鎳鎘,鎳氫電池的原理及充電方法

1、鎳鎘/鎳氫電池的原理及充電方法鎳鎘/鎳氫電池的發(fā)展1899年，Waldmar Jungner在開口型鎳鎘電池中，首先使用了鎳極板，幾乎與此同時(shí)，Thomas Edison 發(fā)明了用于電動(dòng)車的鎳鐵電池。遺憾的是，由于當(dāng)時(shí)這些堿性蓄電池的極板材料比其它蓄電池的村料貴得多，因此實(shí)際應(yīng)用受到了極大的限制。后來，Jungner的鎳鎘電池經(jīng)過幾次重要改進(jìn)，性能明顯改善。其中最重要的改進(jìn)是在1932年，科學(xué)家在鎳電池中開始使用了活性物質(zhì)。他們將活性物質(zhì)放入多孔的鎳極板中，然后再將鎳極板裝入金屬殼內(nèi)。鎳鎘電池發(fā)展史上另一個(gè)重要的里程碑是1947年密封型鎳鎘電池研制成功。在這種電池中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的各種氣體不用

2、排出，可以在電池內(nèi)部化合。密封鎳鎘電池的研制成功，使鎳鎘電池的應(yīng)用范圍大大增加。密封鎳鎘電池效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，并且不需要維護(hù)，因此在工業(yè)和消費(fèi)產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。隨著空間技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電源的要求越來越高。70年代中期，美國(guó)研制成功了功率大、重量輕、壽命長(zhǎng)、成本低的鎳氫電池，并且于1978年成功地將這種電池應(yīng)用在導(dǎo)航衛(wèi)星上，鎳氫電池與同體積鎳鎘電池相比，容量可提高一倍，而且沒有重金屬鎘帶來的污染問題。它的工作電壓與鎳鎘電池完全相同，工作壽命也大體相當(dāng)，但它具有良好的過充電和過放電性能。近年來，鎳氫電池受到世界各國(guó)的重視，各種新技術(shù)層出不窮。鎳氫電池剛

3、問世時(shí)，要使用高壓容器儲(chǔ)存氫氣，后來人們采用金屬氫化物來儲(chǔ)存氫氣，從而制成了低壓甚至常壓鎳氫電池。1992年，日本三洋公司每月可生產(chǎn)200萬只鎳氫電池。目前國(guó)內(nèi)已有20多個(gè)單位研制生產(chǎn)鎳氫電池，國(guó)產(chǎn)鎳氫電池的綜合性能已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。蓄電池參數(shù)蓄電池的五個(gè)主要參數(shù)為：電池的容量、標(biāo)稱電壓、內(nèi)阻、放電終止電壓和充電終止電壓。電池的容量通常用Ah(安時(shí)表示，1Ah就是能在1A 的電流下放電1小時(shí)。單元電池內(nèi)活性物質(zhì)的數(shù)量決定單元電池含有的電荷量，而活性物質(zhì)的含量則由電池使用的材料和體積決定，因此，通常電池體積越大，容量越高。與電池容量相關(guān)的一個(gè)參數(shù)是蓄電池的充電電流。蓄電池的充電電流通常用充電

4、速率C 表示，C為蓄電池的額定容量。例如，用2A 電流對(duì)1Ah 電池充電，充電速率就是2C；同樣地，用2A 電流對(duì)500mAh 電池充電，充電速率就是4C。電池剛出廠時(shí)，正負(fù)極之間的電勢(shì)差稱為電池的標(biāo)稱電壓。標(biāo)稱電壓由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定。當(dāng)環(huán)境溫度、使用時(shí)間和工作狀態(tài)變化時(shí)，單元電池的輸出電壓略有變化，此外，電池的輸出電壓與電池的剩余電量也有一定關(guān)系。單元鎳鎘電池的標(biāo)稱電壓約為1.3V（但一般認(rèn)為是1.25V），單元鎳氫電池的標(biāo)稱電壓為1.25V。電池的內(nèi)阻決定于極板的電阻和離子流的阻抗。在充放電過程中，極板的電阻是不變的，但是，離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電離子

