镍氢电池充电电压如何科学地充电

最近刚买了几节SONY镍氢充电电池,请问正确的充电方法,为啥? 在下谢谢有知识的人
  不知你用的是哪一种充电?
  如果是老式的定流充电器,就要根据充电电流的大小,掌握充电的时间。一般可根据:电池容量(mAh)/充电电流(ma),算出充电的时间,再乘1.2,就是实际充电时间。
  目前用得最多的,是智能型充电器。这种充电器在电池充足后,会自动跳转成“涓充”状态,这时充电电流变得很小,不会出现过充电的情况。一般充上一个晚上(十几个小时)就可以了。
  选购充电器时,不要贪“快”,即充电电流不要过大(充电时间很短)。充电电流大,电池会发热严重,对电池很不利。
其他答案(共2个回答)
放电,放电时间应超5个小时。如果用1C放电,放电时间应超50分钟。当然在相同尺寸下容量越大越好。当然供应商能否做...
1.可充电镍氢电池的标称电压1.2V/节,实际工作电压范围在0.9V-1.48V。2.衡量镍氢电池质量的参数如下:
A.内阻,及大批量生产的一致性。一般地内阻越少越好,但要考虑一致性,内阻的离散性越少越好。
B.容量。衡量镍氢电池容量的单位是mAHr,国标规定是0.2C放电,放电时间应超5个小时。如果用1C放电,放电时间应超50分钟。当然在相同尺寸下容量越大越好。当然供应商能否做到,以及成本能否接受,都是问题。与容量相对应的是大批量生产的一致性。
C.镍氢电池容量随温度变化而变化,超过25℃时环境温度越高容量越低;低于25℃时环境温度越低容量越低。当然,随温度变化越少的电池,质量就越好。
D.循环寿命,可充电电池都有循环寿命的问题,电池随着充放次数增加,容量会下降,国标规定当电池容量下降到标称容量的80%时的循环次数,叫循环寿命,这是一个非常重要的参数。这反映电池的质量,也反映电池厂家的水平。与循环寿命相对的大批量的一致性。由于测试此指标耗时耗力,很容易被忽视。
E.自放电率。镍氢电池的自放电率远较锂电大。自放电率越少当然越好。
F.电池放置一段时间后,活性会下降,也就是说容量会下降,充放电几次后会恢复,活性下降越少越好。因为从厂商到消费者手中会有一到几个月时间.如果消费者头几次发现放电时间短,会引起不良印象,甚至退货。这个问题很重要。
G.最近发现个别厂家的电池,在充电时,其电压曲线是抖动的(大部分时候不存在),这会导致有时充电充不饱的现象(大概会有2-3%概率)。
具体充电方法:
充电时,有用线性方法,也有用开关DC/DC方法,线性方法元件少,成本低,但发热,电池包有时根本无法承受。开关方法元件多,成本高,但发热少,基本上我赞成用开关的方法。
电池包通用保护方法:
1.在充电回路可加一个2A的PTC,以防线路板元件损坏的保护。
2.线路板上可加上过流保护(3-5A),欠压保护(0.8v-0.9V/节)。
3.电池组上可串一个3.2A的PTC。
4.电池组上可串一个70/-5℃的温控开关。
万用表自检电池充满与否。一般镍氢电池在充电前,电压在1.2V以下,充满后正常电压在1.4V左右。大家以此判断,也就很容易判断电池的状态了。
充电器主要分为快充和...
镍氢和镍镉电池的工作电压都是1.2V。但是镍氢的体积比能量比镍镉电池高。根据制作电池的工艺不同的因素,镍镉电池有很强的记忆效应,镍氢的记忆效应很小。同时镍镉电池...
1.品胜牌2500mAH 和2300mAH的镍氢电池各买了两节,两种充电器充电时间?
不同容量的电池最好不要同时充电。2500mAh的用130mA充电可以充30...
  如果是锂电池,保持40%左右,置于冰箱的冷藏室内,这对电池最有利。
  镍镉电池是要将电用完来保存,所以大家以前买的新镍镉电池是基本没有电的,需要自己来充。...
答: 精梳机磁感应传感器有哪些作用?
