專利名稱：減緩蓄電池電容量衰減進(jìn)程的脈沖充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于蓄電池的充電方法，特別是關(guān)于用脈沖電流進(jìn)行充電的方法。
各種蓄電池，例如鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池或鋰蓄電池，目前普遍采用恒壓或恒流正向充電的方法。這種以恒壓或恒流的正向充電方法存在充電時間長，蓄電池溫升高的問題。為克服上述缺點(diǎn)，有關(guān)人士經(jīng)過不懈地努力，提出了許多不同的充電方法。在這眾多的充電方法中，有一類以脈沖電流為基礎(chǔ)的充電方法具有良好的效果。特別是將正脈沖和負(fù)脈沖進(jìn)行合理組合的一些充電方法，均可以獲得各種不同的效果。長期以來，人們在對蓄電池充電和使用的實(shí)踐過程中逐漸認(rèn)識到各種蓄電池在經(jīng)過一定次數(shù)的充放電后，其電容量會逐漸減少，因此每次充電完畢后的使用時間也逐漸縮短，嚴(yán)重地影響了電器的使用性能。這種現(xiàn)象以手機(jī)、移動電話或UPS的用戶體會最為深刻，常常發(fā)生電話打到要緊的關(guān)頭，蓄電池沒了電的尷尬局面。到目前為止，人們對這種蓄電池衰減的現(xiàn)象均認(rèn)為是蓄電池本身問題引起的，而與充電方法無關(guān)。但本發(fā)明人經(jīng)長期的潛心研究和大量的試驗(yàn)獲得了不同的結(jié)論相同結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量的蓄電池其電容量的衰減與充電方法有極大的關(guān)系。致所以如此，是因?yàn)槟壳吧形从幸环N充電方法能顯著地減緩或阻止這種蓄電池電容量衰減。本發(fā)明人為衡量各種充電方法對蓄電池電容量衰減的影響程度，提出了一個衰減期的新概念用該充電方法以0.4C時率對蓄電池進(jìn)行充放電，直至該蓄電池的實(shí)際電容量降至額定值的90％時所經(jīng)歷的充放電次數(shù)即為衰減期。目前以恒壓或恒流為基礎(chǔ)的各種充電方法的衰減期僅在10次左右。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提出一種能減緩蓄電池衰減進(jìn)程的脈沖方法，它能將衰減期提高到100次以上。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種減緩蓄電池電容量衰減進(jìn)程的脈沖充電方法，它包含正脈沖和負(fù)脈沖的組合，其特征在于整個充電過程分成大電流充電階段，涓流充電階段和補(bǔ)充充電階段；上述的大電流充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2n∶1組合，其中正脈沖的峰值電壓相同，該階段至蓄電池電容量充至額定值的90％為止；上述的涓流充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2x∶1組合，其中正脈沖為不完整波形，充電電流最大為上述大電流充電階段充電電流的1/10～1/14，該階段至蓄電池電容量充至額定值的95％-97％為止；上述的補(bǔ)充充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2y∶1組合，其中正脈沖為不完整波形，充電電流不大于上述的大電流充電階段中充電電流的1/20。
上述的減緩蓄電池電容量衰減進(jìn)程的脈沖充電方法，其特征在于所述的負(fù)脈沖發(fā)生在偶數(shù)個正脈沖的末尾期。本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)1.新蓄電池經(jīng)充電后，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，其實(shí)際電容量大于額定值。經(jīng)以0.4C時率進(jìn)行充放電100次后，其實(shí)際電容量與額定值相比幾乎沒有變化，或略有超過。
2.舊蓄電池使用本發(fā)明進(jìn)行充電可以提高其實(shí)際電容量，使其恢復(fù)或接近額定值，延長使用壽命。
3.可使某些已報廢的蓄電池再生，不僅減輕使用者的負(fù)擔(dān)，而且利于環(huán)境保護(hù)，減少或杜絕蓄電池中有害成份對環(huán)境的污染。
4.充電速度快，一般在4小時左右。
5.蓄電池充電完畢后的溫升極小，不超過8℃。
6.提高和改善了使用蓄電池為能源的電器的使用性能。
以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
附圖為本發(fā)明的一種充電波形圖。
