镍镉电池 镍氢电池原理及充电方法 发表于81天前？ 电池？ 暂时没有评论？ 观点+镍镉/镍氢电池的发展 1899年，在开放式镍镉电池中，首次使用镍电极，几乎同时，镍极板首次在开放式镍镉电池中使用，并且几乎在同一时间，电动汽车用镍铁电池被发明。 不幸的是，由于这些碱性电池的极板材料比当时的其他电池材料贵得多，因此它们的实际应用受到很大限制。 放入金属盒中。 镍镉电池发展史上的另一个重要里程碑是1947年密封镍镉电池的研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不需要排出，可以在电池内部化合。 。 密封镍镉电池研制成功后，经过多次重要改进，镍镉电池的性能得到了显着提高。 最重要的进步是在 1932 年，当时科学家开始在镍电池中使用活性材料。 他们将活性材料放入多孔镍板中，然后将其封装在金属壳中。 镍镉电池发展史上的另一个重要里程碑是1947年密封镍镉电池的研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不需要排出，可以在电池内部化合。 。
密封镍镉电池的研制成功，大大增加了镍镉电池的应用范围。 随着航天技术的发展，人们对电源的要求越来越高。 20世纪70年代中期，美国成功研制出功率高、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并于1978年成功将该电池应用于导航卫星。镍氢电池与镍镉电池相当相同体积的电池。 与上一代相比，容量可增加一倍，并且不存在重金属镉造成的污染问题。 其工作密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度高、体积小、重量轻、结构紧凑、无需维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛的应用。 随着航天技术的发展，人们对电源的要求越来越高。 20世纪70年代中期，美国成功研制出功率高、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并于1978年成功将该电池应用于导航卫星。镍氢电池与镍镉电池相当相同体积的电池。 与上一代相比，容量可增加一倍，并且不存在重金属镉造成的污染问题。 其工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命大致相同，但具有良好的过充、过放性能。 近年来，镍氢电池受到世界各国的关注，各种新技术相继涌现。 镍氢电池刚问世时，是用高压容器来储存氢气。 后来，人们用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压的镍氢电池。 1992年，氢被发明。 后来，人们用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压的镍氢电池。
1992年，日本三洋公司每月可生产200只镍氢电池。 三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。 目前，国内已有20多家单位研发生产镍氢电池，国产镍氢电池综合性能已达到国际先进水平。 电池参数 电池的五个主要参数为：电池容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。 电池的五个主要参数是：电池容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。 电池的容量通常以Ah（安培小时）表示。 1Ah是指可以1A电流放电1小时。 单体电池中活性物质的量决定了单体电池中所含的电荷量，而活性物质的含量则由电池中使用的材料和体积决定。 因此，一般来说，电池体积越大，容量越高。 与电池容量相关的一项参数是电池的充电电流。 电池的充电电流通常用充电倍率C来表示，C是电池的额定容量。 例如，1Ah电池用2A电流充电，则充电倍率为2C； 同样，如果用2A电流对电池充电，充电倍率就是4C。 电池刚出厂时，正负极之间的电位差称为电池的标称电压。 标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。 当环境温度、使用时间和工作状态发生变化时，单体电池的输出电压会略有变化。 另外，电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定的关系。