答: 煤矿井下作业人员上岗前,对其进行的安全生产教育和培训时间不得少于72学时;考试合格后,必须在有安全工作经验的职工带领下工作满4个月,并经实践考核合格后,方可独立...
答: 当然不一样了,我认为电子信息科学与技术这个说法有点笼统,字面上看应该是电子和信息两个领域,电子包括微电子,固体电子和电子器件,物理电子和光电子等几个分支,信息包...
答: 电机工程学学科教育编辑电机工程师通常会经过“电机工程学”、“电子工程”或“电力电子工程”等名目的学位教育
餐饮业厨房产生的油烟,顾名思义,废气中主要污染物为油烟,一般采用静电除油。
液化气属较清洁能源,废气污染程度不高,主要含二氧化碳一氧化碳吧。
柴油属石油类,废气含二氧化硫和氮氧化物,二氧化硫碱液喷淋即可去除,氮氧化物主要以一氧化氮为主,要催化氧化成二氧化氮才能被碱吸收,造价成本非常高,一般的柴油发电机尾气难以治理,除非大型发电厂。
煤炭废气含二氧化硫多,一般常用的脱硫工艺即可。
铝属于两性金属,遇到酸性或碱性都会产生不同程度的腐蚀,尤其是铝合金铸件的孔隙较多,成分中还含有硅和几种重金属,其防腐蚀性能比其他铝合金更差,没有进行防护处理的铝铸件只要遇到稍带碱性或稍带酸性的水,甚至淋雨、水气、露水等就会受到腐蚀,产生白锈。
解决的办法。
铝铸件完成铸造后,在机械加工前,先要进行表面预处理,如预先对铸件进行喷砂,涂上一道底漆(如锌铬黄底漆),在此基础上再进行机械加工,以避免铸铝件在没有保护的情况下放久了被腐蚀。
如何洗衣服?也许有人会说,衣服谁不会洗啊?放到水里,加点洗衣粉洗就成了呗。是啊,说是这样说,可是洗衣服还有不少学问呢。我就说说我的“洗衣经”吧。
说起洗衣服,想想真有不少要说的呢。
首先要分开洗。内衣外衣、深色浅色要分开。个人和个人的衣物也尽量分开洗涤,这样可以防止不同人体间细菌和病菌的相互交叉感染,尤其是宿舍或者朋友的衣服尽量不要放置在一起洗。即使是自己的衣服,内衣和外衣也要分开洗。因为外衣接触外界的污染和尘土较多,而内衣将直接接触皮肤,为避免外界尘螨等对皮肤的不良入侵,内外分开洗涤是有科学道理的。不同颜色的衣物要分开洗涤,可将颜色相近的一同洗涤,浅色的一起洗涤,容易掉色的单独洗涤,避免衣物因脱色而损坏。另外,袜子和其他衣物不要一起洗涤。
其次,使用洗衣粉宜提浸泡一会。洗衣粉功效的发挥不同于肥皂,只有衣物适时浸泡才能发挥最大的洗涤效果。浸泡时间也不宜太长,一般20分钟左右。时间太长,洗涤效果也不好,而且衣物易褶皱。有人洗衣服时把洗衣粉直接撒在衣物上便开始搓揉洗涤,那样不能发挥最好的洗涤效果,对洗衣粉是一种浪费,当然,免浸泡洗衣粉出外。另外,冬季一般宜使用温水浸泡衣物。水温过低,不能有效发挥洗衣粉的洗涤效果,水温太高,会破坏洗衣粉中的活性成分,也不利于洗涤。
再次,衣物及时更换,及时洗涤。衣服要及时更换,相信道理大家应该都很清楚。可是,衣物换下后应该及时清洗,有人却做的不好。好多家庭喜欢将换的衣服积攒起来,每周洗一次,这样很不科学,容易使衣物上积聚的细菌大量繁殖,容易诱发皮疹或皮肤瘙痒症状。为了个人和家人的身体健康,还是勤快一点,把及时换下的衣物及时洗涤,这样,其实也费不了多少时间,也不至于最后要花费半天甚至更长 的时间专门来洗涤大量的衣物要节约的多。另外衣服穿的太久就比较脏,要花很大的力气洗涤才能洗干净,也容易将衣物搓揉变形,而影响美观和穿着效果。
洗衣服是个简单的小家务,也是生活中不可缺少的一件事,学问却很多,也许您的“洗衣心得”比这还要科学,还要多样,欢迎您 的指正~~
1、以身作则,如果连自己都做不好,还怎么当班长?
