充电参数

充电过程基本上是放电的逆向过程。只要电压刚刚高过平衡电压，充电就会立即开始。实际上要使蓄电池中串联连结的所有电池在要求的时间内达到完全充电，就必须使用较高的电压。而随着电池电压的增高，副反应水分解作为附加反应变得更为重要。因此，充电方法总是必须在低速率高效率充电和高速率低效率之间进行折衷。其结果是，人们开发了大量不同的充电方法以适应各种型号的蓄电池以及不同的使用要求。

充电过程主要是由三个参数决定的：

充电电流

充电电压

蓄电池温度

1充电接受能力，充电-电流效率

“充电接受能力”或“充电-电流效率”表述了蓄电池实际所能接受的电流份额，并且可以在随后的放电中放出来。它是由充电反应动力学参数和同时发生的副反应动力学参数之间的制衡来决

定的。充电接受能力不是一个常数，其大小主要取决于蓄电池的荷电状态。

作为一个实例，一个铅酸蓄电池典型的恒压限流充电曲线。这个例子中，以额定容量Co=200Ah的电池为代表。充电电流限制在40A，这意味着充电时间大约为4.2个小时。起初，放电后电池的充电接受能力很高，充电机所提供的最大,完全放电的排气式铅酸蓄电池用恒流/恒电压方法进行再充电充电之前已放出了200Ah的电量(VARTA bloc 428.Co =200Ah)。充电2.7小时之后(输人108Ah=放出电量的54%)，单体电池电压达到2.23V。此时电压保持恒定，电流开始减小，因为电池的充电接受能力愈来愈小。最终，电流接近一定值，它使电池保持完全充电，并只有副反应发生，即氢和氧的析出。这就是“浮充电流”，即蓄电池用此电压连续充电时所看到的电流。浮充电流大约为60mA(30mA/100Ah)。在充电2.7和9小时之间，充入电量为50Ah，如电流递减曲线下面的斑点区域所示。所以，用2.23V(单体电池)充电9小时之后，充人电量为158Ah=79%。使用2.4V(单体电池）作充电电压时，要用4.2小时达到此电压(输人168Ah=放出电量的84%)。用2.4V(单体电池)充电时，电流衰减得更快，两个电流曲线在9小时左右相遇时，用较高的充电电压时，输入电量仅仅增加35Ah。那么充人总电量达203Ah。

所以在充电9小时之后，蓄电池几乎充足了电，甚至考虑到充电接受能力有些下降的条件下也是这样，因为用2.4V(单体电池)充电，水分解速率快了7倍。(电压每升高0.17V，电流增加了0.85

个单位的10底对数值，，因此使水分解的无效电流增加至0.4A(0.2A/100Ah)。在用2.23V和2.4V(单体电池)充电的整个期间(24小时)，其失水分别相当于1.2Ah和8Ah。因此用2.23V和2.4V(单体电池)充电9小时之后，水分解分别失去0.45Ah和3Ah。在有限的时间内必须要达到一定的充电水平时，一般只采用高电压充电，这是失水量增加的原因。图3-11中，在用2.23V(单体电池)充电24小时后(充入电量

=183Ah=91%)，蓄电池没能充足电，而用2.4V(单体电池）充电大约10小时左右，蓄电池就能充足电。

说明了充电接受能力的强大作用，起初，放了电的蓄电池可以很快地充电，但是蓄电池充足电要用一定的时间，用升高电压的方法来缩短这个过程的可能性是有限的。

铅酸蓄电池的例子也适用于其他蓄电池体系。一般，设计用く于大电流放电的蓄电池(大的电极表面积，低内阻)，其充电接受能力高。为此，镉/镍和金属氢化物/镍电池的充电接受能力相对较高。它们可以用大电流进行再充电，但要小心地进行，以避免出现有害的析气和热效应。

温度也会影响蓄电池的充电接受能力。低温下反应速度降低，这就要求极化加大，在给定的电压下，流过的电流较小。对于摩托车用起动蓄电池，冬季要使电池充满电，低温下有足够的充电接受能力是很重要的。3.5.2充电效率

由于存在着副反应，蓄电池的充电效率从来没有达到过100%。实际达到的效率取决于上述参数。通常使用既能达到完全充电又有好的充电效率的充电方法，充电时间是一个重要参数。效率可用下式表示：

安时效率71u=可用容量Ah/需要输入的电量Ah或它的倒数：

安时充电系数au=需要输入的电量Ah/可用容量Ah(3.8)

对于许多应用领域，蓄电池放出的能量是更重要的参数。对应的关系是：

瓦时效率nas=可用能量(Wh)/需充人的能量Wh或它的倒数：

瓦时充电系数cms=需输人的电量Wh/可用能量Wh(3.10)

由于充电和放电之间的电压降，瓦时效率总是要小些，并且瓦时充电系数大于相应的安时充电系数。充电系数有时也称做充电因数。大多数充电方法是多个充电阶段的组合，各阶段的电流或电压是确定的。有时，也用恒定电流或恒定电压进行连续充电。

注1：只有限时充电，充电效率和充电系数才是有用的参数。对于持续很久的充电，这些参数就失去任何意义，例如，浮充电期间就是这样；这时，电流用于补充副反应引起的损失，不再进行“充电”。那么，充电系数会超过了所有的极限，效率接近于零。

注2：式3.7至式3.10中所有四个参数不仅取决于放电和充电速率，而且也依从于充电开始时电池放电的深度，以及最终达到的充电程度，因为随着充电的进行，蓄电池的充电接受能力逐渐下降。

其结果是，进行相当深的放电之后，蓄电池只能部分再充电，因为几乎所有的电流都用于再充电，此时才能达到高的充电效率《充电系数)。著电滤光全充电时，完电效率必然降，因为在充电末期，大邻分电流用于水分解或内部氧循环。