[发明专利]一种铅酸蓄电池深度去极化的充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铅酸蓄电池深度去极化的充电方法。

背景技术

蓄电池充电过程伴有极化现象是人所共知的，由于极化而产生的一系列反应是充电引起发热的内在原因。为防止温度过热高，人们只有两种选择：(1)、降低充电电流(这将降低生产效率)；(2)、将蓄电池浸在冷水槽中(这将增加设备和运行费用)以降低温度。方法(2)是目前全世界蓄电池生产厂普遍采用的办法。

铅酸蓄电池在充电过程中伴有多种极化现象造成电极间的附加电压，以致理论上的充电电压不能维持预定的充电电流。为了维持充电过程，不得不提高充电电压以致充电电压远高于化学反应电势实际的需要。实际上，电池电极上的化学反应所需的电势是确定的，所增加的电压均用于克服极化电势，最后表现为电解水和产生热从而造成电解液温度的上升。

电池极板温度过高会严重损害极板质量并减少极板的寿命，是充电过程中的大忌。因此对于铅酸蓄电池化成(充电)过程电解液的温度作了严格的限制：不得高于摄氏61度。质量要求严格的蓄电池生产厂，电池化成都是在水槽中进行以降低温度。使用水槽，就是增大设备投资和运行费用；而且，即使是采用了水槽，电池化成的时间也是长得难以容忍。

为了减小极化造成的温升，蓄电池行业进行了长达数十年的努力，1974年美国人J.A Mas首先提出了蓄电池充电过程中有关“可接受充电电流”的概念并发表了Mas三定律，为日后的快速充电奠定了基础。从那以后，所有的有关快速充电无不是在Mas定律的指导下进行的。按照Mas理论，去极化的方法很简单，那就是放电。放电本身在铅酸蓄电池行业中已经应用了几十年，现在能见到的文献报道的快速充电也是这种方法，包括最近些年频繁报道的所谓脉冲充电技术也都是这类方法。

当前，电池能源成为环保新能源应用的新宠，快速充电更是发展电池新能源的瓶颈，因此研究快速充电成为当今的热点。然而，就目前的快速充电产品而言，还没有一个真正能够满足实际需要的快充技术和产品。绝大多数的快速充电都限于锂电池和镍氢电池而最广泛使用的铅酸电池作为动力的应用领域尚无明显的突破。

在传统的直流充电工艺中，放电也是工艺中的重要组成部分，放电一方面是为了降低电解液的温度，也是为了增加极板的容量，改善极板的酥松度和增大有效表面积。不过这种连续的放电都是以小时为计时单位。

80年代后，有一种充电-静置-充电的流程，据说可以起到去极化作用曾经风行一时；接着又出现脉冲充电方法以及所谓的正负脉冲充电等方法，他们在一定程度上都能起到减小极化效应，降低电池温度，但是这些方法都不足以达到显著的效果。不具有生产上的实用性，经济上的效益性。一般表现在充电时间、能耗、温度控等方面的效益都在15％以下；因此，一直没有被市场接受。参见图1，为现有常用的去极化充电电流波形。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种充电温升小、充电时间短、提高生产效率的铅酸蓄电池深度去极化的充电方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种铅酸蓄电池深度去极化的充电方法，包括多次连续的充电过程和放电过程，其特征是在一个充放电周期里，充电结束后的放电过程是由多个放电脉冲加上一段静置时间所组成。

所述放电脉冲的脉宽为0.5-3.0ms。

所述放电电流峰值为充电电流的2.5倍以上。

所述放电脉冲的间隔时间为放电脉宽的5-30倍。

所述放电次数为10-5000次。

所述每个放电过程中的静置时间大于或等于250ms。

本发明基于蓄电池充电过程的物理化学和电化学机理的基础上，详细分析了现有技术存在的不足，在Mas理论的引导下，通过大量的试验而得出的“深度去极化充电技术”方案。实验证明，采用该项技术，铅酸蓄电池内化成可以不用水槽(无需水冷)，化成时间减少50％，生产效率提高80％，补充充电的时间减少85％而电解液的温度保持在60度以下，真正达到环保、节能和高效。铅酸蓄电池补充充电达到容量60％的时间仅需60分钟。适用于铅酸蓄电池的化成和补充充电。另外，本发明可以推广到多电路的充电，在不使用水槽的条件下，其节能效果是显而易见的。

附图说明

图1为现有常用的去极化充电电流波形图。

图2为本发明第一实施例电路原理框图。

图3为本发明第一实施例中充电电流波形图。

图4为本发明第二实施例电路原理框图。

图5为本发明第三实施例电路原理框图。

图6为本发明第三实施例中充电电流波形图。