2、人缘好,我就是由于人缘不好,才改当副班长的。
3、团结同学,我们班有一个班长就是由于不团结同学才不当班长的,他现在是体育委员。
4、要有管理能力,首先要有大嗓门,我们班有位学习委员就是由于声音太轻才以3票之差当不了班长;其次要口齿清楚,让同学能听得懂你说的话;第三要说出有道理的话,让吵闹或打架的同学心服口服;第四,不能包庇好朋友,公正;第五,要搞好师生关系;第六,要严以律己,宽以待人,我们班的第一任班长就是因为“严以待人,宽以律己”才不能继续当下去的。
5、要坚持,我们班的纪律委员就是由于没有恒心,原来的大组长、卫生委员、劳动委员、体育委员、学习委员、小组长等(每个学期都加起来)都被免除了,现在的才当1天的纪律委员要不要免除都在考虑中,还要写说明书。
6、提醒班干部做自己要做的事,要有责任心。我们班的纪律委员就是没有责任心,班长的职务都被罢免了。
7、不要拿出班长的架子,要虚心。
8、关心同学(包括学习)。
9、要及早发现问题,自己可以解决的自己解决;自己不能解决的,早日让班主任解决。
10、要发现班级的好的地方,及时表扬。让全班都照做。
11、不要太担心学习,当个班干部,对以后工作有好处,这是个锻炼的机会,好好当吧,加油!
在高中阶段,学校和老师的规定一般都是为了学生的成绩着想,执行老师的话,其实也是为了大家好。即使有时候打点小报告,只要你的心态的好的,也不是坏事。比如A学习不专心,你用个适当的办法提醒老师去关心他,其实也是为了他好。
总的方针:和同学们组成一个团结的班集体,一切以班集体利益为上(当然不冲突国家、社会和学校利益为前提)。跟上面领导要会说话,有一些不重要的东西能满就满,这对你的同学好,也对你的班好。
再说十五点
一,以德服人
也是最重要的,不靠气势,只靠气质,首先要学会宽容(very important)你才能与众不同,不能和大家“同流合污”(夸张了点),不要有这样的想法:他们都怎么样怎样,我也。如果你和他们一样何来让你管理他们,你凭什么能管理他们?
二,无亲友
说的绝了点,彻底无亲友是不可能,是人都有缺点,有缺点就要有朋友帮助你。不是说,不要交友,提倡交友,但是不能把朋友看的太重,主要不能对朋友产生依赖感,遇到事情先想到靠自己,而不是求助!
三,一视同仁
上边说的无亲友也是为了能更好的能一视同仁,无论是什么关系,在你眼里都应是同学,可能比较难作到,但没有这点,就不可能服众。
四,不怕困难
每个班级里都会一些不听话的那种,喜欢摆谱的那种,不用怕,他们是不敢怎么样的!知难而进才是一个班长应该有的作风。
五,带头作用
我想这点大家都有体会就不多说了
六,打成一片
尽量和大家达成共识,没有架子,不自负不自卑,以微笑面对每一个人,不可以有歧视心理,不依赖老师,有什么事情自己解决,老师已经够累的了。
七,“我是班长”
这句话要随时放在心底,但是随时都不要放在嘴上,有强烈的责任心,时刻以班级的荣誉为主,以大家的荣誉为主。什么事情都冲在最前面。遇事镇定。
八,帮助同学
帮助同学不是为了给大家留下一个好的印象等利益方面的事,是你一个班长的责任,是你应该做的,只要你还是一个班长,你就要为人民服务(夸张)为同学服务。
九,诚实守信
大家应该都知道这个,是很容易作到的,也是很不容易作到,然这两句话并不是矛盾的,不是为了建立一个好的形象,和班级责任也没有什么关系,只是一个人应该有的道德品质。但你必须作到,连这样都做不到,就不可能做成一个好的班长。
十,拿的起放的下
学会放弃也同样重要,学会辨别好与坏。知道什么是该做的,什么是不该做的。
十一,谦虚
认真分析同学给你提的意见,不管是有意的,还是无意的。提出来就有他的想法,有他的动机。要作到一日三醒我身。
十二,心态端正
总之要有一个好的心态,积极向上的心态,把事情往好里想,但同时要知道另一面的危机,遇到事情首先想到的应该是解决问题,而不是别的!