单节镍镉电池的标称电压约为1.3V（但一般认为是1.25V），单节镍氢电池的标称电压为1.25V。 电池的内阻由极板的电阻和离子流的电阻决定。 在充放电过程中，极板的电阻保持不变，但离子流的电阻会随着电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。 当电池充满电时，极板上的活性物质已达到饱和状态。 如果继续给电池充电，电池的电压不会升高。 此时的电压称为充电终止电压。 镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V。 镍氢电池的充电终止电压通常以Ah（安培小时）表示。 1Ah是指可以1A电流放电1小时。 单体电池中活性物质的量决定了单体电池中所含的电荷量，而活性物质的含量则由电池中使用的材料和体积决定。 因此，一般来说，电池体积越大，容量越高。 与电池容量相关的一项参数是电池的充电电流。 电池的充电电流通常用充电倍率C来表示，C是电池的额定容量。 例如，1Ah电池用2A电流充电，则充电倍率为2C； 同样，如果用2A电流对电池充电，充电倍率就是4C。 电池刚出厂时，正负极之间的电位差称为电池的标称电压。 标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。 当环境温度、使用时间和工作状态发生变化时，单体电池的输出电压会略有变化。 另外，电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定的关系。
单节镍镉电池的标称电压约为1.3V（但一般认为是1.25V），单节镍氢电池的标称电压为1.25V。 电池的内阻由极板的电阻和离子流的电阻决定。 在充放电过程中，极板的电阻保持不变，但离子流的电阻会随着电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。 当电池充满电时，极板上的活性物质已达到饱和状态。 如果继续给电池充电，电池的电压不会升高。 此时的电压称为充电终止电压。 镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为1.5V。 表1-1 镍镉电池不同放电倍率下的放电终止电压。 放电终止电压是指电池放电时允许的最低电压。 如果电池在电压低于放电终止电压后继续放电，电池两端的电压将迅速下降，形成深度放电。 这样，在正常充电过程中，极板上形成的产物就会被排出。 终止电压是指电池放电时允许的最低电压。 。 如果电池在电压低于放电终止电压后继续放电，电池两端的电压会迅速下降，形成深度放电。 这样，极板上形成的产物在正常充电时就不易恢复，从而影响电池的寿命。 放电终止电压与放电倍率有关。 镍镉电池的放电终止电压和放电电阻不易恢复，从而影响电池的寿命。 放电终止电压与放电倍率有关。 镍镉电池的放电终止电压与放电倍率的关系见表1-1。 镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。
镍镉电池的工作原理镍镉电池的正极材料是氢氧化镍和石墨粉的混合物，负极材料是海绵镉粉和氧化镉粉，电解液通常是氢氧化钠或氢氧化钾解决方案。 当环境温度较高时，请使用密度为1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。 环境温度较低时，请使用密度为1.19～1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。 当温度低于-15℃时，使用密度为1.25~1.27（15℃时）的氢氧化钾溶液。 为了兼顾低温性能和电荷保持能力，密封镍镉电池采用密度为1.40（15℃时）的氢氧化钾溶液。 为了增加电池的容量和循环寿命，通常在电解液中添加少量氢氧化锂（每升电解液约15~20g）。 镍镉电池的正极材料是氢氧化镍和石墨粉的混合物，负极材料是海绵镉粉和氧化镉粉，电解液通常是氢氧化钠或氢氧化钾溶液。 当环境温度较高时，请使用密度为1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。 环境温度较低时，请使用密度为1.19～1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。 当温度低于-15℃时，使用密度为1.25~1.27（15℃时）的氢氧化钾溶液。 为了兼顾低温性能和电荷保持能力，密封镍镉电池采用密度为1.40（15℃时）的氢氧化钾溶液。 为了增加电池的容量和循环寿命，通常在电解液中添加少量氢氧化锂（每升电解液约15~20g）。
