淺析鉛酸蓄電池的充放電特性

固定型閥控密封式鉛酸蓄電池（以下簡稱蓄電池）和蓄電池組廣泛用于通信、設備開關、發電、應急電源及不間斷電源或類似用途。與加水型鉛酸蓄電池不同的是其內部的硫酸電解液是不流動的，或吸附在電極間的微孔結構中或呈膠體形式。蓄電池具有自放電效應，從生產制造車間到用戶使用，大約要隔數月的時間，在30℃的環境溫度下存放8個月，蓄電池的容量會降到出廠時的一半左右，因此對于新購買的鉛酸蓄電池，一般要進行一次較長時間（不低于24小時）的充電才能使用。蓄電池的使用壽命和效率與環境溫度（正常使用溫度20~30℃，標準溫度25℃）有關外，和正確的充、放電方式也密切相關。

一、蓄電池的充電

       根據蓄電池的使用場合不同，充電方式也不同。常采用均衡充電和浮充充電的方式來保證電池的放電時間和使用壽命。對于端電壓為12V的蓄電池，在不同的環境溫度下，充電電壓應根據溫度的高低做相應的調整（溫度補償），否則會出現蓄電池充不滿或過電壓充電而導致的蓄電池壽命縮短甚至損壞的情況。充電電流采用分階段限流充電方式，即在充電初期采用較大的電流，然后電流逐步減小。充電電流的設計一般不超過0.1C（10小時率），當充電電流超過0.3C時可認為是過電流充電。過電流充電會導致蓄電池極板彎曲，活性物質脫落，造成蓄電池供電容量下降，嚴重時會損壞蓄電池。

1、均衡充電

       為確保蓄電池組中所有電池的電壓和比重達到均勻一致，常采用恒壓限流充電方式，這種恒壓限流充電方式就是均衡充電(也叫均充)。初期時蓄電池電壓比較低，在限流的情況下，充電電壓也較低。隨著充電的進行，蓄電池容量逐漸增加，為保持充電電流恒定，充電電壓逐步提高，直到設定的電壓值。此時蓄電池電壓達到zui大設定值（13.8~14.4V按蓄電池廠家規定值選用）。均充的的特點是恒流，目的是快速補充電能，同時當個別蓄電池電壓有偏差時，可消除偏差，趨于平衡。這種充電方式普遍用于汽車點火系統或蓄電池頻繁放電的工作模式。

2、浮充充電

       為了平衡蓄電池自放電造成的容量損耗，需要對蓄電池進行一種連續地、長時間的恒電壓充電，這種充電模式就是浮充電。在浮充模式下，即使蓄電池處于充滿狀態，充電也不會停止，仍會提供恒定的浮充電壓和很小的電流供給蓄電池，此時的充電電壓基本上是恒定的值（環境溫度為25℃時，充電電壓13.20V～13.62V按蓄電池廠家規定值選用）。浮充的特點是恒壓，以很小的電流來補充蓄電池自放電的容量，使蓄電池容量始終處于飽和狀態。普遍用于蓄電池不常放電的場所或僅作為應急備用的模式。

       目前，通信電源和大功率不間斷電源（UPS、EPS）的充電系統基本都具備均充轉浮充功能和溫度補償功能，可很好的保護蓄電池。

二、蓄電池的放電

       在電池使用過程中，電池放出的容量與額定容量的占比即為放電深度。蓄電池放電深度對蓄電池的使用壽命影響非常大，蓄電池放電深度越深，其循環使用次數就越少。在輕載放電或空載放電的情況下，雖然小電流放電能提高蓄電池的放電效率，但是當用極小的電流（小于0.05C）長時間（超過8小時）放電，會造成蓄電池嚴重的深度放電。12V蓄電池的放電截至電壓一般在10.8V，當放電終止電壓在10.5V以下時，電池內阻開始增大 ，電池極板加速老化。因此放電深度控制在30%~50%*，避免超過70%。

       另外，蓄電池放電時間的長短和放電電流有很大關系，且放電的電流越大，蓄電池的使用效率越低。特別是在大電流充、放電的狀況下，電池內部的氫氣和氧氣含量劇增，同時會產生熱量，當熱和其他積聚到一定程度時，極易引起火災或爆炸。放電電流控制在0.25~0.5C*，不要超過2C。

       譬如一組電池，用20A的電流放電，正常放電時間為1小時，當換成10A的電流放電時，放電時間將會超過2小時，甚至達到3小時，而用40A的電流放電時，時間會遠小于0.5小時，甚至只有0.2小時。所以在配置電池和計算電池的放電時間時一定要根據電池廠家提供的放電電流和時間的參數表來選擇蓄電池的容量，不能簡單的按倍比計算。

        綜上所述，在使用蓄電池時，既要避免重載過流放電，又要避免長時間輕載的深度放電,更要避免蓄電池短路；否則會嚴重損壞蓄電池再充電能力和蓄電能力，縮短使用壽命。