蓄电池充电系统

一．铅酸蓄电池简介：

1.1 充电电流、充电电压及蓄电池电动势的关系：

铅酸蓄电池单体的额定电压为

2 V，正极物质为二氧化铅，负极物质为海绵性纯铅，电解液为稀硫酸，

放电终了正、负极板上的物质均为硫酸铅，典型化学反应式为：

O

H

PbSO

SO

H

Pb

PbO

2

4

4

2

2

2

2

2

+

→

←

+

+

                                              (1)

为使充电电流

I

C 

 

流过蓄电池，充电电源的电压

U

C 

 

必须克服蓄电池的电动势

E 和内阻R

n

 上的压降I

C

R

n

，

 

即：

U

C

=E+I

C

R

n   

则充电电流为：

n

C

C

R

E

U

I

−

=

                                                                           (2)

1.2 充电完成的标志

1.电池单格内有大量气泡产生，电解液出现沸腾现象；
2.电池单体电压在 2.6～2.8V（标准 2.7V），且在 2h 以上测定不变。
3.电液比重达 1.285g/ml（25℃），且在 2h 以上测定不变。

1.3 充电过程中的极化现象

蓄电池电极上无电流通过时，电极上的电位称平衡电位。当电极上有电流通过时，电极原来的平衡状态

“

”

被破坏，电极电位将偏离其平衡电位，这种现象叫做 极化 。产生极化的原因有电化学极化、浓差极化和欧姆
极化等。电化学极化是由于电化学反应的迟缓性引起的，亦即电极上进行的化学反应速度落后于电极上电子
运动的速度造成的；浓差极化是由于发生化学反应时电极表面附近溶液的离子浓度发生变化引起的；欧姆极
化则是正负离子在迁移过程中受到阻力而引起的。极化使充电电压升高，温度升高，充电过程中的气泡增多，
是影响充电质量和充电时间的重要因素。
1.4 蓄电池最佳充电接受曲线

上世纪

60 年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，提出了以最低出

气率为前提的蓄电池最佳充电接受曲线（如图

1 所示），其充电接受电流与充电时间的指数关系是[1]：

at

e

I

I

−

=

0

                                                                              

 (3) 

 

式中：

I

0

为当

t=0

 时，蓄电池可能接受的充电电流的最大值。

α为最大充电电流随充电时间的变化系数，即充电接受比。一般认为α=I

0

 /C

(即充电接受比等于蓄

电池初始接受电流值与所需补充的容量之比

)。

实验表明，如果充电电流按图

1 曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命不会产

生负面影响。当电流大于该曲线时，蓄电池出现极化现象（电流越大极化越严重），过电位增加，电解水加
剧产生大量气泡，结果不但不能提高充电速度，还会造成极板不同程度的损坏。如果充电电流过小，虽然电
流全部用于化学反应，但充电时间将延长。显然，要在较短的时间内得到较好的充电质量，选择适当的充电
方法和良好的充电工艺是非常重要的。