在車輛際使用過程，由于長(zhǎng)時(shí)間擱置、停車熄火后用電器未關(guān)閉、頻繁起?或連續(xù)用電、發(fā)電機(jī)工作不正常、電?短?連電等原因造成的蓄電池虧電，使車輛不能正常起?。虧電狀態(tài)的蓄電池應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充電，使蓄電池達(dá)到完全充電，恢復(fù)正常使用能。長(zhǎng)時(shí)間處于虧電狀態(tài)?不到恢復(fù)將造成蓄電池容幅度降或提前損壞報(bào)廢。

蓄電池充電原理

世紀(jì)60年代期，美國(guó)科學(xué)家馬斯對(duì)蓄電池的充電過程作了的試驗(yàn)研究，并提出了以最出氣率為前提的，蓄電池可接受的充電曲線，如圖1所示。驗(yàn)表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以縮短充電時(shí)間，并且對(duì)電池的容和壽命也沒有影響。原則把這條曲線稱為最佳充電曲線。

由圖1可以看出：初始充電電流很，但是衰減很快。主要原因是充電過程產(chǎn)生了極化現(xiàn)象。在密封式免維護(hù)蓄電池充電過程，內(nèi)部產(chǎn)生氧氣和氫氣，當(dāng)氧氣不能被及時(shí)吸收時(shí)，便堆積在正極板（正極板產(chǎn)生氧氣），使電池內(nèi)部壓力加，電池溫度升，同時(shí)縮小了正極板的面積，表現(xiàn)為內(nèi)阻升，出現(xiàn)所謂的極化現(xiàn)象。

很顯然，充電過程和放電過程互為逆反應(yīng)?？赡孢^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)之充電，必須盡使通過電池的電流小些。理想條件是加電壓等于電池本?的電?勢(shì)。但是，踐表明，蓄電池充電時(shí)，加電壓必須增到定數(shù)值才行而這個(gè)數(shù)值又因?yàn)殡姌O材料，溶液濃度等各種因素的差別而在不同程度超過了蓄電池的平衡電?勢(shì)值。在化學(xué)反應(yīng)，這種電?勢(shì)超過熱力學(xué)平衡值的現(xiàn)象，就是極化現(xiàn)象。

般來說，產(chǎn)生極化現(xiàn)象有3個(gè)方面的原因。

1）歐姆極化充電過程，正負(fù)離子向兩極遷移。在離子遷移過程不可避免地受到定的阻力，稱為歐姆內(nèi)阻。為了克服這個(gè)內(nèi)阻，加電壓就必須額施加定的電壓，以克服阻力推?離子遷移。該電壓以熱的方式轉(zhuǎn)化給環(huán)境，出現(xiàn)所謂的歐姆極化。隨著充電電流急劇加，歐姆極化將造成蓄電池在充電過程的高溫。

2）濃度極化電流流過蓄電池時(shí)，為維持正常的反應(yīng)，最理想的情況是電極表面的反應(yīng)物能及時(shí)?到補(bǔ)充，生成物能及時(shí)離去。際，生成物和反應(yīng)物的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不化學(xué)反應(yīng)速度，從而造成極板附近電解質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化。也就是說，從電極表面到部溶液，電解液濃度分布不均勻。這種現(xiàn)象稱為濃度極化。

3）電化學(xué)極化這種極化是由于電極進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)的速度，落后于電極電子運(yùn)?的速度造成的。例如：電池的負(fù)極放電前，電極表面帶有負(fù)電荷，其附近溶液帶有正電荷，兩者處于平衡狀態(tài)。放電時(shí)，立即有電子釋放給電?。電極表面負(fù)電荷減?，而金屬溶解的氧化反應(yīng)進(jìn)行緩慢Me－e？Me＋，不能及時(shí)補(bǔ)充電極表面電子的減?，電極表面帶電狀態(tài)發(fā)生變化。這種表面負(fù)電荷減?的狀態(tài)促進(jìn)金屬電子離?電極，金屬離子Me＋轉(zhuǎn)入溶液，加速M(fèi)e－e？Me＋反應(yīng)進(jìn)行?？傆袀€(gè)時(shí)刻，達(dá)到新的?態(tài)平衡。但與放電前相比，電極表面所帶負(fù)電荷數(shù)目減?了，與此對(duì)應(yīng)的電極電勢(shì)變正。也就是電化學(xué)極化電壓變高，從而嚴(yán)重阻礙了正常的充電電流。同理，電池正極放電時(shí)，電極表面所帶正電荷數(shù)目減?，電極電勢(shì)變負(fù)。