十三,合理的运用身边的人和事
主动,先下手为强,遇到不能够管理的,就可以和其他班干部一起对付,实在不行,就迅速找到老师陈述自己的观点,免得他倒打一耙(尽量少打小报告.)
十四,和老师同学搞好关系.
威信可以提高,你说的话老师也比较相信,可以简单一点的拿到老师的一些特殊授权,而这些授权往往对你的帮助很大.
十五,合理的运用自己的权利和魄力
对付难管理的,权利在他的眼中已经不存在的,就运用你的魄力,用心去交流,努力感动身边的人,感动得他们铭记于心,你就成功了.
一点要加油哦
考虑是由于天气比较干燥和身体上火导致的,建议不要吃香辣和煎炸的食物,多喝水,多吃点水果,不能吃牛肉和海鱼。可以服用(穿心莲片,维生素b2和b6)。也可以服用一些中药,如清热解毒的。
确实没有偿还能力的,应当与贷款机构进行协商,宽展还款期间或者分期归还; 如果贷款机构起诉到法院胜诉之后,在履行期未履行法院判决,会申请法院强制执行; 法院在受理强制执行时,会依法查询贷款人名下的房产、车辆、证券和存款;贷款人名下没有可供执行的财产而又拒绝履行法院的生效判决,则有逾期还款等负面信息记录在个人的信用报告中并被限制高消费及出入境,甚至有可能会被司法拘留。
第一步:教育引导
不同年龄阶段的孩子“吮指癖”的原因不尽相同,但于力认为,如果没有什么异常的症状,应该以教育引导为首要方式,并注意经常帮孩子洗手,以防细菌入侵引起胃肠道感染。
第二步:转移注意力
比起严厉指责、打骂,转移注意力是一种明智的做法。比如,多让孩子进行动手游戏,让他双手都不得闲,或者用其他的玩具吸引他,还可以多带孩子出去游玩,让他在五彩缤纷的世界里获得知识,增长见识,逐渐忘记原来的坏习惯。对于小婴儿,还可以做个小布手套,或者用纱布缠住手指,直接防止他吃手。但是,不主张给孩子手指上“涂味”,比如黄连水、辣椒水等,以免影响孩子的胃口,黄连有清热解毒的功效,吃多了还可导致腹泻、呕吐。
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成人可以学爵士舞。不过对柔软度的拒绝比较大。  不论跳什么舞,如果要跳得美,身体的柔软度必须要好,否则无法充分发挥出理应的线条美感,爵士舞也不值得注意。在展开暖身的弯曲动作必须注意,不适合在身体肌肉未几乎和暖前用弹振形式来做弯曲,否则更容易弄巧反拙,骨折肌肉。用静态方式弯曲较安全,不过也较必须耐性。柔软度的锻炼动作之幅度更不该超过疼痛的地步,肌肉有向上的感觉即可,动作(角度)保持的时间可由10馀秒至30-40秒平均,时间愈长对肌肉及关节附近的联结的组织之负荷也愈高。
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镍氢电池怎样算是过放?在使用中好说 只要不是极小电流供电 那么用电器不工作了 或是低电报警了就充电吧 我想问的是技术问题:1、测开路(空载)电压低于某个值?(好像这个靠谱?) 2、用万用表的1.5V电池档(可能相当于接了一个小负载)测量(应该是负载的端电压)3、测短路电流(当然用大电流档在已经比较没电的时候测)低于某个值 问题是2和3都受到电池内阻影响,质量差的电池或是老化的电池内阻会大很多 我想知道哪个办法测量更能检测到接近过放,然后可以相应地研究防止过放的方法
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镍氢电池在电量将尽时电压会急剧下降,因此你测量它的空载电压低于1.2V或者负载电压低于1.1V就说明电量将尽,此时就不要再继续放电了,应该及时充电以避免损坏.
