專利名稱：一種鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法。
背景技術(shù)：
鎳氫動(dòng)力電池正極活性物質(zhì)為氫氧化亞鎳，負(fù)極活性物質(zhì)為貯氫合金，電 解液為堿溶液，隔膜一般采用聚丙烯或聚氨酯。鎳氫動(dòng)力電池的充電過程是 正極反應(yīng)為氫氧化亞鎳與氫氧根反應(yīng)生成羥基氧化鎳和水，負(fù)極反應(yīng)為貯氫合 金的吸氫過程，充電反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在充電后期，反應(yīng)極化嚴(yán)重，電極電位 迅速升高，伴隨有析氧的副反應(yīng)發(fā)生，影響電池充電效率。
目前，鎳氫動(dòng)力電池均采用恒流充電方法充電電流一般采用1/3C(即1/3 X額定容量，這種表示法可適用于任何容量的鎳氫動(dòng)力電池)，充電到100% 后，改用0.1C充電1小時(shí)，這種充電方法時(shí)間長(zhǎng)；如果采用大電流進(jìn)行充電， 充電時(shí)間短，但充電效率低。
在實(shí)際應(yīng)用中，恒壓充電模式的安全性更加顯著，采用恒流充電負(fù)變電壓 或溫升速率進(jìn)行控制，都存在一定程度的安全問題，因?yàn)槌霈F(xiàn)負(fù)變電壓或溫升 速率過快的現(xiàn)象時(shí)，電池實(shí)際已經(jīng)過充，電池內(nèi)壓大，易漏堿，因此不能保證 使用的安全，此外，溫度過高，也可能導(dǎo)致電池活性材料性能不同程度的衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，充電快捷、均 勻，并可保證電池在整個(gè)充電過程中高效率的充電。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案
一種鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，它是選用一個(gè)或兩個(gè)以上匹配充電 電壓值對(duì)一組電池進(jìn)行全過程充電。
當(dāng)選用一個(gè)匹配充電電壓值對(duì)一組為N個(gè)的電池進(jìn)行全過程充電，根據(jù)所
需充電容量，充電電壓值為1.3XN 1.5XN v;最好在1.35XN ~1.45XN v電 壓范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，這樣安全性及充電效率更高。充電過程中，充電電流逐漸 降低，充電到一定容量后，充電電流逐漸降低，變?yōu)?。所述的充電容量應(yīng)小 于等于電池額定容量。
當(dāng)選用兩個(gè)以上的匹配充電電壓值對(duì)一組為N個(gè)的電池進(jìn)行充電時(shí)，先采 用相對(duì)大的電壓值，電壓值一般為1.45XN 1.6XN v，進(jìn)行充電，到達(dá)轉(zhuǎn)換條 件后，改用相對(duì)小的電壓值，電壓值一般為1.3XN 1.45XN v，進(jìn)行充電。 所述的轉(zhuǎn)換條件可以是被充電電池溫度升高10 20度后或溫升速率大于1 4 度/分鐘時(shí)段。
本發(fā)明鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法在充電初期電流大，隨著充電的進(jìn) 行，充電電流減小，這種充電方式符合電池高效率充電的規(guī)律，充電初期，電 池充電效率高，大電流充電效果好，隨著充電反應(yīng)地進(jìn)行，電流逐漸減小，可 以有效的緩解電池的極化程度，從而提高電池充電效率，保證電池在整個(gè)過程 中高效率充電。且選用適當(dāng)?shù)碾妷褐祵?duì)電池進(jìn)行恒壓充電，可以避免電池過充 等安全問題，因此保證了使用的安全性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、 充電效率高，針對(duì)電池不同荷電態(tài)的充電特點(diǎn)對(duì)電池進(jìn)行充電，保證 了電池較高的充電效率。
2、 保證電池使用安全性，通過選取適當(dāng)?shù)某潆婋妷褐?，使充電到一定SOC (核電狀態(tài))后，充電電流變?yōu)镺，避免電池過充，保證電池充電過程中的安全性。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法做 進(jìn)一步說(shuō)明


圖l 為本發(fā)明一實(shí)施例(N=10，14.3V)恒壓充電電流圖 圖2 為本發(fā)明又一實(shí)施例(N=10，14.5V)恒壓充電電流圖 圖3 為本發(fā)明再一實(shí)施例(N=10， 14.7V和14.3 V)多步恒壓充電電 流圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法是選用一個(gè)或兩個(gè)以上合適匹配 的充電電壓值對(duì)電池進(jìn)行全過程充電，隨著充電反應(yīng)的進(jìn)行，電流逐漸減小。
選擇恰當(dāng)?shù)某潆婋妷褐?，可以避免電池受到破壞，并能保證動(dòng)力電池在 安全狀態(tài)下快速均勻充滿電。
實(shí)施例1:將10只(N=10， ) 80Ah鎳氫電池組合成12V模塊充電， 同時(shí)與BT2000大電流設(shè)備連接好測(cè)試線路進(jìn)行測(cè)試。
被充電電池20'C環(huán)境下，采用14.3V恒壓全過程充電，測(cè)到電流初始值 達(dá)到122A,然后逐漸降低(見圖1)，充電容量達(dá)到72Ah時(shí)，電流變?yōu)?A， 擱置0.5小時(shí)后，1/3C進(jìn)行放電，容量為70Ah，充電效率大于96%。
同樣環(huán)境溫度下，如采用現(xiàn)有技術(shù)0.5C進(jìn)行恒流充電，充電72Ah，擱 置0.5小時(shí)后，放電70Ah，效率93%。
結(jié)論是本發(fā)明鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法比現(xiàn)有技術(shù)恒流充電效 率高°
實(shí)施例2:同實(shí)施例l，將IO只80Ah鎳氫電池組合成12V模塊充電， 同時(shí)與BT2000大電流設(shè)備連接好測(cè)試線路后進(jìn)行測(cè)試。
