后,容量恢复到2.2Ah。

3.有的电瓶的连接桥或电池对外部的引出线出现断裂(多数情况是正负极的引出线断裂),电瓶就不能工作了。变样的电瓶,只有把断裂的部位找到才能修复。采用上述的入镀铜钱的方法,用万用表找到电压不正常或输出电流较小的电池,断裂点就在该电池上。找到以后,在断裂处的塑料盖上开一个孔,孔的大小以能用烙铁伸入到断裂处进行焊接为度,不宜太大。焊接好后,经检查连接正常,用塑料或环氧树脂把打开的孔封闭,再用上述方法进行复活,电瓶就可以重新投入工作了。

4.电瓶内部如有短路故障,可用低压大电流把短路点烧掉。如果出现活性物质脱落(表现为抽出的电解液中有褐色物质),说明电瓶寿命已经完结,这类电瓶就不必修理了。但如果仅是其中一两个电池寿命终结,可把这一两个电池短路起来,余下的电池尚可作为较低电压的电瓶继续使用。

两点说明

1.杂质(特别是铁离子)对电瓶的危害很大,会造成电瓶自放电,缩短自身寿命。因此,在注入硫酸和水时,要注意纯度。

2.比重计是修复电瓶必不可少的工具,但市售的比重计测量时需要较多电解液,难以使用。笔者用中性笔的笔心和圆珠笔的笔帽做了一个微型简易比重计:把比重计放在纯水中,记下比重计在水面的位置,这是比重为1.00的刻度位置;再把比重计放入已知浓度(在电瓶商店或维修店可买到稀硫酸,可请他们准确测量出硫酸的比重,例如1.28)的硫酸液中,记下比重计在液面位置;将量出的比重为1.00~1.28的长度刻在纸上,再把1.00~1.28之间的刻度28等分,比重计就做成了。

铅酸电池有没有记忆

记忆效应,通俗来说,就是电池记住了上次充放电的节点,导致以后无法突破这个节点导致电池容量减少了。记忆效应是上世纪的镍系电池尤其是镍镉电池的特性,后面镍氢基本上就没有了。铅酸电池是没有记忆效应的,虽然铅酸电池使用不当时也会有容量衰减的现象,但那是硫化,不是记忆效应。而且记忆效应和硫化的应对方式是不一样的。记忆效应的应对方法是定期深度放电,将电池放空,而硫化的应对是尽量每次都充满电。

铅酸电池(Lead-acid battery)电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。

随着蓄电池制造技术的升级,铅酸蓄电池发展为铅酸免维护蓄电池和胶体免维护电池,铅酸蓄电池使用中无需添加电解液或蒸馏水。主要是利用正极产生氧气可在负极吸收达到氧循环,可防止水分减少。当放电进行时,硫酸溶液的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/m1时应停止使用进行充电。

蓄电池的容量下降和损坏多是过充电造成。充电将达到顶点时,充电电流只被用来分解电解液中的水,此时,电池正极产生氧气,负极产生氢气,气体会从蓄电池中溢出,造成电解液减少,需不定时加水。

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