淺談電池充電器原理

二次電池使用前必需充電

電池充電

一個(gè)新的可充電電池或電池組(一個(gè)電池組中有幾個(gè)電池)不能保證已充滿電。事實(shí)上它們很可能已被完全放電。因此，首先要根據(jù)制造商提供的、與化學(xué)成分相關(guān)的指南，對(duì)電池/電池組充電。

每次充電要根據(jù)電池化學(xué)成分按順序施加電壓和電流。因此，充電器和充電算法需滿足不同電池化學(xué)成分的不同要求。電池充電常用術(shù)語(yǔ)包括：用于NiCd和NiMH電池的恒流(CC)，和用于鋰離子和鋰聚合物電池的恒流/恒壓(CC/CV) 。

圖1. 半恒流充電，主要應(yīng)用于剃須刀，數(shù)字無(wú)繩電話和玩具

圖2. 定時(shí)器控制充電，主要應(yīng)用于筆記本，數(shù)據(jù)終端，無(wú)線設(shè)備和蜂窩電話

圖3. -DV終止充電方式，主要應(yīng)用于筆記本，數(shù)據(jù)終端，攝錄像機(jī)，無(wú)線設(shè)備和蜂窩電話

圖4. -dT/dt終止充電方式，應(yīng)用于電源設(shè)備和電動(dòng)工具

圖5. 涓流充電，主要應(yīng)用于應(yīng)急燈，導(dǎo)引燈和存儲(chǔ)器備份鎳鎘電池充電

在0.05C至大于1C的范圍內(nèi)對(duì)NiCd電池恒流充電。一些低成本充電器使用絕對(duì)溫度終止充電。雖然簡(jiǎn)單、成本低，但這種充電終止方法不精確。更好的方法是通過(guò)檢測(cè)電池充滿時(shí)的電壓跌落終止充電。對(duì)于充電速率為0.5C或更高的NiCd電池，-ΔV方法是最有效的。-ΔV充電終止檢測(cè)應(yīng)與電池溫度檢測(cè)相結(jié)合，因?yàn)槔匣姵睾筒黄ヅ潆姵乜赡軠p少ΔV。

通過(guò)檢測(cè)溫升速率(dT/dt)可以實(shí)現(xiàn)更精確的滿充檢測(cè)，這種滿充檢測(cè)比固定溫度終止對(duì)電池更好?；讦/dt和-ΔV組合的充電終止方法可避免電池過(guò)充，延長(zhǎng)電池壽命。

快速充電可改善充電效率。在1C的充電速率下，效率可以接近1.1 (91%)，充滿一個(gè)空電池的時(shí)間為1小時(shí)多一點(diǎn)。當(dāng)以0.1C充電時(shí)，效率便下降到1.4 (71%)，充電時(shí)間為14小時(shí)左右。

因?yàn)镹iCd電池對(duì)電能接收程度接近100%，所以幾乎所有的能量在充電開(kāi)始的70%期間被吸收，而且電池保持不發(fā)熱。超快速充電器利用該特點(diǎn)，在幾分鐘內(nèi)將電池充到70%，以幾C的電流充電而無(wú)熱量產(chǎn)生。充到70%后，電池再以較低速率繼續(xù)充電，直到電池充滿。最后以0.02C至0.1C的涓流結(jié)束充電。

鎳氫電池充電

盡管NiMH充電器與NiCd充電器類似，但是，NiMH充電器采用ΔT/dt方法終止充電，這是到目前NiMH電池充電的最好辦法。NiMH電池充電結(jié)束時(shí)電壓下降比較小，而對(duì)低充電速率(低于0.5C，這取于溫度)可能不出現(xiàn)電壓下降。

新的NiMH電池會(huì)在充電周期內(nèi)過(guò)早地出現(xiàn)錯(cuò)誤峰值，這會(huì)導(dǎo)致充電器過(guò)早結(jié)束充電。此外，單用-ΔV檢測(cè)結(jié)束充電幾乎肯定會(huì)出現(xiàn)過(guò)充，導(dǎo)致在電池失效前限制充放電次數(shù)。似乎沒(méi)有在所有條件下(新或舊，熱或冷，全部或部分放電)都適用的NiMH電池的-dV/dt充電算法。因此，除非NiCd充電器使用了dT/dt方法終止充電，否則不能用NiCd充電器為NiMH電池充電。而且，因?yàn)镹iMH電池不能很好的吸收過(guò)充，所以，涓流充電電流比NiCd電池小(約0.05C)。

NiMH電池的慢充比較困難。因?yàn)橐?.1C至0.3C的速率充電時(shí)，電壓和溫度的變化不能準(zhǔn)確指示電池已充滿。因此，慢速充