你看看下边的镍氢电池放电曲线,当电量将尽时,电压下降是非常急剧的,所以只要负载电流不是太大,其误差可以忽略。
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镉/镍氢电池的原理及充电方法
镍镉/镍氢电池的发展
1899年,Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中,首先使用了镍极板,几乎与此同时,Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是,由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多,因此实际应用受到了极大的限制。
后来,Jungner的镍镉电池经过几次重要改进,性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年,科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中,然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中,化学反应产生的各种气体不用排出,可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功,使镍镉电池的应用范围大大增加。
密封镍镉效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑,并且不需要维护,因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。
随着空间技术的发展,人们对电源的要求越来越高。70年代中期,美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池,并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上,镍氢电池与同体积镍镉电池相比,容量可提高一倍,而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同,工作寿命也大体相当,但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来,镍氢电池受到世界各国的重视,各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时,要使用高压容器储存氢气,后来人们采用金属氢化物来储存氢气,从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年,日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池,国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。
蓄电池参数
蓄的五个主要参数为:电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。电池的容量通常用Ah(安时)表示,1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量,而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定,因此,通常电池体积越大,容量越高。与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示,C为蓄电池的额定容量。例如,用2A电流对1Ah电池充电,充电速率就是2C;同样地,用2A电流对500mAh电池充电,充电速率就是4C。
电池刚出厂时,正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态变化时,单元电池的输出电压略有变化,此外,电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定关系。单元镍镉电池的标称电压约为1.3V(但一般认为是1.25V),单元镍氢电池的标称电压为1.25V。
电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中,极板的电阻是不变的,但是,离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。
蓄电池充足电时,极板上的活性物质已达到饱和状态,再继续充电,蓄电池的电压也不会上升,此时的电压称为充电终止电压。镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V,镍氢电池的充电终止电压为1.5V。
表1-1 镍镉电池不同放电率时的放电终止电压
放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。如果电压低于放电终止电压后蓄电池继续放电,电池两端电压会迅速下降,形成深度放电,这样,极板上形成的生成物在正常充电时就不易再恢复,从而影响电池的寿命。放电终止电压和放电率有关。镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系如表1-1所列,镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。
镍镉蓄电池的工作原理
镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物,负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉,电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时,使用密度为1.17~1.19(15℃时)的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时,使用密度为1.19~1.21(15℃时)的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时,使用密度为1.25~1.27(15℃时)的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力,密封镍镉蓄电池采用密度为1.40(15℃时)的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命,通常在电解液中加入少量的氢氧化锂(大约每升电解液加15~20g)。