镍镉电池充电后，正极板上的活性物质变成氢氧化镍[NiOOH]，负极板上的活性物质变成金属镉； 镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变成氢氧化镍，负极板上的活性物质变成氢氧化镉。 1、放电时的电化学反应 (1)负极反应 负极上的镉失去两个电子，变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合，形成氢氧化镉。 Cd(OH)2，沉积在负极板上。 (2)正极反应 正极板上的活性物质是氢氧化镍(NiOOH)晶体。 镍是正三价离子（Ni3+）。 晶格中每两个镍离子即可获得两个由外电路从负极转移来的电子，生成两个二价离子2Ni2+。 同时，溶液中各正极板上的活性物质为氢氧化镍（NiOOH）晶体。 镍是正三价离子（Ni3+）。 晶格中每两个镍离子即可获得两个由外电路从负极转移来的电子，生成两个二价离子2Ni2+。 同时，溶液中每两个水分子电离的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧阴离子结合，生成两个羟基自由基。 被两个水分子电离的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧阴离子结合生成两个氢氧根离子，然后与晶格上的两个原始氢氧根离子结合生成两个氢离子与两个二价镍离子。 氧化镍晶体。 离子，然后与晶格上的两个原始氢氧根离子和两个二价镍离子一起生成两个氢氧化镍晶体。
将以上两式相加，即可得到镍镉电池放电时的总反应： 2、充电时的化学反应。 充电时，将电池的正负极分别连接到充电器的正负极上。 发生完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。 (1)当负极反应充电时，负极板上的氢氧化镉首先电离成镉离子和氢氧根离子。 然后镉离子从外电路获得电子生成粘附在极板上的镉原子，氢氧根离子进入。 溶液参与正极反应：（2）正极反应中，在外部电源的作用下，正极板上的氢氧化镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子，生成三价镍离子。 同时，晶格中的两个二价镍离子每个氢氧根离子释放出一个氢离子，在晶格上留下氧阴离子。 释放的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合生成水分子。 然后，两个三价镍离子与两个氧阴离子和剩余的两个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体： 将以上两个公式相加，得到镍镉电池放电时的总反应： 2、充电时的化学反应。 充电时，将电池的正负极分别连接到充电器的正负极上。 电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。 反应。 (1)当负极反应充电时，负极板上的氢氧化镉首先电离成镉离子和氢氧根离子。 然后镉离子从外电路获得电子生成粘附在极板上的镉原子，氢氧根离子进入。 溶液参与正极反应：（2）正极反应中，在外部电源的作用下，正极板上的氢氧化镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子，生成三价镍离子。 同时，晶格中的两个二价镍离子每个氢氧根离子释放出一个氢离子，在晶格上留下氧阴离子。 释放的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合生成水分子。