參看附圖，本發(fā)明的整個充電過程分為大電流充電階段、涓流電階段和補(bǔ)充充電階段。在大電流充電階段中正脈沖和負(fù)脈沖按2n∶1組合方式循環(huán)出現(xiàn)。n是一個自然數(shù)，由蓄電池的類型而定，例如鎘鎳蓄電n＝1～3，氫鎳或鋰蓄電池n＝2～5，鉛酸蓄電池n＝4～8。n的具體數(shù)值視每個蓄電池的實(shí)際情況而定，特別在舊蓄電池充電和報廢蓄電池的修復(fù)充電時更是如此，隨蓄電池內(nèi)阻變化而變化，當(dāng)內(nèi)阻增大時，n減??；反之，n上升。在該大電流充電階段各正脈沖具有同樣的峰值電壓，該峰值電壓可達(dá)蓄電池端電壓的2～3倍。正因?yàn)樯鲜龅恼?、?fù)脈沖的組合，大幅度的消除了濃差性極化反應(yīng)和電阻性極化反應(yīng)，氣泡、在未離開電板板前就被吸收，故無沸騰現(xiàn)象，電池內(nèi)部壓力不變，溫度上升甚微，因此能實(shí)現(xiàn)大電流快速充電。這一階段到蓄電池容量達(dá)額定值的90％左右為止。以后充電進(jìn)入涓流充電階段。該涓流充電階段內(nèi)的正脈沖和負(fù)脈沖以2x∶1形成組合脈沖。x為一數(shù)值不小于2的自然數(shù)，它隨蓄電池的充電程度和內(nèi)阻而變化。在該涓流充電階段內(nèi)，每個正脈沖為不完整的波形，其充電電流為大電流充電前段充電電流的1/10～1/14。該涓流充電階段到蓄電池電容量達(dá)額定值的95～97％為止。最后進(jìn)入補(bǔ)充充電階段。在該補(bǔ)充充電階段正脈沖和負(fù)脈沖形成2y∶1的組合，即每2y個正脈沖后出現(xiàn)1個負(fù)脈沖。在該補(bǔ)充充電階段每個正脈沖也同樣為不完整波形的脈沖，且充電電流不大于大電流充電階段充電電流的1/20。v是一個數(shù)值不小于2的自然數(shù)，它隨蓄電池充電程度和內(nèi)阻變化而變。該補(bǔ)充充電階段時間按實(shí)際需要可?？啥蹋瑢PS來說，只要接通充電電源該補(bǔ)充充電階段始終存在。在此補(bǔ)充充電階段，可防止板粒結(jié)晶和內(nèi)阻升高、有效地減緩蓄電池的衰減進(jìn)程。上述大電流充電階段、涓流充電階段和補(bǔ)充充電階段中的負(fù)脈沖均發(fā)生在第偶數(shù)個正脈沖的末尾期；且上述三個階段中正脈沖的頻率一般采用2倍的工頻，即100～120周/秒。為此，上述的每個負(fù)脈沖的時間約為1/100～1/400秒。
權(quán)利要求
1.一種減緩蓄電池電容量衰減進(jìn)程的脈沖充電方法，它包含正脈沖和負(fù)脈沖的組合，其特征在于整個充電過程分成大電流快速充電階段，涓流充電階段和補(bǔ)充充電階段；上述大電流的充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2n∶1組合，其中正脈沖的峰值電壓相同，該階段至蓄電池電容量充至額定值的90％為止；上述的涓流充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2x∶1組合，其中正脈沖為不完整波形，其充電電流為上述大電流充電階段充電電流的1/10～1/14，該階段至蓄電池電容量充至額定值的95％-97％為止；所述的補(bǔ)充充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2y∶1組合，其正脈沖也為不完整波形，其充電電流不大于上述的大電流充電階段中充電電流的1/20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減緩蓄電池電容量衰減進(jìn)程的脈沖充電方法，其特征在于所述的負(fù)脈沖發(fā)生在偶數(shù)個正脈沖的末尾期。
全文摘要
一種減緩蓄電池電容量衰減進(jìn)程的脈沖充電方法,它包含正脈沖和負(fù)脈沖的組合,其特征在于:整個充電過程分成大電流快速充電階段,涓流充電階段和補(bǔ)充充電階段;上述大電流的充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2n∶1組合,其中正脈沖的峰值電壓相同,該階段至蓄電池電容量充至額定值的90%為止;上述的涓流充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2x∶1組合,其中正脈沖為不完整波形,其充電電流最大為上述大電流充電階段充電電流的1/10～1/14,該階段至蓄電池電容量充至額定值的95%－97%為止;所述的補(bǔ)充充電階段正脈沖與負(fù)脈沖以2y∶1組合,其充電電流不大于上述的大電流充電階段中充電電流的1/20。
文檔編號H01M10/44GK1336697SQ0011953
公開日2002年2月20日 申請日期2000年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月1日
發(fā)明者蘇永貴 申請人:蘇永貴, 朱建農(nóng), 朱晞顏