這3種極化現(xiàn)象都是隨著充電電流的增而嚴(yán)重。

二、蓄電池常規(guī)充電方法介紹

常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國(guó)際?認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)法則設(shè)計(jì)的。其最著名的就是安培小時(shí)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(shí)數(shù)。際，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個(gè)現(xiàn)象對(duì)蓄電池充電所必須的最短時(shí)間具有重要意義。般來說，常規(guī)充電有以3種。

1、恒流充電法

恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強(qiáng)度不變的充電方法，如圖2所示。?制方法簡(jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(jìn)行而逐漸降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過甚，因此，常選用階段充電法。

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，如圖3所示。首先，以恒電流充電至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒壓完成剩余的充電。般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒壓。

2）三階段充電法在充電?始和結(jié)束時(shí)采用恒流充電，間用恒壓充電。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時(shí)，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。這種方法可以將出氣減到最?，但作為種快速充電方法使用，受到定的限制。

3、恒壓充電法

充電電源的電壓在全部充電時(shí)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?。與恒流充電法相比，其充電過程?接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，如圖4所示。由于充電初期蓄電池電?勢(shì)較，充電電流很，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減?，因此，只需簡(jiǎn)易?制系統(tǒng)。

這種充電方法電解水很?，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過，對(duì)蓄電池壽命造成很影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報(bào)廢。

鑒于這種缺點(diǎn)，單純的恒壓充電很?使用，只有在充電電源電壓而電流時(shí)采用。例如，汽車運(yùn)行過程，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。而在使用充電機(jī)對(duì)蓄電池進(jìn)行恒壓充電時(shí)宜采用改進(jìn)的恒壓充電方法即采用限制最電流，使電流限不超過蓄電池容的0.25來防止對(duì)電池造成損害。

三、蓄電池虧電原因及危害

蓄電池的反應(yīng)是可逆的，其放電及充電的化學(xué)反應(yīng)式如：

pbO2＋pb＋2H2SO4→pbSO4＋2H2O（放電）

pbSO4＋2H2O→pbO2＋pb＋2H2SO4（充電）

蓄電池在正常使用的情況，正、負(fù)極板的活物質(zhì)（pb02和pb）部分轉(zhuǎn)變?yōu)樾×＞畹牧蛩徙U，這些松軟小粒晶狀的硫酸鉛是均勻地分布在多孔的活物質(zhì)，在充電時(shí)很容易和電解液接觸起作用恢復(fù)為原來的物質(zhì)pbO2和pb。

如果由于使用維護(hù)不當(dāng)，小粒晶狀的硫酸鉛不能及時(shí)有效的轉(zhuǎn)化為活物質(zhì)就會(huì)逐漸形成結(jié)晶粒粗的硫酸鉛，形成極板硫化現(xiàn)象硫化現(xiàn)象系指在極板生成白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶，充電時(shí)又非常難于轉(zhuǎn)化為活物質(zhì)的硫酸鉛，這些粗而硬的硫酸鉛晶體體積，導(dǎo)電差，因而會(huì)堵塞極板活物質(zhì)的細(xì)孔，阻礙了電解液的滲透和擴(kuò)散作用，增加了電池的內(nèi)電阻，同時(shí)，在充電時(shí)，這種粗而硬的硫酸鉛不如軟小晶粒的硫酸鉛容易轉(zhuǎn)化為pbO2、和pb。若歷時(shí)過久，這些粗而硬的硫酸鉛就會(huì)失去可逆作用，結(jié)果使極板的有效物質(zhì)減、放電容降、使用壽命縮短。

蓄電池虧電其就是指電極的硫酸鉛未能完全轉(zhuǎn)化為活物質(zhì)若較長(zhǎng)時(shí)間處于虧電狀態(tài)蓄電池就會(huì)出現(xiàn)硫化現(xiàn)象。

