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在不同溫度下使用充電器給電池充電

      可充電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)可以(yi)在(zai)一個(ge)較(jiao)(jiao)寬的(de)溫(wen)度范圍內使(shi)用。然而(er)這(zhe)并不(bu)默認可在(zai)同樣的(de)溫(wen)度范圍內進行充電(dian)(dian)。當無法避免(mian)在(zai)較(jiao)(jiao)熱或較(jiao)(jiao)冷的(de)環(huan)境充電(dian)(dian)時,使(shi)用者必需對充電(dian)(dian)過程(cheng)進行一些控制。最好還是讓(rang)電(dian)(dian)池(chi)在(zai)合適(shi)的(de)溫(wen)度下充電(dian)(dian)。

  

  鎳鎘電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi):一(yi)般(ban)情況下(xia),這種老的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)技(ji)術(shu)更(geng)(geng)能耐(nai)受(shou)在極端溫度下(xia)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)。鎳鎘電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)能在一(yi)小時或更(geng)(geng)短的(de)時間內快速充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian),但(dan)這樣的(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)限制在5°C到45°C范(fan)圍(wei)內進行,如在更(geng)(geng)理(li)想(xiang)的(de)溫度范(fan)圍(wei)(10°C到25°C)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)可以得到更(geng)(geng)好(hao)的(de)效果。


  在5°C以下(xia)充(chong)(chong)(chong)電時(shi)需要(yao)減慢充(chong)(chong)(chong)電速(su)率至(zhi)0.1C(即標(biao)稱(cheng)容量1/10的電流,比如電池(chi)是2000毫(hao)安小時(shi)的容量,使用(yong)200毫(hao)安進行充(chong)(chong)(chong)電),這(zhe)是為(wei)了(le)與充(chong)(chong)(chong)電反應中(zhong)生成的氫和氧的吸收速(su)率相(xiang)一(yi)致(zhi)。由于在低(di)溫度(du)時(shi)氫氧結合(he)速(su)率減慢,充(chong)(chong)(chong)的太快會電池(chi)內壓力大幅增加(jia),最終使電池(chi)排出氣體。這(zhe)樣充(chong)(chong)(chong)過(guo)的電池(chi)以后就(jiu)再也達不到它的標(biao)稱(cheng)容量了(le)。


  一些需要在低溫時進行快速充電的工業電池內面有一層電熱層以維持電池溫度達到可接受值。一旦充電溫度達到可接受值,充電時發生的氣體結合這一特定過程也能產生一些熱量來輔助保持溫度。理想的充電器能自(zi)動調整以獲得氣(qi)體(ti)結合與充電(dian)電(dian)流之間的平衡。(在不放出氣(qi)體(ti)的情(qing)況下盡可能大的充電(dian)電(dian)流)


  鎳氫(qing)電池相比鎳鎘電池對高(gao)低(di)溫下(xia)(xia)充電的耐受性(xing)要(yao)低(di)許多。鎳氫(qing)電池不(bu)能(neng)在10°C以下(xia)(xia)進行快速充電,在0°C以下(xia)(xia)連(lian)慢速充電都不(bu)行。一些專門設計的工業充電器能(neng)調整充電速率以適應當前的溫度(du),民用級消(xiao)費(fei)品由于對價格敏感,一般不(bu)設計成包含溫度(du)傳(chuan)感器的。

  

  在(zai)更高的溫度時,鎳基電(dian)池的充(chong)電(dian)接受力大幅度的下降。在(zai)通常室溫下能提供(gong)100%充(chong)電(dian)容量(liang)(liang)的電(dian)池在(zai)45°C時只(zhi)能充(chong)進(jin)75%的容量(liang)(liang),在(zai)60°C時只(zhi)能充(chong)進(jin)45%的容量(liang)(liang)。這與一(yi)些(xie)汽車充(chong)電(dian)器在(zai)夏(xia)天時的低性能相印(yin)證。

  

  鋰離子(zi)電池在高低溫(wen)度時的性能都(dou)挺好。其可接受的充電溫(wen)度范圍是(shi)0°C到(dao)(dao)45°C。另外推薦在0°C到(dao)(dao)5°C時時將充電速率(lv)降到(dao)(dao)1C以下。

  

  民用消費級(ji)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)不能在0度以下充電(dian)(dian),這點很(hen)重要。雖然電(dian)(dian)池(chi)外殼在冰點以下充電(dian)(dian)看起來很(hen)正(zheng)常,但電(dian)(dian)池(chi)的阻抗會(hui)升高(gao)并(bing)且電(dian)(dian)極接受離子的能力急劇下降。

  