然后，两个三价镍离子与两个氧阴离子和剩余的两个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体： 将上述两个公式相加，得到镍镉电池充电的电化学反应： 将上述两个公式相加，得到电化学镍镉电池充电时的反应：电池充电时，充电电流会引起电池内发生水分解反应，正负极板上分别产生大量的氧气和氧气。 氢气析出，电化学反应如下：当电池充满电时，充电电流会引起电池内发生水分解反应，正负极板上分别析出大量的氧气和氢气。 。 电化学反应如下： 从上述电极反应可以看出，氢氧化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，仅起导电作用。 从电池反应的角度来看，充电过程中产生水分子，放电过程中消耗水分子。 因此，充放电过程中电解液浓度变化很小，无法用密度计来检测充放电程度。 从上述电极反应可以看出，氢氧化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，仅起导电作用。 从电池反应的角度来看，充电过程中产生水分子，放电过程中消耗水分子。 因此，充放电过程中电解液浓度变化很小，无法用密度计来检测充放电程度。 3、端电压充满后，立即断开充电电路。 镍镉电池的电动势可以达到1.5V左右，但很快就会下降到1.31-1.36V。 镍镉电池的端电压随着充放电过程而变化，可用下式表示： U = 镍镉电池的端电压随着充放电过程而变化，可表示为由下式可知： U 充电 = E 充电 + I 充电 R 内 U 放电 = E 放电 -I 放电 R 内 由上式可以看出，充电时电池的端电压比放电时高，且充电电流越大，端电压越高； 放电电流越大，端电压越低。
镍镉电池在标准放电电流下放电时，平均工作电压为1.2V。 以8h倍率放电时，待电池端电压降至1.1V后电池完全放电。 4、容量及影响容量的主要因素：电压降至1.1V后，电池完全放电。 4、容量及影响容量的主要因素。 电池在一定的放电条件下充满电并放电至规定的终止电压后，电池放出的总容量称为电池的额定容量。 容量Q是放电电流和放电时间的乘积。 用表达式来表达如下： Q=I·t（Ah） 镍镉电池容量与以下因素有关： 镍镉电池容量与以下因素有关： ① 活性物质的量； ②放电率； ③电解质。 放电电流直接影响放电终止电压。 在规定的放电终止电压下，放电电流越大，电池容量越小。 使用不同成分的电解液对电池的容量和寿命有一定的影响。 通常，在高温环境下，增大放电电流直接影响放电终止电压。 在规定的放电终止电压下，放电电流越大，电池容量越小。 使用不同成分的电解液对电池的容量和寿命有一定的影响。 通常，在高温环境下，为了增加电池容量，常在电解液中添加少量氢氧化锂，形成混合溶液。 实验表明，每升电解液中添加15~20g水合氢氧化锂，常温下容量可增加4%~5%，40℃时容量可增加20%。
但电解液中过多的锂离子不仅会增加电解液的电阻，还会导致正极板上残留的锂离子（Li+）慢慢渗入晶格，对正极板的化学变化产生有害影响。正极。 。 电解液的温度对电池的容量影响很大。 这是因为随着电解液温度的升高，极板活性物质的化学反应慢慢渗透到晶格内部，对正极的化学变化造成有害影响。 电解液的温度对电池的容量影响很大。 这是因为随着电解液温度的升高，极板活性物质的化学反应逐渐改善。 离子还可与负极板相互作用生成碳酸镉，附着在负极板表面，导致导电不良，增加电池内阻，降低容量。 5、内阻电解液中有害杂质越多，电池的容量越小。 主要有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。 它们会增加电解液的电阻，并且在低温下容易结晶，堵塞极板的微孔并显着降低电池容量。 此外，碳酸根离子还可与负极板相互作用生成碳酸镉，附着在负极板表面，造成导电不良，使电池内阻增大，容量下降。 5、内阻为18℃时，氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻率最小。 通常镍镉电池的内阻可以通过以下公式计算： 镍镉电池的内阻与电解液的电导率、极板结构及其面积有关，电解液的电导率与密度和温度。 电池的内阻主要由电解液的电阻决定。 氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻率随密度变化。
氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻率在18℃时最小。 通常镍镉电池的内阻可以通过以下公式计算： 6. 效率和寿命 在正常使用条件下，镍镉电池的容量效率 6. 效率和寿命 在正常使用条件下，镍镉电池的容量效率-镉电池ηAh为67%-75%，电能效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。 容量效率ηAh和电能效率循环寿命约为2000次。 容量效率ηAh和电能效率ηWh的计算公式如下：（U充电和U放电应取平均电压） 7、记忆效应 镍镉电池在使用过程中，如果电量未完全放完，请开始充电。 下次放电时，将无法放电所有电量。 例如，镍镉电池在充电前仅释放 80% 的电量。 电池充满电后，只能放出80%的电量（U充电和U放电应取平均电压） 7、镍镉电池的记忆效应 在充电过程中，如果电池在充电前没有完全放电，启动后，下次放电时整个电池将不再放电。 例如，镍镉电池在充电前仅释放 80% 的电量。 电池充满电后只能放出80%的电量。 这种现象称为记忆效应。 电池完全放电后，极板上的晶体很小。 电池部分放电后，氢氧化镍并没有完全变成氢氧化镍，剩余的氢氧化镍会结合在一起形成较大的晶体。 镍镉电池产生记忆效应的主要原因是晶体的增大。
镍氢电池的工作原理。 与同体积的镍镉电池相比，镍氢电池的容量是其两倍，充放电循环寿命更长，并且无记忆效应。 镍氢电池正极活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2（充电时），负极板活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时） ，且电解液采用30%氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：与同体积的镍镉电池相比，镍氢电池容量增加一倍，充放电循环寿命更长，并且没有记忆效应。 镍氢电池正极活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2（充电时），负极板活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时） ，而电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下： 从方程可以看出：充电时，负极析出氢气，储存在容器中，正极析出氢气从氢氧化镍转变为氢氧化镍。 从方程式可以看出：充电时，负极析出氢气储存在容器中，正极由氢氧化镍转变为氢氧化镍（NiOOH）和H2O； 放电时，氢气在负极被消耗，正极由氢氧化镍转变为氢氧化镍。 过充时的电化学反应：(NiOOH)和H2O； 放电时，负极上氢气被消耗，正极由氢氧化镍转变为氢氧化镍。 过充时的电化学反应：从方程式可以看出，当电池过充时，正极板释放出氧气，负极板释放出氢气。
催化剂气体的浓度不超过千分之几。 从上述反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池类似，只是负极充放电过程中的产物不同。 氢电极面积大，氢气可以随时扩散到氢电极表面。 因此，氢气和氧气很容易在电池内部重新结合生成水，保持容器内的气压恒定。 这种复合速度非常快，电池内部的氧气浓度最多不会超过千分之几。 从上述反应方程式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池类似，只是负极充放电过程中产生的产物不同。 从后两个反应方程可以看出，镍氢电池也可以做成密封结构。 。 镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，添加少量LiOH。 隔膜由多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布制成。 为了防止后期充电过程中电池内压过高，电池上设有防爆装置。 电池充电特性 镍镉电池的充电特性曲线如图1所示。当对已放电的电池进行恒流充电时，由于电池内部产生电压降，电池电压迅速上升（出现电压下降）。内阻，因此电池电压快速上升（A点）。 此后，电池开始接受充电，电池电压在此范围内（AB之间）继续以较低的速率上升，电化学反应以一定的速率产生氧气，氧气也以相同的速率与氢气结合，因此、电池内部的温度和气体。 压力很低。 该速率与氢气结合，因此电池内部的温度和气压非常低。
