铅酸蓄电池充电方法的研究

引言

铅酸蓄电池

由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到了广泛的使用。但是，若使用不当，其寿

命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的
使用寿命。

研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。也就是说，绝大多数的蓄

“

”

电池不是用坏的，而是 充坏 的。由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重
的作用。

1 蓄电池充电理论基础

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，并提出了

以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图

1 所示。实验表明，如果充电电流按这

条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲
线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方法的研究方向

[1，2]  

。

图

1 最佳充电曲线

由图

1 可以看出：初始充电电流

很大，但是衰减很快。主要原因是
充电过程中产生了极化现象。在密
封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板
（正极板产生氧气），使电池内部压力加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积，表现
为内阻上升，出现所谓的极化现象。

蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下：

很显然，充电过程和放电过
程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程，为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电 ，
必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是，实践表
明，蓄电池充电时，外加电压必须增大到一定数值才行

,而这个数值又因为电极材料，溶液浓度

等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中，这种电动势超
过热力学平衡值的现象，就是极化现象。

一般来说，产生极化现象有

3 个方面的原因。

1）欧姆极化充电过程中，正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力 ，
称为欧姆内阻。为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子
迁移。该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大，欧姆极化
将造成蓄电池在充电过程中的高温。