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鉛酸電池使用方法

鉛酸電池

鉛酸電池充電

鉛酸電池的充電方法是一個很籠統的說法;不同類型的鉛酸蓄電池、不同應用場景、不同的放電深度,都有不同的充電方法。

鉛酸蓄電池有許多種類,目前應用最廣泛的有閥控式密閉蓄電池(常說的AGM電池即指這一類),閥控式密閉膠體蓄電池(一般簡稱為膠體或GEL電池),富液蓄電池三種;當然也有0PzV,OPzS,卷繞式等市場占有率較低的,則不在此文介紹之列。

根據應用場景,則有汽車啟動,通信,電力,電動自行車和電動車等。

所謂的放電深度,就是放出的電量占蓄電池額定容量的百分比。例如,一節100安時的蓄電池,放出來30安時的電量,放電深度就是30/100=30%DOD,其中DOD即depthofdischarge 是放電深度的縮寫。此外,常見的鉛酸蓄電池的額定電壓是12V,也有2V和6V的,4V和16V的則比較少見。這是因為鉛酸蓄電池的每個ce11或者叫單元的額定電壓是2V,為了獲得更高的電壓,常把多個單元串聯起來做成一只,將6個單元串聯成一只,就是12V,以此類推。

本文對常見鉛酸蓄電池的在25℃常溫下進行充電的方法進行分門別類的簡述。

充電器或充電機

直流電壓表直流電流表

計時器

確定電池或電池組的額定電壓和額定容量。額定電壓用來確定充電電壓,額定容量用來確定充電電流。

關于電壓:最簡單的辦法是從標簽上讀出來;例如下圖一中顯示的CSB蓄電池的額定電壓就是12V。

如果標簽磨損或者根本沒有標簽,可以從排氣孔或者安全閥的數量上來判斷,排氣孔是位于電池頂端的可以打開或可以開合的圓孔。可以肯定的說,目前所有的鉛酸蓄電池都有排氣孔。每個排氣孔代表一個單元即2V,有12個排氣孔電池的總電壓是24V。

關于容量:也可以從標簽上讀出來或者算出來;一般來說,標簽上會標明電池的額定電壓,三PNP電池即標明為65Ah,但UPS電池通常是以W來表示的,一即顯示34W,對這類電池,容量的簡便的計算方法是瓦數除以四,即8.5Ah;但遇到像圖二這種,就沒辦法了,只能根據體積或者重要來估計了,而且誤差較大,一般來說,12V100Ah的AGM電池重30~35千克,所以,圖二的蓄電池如果重500千克,可以算出來它的容量大約為700Ah。

如果你只需要使用該文所介紹的方法充一次電,該步驟可以跳過;如果你需要長期使用,建議認真執行這一步,即確定蓄電池100%充滿電時的開路電壓,行業術語叫100%S0C(stageofcharge,荷電狀態)時的0CV(opencircuitvoltage,開路電壓)。

確定充電電壓。

充電電壓分為浮充電壓、均充電壓、快充電壓等。一般來說,浮充電壓為日常浮充使用,最低;均充為放電后再充電時使用,較高;快充為應急場景下迅速充滿電的電壓,最高,不常用。

本文中所說的充電電壓為均充電壓。

有的蓄電池的標簽上會標明充電電壓,而且會分為浮充和均充,例如上圖一中所示,浮充電壓為13.5V~13.8V,均充電壓為14.4V~15.0V;這樣就比較簡單了,直接使用均充電壓充電即可,可以選用比較安全的中間值或最小值。均充電壓的最高值可以認為是快充電壓,通常認為對電池有一定的傷害。

如果電池上沒有標出充電電壓,可以根據電池充滿電時的開路電壓0CV估算合理的均充電壓,一般來說,12V蓄電池充滿電時的開路電壓加1~1.5V為合理的均充電壓。其它額定電壓的電池以此類推。