鉛酸蓄電池極板硫酸化后主要有以幾種現(xiàn)象：

（1）鉛蓄電池在充電過程電壓升的很快，其初期和終期電壓過高，終期充電電壓可達(dá)2.90V／單格??。

（2）在放電過程，電壓降很快，即過早的降至終止電壓，所以其容比其它電池顯著降。

（3）充電時(shí)，電解液溫度升的快，易超過45℃。

（4）充電時(shí)，電解液密度于正常值，且充電時(shí)過早地發(fā)生氣泡。

（5）電池解剖時(shí)可發(fā)現(xiàn)極板的顏色和狀態(tài)不正常。正極板呈淺褐色（正常為深褐色），極板表面有白色硫酸鉛斑點(diǎn)，負(fù)極板呈灰白色（正常為灰色）極板表面粗糙，觸摸時(shí)如同有砂粒的感覺，并且極板發(fā)硬。

（6）嚴(yán)重的硫酸鹽化，極板形成的硫酸鉛白色結(jié)晶體粗，在般情況不能復(fù)原成活物質(zhì)。

?免維護(hù)蓄電池虧電的常規(guī)判斷

1、蓄電池端電壓于12.3V即存在虧電現(xiàn)象般將虧電現(xiàn)象分為：

a）輕微虧電：端電壓為11.7V～12.3V。

b）度虧電：端電壓為10V～11.7V。（輕度硫化）

c）嚴(yán)重虧電：端電壓于10V。（度及嚴(yán)重硫化）

2、蓄電池容狀態(tài)顯示器（電眼）顯示的顏色呈白色。

五、補(bǔ)充電方法及要求

根據(jù)充電機(jī)輸出模式以及蓄電池的虧電程度在以三種充電方法選擇適宜的充電方法：

1、恒壓充電：

以恒壓16V，6-QW-68an蓄電池限流17A6-QW-90an蓄電池限流22A，充電4～12小時(shí)。充電時(shí)間視蓄電池虧電程度而定。此充電方法適用于輕微虧電的蓄電池。

2、分階段恒流充電：

第1階段：

6-QW-68蓄電池以恒流7A充電至電壓升至14.4V后轉(zhuǎn)入階段。

6-QW-90蓄電池以恒流9A充電至電壓升至14.4V后轉(zhuǎn)入階段。

第2階段：

6-QW-68蓄電池以恒流3.5A充電6～20小時(shí)。

6-QW-90蓄電池以恒流4.5A充電6～20小時(shí)。

際充電時(shí)間視蓄電池虧電程度而定。此充電方法適用于度虧電的蓄電池。

3、恒流小電流充電

6-QW-68蓄電池以恒流3A充電20～40小時(shí)。

6-QW-90蓄電池以恒流4A充電20～40小時(shí)。

際充電時(shí)間視蓄電池虧電程度而定。此充電方法適用于嚴(yán)重虧電的蓄電池。

4、充電過程注意事項(xiàng)

充電過程電池溫度應(yīng)小于50℃當(dāng)電池溫度達(dá)到45℃時(shí)應(yīng)將充電電流減半并相應(yīng)延長(zhǎng)充電時(shí)間或停機(jī)待電池溫度降后再恢復(fù)充電。

5、充電結(jié)束的判斷

1）電池電壓于16V且穩(wěn)定3小時(shí)不變化。

2）電池容顯示器（電眼）呈現(xiàn)綠色不變化。

3）必要時(shí)，旋?電眼，用密度計(jì)測(cè)電解液密度達(dá)到1.28g/cm3以且穩(wěn)定不變化。

如述3點(diǎn)同時(shí)達(dá)到即表明蓄電池已完成充電，可停機(jī)停止充電蓄電池恢復(fù)正常使用。

技術(shù)專區(qū)220V交流電轉(zhuǎn)化為12V直流電參考設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)鋰電池三元材料專利技術(shù)布局現(xiàn)狀究竟如何汽車動(dòng)力電池梯次利用，相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)成為一個(gè)熱門問題新能源汽車設(shè)計(jì)不可忽視的電芯及電池材料2020年中國(guó)汽車動(dòng)力電池組出貨量及預(yù)測(cè)