5、的增減而變化。蓄電池充足電時(shí)，極板上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，蓄電池的電壓也不會(huì)上升，此時(shí)的電壓稱為充電終止電壓。鎳鎘電池的充電終止電壓為1.751.8V，鎳氫電池的充電終止電壓為1.5V。表1-1 鎳鎘電池不同放電率時(shí)的放電終止電壓放電終止電壓是指蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。如果電壓低于放電終止電壓后蓄電池繼續(xù)放電，電池兩端電壓會(huì)迅速下降，形成深度放電，這樣，極板上形成的生成物在正常充電時(shí)就不易再恢復(fù)，從而影響電池的壽命。放電終止電壓和放電率有關(guān)。鎳鎘電池的放電終止電壓和放電速率的關(guān)系如表1-1所列，鎳氫電池的放電終止電壓一般規(guī)定為1V。 鎳鎘蓄電池的工作原理鎳鎘蓄電池的正極材料

6、為氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物，負(fù)極材料為海綿狀鎘粉和氧化鎘粉，電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，使用密度為1.171.19（15時(shí)）的氫氧化鈉溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，使用密度為1.191.21（15時(shí)）的氫氧化鉀溶液。在-15以下時(shí)，使用密度為1.251.27（15時(shí)）的氫氧化鉀溶液。為兼顧低溫性能和荷電保持能力，密封鎳鎘蓄電池采用密度為1.40（15時(shí)）的氫氧化鉀溶液。為了增加蓄電池的容量和循環(huán)壽命，通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰（大約每升電解液加1520g）。鎳鎘蓄電池充電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸嘚iOOH，負(fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)榻饘冁k；鎳鎘電池放電后，正極

7、板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸瘉嗘?，?fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸k。1.放電過程中的電化學(xué)反應(yīng)（1）負(fù)極反應(yīng)負(fù)極上的鎘失去兩個(gè)電子后變成二價(jià)鎘離子Cd2+，然后立即與溶液中的兩個(gè)氫氧根離子OH-結(jié)合生成氫氧化鎘Cd(OH2，沉積到負(fù)極板上。 （2）正極反應(yīng)正極板上的活性物質(zhì)是氫氧化鎳（NiOOH）晶體。鎳為正三價(jià)離子（Ni3+），晶格中每?jī)蓚€(gè)鎳離子可從外電路獲得負(fù)極轉(zhuǎn)移出的兩個(gè)電子，生成兩個(gè)二價(jià)離子2Ni2+。與此同時(shí)，溶液中每?jī)蓚€(gè)水分子電離出的兩個(gè)氫離子進(jìn)入正極板，與晶格上的兩個(gè)氧負(fù)離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧根離子，然后與晶格上原有的兩個(gè)氫氧根離子一起，與兩個(gè)二價(jià)鎳離子生成兩個(gè)氫氧化亞鎳晶體。 將以上

8、兩式相加，即得鎳鎘蓄電池放電時(shí)的總反應(yīng)：2.充電過程中的化學(xué)反應(yīng)充電時(shí)，將蓄電池的正、負(fù)極分別與充電機(jī)的正極和負(fù)極相連，電池內(nèi)部發(fā)生與放電時(shí)完全相反的電化學(xué)反應(yīng)，即負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。（1）負(fù)極反應(yīng)充電時(shí)負(fù)極板上的氫氧化鎘，先電離成鎘離子和氫氧根離子，然后鎘離子從外電路獲得電子，生成鎘原子附著在極板上，而氫氧根離子進(jìn)入溶液參與正極反應(yīng)：(2 正極反應(yīng)在外電源的作用下，正極板上的氫氧化亞鎳晶格中，兩個(gè)二價(jià)鎳離子各失去一個(gè)電子生成三價(jià)鎳離子，同時(shí)，晶格中兩個(gè)氫氧根離子各釋放出一個(gè)氫離子，將氧負(fù)離子留在晶格上，釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合，生成水分子。然后，兩個(gè)三價(jià)鎳離子與兩

9、個(gè)氧負(fù)離子和剩下的二個(gè)氫氧根離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧化鎳晶體： 將以上兩式相加，即得鎳鎘蓄電池充電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)： 蓄電池充電終了時(shí)，充電電流將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng)，在正、負(fù)極板上將分別有大量氧氣和氫氣析出，其電化學(xué)反應(yīng)如下： 從上述電極反應(yīng)可以看出，氫摒化鈉或氫氧化鉀并不直接參與反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用。從電池反應(yīng)來看，充電過程中生成水分子，放電過程中消耗水分子，因此充、放電過程中電解液濃度變化很小，不能用密度計(jì)檢測(cè)充放電程度。3. 端電壓充足電后，立即斷開充電電路，鎳鎘蓄電池的電動(dòng)勢(shì)可達(dá)1.5V 左右，但很快就下降到1.31-1.36V。鎳鎘蓄電池的端電壓隨充放電過程而變化，可用下式表示：U