  最麻煩(fan)的(de)(de)是在(zai)電極上含鋰(li)金屬的(de)(de)部分(fen)產生的(de)(de)電鍍(du)反(fan)應。充(chong)電速率越高(gao),電鍍(du)反(fan)應越顯著(zhu),在(zai)很低(di)的(de)(de)溫度(du)下長期充(chong)電會對外殼安(an)全性構成危害。電鍍(du)反(fan)應的(de)(de)效果(guo)(guo)將是永久性的(de)(de),無論經過多少個充(chong)放循環都(dou)無法回復。用戶所不知道的(de)(de)是,這樣的(de)(de)一個電池將變(bian)得(de)更易損(sun)直(zhi)至(zhi)失效。如果(guo)(guo)被刺破、碾壓或大(da)速率充(chong)電,最終的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)是爆出氣體及火焰(yan)。

  

  優(you)質充(chong)電(dian)器在(zai)低(di)(di)溫時(shi)會減(jian)小充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)并且(qie)避免整個(ge)充(chong)電(dian)過(guo)程低(di)(di)于0度。在(zai)給一個(ge)冷電(dian)池充(chong)電(dian)時(shi),可(ke)以將(jiang)外殼加溫再充(chong)電(dian)。在(zai)低(di)(di)溫時(shi)放電(dian)不會對鋰離子電(dian)池有什么損害(hai)。當然在(zai)低(di)(di)溫環境下(xia)整個(ge)電(dian)池效能的降低(di)(di)也(ye)是顯而易見的。

  

  有些特制的鋰離子電池允許(xu)低(di)(di)溫充電(dian)。這(zhe)(zhe)些電(dian)池(chi)(chi)殼(ke)體(ti)是用軍用材料或航空材料制(zhi)作(zuo)的(de)(de)。這(zhe)(zhe)些電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)低(di)(di)粘度電(dian)解(jie)質減少了(le)(le)容量(liang)/體(ti)積比率及(ji)循環壽命(ming)。除了(le)(le)低(di)(di)效能外,高(gao)價格(ge)也影(ying)響了(le)(le)消費者對這(zhe)(zhe)些產品的(de)(de)關注。

  

  在高溫環境時使用鋰離子電池也有(you)一些需(xu)要關注(zhu)的安(an)全性(xing)問題,尤其是電池含(han)有(you)鈷或(huo)鎳電極時。把一個充滿電的或(huo)已經過(guo)(guo)度(du)(du)充電的電池升溫(wen),會導(dao)致(zhi)(zhi)自發(fa)性(xing)發(fa)熱失控(溫(wen)升導(dao)致(zhi)(zhi)反(fan)應加快(kuai),反(fan)應過(guo)(guo)程放出的熱又(you)導(dao)致(zhi)(zhi)溫(wen)度(du)(du)繼續(xu)上升,正反(fan)饋循(xun)環導(dao)致(zhi)(zhi)失控)。電充的越(yue)滿,導(dao)致(zhi)(zhi)發(fa)熱失控所需(xu)要的熱量(liang)就越(yue)少。錳基(ji)電池的熱穩(wen)定性(xing)更好并且充滿電或(huo)過(guo)(guo)充時也不會喪失穩(wen)定。

  

  鉛酸電(dian)池能適當忍受一些(xie)極端(duan)溫(wen)度,因為我(wo)們對自己(ji)汽車(che)的電(dian)池比較熟悉。部分耐受性要歸功于鉛酸電(dian)池系統的機能遲鈍(dun)。部分品牌允許零(ling)度及以下時(shi)充電(dian),其它的則會承受損害(hai)并降(jiang)低容量和(he)縮(suo)短使(shi)用壽(shou)命。

  

  為(wei)改(gai)善鉛酸電池在低(di)溫(wen)時的(de)充電性能以(yi)及避免在升溫(wen)時的(de)發熱失控,控制充電滿時的(de)電壓極限(xian)非常重要。進行(xing)量(liang)測(ce)調整可以(yi)延長電池壽命(ming)15%。一般(ban)的(de)建議(yi)每攝氏度補償量(liang)約為(wei)3mV。電壓調整使用負系數(shu),意即溫(wen)度上(shang)升時電壓的(de)閾值降(jiang)低(di)。

  

  熱(re)是電池(chi)(chi)(chi)殺手。電池(chi)(chi)(chi)越(yue)熱(re),壽命越(yue)短(duan)。很多情(qing)況下(xia)升(sheng)溫無(wu)法(fa)避免,尤其在(zai)快速充(chong)電的(de)時(shi)候,但盡量使這(zhe)個時(shi)間縮短(duan)。在(zai)45°C時(shi)短(duan)時(shi)間充(chong)電還(huan)可(ke)以接受(shou),50°C或以上時(shi)電池(chi)(chi)(chi)就開始受(shou)損了。請注(zhu)意電池(chi)(chi)(chi)殼體內的(de)溫度總是比室溫要高幾度的(de)。

  

超快速充電器

   

