淺談電池充電器原理

二次電池使用前必需充電

電池充電

一個新的可充電電池或電池組(一個電池組中有幾個電池)不能保證已充滿電。事實上它們很可能已被完全放電。因此，首先要根據(jù)制造商提供的、與化學成分相關(guān)的指南，對電池/電池組充電。

每次充電要根據(jù)電池化學成分按順序施加電壓和電流。因此，充電器和充電算法需滿足不同電池化學成分的不同要求。電池充電常用術(shù)語包括：用于NiCd和NiMH電池的恒流(CC)，和用于鋰離子和鋰聚合物電池的恒流/恒壓(CC/CV) 。

圖1. 半恒流充電，主要應(yīng)用于剃須刀，數(shù)字無繩電話和玩具

圖2. 定時器控制充電，主要應(yīng)用于筆記本，數(shù)據(jù)終端，無線設(shè)備和蜂窩電話

圖3. -DV終止充電方式，主要應(yīng)用于筆記本，數(shù)據(jù)終端，攝錄像機，無線設(shè)備和蜂窩電話

圖4. -dT/dt終止充電方式，應(yīng)用于電源設(shè)備和電動工具

圖5. 涓流充電，主要應(yīng)用于應(yīng)急燈，導引燈和存儲器備份鎳鎘電池充電

在0.05C至大于1C的范圍內(nèi)對NiCd電池恒流充電。一些低成本充電器使用絕對溫度終止充電。雖然簡單、成本低，但這種充電終止方法不精確。更好的方法是通過檢測電池充滿時的電壓跌落終止充電。對于充電速率為0.5C或更高的NiCd電池，-ΔV方法是最有效的。-ΔV充電終止檢測應(yīng)與電池溫度檢測相結(jié)合，因為老化電池和不匹配電池可能減少ΔV。

通過檢測溫升速率(dT/dt)可以實現(xiàn)更精確的滿充檢測，這種滿充檢測比固定溫度終止對電池更好。基于ΔT/dt和-ΔV組合的充電終止方法可避免電池過充，延長電池壽命。

快速充電可改善充電效率。在1C的充電速率下，效率可以接近1.1 (91%)，充滿一個空電池的時間為1小時多一點。當以0.1C充電時，效率便下降到1.4 (71%)，充電時間為14小時左右。

因為NiCd電池對電能接收程度接近100%，所以幾乎所有的能量在充電開始的70%期間被吸收，而且電池保持不發(fā)熱。超快速充電器利用該特點，在幾分鐘內(nèi)將電池充到70%，以幾C的電流充電而無熱量產(chǎn)生。充到70%后，電池再以較低速率繼續(xù)充電，直到電池充滿。最后以0.02C至0.1C的涓流結(jié)束充電。

鎳氫電池充電

盡管NiMH充電器與NiCd充電器類似，但是，NiMH充電器采用ΔT/dt方法終止充電，這是到目前NiMH電池充電的最好辦法。NiMH電池充電結(jié)束時電壓下降比較小，而對低充電速率(低于0.5C，這取于溫度)可能不出現(xiàn)電壓下降。

新的NiMH電池會在充電周期內(nèi)過早地出現(xiàn)錯誤峰值，這會導致充電器過早結(jié)束充電。此外，單用-ΔV檢測結(jié)束充電幾乎肯定會出現(xiàn)過充，導致在電池失效前限制充放電次數(shù)。似乎沒有在所有條件下(新或舊，熱或冷，全部或部分放電)都適用的NiMH電池的-dV/dt充電算法。因此，除非NiCd充電器使用了dT/dt方法終止充電，否則不能用NiCd充電器為NiMH電池充電。而且，因為NiMH電池不能很好的吸收過充，所以，涓流充電電流比NiCd電池小(約0.05C)。

NiMH電池的慢充比較困難。因為以0.1C至0.3C的速率充電時，電壓和溫度的變化不能準確指示電池已充滿。因此，慢速充