10、充=E充+I充R 內(nèi)U 放=E放-I放R 內(nèi)從上式可以看出，充電時(shí)，電池的端電壓比放電時(shí)高，而且充電電流越大，端電壓越高；放電電流越大，端電壓越低。當(dāng)鎳鎘蓄電池以標(biāo)準(zhǔn)放電電流放電時(shí)，平均工作電壓為1.2V。采用8h 率放電時(shí)，蓄電池的端電壓下降到1.1V 后，電池即放完電。4. 容量和影響容量的主要因素蓄電池充足電后，在一定放電條件下，放至規(guī)定的終止電壓時(shí)，電池放出的總?cè)萘糠Q為電池的額定容量，容量Q 用放電電流與放電時(shí)間的乘積來表示，表示式如下：Q=It(Ah鎳鎘蓄電池容量與下列因素有關(guān)： 活性物質(zhì)的數(shù)量； 放電率； 電解液。放電電流直接影響放電終止電壓。在規(guī)定的放電終止電壓下，放電電流越大，

11、蓄電池的容量越小。使用不同成分的電解液，對(duì)蓄電池的容量和壽命有一定的影響。通常，在高溫環(huán)境下，為了提高電池容量，常在電解液中添加少量氫氧化鋰，組成混合溶液。實(shí)驗(yàn)證明：每升電解液中加入1520g含水氫氧化鋰，在常溫下，容量可提高4%5%，在40時(shí)，容量可提高20%。然而，電解液中鋰離子的含量過多，不僅使電解液的電阻增大，還會(huì)使殘留在正極板上的鋰離子（Li+）慢慢滲入晶格內(nèi)部，對(duì)正極的化學(xué)變化產(chǎn)生有害影響。電解液的溫度對(duì)蓄電池的容量影響較大。這是因?yàn)殡S著電解液溫度升高，極板活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也逐步改善。電解液中的有害雜質(zhì)越多，蓄電池的容量越小。主要的有害雜質(zhì)是碳酸鹽和硫酸鹽。它們能使電解液的電阻增

12、大，并且低溫時(shí)容易結(jié)晶，堵塞極板微孔，使蓄電池容量顯著下降。此外，碳酸根離子還能與負(fù)極板作用，生成碳酸鎘附著在負(fù)極板表面上，從而引起導(dǎo)電不良，使蓄電池內(nèi)阻增大，容量下降。5. 內(nèi)阻鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻與電解液的導(dǎo)電率、極板結(jié)構(gòu)及其面積有關(guān)，而電解液的導(dǎo)電率又與密度和溫度有關(guān)。電池的內(nèi)阻主要由電解液的電阻決定。氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)隨密度而變。18時(shí)氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)最小。通常鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻可用下式計(jì)算：6. 效率與壽命在正常使用的條件下，鎳鎘電池的容量效率Ah為67%-75%，電能效率Wh為55%65%，循環(huán)壽命約為2000次。容量效率Ah和電能效率Wh計(jì)算公式如下：

13、 （U充和U 放應(yīng)取平均電壓）7. 記憶效應(yīng)鎳鎘電池使用過程中，如果電量沒有全部放完就開始充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電量。比如，鎳鎘電池只放出80%的電量后就開始充電，充足電后，該電池也只能放出80%的電量，這種現(xiàn)象稱為記憶效應(yīng)。電池全部放完電后，極板上的結(jié)晶體很小。電池部分放電后，氫氧化亞鎳沒有完全變?yōu)闅溲趸嚕Ｓ嗟臍溲趸瘉嗘噷⒔Y(jié)合在一起，形成較大的結(jié)晶體。結(jié)晶體變大是鎳鎘電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)的主要原因。鎳氫電池的工作原理鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比，容量增加一倍，充放電循環(huán)壽命也較長(zhǎng)，并且無記憶效應(yīng)。鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為NiOOH（放電時(shí)）和Ni(OH2(充電時(shí)，負(fù)極板的活性物