如果不知道電池充滿電時的開路電壓,可以偶爾以2.4VPC的電壓進行盲充,但比較難以判斷電池何時充滿,可能會有過充電,對電池造成一定的傷害。所謂2.4VPC,即2.4V/ce11,每個單元2.4V,如果是12個單元,如上圖二所示,則均充電壓可以為28.8V4

確定充電電流。

充電電流和電池的額定容量有關。一般為0.1C~0.4C,即額定容量的十分之一到十分之四。

如果是100Ah的電池,則為10A~40A。可以通過直流電流表即鉗形表進行測量。

當然了,目前市場上有些技術先進的廠家采用薄極板技術,已經將充電電流提高至1C了,即數值上等于額定容量。這種大電流充電方法將大大縮短充電時間,只是這類高端電池還不夠普及,本文中仍然采用常用的0.1C~0.4C法。

確定充電時間,或者說何時停止充電。

如果不是盲充或者說以過高的電壓進行充電,充電電流是隨著充電的進行而減小的。

如果以廠家推薦的均充電壓進行充電,一般來說,充電電流降至0.03C時可以認為已經充滿電。例如,100Ah的電池,如果采用廠商推薦的電壓,則當充電電流小于3A時即可認為基本充滿電了。

或者,以充進所需電量的1.2倍所需要的時間為充電時間。例如,一節100Ah的電池,完全放電狀態,則需要充進100Ah才充滿;1.2倍即120Ah;如果充電電流是0.15C即15A,那么,120÷15=8小時就差不多可以充滿電了。

確定是否充滿了

如果有必要的話,可以進行這一步。方法是,充電完成后,斷開所有線路,放置一小時以上,然后測量電池電壓。

可以和標準曲線對比來判斷是否已經充滿。

鉛酸電池修復

1.免維護蓄電池(以下簡稱電瓶)在充電時基本不產生氣泡,可以在密封狀態下,省去了加酸等維護工作。但電瓶在充放電過程中要完全不產生氣體是不可能的,為了釋放氣體,電瓶不能完全密閉。撬開電瓶上部的塑料蓋板,就可以看到每個小電池上面都有一個用橡皮帽蓋上的加液孔,蓄電池的水分可以通過橡皮帽蒸發出去。即使電瓶不使用,水分也會蒸發,造成電瓶容量下降,嚴重時電瓶就會干枯而不能充放電。對于這種電瓶,只要向電瓶添加蒸餾水或純凈水,再進行幾次充放電循環,電瓶的大部分容量都可以恢復。例:一個12V7.2Ah電瓶,使用時間不長,充電到14V后進行放電,短路電流只有300多毫安。揭開上蓋檢查,液已近干枯,注入蒸餾水并進行充放電循環兩次,容量恢復到84%,已能正常工作。

2.電瓶在放電時,電解液的硫酸濃度和和比重下降,完全放電后,在15℃時的比重降到1.11。一般充電時比重上升,夏天充滿電后的比重為1.25~1.26,冬天為1.27~1.28。因電瓶處在密封狀態,在使用時,只能根據電瓶的電壓來判斷是否已充好電或已放完電。6V和12V電瓶充足電時,電壓分別為6.8V~7V和13.6V~14V,完全放電時,6V和12V電瓶的電壓分別為5.3V和10.6V。電瓶如果過度放電或長期處于半放電狀態,電瓶會硫化,硫化的電瓶不能用添加蒸餾水和常規充電的方法來消除,只有電解液硫酸的濃度比較低時充電,硫化才能消除。