图1 镍镉电池充电曲线 电池充电过程中，当产生的氧气高于化合氧时，电池内部的压力增大。 电池内的正常压力*约为 1 lbf·1 lbf/in2。 过度充电时，电池内部压力将根据充电速率迅速升至 100 lbf/in2 或更高。 电池将打开通风口，让电解液逸出。 如果电解液反复从排气孔逸出，电解液的粘度就会增加，离子在极板之间难以传输，因此电池的内阻增大，容量下降。 在研究电池的各种充电方法时，镍镉电池中产生的气体是一个重要问题。 气泡聚集在极板表面，会减少极板表面参与化学反应的面积，增加电池的内阻。 过度充电时，电池中会产生大量气体。 如果不能快速复合，电池内部的压力会显着增加，从而损坏电池。 此外，当压力过高时，密封电池会打开排气口，让电解液逸出。 如果电解液反复从排气孔逸出，电解液的粘度就会增加，离子在极板之间难以传输，因此电池的内阻增大，容量下降。 经过一定时间（C点）后，电解液中开始形成气泡。 这些气泡聚集在电极板表面，减少了电极板的有效面积。 因此，电池的内阻增大，电池电压开始迅速上升。 这是电池即将充满电的标志。 充满电后，充入电池的电流并没有转化为电池的储存能量，而是在正极板上产生氧过电位。 氧气是由于电解质的电解而产生的，而不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的。
在氢氧化钾和水组成的电解质中，氢氧根离子变成氧、水和自由电子。 该反应式是由电解液电解产生的，而不是由氢氧化镉还原成镉产生的。 在氢氧化钾和水组成的电解质中，氢氧根离子变成氧、水和自由电子。 反应式为4OH―→O2↑+2H2O+4e―4OH―→O2↑+2H2O+4e―虽然电解液中产生的氧气可以在负极板表面的电解液中快速复合，但电池的温度仍显着上升。 另外，由于充电电流用于产生氧气，电池内的压力也会增加。 由于大量的氢氧根离子比少量的氢氧化镉更容易分解氧气，因此电池内部的温度急剧上升，导致电池电压下降。 因此电池电压曲线有一个峰值（D点）。 在电解液中，氧的产生和复合是放热反应。 当电池过度充电时（E点），不断产生氧气，使电池内部的温度和压力升高。 如果强行排出气体，会导致电解液减少，电池容量下降，甚至损坏电池。 如果气体不能快速释放，电池就会爆炸。 当采用低倍率恒流涓流充电时，电池中会产生枝晶。 这些枝晶可以通过分离器在板之间扩散。 在扩散严重的情况下，这些枝晶会导致电池部分或完全短路。 尽管电解液产生的氧气可以在负极板表面的电解液中快速复合，但电池的温度仍然明显升高。 另外，由于充电电流用于产生氧气，电池内的压力也会增加。
由于大量的氢氧根离子比少量的氢氧化镉更容易分解氧气，因此电池内部的温度急剧上升，导致电池电压下降。 因此电池电压曲线有一个峰值（D点）。 在电解液中，氧的产生和复合是放热反应。 当电池过度充电时（E点），不断产生氧气，使电池内部的温度和压力升高。 如果强行排出气体，会导致电解液减少，电池容量下降，甚至损坏电池。 如果气体不能快速释放，电池就会爆炸。 当采用低倍率恒流涓流充电时，电池中会产生枝晶。 这些枝晶可以通过分离器在板之间扩散。 在扩散严重的情况下，这些枝晶会导致电池部分或完全短路。 镍氢电池的充电特性与镍镉电池相似。 两者在充电过程中的电压和温度曲线如图1-2和图1-3所示。 可以看出，终止充电时，镍镉电池的电压降比镍氢电池大得多。 当电池容量达到额定容量的80%时，镍镉电池的温度缓慢上升。 当电池容量达到90%时，镍镉电池的温度迅速上升。 当电池基本充满电时，NiCd/NiMH电池的温升速率基本相同。 充电过程和充电方法电池的充电过程通常可分为四个阶段：预充电、快速充电、补充充电和涓流充电。 电池充电过程通常可分为四个阶段：预充电、快速充电、补充充电和涓流充电。 对长时间未使用的电池或新电池充电时，一开始就使用快充会影响电池的寿命。