14、質(zhì)為H2（放電時(shí)）和H2O（充電時(shí)），電解液采用30%的氫氧化鉀溶液，充放電時(shí)的電 化學(xué)反應(yīng)如下：從方程式看出：充電時(shí)，負(fù)極析出氫氣，貯存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳（NiOOH）和H2O；放電時(shí)氫氣在負(fù)極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。 過量充電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)： 從方程式看出，蓄電池過量充電時(shí)，正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。由于有催化劑的氫電極面積大，而且氫氣能夠隨時(shí)擴(kuò)散到氫電極表面，因此，氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內(nèi)部再化合生成水，使容器內(nèi)的氣體壓力保持不變，這種再化合的速率很快，可以使蓄電池內(nèi)部氧氣的濃度，不超過千分之幾。從以上各反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池的反應(yīng)與鎳

15、鎘電池相似，只是負(fù)極充放電過程中生成物不同，從后兩個(gè)反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池也可以做成密封型結(jié)構(gòu)。鎳氫電池的電解液多采用KOH 水溶液，并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。為了防止充電過程后期電池內(nèi)壓過高，電池中裝有防爆裝置。電池充電特性鎳鎘電池充電特性曲線如圖1所示。當(dāng)恒定電流剛充入放完電的電池時(shí)，由于電池內(nèi)阻產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很快上升（A點(diǎn)）。此后，電池開始接受電荷，電池電壓以較低的速率持續(xù)上升。在這個(gè)范圍內(nèi)（AB之間），電化學(xué)反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧氣，同時(shí)氧氣也以同樣的速率與氫氣化合，因此，電池內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很低。 圖 1 鎳鎘電池的充電曲線電池充電

16、過程中，產(chǎn)生的氧氣高于復(fù)合的氧氣時(shí)，電池內(nèi)壓力升高。電池內(nèi)的正常壓力*大約為1磅力/英寸2。過充電時(shí)，根據(jù)充電速率，電池內(nèi)部壓力將很快上升到100磅力/英寸2或者更高。研究蓄電池的各種充電方法時(shí)，鎳鎘電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體是一個(gè)重要問題。氣泡聚集在極板表面，將減小極板表面參與化學(xué)反應(yīng)的面積并且增加電池的內(nèi)阻。過充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體，如果不能很快復(fù)合，電池內(nèi)部的壓力就會(huì)顯著增加，這樣將損傷電池。此外，壓力過大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散。若電解液反復(fù)通過放氣孔逸散，電解液的粘稠性增大，極板間離子的傳輸變得困難，因此電池的內(nèi)阻增加，容量下降。經(jīng)過一定時(shí)間后（C點(diǎn)），電解液中開始產(chǎn)生

17、氣泡，這些氣泡聚集在極板表面，使極板的有效面積減小，所以電池的內(nèi)阻抗增加，電池電壓開始較快上升。這是接近充足電的信號(hào)。充足電后，充入電池的電流不是轉(zhuǎn)換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生氧氣超電位。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的，不是由于氫氧化鎘還原為鎘而產(chǎn)生的。在氫氧化鉀和水組成的電解液中，氫氧離子變成氧、水和自由電子，反應(yīng)式為4OHO2+2H2O+4e雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負(fù)極板表面的電解液中復(fù)合，但是電池的溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用來產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高。由于從大量的氫氧離子中比從很少的氫氧化鎘中更容易分解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，這樣就使電池電壓下降。因此電

18、池電壓曲線出現(xiàn)峰值（D點(diǎn)）。電解液中，氧氣的產(chǎn)生和復(fù)合是放熱反應(yīng)，電池過充電時(shí)(E點(diǎn)，不停地產(chǎn)生氧氣，從而使電池內(nèi)的溫度和壓力升高。如果強(qiáng)制排出氣體，將引起電解液減少、電池容量下降并損傷電池。若氣體不能很快排出，電池將會(huì)爆炸。采用低速率恒流涓流充電時(shí)，電池內(nèi)將產(chǎn)生枝晶。這些枝晶能夠通過隔板在極板之間擴(kuò)散。在擴(kuò)散較嚴(yán)重的情況下，這些枝晶會(huì)造成電池部分或全部短路。鎳氫電池的充電特性與鎳鎘電池類似，充電過程中二者的電壓、溫度曲線如圖1-2和圖1-3所示?？梢钥闯?，充電終止時(shí)，鎳鎘電池電壓下降比鎳氫電池要大得多。當(dāng)電池容量達(dá)到額定容量的80%以前，鎳鎘電池的溫度緩慢上升，當(dāng)電池容量達(dá)到90%以后，鎳鎘

