充电过程中的主要参数包括充电接受能力及充电的最高电压。电池充电测试的基本电路由电源、电流电压检测设备、控制设备及记录设备等组成。也可以利用电池的性能测试仪进行自动检测,如图2-65所示。 充电效率是指在充电时充入电池的电能和所消耗总电能的比例。充电电流、充电方法、充电时的温度直接影响充电效率。通常来说,充电初期效率高,充电效率接近100%,充电后期因为电极极化的因素,充电效率低,电极上伴随着大量的气体析出。 充电的最高电压是充电过程的另一个重要指标。充电电压低,表明电池在充电时的极化小,充电效率高,使用寿命长。 电池的耐过充能力说明电池在处于极端充电的条件下,也有很好的使用性能。例如Ni-MH电池,要求在1C充电率下,电池充电90mn应无泄漏,充电6h内不发生爆裂。 放电制度主要是指放电时间、电流、环境温度和终止电压等。电池的放电方式主要包括恒流放电或恒阻放电,还有恒压放电、定电压放电、连续放电和间歇放电等。最常用的是恒流放电与恒阻放电。
(1)恒流放电恒流放电系统由恒流源、电流和电压检测记录装置组成。恒流源可以由电子稳流电路组成或用恒压源和电阻构成。
放电过程可以采用人工记录、自动记录或通过数据采集用计算机来自动记录,也可以使用专门设备,如BS-9300、DK2010等电池性能测试仪。常用放电电流、放电曲线及放电时间率来表示电池的放电性能。放电电流的大小直接影响电池的放电性能。所以,在标注电池的放电性能时,应标明放电电流的大小。电池的工作电压是衡量电池放电性能的一个重要指标。放电曲线反映了整个放电过程中工作电压的变化过程。工作电压是个变化量,通常以中点电压表示,如Ni-MH电池1C放电时,中点电压即指放电30min后所测电池电压。放电时间率是指电池放电至电压值的放电时间占总放电时间的比值。如NiCd电池以1C放电到1.0V的放电时间为60min,其标称电压为1.2V,电池放电到1.2V的时间为48min,那么计算放电到1.2V的时间与总放电时间的比率为80%(即48/60),习惯上把放电时间率称为电池的电压特性。良好的电压特性可以确保电池输出功率高,并可以使用电设备长时间处于工作电压范围内(电压稳定),有利于实际应用中电池容量的发挥。
(2)恒阻放电 恒阻放电是指放电过程中保持负荷电阻为一定值,放电到终止电压的放电方法,用放电过程中电压随时间的变化表示放电特性,检测电路如图2-66所示。
恒阻放电有连续放电、间歇放电及交替放电三种方式。每隔一定时间测量一次电池电压,直到电压第一次低于规定终止电压。放电时间按电池开始放电至电压降到终止电压时的累计时间计算。如果最后两次测得的电压值,一次高于终止电压,另一次低于终止电压时,则放电时间可用线性插值法取得。也可以采用连续记录仪或数据采集卡,使用计算机自动采集数据,以获得非常准确的放电时间及自动绘制出放电曲线图。
