[其他]密封镉镍蓄电池快速充电机

说明书

本发明涉及一种蓄电池快速充电装置技术领域。

镉镍蓄电池具有自放电小，使用寿命长，容量范围宽，能承受大电流放电，低温性能好等一系列优点。是现代国防、科技、工业、教学等领域理想的电源。由于镉镍蓄电池的上述优点，因而通用性广，既可作为小功率电子器件的电流，又可满足功率的需要以至作为航天及水陆运输的起动电源。国外广泛用于国防及民间的各种领域。在我国，镉镍蓄电池主要用于军事。随着我国现代化科学技术和工农业生产交通运输的发展，科研、工业、运输、教学等领域必将越来越普遍地使用镉镍蓄电池。研究及发展镉镍蓄电池的有关技术，对促进我国能源事业的发展，在提高经济效益等方面有着实际意义。

对蓄电池充电时，并非充电机所提供的任何充电电流均能被蓄电池所接受。如果充电电流大于电池所能接受的电流，超过部份将不能贮存，从而引起电解液按法拉弟定律产生气体，并有一部份电能转化为热能，致使电池温度升高。蓄电池的充电电流接受能力是电池接受及贮存电荷能力大小的量度与电池的内部结构、放置时间、充电前的荷电状态、放电状况、循环次数以及充电方式等因素有关。现行大部份充电方法的缺点是所提供的充电电流与电池的接受能力不相匹配，又不能准确判断何时电已充足而中断充电，因而不能避免过充。如在此种情况下快充，必然导致较高的温升及大量产气，以致损害电极活性物质，电流效率降低，电池容量下降，影响电池寿命，乃至快充过程中发生爆炸。所以，如何缩短蓄电池充电时间、又不影响电池寿命，一直是蓄电池充电技术领域的一个重要课题。

国内外现行的充电技术一般规定充电电流不得大于0.1C，即10小时率充电。充电时间长达14小时以上，国外较先进的日本ICOM公司生产的密封镉镍蓄电池快速充电机，充电电池为0.4AH和0.45AH镉镍电池，充电时间为1-1.5小时，日本MILLION电子公司生产的MEC-600S型镉镍电池快速充电器，充电时间为3-5小时。国内较先进的充电技术，如第17届全国化学与物理电源会议论文摘要上选登的快速充电方法（国营第七五六厂，刘立志），充电时间为1-1.5小时。

如1983年美国专利（U·S·US4，392，101），采用检测电压-时间特性曲线上出现“拐点”而终止充电，并采用微机控制，通用性好，但结构复杂，价格昂贵。对镉镍蓄电池的充电时间为1小时左右。

又如日本80年代特许公报（眧55-38898），采用在一开关元件和电池间应用脉冲电流，将最后的切止电压与参考电压作比较控制电池的充电。快速充电需3小时左右。

传统的充电技术理论认为，充电速率越大，产气及温升越大。要对密封镉镍蓄电池实现快充，涉及的中心问题是产气，温升及电池寿命三大问题。因此，减少及降低充电产气及温升和不危及以致提高电池寿命问题，是研制密封镉镍蓄电池快速充电机的技术关键。

本发明针对上述问题，从电化学机理和电路上进行了研究和改进，发明了密封镉镍蓄电池快速充电机，克服了现行充电技术的缺点，使现行的常规10小时率充电缩短为50分钟左右，提高充电速率约15倍，并解决了快速充电中产气、温升及电池寿命等技术问题。

本发明经初步专利文献检索，未发现与本发明相同的密封镉镍蓄电池快速充电机。

本发明以“电流接受能力”控制下对蓄电池进行周期放电的充电方式，能在充电时提高蓄电池的充电电流接受能力，并提供一个合适的电流量。其电化学原理是：

对具有一定放电量的待充蓄电池，充电电流接受力随充电时间呈指数函数变化：

I＝Ie^at

式中I为t＝0时的最大初始值，a为确定衰变率的常数。定义为充电电流接受力比a= (I_O)/(C) ，C是充电结束时充入的电荷量，也是原来放出的电荷量。