19、電池的溫度才很快上升。當(dāng)電池基本充足電時(shí)，鎳鎘/鎳氫電池的溫度上升率基本相同。 充電過程與充電方法電池的充電過程通?？煞譃轭A(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電、涓流充電四個(gè)階段。對(duì)長(zhǎng)期不用的或新電池充電時(shí)，一開始就采用快速充電，會(huì)影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件，這個(gè)階段稱為預(yù)充電?？焖俪潆娋褪怯么箅娏鞒潆?，迅速恢復(fù)電池電能?？焖俪潆娝俾室话阍?C 以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定。為了避免過充電，一些充電器采用小電流充電。鎳鎘電池正常充電時(shí)，可以接受C/10或更低的充電速率，這樣充電時(shí)間要10h 以上。采用小電流充電，電池內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生過多的氣體，電池溫度也不

20、會(huì)過高。只要電池接到充電器上，低速率恒流充電器就能對(duì)電池提供很小的涓流充電電流。電池采用小電流充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以自然散去。涓流充電器的主要問題是充電速度太慢，例如，容量為1Ah 的電池，采用C/10充電速率時(shí)，充電時(shí)間要10h 以上。此外，電池采用低充電速率反復(fù)充電時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生枝晶。大部分涓流充電器中，都沒有任何電壓或溫度反饋控制，因而不能保證電池充足電后，立即關(guān)斷充電器?？焖俪潆姺趾懔鞒潆姾兔}沖充電兩種，恒流充電就是以恒定電流對(duì)電流充電，脈沖充電則是首先用脈沖電流對(duì)電池充電。然后讓電池放電，如此循環(huán)。電池脈沖的幅值很大、寬度很窄。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的3倍左右。雖然放電脈沖

21、的幅值與電池容量有關(guān)，但是，與充電電流幅值的比值保持不變，脈沖充電時(shí)，充電電流波形如圖1-4所示。 充電過程中，鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳，氫氧化鎘還原為鎘。在這個(gè)過程中產(chǎn)生的氣泡，聚集在極板兩邊，這樣就會(huì)減小極板的有效面積，使極板的內(nèi)阻增大。由于極板的有效面積變小，充入全部電量所需的時(shí)間增加。加入放電脈沖后，氣泡離開極板并與負(fù)極板上的氧復(fù)合。這個(gè)去極化過程減小了電池的內(nèi)部壓力、溫度和內(nèi)阻。同時(shí)，充入電池的大部分電荷都轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，而不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和熱量。充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。采用放電去極化措施后，可以提高充電效率并且允許大電流快速充電

22、。采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足充電過程。補(bǔ)足充電速率一般不超過0.3C。在補(bǔ)足充電過程中，溫度會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)溫度超過規(guī)定的極限時(shí)，充電器轉(zhuǎn)入涓流充電狀態(tài)。存放時(shí)，鎳鎘電池的電量將按C/30到C/50的放電速率減小，為了補(bǔ)償電池因自放電而損失的電量，補(bǔ)足充電結(jié)束后，充電器應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流電過程。涓流充電也稱為維護(hù)充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器將以某一充電速率給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)?？焖俪潆娊K止控制方法采用快速充電法時(shí)，充電電

23、流為常規(guī)充電電流的幾十倍。充足電后，如果不及時(shí)停止快速充電，電池的溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散，造成電解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。從鎳鎘電池快速充電特性可以看出，充足電后，電池電壓開始下降，電池的溫度和內(nèi)部壓力迅速上升，為了保證電池充足電又不過充電，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制待多種方法。（1）定時(shí)控制采用1.25C 充電速率時(shí)，電池1h 可充足；采用2.5C 充電速率時(shí)，30min 可充足。因此，根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充電時(shí)間。這種控制方法最簡(jiǎn)單，但是由于電池的起始充電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不

24、足，有的電池過充電，因此，只有充電速率小于0.3C 時(shí)，才允許采用這種方法。（2）電壓控制在電壓控制法中，最容易檢測(cè)的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有：最高電壓（Vmax） 從充電特性曲線可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。電壓負(fù)增量（V） 由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對(duì)電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長(zhǎng)