1．引言

　　蓄電池是一種化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換的裝置，所以稱之為化學(xué)電池。它可以借助其它電源使反應(yīng)逆向進行，是一種可逆電池，又稱為二次電池。隨著綠色能源和節(jié)能環(huán)保主題行動的發(fā)展，鉛酸蓄電池再次成為人們關(guān)注的焦點，作為一種技術(shù)成熟的二次能源，在未來的應(yīng)用中，它將發(fā)揮不可替代的作用。

　　1859年普蘭特(G.plante)第一次發(fā)明了鉛酸蓄電池，至今已有一百多年的歷史。一百多年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，蓄電池的工藝、結(jié)構(gòu)不斷改善，性能不斷提高。尤其近年來，電動車的普及，極大地推動電池作為動力源應(yīng)用的發(fā)展。

　　然而若使用不當，鉛酸蓄電池壽命將大大縮短。影響其壽命的因素很多。研究發(fā)現(xiàn)：電池充電過程對電池壽命影響最大，放電過程的影響較少。也就是說，絕大多數(shù)的蓄電池不是用壞的，而是“充壞”的。由此可見，一個好的充電器對蓄電池的使用壽命具有舉足輕重的作用。采用正確的充電方法，不僅能提高蓄電池的效能，更能有效延長蓄電池的使用壽命。

　　本文主要介紹一種改進的脈沖充電方法，能保證有效地消除極化現(xiàn)象，減少極板硫酸鹽化，減少電池析氣，延長電池使用壽命。

　　2．充電方法介紹

　　蓄電池中化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換是可逆的，也就是充電過程和放電過程互為逆反應(yīng)。其放電及充電的化學(xué)反應(yīng)式如下：

　　很顯然，可逆過程就是熱力學(xué)的平衡過程，為保障電池能夠始終維持在平衡狀態(tài)之下充電，必須盡量使通過電池的電流小一些。理想條件是外加電壓等于電池本身的電動勢。但是，實踐表明，蓄電池充電時，外加電壓必須增大到一定數(shù)值才行,而這個數(shù)值又因為電極材料，溶液濃度等各種因素的差別而在不同程度上超過了蓄電池的平衡電動勢值。在化學(xué)反應(yīng)中，這種電動勢超過熱力學(xué)平衡值的現(xiàn)象，就是極化現(xiàn)象。一般來說，常規(guī)充電有以下三種。

　　3．常規(guī)充電方法

　　常規(guī)充電方法是依據(jù)1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設(shè)計的。其中最著名的就是“安培小時規(guī)則”：充電電流安培數(shù)不應(yīng)超過蓄電池待充電的安時數(shù)。實際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。

　　上世紀60年代中期，美國科學(xué)家馬斯對開口蓄電池的充電過程作了大量的試驗研究，并提出了以最低出氣率為前提的蓄電池可接受的充電曲線，如圖1所示。實驗表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電時間，并且對電池的容量和壽命也沒有影響。原則上把這條曲線稱為最佳充電曲線，從而奠定了充電方法的研究方向。

圖1 最佳充電曲線

　　3.1恒流充電法

　　恒流充電法是在蓄電池充電過程中保持充電電流恒定的充電方法。優(yōu)點是控制方法簡單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使析氣過多。一方面造成蒸餾水的流失，同時伴隨著電解液溫度升高；另一方面電解析出的氫氣也帶來了不安全因素。

　　3.2階段充電法

　　此方法包括二階段充電法和三階段充電法。

　　①二階段法采用恒流和恒壓相結(jié)合的充電方法。首先，以恒電流充電至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。

　?、谌A段充電法在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預(yù)定值時，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。

　　3.3恒壓充電法

充電器的電壓在全部充電時間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過程更接近于最佳充電曲線。由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統(tǒng)。

　　這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池損壞。另外充電機一般都是對串聯(lián)得蓄電池組進行充電，由于存在極化現(xiàn)象，長期對蓄電池進行恒壓充電容易造成各個蓄電池單體的端電壓不一致，所以需要不定期的對電池進行均衡充電。