  一些充(chong)電(dian)器制造商聲(sheng)稱(cheng)能達到(dao)驚人的(de)30分鐘(zhong)以內(nei)的(de)充(chong)電(dian)時(shi)間。使用平衡的(de)很好的(de)電(dian)池并在適(shi)度的(de)室溫下(xia)進行操作,專為快速(su)(su)充(chong)電(dian)設計的(de)鎳鎘電(dian)池的(de)確能達到(dao)這么快的(de)速(su)(su)度。要達到(dao)這個速(su)(su)度,只需要通過大(da)電(dian)流充(chong)電(dian)先充(chong)到(dao)70%的(de)充(chong)電(dian)周期(qi)。

  

  在(zai)充電(dian)(dian)(dian)周期的(de)(de)第二階段,充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)必(bi)需減(jian)少。吸收(shou)電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)效率在(zai)電(dian)(dian)(dian)池快充滿時逐漸降低。在(zai)充電(dian)(dian)(dian)周期后(hou)半段如果仍保持(chi)大電(dian)(dian)(dian)流(liu),多余的(de)(de)能(neng)量就會轉化成熱(re)量及很(hen)高的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池壓力。最后(hou)導(dao)致排(pai)氣(qi),放(fang)出氧氣(qi)及氫氣(qi)。放(fang)出氣(qi)體不僅會耗損電(dian)(dian)(dian)解質,它們還(huan)都(dou)是易燃的(de)(de)!白(bai)色粉狀物在(zai)排(pai)氣(qi)孔(kong)周圍(wei)積聚表明之前(qian)發(fa)生過(guo)排(pai)氣(qi)。

  

  超快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)(dian)只能應用于專門為快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)(dian)設計的(de)(de)電(dian)(dian)池。對普通充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池進行這(zhe)種大(da)電(dian)(dian)流(liu)充(chong)電(dian)(dian)會使(shi)導電(dian)(dian)通路被加熱。對于一些(xie)使(shi)用彈簧式(shi)壓緊(jin)電(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)電(dian)(dian)池盒,電(dian)(dian)池在和電(dian)(dian)極(ji)接觸處(chu)的(de)(de)發熱效應被低估了。這(zhe)些(xie)接觸處(chu)使(shi)用大(da)電(dian)(dian)流(liu)充(chong)電(dian)(dian)可(ke)(ke)(ke)能產(chan)生永久損傷。通常,一個(ge)細小的(de)(de)幾乎不可(ke)(ke)(ke)見的(de)(de)焊(han)坑會產(chan)生在接觸處(chu)尖端,繼而導至(zhi)電(dian)(dian)路阻(zu)抗上(shang)升或接觸不良(liang)斷路。不良(liang)接觸處(chu)在大(da)電(dian)(dian)流(liu)下產(chan)生的(de)(de)熱量一般會導致塑(su)料(liao)熔化(hua)。較高的(de)(de)接觸壓緊(jin)力可(ke)(ke)(ke)以減少電(dian)(dian)阻(zu)和熱量。

  

  老舊的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)有較大的(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu),所以(yi)不(bu)配對的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)不(bu)能放一(yi)起進行快(kuai)(kuai)速(su)充(chong)電(dian)(dian)(dian)。即使它們都(dou)是快(kuai)(kuai)充(chong)型電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)。內(nei)阻(zu)(zu)大的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)生(sheng)熱快(kuai)(kuai),從而使電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)狀況繼續惡化(hua)。差的(de)(de)(舊的(de)(de))電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)容量(liang)也(ye)降低了(le),它們比正常電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)更(geng)早(zao)充(chong)滿并開始快(kuai)(kuai)速(su)升溫。一(yi)些電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)產生(sheng)的(de)(de)熱量(liang)足以(yi)讓塑料電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)盒軟化(hua)變(bian)形。


  許多制造商還提供脈沖充電器。在充電(dian)脈沖之間(jian)分(fen)布放(fang)電(dian)脈沖可以(yi)很大的提升(sheng)充電(dian)效果。這個方法(fa)促(cu)進了(le)氧氣(qi)和氫氣(qi)的重(zhong)新結(jie)合,使(shi)內壓和溫度(du)降低(di)。脈沖充電(dian)還(huan)能減少鎳鎘電(dian)池結(jie)晶(jing)效應(記憶效應)。多(duo)數(shu)用(yong)于鎳基電(dian)池的Cadex充電(dian)器都(dou)使(shi)用(yong)了(le)這種技(ji)術。


  一(yi)些高級充電器能(neng)根據電池(chi)(chi)特性調(diao)整充電電流。一(yi)個空的(de)充電電池(chi)(chi)先使用(yong)大電流充,在充到(dao)大半時,電流逐漸縮小。舊(jiu)電池(chi)(chi)也能(neng)根據情況自動充到(dao)一(yi)個合適的(de)程度。

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