如果電瓶硫化不嚴重,容量下降不多,可用小電流(0.05A或更小)對電瓶長時間充電。如果電瓶的硫化比較嚴重,可充電到最高電壓(6V電瓶充到7V,12V電瓶充到14V),用注射器把電瓶中的電解液抽出,然后注入蒸餾水,以稀釋電解液。充電1~2小時后再抽出電解液,注入蒸餾水,重復以上操作,直到抽出的電解液比重不再顯著上升時為止(一般2~3次即可)。此時盡量反電解液抽出,再根據環境溫度注入比重為1.25~1.28的硫酸,放完電再充滿電,檢查電液的比重。若比重較小,可再次抽出電解液并注入硫酸,使電解液的比重達到標準。注意注入電瓶內的電解液不宜多,待電瓶內海綿狀的物質吸滿電解液即可,將多余的電解液抽出,修復工作即告完成。例:一個SonyBP603Ah電瓶,是八十年代用于3/4英寸攝像機的電源,電瓶硫化嚴重。采用上述方法修復后,容量恢復到2.2Ah。

3.有的電瓶的連接橋或電池對外部的引出線出現斷裂(多數情況是正負極的引出線斷裂),電瓶就不能工作了。變樣的電瓶,只有把斷裂的部位找到才能修復。采用上述的入鍍銅錢的方法,用萬用表找到電壓不正常或輸出電流較小的電池,斷裂點就在該電池上。找到以后,在斷裂處的塑料蓋上開一個孔,孔的大小以能用烙鐵伸入到斷裂處進行焊接為度,不宜太大。焊接好后,經檢查連接正常,用塑料或環氧樹脂把打開的孔封閉,再用上述方法進行復活,電瓶就可以重新投入工作了。

4.電瓶內部如有短路故障,可用低壓大電流把短路點燒掉。如果出現活性物質脫落(表現為抽出的電解液中有褐色物質),說明電瓶壽命已經完結,這類電瓶就不必修理了。但如果僅是其中一兩個電池壽命終結,可把這一兩個電池短路起來,余下的電池尚可作為較低電壓的電瓶繼續使用。

兩點說明

1.雜質(特別是鐵離子)對電瓶的危害很大,會造成電瓶自放電,縮短自身壽命。因此,在注入硫酸和水時,要注意純度。

2.比重計是修復電瓶必不可少的工具,但市售的比重計測量時需要較多電解液,難以使用。筆者用中性筆的筆心和圓珠筆的筆帽做了一個微型簡易比重計:把比重計放在純水中,記下比重計在水面的位置,這是比重為1.00的刻度位置;再把比重計放入已知濃度(在電瓶商店或維修店可買到稀硫酸,可請他們準確測量出硫酸的比重,例如1.28)的硫酸液中,記下比重計在液面位置;將量出的比重為1.00~1.28的長度刻在紙上,再把1.00~1.28之間的刻度28等分,比重計就做成了。

鉛酸電池有沒有記憶

記憶效應,通俗來說,就是電池記住了上次充放電的節點,導致以后無法突破這個節點導致電池容量減少了。記憶效應是上世紀的鎳系電池尤其是鎳鎘電池的特性,后面鎳氫基本上就沒有了。鉛酸電池是沒有記憶效應的,雖然鉛酸電池使用不當時也會有容量衰減的現象,但那是硫化,不是記憶效應。而且記憶效應和硫化的應對方式是不一樣的。記憶效應的應對方法是定期深度放電,將電池放空,而硫化的應對是盡量每次都充滿電。

鉛酸電池(Lead-acid battery)電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。放電狀態下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;充電狀態下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。

隨著蓄電池制造技術的升級,鉛酸蓄電池發展為鉛酸免維護蓄電池和膠體免維護電池,鉛酸蓄電池使用中無需添加電解液或蒸餾水。主要是利用正極產生氧氣可在負極吸收達到氧循環,可防止水分減少。當放電進行時,硫酸溶液的濃度將不斷降低,當溶液的密度降到1.18g/m1時應停止使用進行充電。

蓄電池的容量下降和損壞多是過充電造成。充電將達到頂點時,充電電流只被用來分解電解液中的水,此時,電池正極產生氧氣,負極產生氫氣,氣體會從蓄電池中溢出,造成電解液減少,需不定時加水。

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