按照充电过程中充电电压和充电电流的变化情况,充电分为一阶段充电和二阶段充电; 按照充电的作用,充电分为初充电、均衡充电或补充电; 按照蓄电池正常运行方式,可分为充放电制,即充电、放电循环方式和浮充电方式。
1. 一阶段定电流充电方式
一阶段定电流充电即对电池自始至终用一个固定电流充电。采用这种充电方式,在充电过程中电池的端电压将伴随着充电时间的增长和两极中活性物质转化而逐渐上升,直至两极活性物质中硫酸盐全部转化,电池的端电压才趋向于稳定。为了在充电后期不过多地将电解液分解成水而浪费电能,所以选用的充电电流都较二阶段充电方式所选用的充电电流值为小。待电池的端电压上升至最高值且2h稳定不变时,即可终止充电。这种充电方式,要求充电电压逐渐升高,电压越高,充电时间越短,因此采用此法可以缩短充电时间。但采用此法,要求充电电流控制适当,否则不仅消耗电力,而且容易使极板上活性物质脱落,影响电池寿命。这种方式目前很少采用。
2. 一阶段定电压充电方式
在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫一阶段恒电压充电法。由于充电自始至终,电源电压恒定不变,所以充电开始时充电电流很大,随着充电的进行,电流端电压升高,充电电流逐渐减小,直到充电电压与电池端电压相等时,充电电流减至最小。由此可知,该充电法的优点是: 可避免充电后期充电电流过大而造成极板脱落和电能过多消耗。其缺点是: 充电开始时,充电电流过大,可能大大超过正常充电电流,使正极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度; 而在充电后期,由于充电电流过小,使极板深处的硫酸铅不易还原,形成长期充电不足,影响电池的使用年限。所以这种充电方法目前也很少采用。
3. 二阶段定电流充电方式
在充电过程中,在两个时间阶段内,分别用二个不同的定电流进行充电的方式,叫二阶段定电流充电方式。这种充电方式的通常作法是:
第一阶段用某一恒定电流 (通常以蓄电池10h率额定容量的百分值来表示,如0.1C10-0.15C10A) 进行定电流充电,当电池的端电压上升到某一定值时 (如固定型电池取2.35～2.40V,阀控型电池取2.30～2.35V) 转入第二阶段的定电流充电,直至充电结束,通常第二阶段的充电电流取第一阶段的一半。
4. 二阶段定电流恒电压充电方式
在充电过程中,在两个时间阶段内,分别用定电流和恒电压进行充电的方式,叫二阶段定电流恒电压充电方式。这种充电方式的通常作法是:
第一阶段的充电方法与二阶段定电流中的第一阶段一样。当转入到第二阶段时,维持充电电压恒定不变,则其充电电流随着时间逐渐减小,直至充电结束。
5. 低压恒压充电方式
所谓低压恒压充电法是充电过程始终以一定的恒定电压进行充电,但与一阶段恒电压充电法不同,是采用的电压较低,一般为每个电池2.25 ～2.35V。这种充电方式的优点在于: 充电细微,活性物质利用充分,电池容量得到充分利用,而且水分解较轻微,电池温度较低。
6. 充电方式的比较
表6-1是一阶段定电流、二阶段定电流、二阶段定电流恒电压和恒定低电压四种充电方式的充电效率比较表。
表6-1 不同充电方式充电效率比较表
| 充电方式 |
一阶段 定电流 | 二阶段定电流 | 定电流恒电压二阶段 |
低压 恒压 | ||||
|
第一 阶段 |
第二 阶段 |
第一 阶段 定电流 |
第二 阶段 恒电压 |
第一 阶段 定电流 |
第二 阶段 恒电压 | |||
| 充电电流/A | 0.1C10 | 0.15C10 | 0.075C10 | 0.15C10 | 0.15C10 | |||
| 充电电压/V | 2.4 | 2.35 | 2.30 | |||||
| 充电时间/h | 16 | 6 | 7 | 6 | 10 | 5 | 10 | 23 |
| 充电电量/% | 160 | 133.8 | 127 | 117.7 | 110 | |||
| 输出电量/% | 105 | 106 | 107.5 | 104.7 | 100 | |||
| 充电效率/% | 65.6 | 79.2 | 84.6 | 88 | 90.9 | |||
由表中数值可见,恒定低压充电法充电效率最高,在电池容量损失100%的条件下,充电效率高达90%以上,其次是二阶段定电流恒电压充电法,充电效率最低的是一阶段定电流充电法。但从充电时间比较,最长的是恒定低压法,最短的是二阶段定电流法。目前大多采用二阶段定电流恒电压充电法,电压取2.35V,采用这种方法,当转入第二阶段恒压充电后,充电电流逐渐减小,因此在充电后期,充电电流的利用率较高,由电池内逸出的气体量相应也减少。定电流恒电压二阶段充电方式,为国内外普遍采用方式。定电流值以0.1C10-0.125C10,恒电压以不超过2.35V为宜。
另外由于低压充电法操作十分简便,且充电过程中,酸雾逸出极少,化学反应较为平缓,对电池的损害较小,所以不少国家已逐渐采用低压充电法。