被充電電池20"C環(huán)境下，采用14.5V恒壓全過程充電，測(cè)到電流從144A 逐漸降低到OA(見圖2)，充電容量80Ah，擱置0.5小時(shí)后，1/3C放電78Ah， 效率大于96%。
從實(shí)施例l及實(shí)施例2可看出選用一個(gè)合適的充電電壓值對(duì)電池進(jìn)行充 電時(shí)，鎳氫動(dòng)力電池充電到充電容量(所述的充電容量小于電池額定容量的
5~10%)后，充電電流自動(dòng)變?yōu)?，保證了電池實(shí)際使用的安全性。
實(shí)施例3:同實(shí)施例l，將10只80Ah鎳氫電池組合成12V模塊充電， 同時(shí)與BT2000大電流設(shè)備連接好測(cè)試線路后進(jìn)行測(cè)試。
被充電電池2(TC環(huán)境下，采用14.7V恒壓充電到50 Ah左右，其溫度升 至30度，升高了 IO度，轉(zhuǎn)14.3V繼續(xù)充電到73Ah，電流變?yōu)?A(見圖3)。
實(shí)施例4:同實(shí)施例l，將IO只80Ah鎳氫電池組合成12V模塊充電， 同時(shí)與BT2000大電流設(shè)備連接好測(cè)試線路后進(jìn)行測(cè)試。
被充電電池20'C環(huán)境下，采用16V恒壓充電到60Ah左右，測(cè)得溫升速率 為2*/分鐘時(shí)改用14.5V恒壓充電，當(dāng)再次充電一段時(shí)間后，測(cè)得溫升速率為1 度/分鐘時(shí)轉(zhuǎn)14V繼續(xù)充電到80Ah，電流變?yōu)? A。
選用兩個(gè)以上合適的充電電壓值對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，先采用相對(duì)大的電壓 值進(jìn)行充電，到達(dá)終止條件后，改用相對(duì)小的電壓值進(jìn)行充電，該轉(zhuǎn)換條件應(yīng) 是溫度升高10 20度或溫升速率為1 4度/分鐘。
實(shí)施例5:將10只72Ah鎳氫電池組合成12V模塊充電，同時(shí)與BT2000
大電流設(shè)備連接好測(cè)試線路后進(jìn)行測(cè)試。
被充電電池2(TC環(huán)境下，恒流充電30Ah后，采用14.3V恒壓全過程充電， 測(cè)出電流初始值達(dá)到IIOA，然后逐漸降低，充電容量達(dá)到56Ah時(shí)，電流變?yōu)?0A，擱置0.5小時(shí)后，1/3C進(jìn)行放電，容量為55Ah，充電效率大于97%。
通過比較實(shí)施例1與實(shí)施例5可以得到這樣的結(jié)果分別針對(duì)不同荷電態(tài) 電池的充電特點(diǎn)選用合適的電壓值對(duì)電池進(jìn)行充電，仍可保證各種不同荷電態(tài) 電池較高的充電效率。
權(quán)利要求
1、一種鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于選用一個(gè)或兩個(gè)以上匹配充電電壓值對(duì)一組電池進(jìn)行全過程充電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于 選用一個(gè)匹配充電電壓值對(duì)一組為N個(gè)的電池進(jìn)行全過程充電，根據(jù)所需充電 容量，充電電壓值為1.3XN 1.5XN v。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于 所述的匹配充電電壓值為1.35XN 1.45XN v。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于選用兩個(gè)以上匹配充電電壓值對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，先采用相對(duì)大的充電電壓值 分別進(jìn)行充電，到達(dá)轉(zhuǎn)換條件后后用相對(duì)小的充電電壓值分別進(jìn)行充電。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于選用兩個(gè)以上的匹配充電電壓值對(duì)一組為N個(gè)的電池進(jìn)行充電時(shí)，最大的充電 電壓值為1.45XN 1.6XN v，最小的充電電壓值為1.3XN 1.45XN v。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于 所述的轉(zhuǎn)換條件可以是被充電電池溫度升高10 20度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，其特征在于 所述的轉(zhuǎn)換條件可以是被充電電池溫升速率為1 4度/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳氫動(dòng)力電池的恒電壓充電方法，它是選用一個(gè)或兩個(gè)以上匹配充電電壓值對(duì)一組為N個(gè)的電池進(jìn)行全過程充電。當(dāng)選用一個(gè)匹配充電電壓值對(duì)一組為N個(gè)的電池進(jìn)行充電時(shí)，根據(jù)所需充電容量，可選用1.3×N～1.5×Nv。當(dāng)選用兩個(gè)以上的充電電壓值對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，先采用相對(duì)大的電壓值進(jìn)行充電，電壓值一般為1.45×N～1.6×Nv，到達(dá)轉(zhuǎn)換條件后，改用相對(duì)小的電壓值，電壓值一般為1.3×N～1.45×Nv，進(jìn)行充電。所述的轉(zhuǎn)換條件可以是被充電電池溫度升高10～20攝氏度后或溫升速率大于1～4攝氏度/分鐘時(shí)段。本發(fā)明充電方法充電快捷、均勻、安全，并可保證電池在整個(gè)充電過程中高效率的充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101378139SQ20071012103
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者吳伯榮, 艷 成, 磊 朱, 忠 王, 簡(jiǎn)旭宇, 蔣利軍, 暉 陳 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院