镍镉蓄电池充电后,正极板上的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕,负极板上的活性物质变为金属镉;镍镉电池放电后,正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍,负极板上的活性物质变为氢氧化镉。
1.放电过程中的电化学反应
(1)负极反应
负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+,然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2,沉积到负极板上。
(2)正极反应
正极板上的活性物质是氢氧化镍(NiOOH)晶体。镍为正三价离子(Ni3+),晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子,生成两个二价离子2Ni2+。与此同时,溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板,与晶格上的两个氧负离子结合,生成两个氢氧根离子,然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起,与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。
将以上两式相加,即得镍镉蓄电池放电时的总反应:
2.充电过程中的化学反应
充电时,将蓄电池的正、负极分别与充电机的正极和负极相连,电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应,即负极发生还原反应,正极发生氧化反应。
(1)负极反应
充电时负极板上的氢氧化镉,先电离成镉离子和氢氧根离子,然后镉离子从外电路获得电子,生成镉原子附着在极板上,而氢氧根离子进入溶液参与正极反应:
(2) 正极反应
在外电源的作用下,正极板上的氢氧化亚镍晶格中,两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子,同时,晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子,将氧负离子留在晶格上,释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合,生成水分子。然后,两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合,生成两个氢氧化镍晶体:
将以上两式相加,即得镍镉蓄电池充电时的电化学反应:
蓄电池充电终了时,充电电流将使电池内发生分解水的反应,在正、负极板上将分别有大量氧气和氢气析出,其电化学反应如下:
从上述电极反应可以看出,氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应,只起导电作用。从电池反应来看,充电过程中生成水分子,放电过程中消耗水分子,因此充、放电过程中电解液浓度变化很小,不能用密度计检测充放电程度。
充足电后,立即断开充电电路,镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右,但很快就下降到1.31-1.36V。
镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化,可用下式表示:
U充=E充+I充R内
U放=E放-I放R内
从上式可以看出,充电时,电池的端电压比放电时高,而且充电电流越大,端电压越高;放电电流越大,端电压越低。
当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时,平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时,蓄电池的端电压下降到1.1V后,电池即放完电。
4. 容量和影响容量的主要因素
蓄电池充足电后,在一定放电条件下,放至规定的终止电压时,电池放出的总容量称为电池的额定容量,容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示,表示式如下:
Q=I·t(Ah)
镍镉蓄电池容量与下列因素有关:
① 活性物质的数量;
② 放电率;
③ 电解液。
放电电流直接影响放电终止电压。在规定的放电终止电压下,放电电流越大,蓄电池的容量越小。
使用不同成分的电解液,对蓄电池的容量和寿命有一定的影响。通常,在高温环境下,为了提高电池容量,常在电解液中添加少量氢氧化锂,组成混合溶液。实验证明:每升电解液中加入15~20g含水氢氧化锂,在常温下,容量可提高4%~5%,在40℃时,容量可提高20%。然而,电解液中锂离子的含量过多,不仅使电解液的电阻增大,还会使残留在正极板上的锂离子(Li+)慢慢渗入晶格内部,对正极的化学变化产生有害影响。
电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是因为随着电解液温度升高,极板活性物质的化学反应也逐步改善。
电解液中的有害杂质越多,蓄电池的容量越小。主要的有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。它们能使电解液的电阻增大,并且低温时容易结晶,堵塞极板微孔,使蓄电池容量显著下降。此外,碳酸根离子还能与负极板作用,生成碳酸镉附着在负极板表面上,从而引起导电不良,使蓄电池内阻增大,容量下降。
镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关,而电解液的导电率又与密度和温度有关。电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。通常镍镉蓄电池的内阻可用下式计算:
6. 效率与寿命