因此，应先对此类电池进行小电流充电，使其满足一定的充电条件。 这个阶段称为预充电。 快充是指用大电流充电，快速恢复电池电量。 快充倍率一般在1C以上，快充时间由电池容量和充电倍率决定。 为了避免过度充电，有些充电器采用小电流充电。 镍镉电池正常充电时，可接受C/10或更低的充电倍率，因此充电时间应在10小时以上。 采用小电流充电，电池内不会产生过多气体，电池温度也不会太高。 只要电池连接到充电器，低倍率恒流充电器就可以向电池提供较小的涓流充电电流。 当用小电流对电池充电时，电池中产生的热量可以自然散发出去。 涓流充电器的主要问题是充电速度太慢。 例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电倍率充电时间将超过10h。 此外，当电池以低充电速率反复充电时，也会形成枝晶。 大多数涓流充电器没有任何电压或温度反馈控制，因此不能保证充电器在电池充满电后立即关闭。 快速充电有两种类型：恒流充电和脉冲充电。 恒流充电采用恒定电流对电池进行充电，而脉冲充电采用脉冲电流先对电池进行充电。 然后让电池放电并重复该循环。 电池脉冲具有大振幅和窄宽度。 通常放电脉冲的幅度约为充电脉冲的3倍。 尽管放电脉冲的幅度与电池容量有关，但与充电电流幅度的比率保持不变。 脉冲充电时，充电电流波形如图1-4所示。
对长时间未使用的电池或新电池充电时，一开始就使用快充会影响电池的寿命。 因此，应先对此类电池进行小电流充电，使其满足一定的充电条件。 这个阶段称为预充电。 快充是指用大电流充电，快速恢复电池电量。 快充倍率一般在1C以上，快充时间由电池容量和充电倍率决定。 为了避免过度充电，有些充电器采用小电流充电。 镍镉电池正常充电时，可接受C/10或更低的充电倍率，因此充电时间应在10小时以上。 采用小电流充电，电池内不会产生过多气体，电池温度也不会太高。 只要电池连接到充电器，低倍率恒流充电器就可以向电池提供较小的涓流充电电流。 当用小电流对电池充电时，电池中产生的热量可以自然散发出去。 涓流充电器的主要问题是充电速度太慢。 例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电倍率充电时间将超过10h。 此外，当电池以低充电速率反复充电时，也会形成枝晶。 大多数涓流充电器没有任何电压或温度反馈控制，因此不能保证充电器在电池充满电后立即关闭。 快速充电有两种类型：恒流充电和脉冲充电。 恒流充电采用恒流对电池进行充电，脉冲充电采用脉冲电流先对电池进行充电。 然后让电池放电并重复该循环。 电池脉冲具有大振幅和窄宽度。 通常放电脉冲的幅度约为充电脉冲的3倍。
尽管放电脉冲的幅度与电池容量有关，但与充电电流幅度的比率保持不变。 脉冲充电时，充电电流波形如图1-4所示。 在充电过程中，镍镉电池中的氢氧化镍被还原为氢氧化镍，氢氧化镉被还原为镉。 在这个充电过程中，镍镉电池中的氢氧化镍被还原为氢氧化镍，氢氧化镉被还原为镉。 这个过程中产生的气泡聚集在极板的两侧，会减少极板的有效面积，增加极板的内阻。 随着极板的有效面积变小，整个电池充电所需的时间就会增加。 添加放电脉冲后，气泡离开极板并与负极板上的氧气重新结合。 这种去极化过程降低了电池的内压、温度和内阻。 同时，充入电池的大部分电荷都转化为化学能，而不是转化为气体和热量。 充放电脉冲宽度的选择应保证极板恢复到原来的晶体结构，从而消除记忆效应。 使用放电去极化温度和内阻。 同时，充入电池的大部分电荷都转化为化学能，而不是转化为气体和热量。 充放电脉冲宽度的选择应保证极板恢复到原来的晶体结构，从而消除记忆效应。 采用放电去极化措施，可以提高充电效率，并可以进行大电流快速充电。 当温度超过指定限制时，充电器将切换到涓流充电。 存放时，镍镉电池的电量会在C/30至C/50的放电倍率下下降。 为了补偿电池因自放电造成的损失，当使用某些快速充电方法时，在快速充电终止后电池将无法充满。 电。
为了保证100%充电，还应该增加一个充值充电过程。 充值费率一般不超过规定的限额。 当温度超过规定限值时，充电器切换到涓流充电状态。 存放时，镍镉电池的电量会在C/30至C/50的放电倍率下下降。 为了补偿由于自放电造成的电量损失，充电器应在补充充电完成后自动切换到涓流电流过程。 涓流充电也称为维持充电。 根据电池的自放电特性，涓流充电率通常非常低。 只要将电池与充电器连接，并且充电器开机，在维持充电状态下，充电器就会以一定的充电倍率对电池进行充电，使电池始终充满电。 快速充电终止控制方法 当采用快速充电方法时，充电电流是常规充电电流的几十倍。 充满电后，如果不及时停止快速充电，电池的温度和内压会迅速升高。 当内部压力过高时，密封电池会打开排气孔，使得电池采用快速充电方式时，充电电流是常规充电电流的数十倍。 充满电后，如果不及时停止快速充电，电池的温度和内压会迅速升高。 当内部压力过高时，密封电池会打开排气孔，使电解液逸出，导致电解液变得更加粘稠，从而增加电池的内阻并降低其容量。 从镍镉电池的快速充电特性可以看出，充满电后，电池电压开始下降，电池的温度和内压迅速上升。 为了保证电池充满电但不过充，可以采用定时控制、电压控制和温度控制等方法。