在正常使用的条件下,镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%,电能效率ηWh为55%~65%,循环寿命约为2000次。容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下:
(U充和U放应取平均电压)
7. 记忆效应
镍镉电池使用过程中,如果电量没有全部放完就开始充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。比如,镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电,充足电后,该电池也只能放出80%的电量,这种现象称为记忆效应。
电池全部放完电后,极板上的结晶体很小。电池部分放电后,氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍,剩余的氢氧化亚镍将结合在一起,形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。
镍氢电池的工作原理
镍氢电池和同体积的镍镉电池相比,容量增加一倍,充放电循环寿命也较长,并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH(放电时)和Ni(OH)2(充电时),负极板的活性物质为H2(放电时)和H2O(充电时),电解液采用30%的氢氧化钾溶液,充放电时的电化学反应如下:
从方程式看出:充电时,负极析出氢气,贮存在容器中,正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍(NiOOH)和H2O;放电时氢气在负极上被消耗掉,正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。
过量充电时的电化学反应:&&
从方程式看出,蓄电池过量充电时,正极板析出氧气,负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大,而且氢气能够随时扩散到氢电极表面,因此,氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水,使容器内的气体压力保持不变,这种再化合的速率很快,可以使蓄电池内部氧气的浓度,不超过千分之几。
从以上各反应式可以看出,镍氢电池的反应与镍镉电池相似,只是负极充放电过程中生成物不同,从后两个反应式可以看出,镍氢电池也可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液,并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高,电池中装有防爆装置。
电池充电特性
镍镉电池充电特性曲线如图1所示。当恒定电流刚充入放完电的电池时,由于电池内阻产生压降,所以电池电压很快上升(A点)。此后,电池开始接受电荷,电池电压以较低的速率持续上升。在这个范围内(AB之间),电化学反应以一定的速率产生氧气,同时氧气也以同样的速率与氢气化合,因此,电池内部的温度和气体压力都很低。
图 1 镍镉电池的充电曲线
电池充电过程中,产生的氧气高于复合的氧气时,电池内压力升高。电池内的正常压力*大约为1磅力/英寸2。过充电时,根据充电速率,电池内部压力将很快上升到100磅力/英寸2或者更高。
研究蓄电池的各种充电方法时,镍镉电池内产生的气体是一个重要问题。气泡聚集在极板表面,将减小极板表面参与化学反应的面积并且增加电池的内阻。过充电时,电池内产生的大量气体,如果不能很快复合,电池内部的压力就会显著增加,这样将损伤电池。此外,压力过大时,密封电池将打开放气孔,从而使电解液逸散。若电解液反复通过放气孔逸散,电解液的粘稠性增大,极板间离子的传输变得困难,因此电池的内阻增加,容量下降。
经过一定时间后(C点),电解液中开始产生气泡,这些气泡聚集在极板表面,使极板的有效面积减小,所以电池的内阻抗增加,电池电压开始较快上升。这是接近充足电的信号。
充足电后,充入电池的电流不是转换为电池的贮能,而是在正极板上产生氧气超电位。氧气是由于电解液电解而产生的,不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的。在氢氧化钾和水组成的电解液中,氢氧离子变成氧、水和自由电子,反应式为
4OH―→O2↑+2H2O+4e―
虽然电解液产生的氧气能很快在负极板表面的电解液中复合,但是电池的温度仍显著升高。此外由于充电电流用来产生氧气,所以电池内的压力也升高。
由于从大量的氢氧离子中比从很少的氢氧化镉中更容易分解出氧气,所以电池内的温度急剧上升,这样就使电池电压下降。因此电池电压曲线出现峰值(D点)。
电解液中,氧气的产生和复合是放热反应,电池过充电时(E点),不停地产生氧气,从而使电池内的温度和压力升高。如果强制排出气体,将引起电解液减少、电池容量下降并损伤电池。若气体不能很快排出,电池将会爆炸。
采用低速率恒流涓流充电时,电池内将产生枝晶。这些枝晶能够通过隔板在极板之间扩散。在扩散较严重的情况下,这些枝晶会造成电池部分或全部短路。
镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似,充电过程中二者的电压、温度曲线如图1-2和图1-3所示。可以看出,充电终止时,镍镉电池电压下降比镍氢电池要大得多。当电池容量达到额定容量的80%以前,镍镉电池的温度缓慢上升,当电池容量达到90%以后,镍镉电池的温度才很快上升。当电池基本充足电时,镍镉/镍氢电池的温度上升率基本相同。
充电过程与充电方法
电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。
对长期不用的或新电池充电时,一开始就采用快速充电,会影响电池的寿命。因此,这种电池应先用小电流充电,使其满足一定的充电条件,这个阶段称为预充电。
快速充电就是用大电流充电,迅速恢复电池电能。快速充电速率一般在1C以上,快速充时间由电池容量和充电速率决定。
为了避免过充电,一些充电器采用小电流充电。镍镉电池正常充电时,可以接受C/10或更低的充电速率,这样充电时间要10h以上。采用小电流充电,电池内不会产生过多的气体,电池温度也不会过高。只要电池接到充电器上,低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。电池采用小电流充电时,电池内产生的热量可以自然散去。