（1）定时控制1.25C （1）定时控制1.25C充电速率，1小时即可将电池充满； 使用2.5C充电速率时，30分钟即可将电池充满。 因此，根据电池的容量和充电电流很容易确定所需的充电时间。 这种控制方法最简单，但由于电池的初始充电容量和充电电流，很容易确定所需的充电时间。 这种控制方法是最简单的，但由于电池的初始充电状态并不完全相同，有的电池欠充电，有的电池过充电，因此，这种方法只允许在充电倍率小于0.3C时使用。 电压控制 在电压控制方法中，最容易检测的是电池的最大电压。 常用的电压控制方法有：最大电压（Vmax）。 从充电特性曲线可以看出，当电池电压达到最大值时，电池已充满。 在充电的电压控制方法中，最容易检测的就是电池的最大电压。 常用的电压控制方法有：最大电压（Vmax）。 从充电特性曲线可以看出，当电池电压达到最大值时，电池已充满。 充电过程中，当电池电压达到规定值时，应立即停止快充。 这种控制方法的缺点是电池充满电的最大电压随着环境温度和充电速率的变化而变化，电池组中每个单体电池的最大充电电压也不同。 因此，用这种方法无法非常准确地判断电池的好坏。 充满电。 电压负增加（-电压负增加（-ΔV） 由于电池电压负增加与电池组的绝对电压无关，并且不受环境温度和充电倍率的影响，因此可以更准确的判断电池电量是否充足。
这种控制方法的缺点是：受电池电压、电量等因素的影响，因此可以更准确地判断电池是否充足。 这种控制方法的缺点是电池电压负升后就已经充电，因此电池的温度较高。 另外，镍金属化电池充足后，时间长了电池电压要负增，过充现象比较严重。 因此，这种控制方法主要适用于镍镉电池。 电压零增（0ΔV）镍氢电池充电器，为了避免电池等待电压负增时间过长，通常采用0ΔV控制方式。 这种方法的缺点是：在电量充足之前，电池电压可能会在一定时间内发生变化。 这种方法的缺点是：在电量充足之前，电池电压可能在一定时间内变化很小，导致过早停止快充。 为此，目前大多数镍金属化电池均采用高灵敏度-0ΔV进行检测。 当电池电压稍微降低时，快速充电立即停止。 为了避免损坏电池，电池温度过低时不能快速充电。 电池温度升至规定值后，必须停止快速充电。 常用的温度控制方法有：在最高温度（TMAX）充电过程中，通常当电池温度达到45℃时停止快速充电。电池的温度可以通过电池的热敏电阻来检测。 这种方法的缺点是热电阻的响应时间比较长，温度停止得很快。
常用的温度控制方法有：在最高温度（TMAX）充电过程中，通常当电池温度达到45℃时停止快速充电。电池的温度可以通过电池的热敏电阻来检测。 该方法的缺点是热电阻的响应时间较长，温度检测滞后。 同时，电池的最高工作温度与环境温度有关。 当环境温度过低时，充足充电后，检测程度滞后。 同时，电池的最高工作温度与环境温度有关。 当环境温度过低，电池温度低于45℃时，温度变化率（Δt/Δt）镍氢、镍镉电池充足后，电池温度迅速上升，上升率Δt/Δt基础温度变化率(Δt/Δt) 镍金属化和镍镉电池充足时，电池温度迅速上升，且上升率Δt/Δt基本相同。 当电池温度每分钟上升1℃时，应立即终止快充。 这种充电控制方式是近年来普遍采用的。 需要说明的是，由于热敏电阻的阻值和温度与温度的关系是非线性的，为了提高检测精度，应尽量减少热敏电阻非线性的影响。 最低温度（TMIN） 当电池温度低于10℃时，大电流快速充电会影响电池的寿命。 这种情况下，充电器应自动转为涓流充电。 待电池温度升至10℃后，转入快速充电。 (4)在综合控制的情况下，充电器应自动转入涓流充电。 待电池温度升至10℃后，转入快速充电。 (4)综合控制上述各种控制方法各有利弊。 以保证在任何情况下，电池的充电状态都能准确可靠。 目前快速充电器通常采用时序控制、电压控制和温度控制的综合控制方法。