涓流充电器的主要问题是充电速度太慢,例如,容量为1Ah的电池,采用C/10充电速率时,充电时间要10h以上。此外,电池采用低充电速率反复充电时,还会产生枝晶。大部分涓流充电器中,都没有任何电压或温度反馈控制,因而不能保证电池充足电后,立即关断充电器。
快速充电分恒流充电和脉冲充电两种,恒流充电就是以恒定电流对电流充电,脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。然后让电池放电,如此循环。电池脉冲的幅值很大、宽度很窄。通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的3倍左右。虽然放电脉冲的幅值与电池容量有关,但是,与充电电流幅值的比值保持不变,脉冲充电时,充电电流波形如图1-4所示。
充电过程中,镍镉电池中的氢氧化镍还原为氢氧化亚镍,氢氧化镉还原为镉。在这个过程中产生的气泡,聚集在极板两边,这样就会减小极板的有效面积,使极板的内阻增大。由于极板的有效面积变小,充入全部电量所需的时间增加。
加入放电脉冲后,气泡离开极板并与负极板上的氧复合。这个去极化过程减小了电池的内部压力、温度和内阻。同时,充入电池的大部分电荷都转换为化学能,而不会转变为气体和热量。
充放电脉冲宽度的选择应能保证极板恢复原来的晶体结构,从而消除记忆效应。采用放电去极化措施后,可以提高充电效率并且允许大电流快速充电。
采用某些快速充电止法时,快速充电终止后,电池并未充足电。为了保证充入100%的电量,还应加入补足充电过程。补足充电速率一般不超过0.3C。在补足充电过程中,温度会继续上升,当温度超过规定的极限时,充电器转入涓流充电状态。
存放时,镍镉电池的电量将按C/30到C/50的放电速率减小,为了补偿电池因自放电而损失的电量,补足充电结束后,充电器应自动转入涓流电过程。涓流充电也称为维护充电。根据电池的自放电特性,涓流充电速率一般都很低。只要电池接在充电器上并且充电器接通电源,在维护充电状态下,充电器将以某一充电速率给电池补充电荷,这样可使电池总处于充足电状态。
快速充电终止控制方法
采用快速充电法时,充电电流为常规充电电流的几十倍。充足电后,如果不及时停止快速充电,电池的温度和内部压力将迅速上升。内部压力过大时,密封电池将打开放气孔,从而使电解液逸散,造成电解液的粘稠性增大,电池的内阻增大,容量下降。
从镍镉电池快速充电特性可以看出,充足电后,电池电压开始下降,电池的温度和内部压力迅速上升,为了保证电池充足电又不过充电,可以采用定时控制、电压控制和温度控制待多种方法。
(1)定时控制
采用1.25C充电速率时,电池1h可充足;采用2.5C充电速率时,30min可充足。因此,根据电池的容量和充电电流,很容易确定所需的充电时间。这种控制方法最简单,但是由于电池的起始充电状态不完全相同,有的电池充不足,有的电池过充电,因此,只有充电速率小于0.3C时,才允许采用这种方法。
(2)电压控制
在电压控制法中,最容易检测的是电池的最高电压。常用的电压控制法有:
最高电压(Vmax) 从充电特性曲线可以看出,电池电压达到最大值时,电池即充足电。充电过程中,当电池电压达到规定值后,应立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是:电池充足电的最高电压随环境温度、充电速率而变,而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别,因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。 电压负增量(-ΔV) 由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关,而且不受环境温度和充电速率等因素影响,因此可以比较准确地判断电池已充足电。这种控制方法的缺点是:电池电压出现负增量后,电池已经过充电,因此电池的温度较高。此外镍氢电池充足电后,电池电压要经过较长时间,才出现负增量,过充电较严重。因此,这种控制方法主要适用于镍镉电池。
电压零增量(0ΔV) 镍氢电池充电器中,为了避免等待出现电压负增量的时间过久而损坏电池,通常采用0ΔV控制法。这种方法的缺点是:充足电以前,电池电压在某一段时间内可能变化很小,从而造成过早地停止快速充电。为此,目前大多数镍氢电池快速充电器都采用高灵敏-0ΔV检测,当电池电压略有降低时,立即停止快速充电。
(3)温度控制
为了避免损坏电池,电池温度过低时不能开始快速充电,电池温度上升到规定数值后,必须立即停止快速充电。常用的温度控制方法有:
最高温度(Tmax) 充电过程中,通常当电池温度达到45℃时,应立即停止快速充电。电池的温度可通过与电池装在一起的热敏电阻来检测。这种方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长,温度检测有一定滞后,同时,电池的最高工作温度与环境温度有关。当环境温度过低时,充足电后,电池的温度也达不到45℃。
温升(ΔT) 为了消除环境影响,可采用温升控制法。当电池的温升达到规定值后,立即停止快速充电。为了实现温升控制,必须用两只热敏电阻,分别检测电池温度和环境温度。
温度变化率(ΔT/Δt) 镍氢和镍镉电池充足电后,电池温度迅速上升,而且上升速率ΔT/Δt基本相同,当电池温度每分钟上升1℃时,应当立即终止快速充电,这种充电控制方法,近年来被普遍采用。应当说明,由于热敏电阻的阻值与温度关系是非线性的,因此,为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性的影响。
最低温度(Tmin) 当电池温度低于10℃时,采用大电流快速充电,会影响电池的寿命。在这种情况下,充电器应自动转入涓流充电,待电池的温度上升到10℃后,再转入快速充电。
(4)综合控制
上述各种控制方法各有优缺点。为了保证在任何情况下,均能准确可靠地控制电池的充电状态,目前快速充电器中通常采用包括定时控制、电压控制和温度控制的综合控制法。
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