リチウム電池の充電特性は？

バッテリーの充電特性は、定電流充電プロセス中の充電時間に伴う端子電圧u、一時的な起電力E、静的起電力Ej、および電解質密度の変化を指します。バッテリー充電端子の主な兆候は次のとおりです。単一バッテリーの端子電圧は約2.7vに増加しますが、それ以上は増加しません。電解質の比重はもはや増加しません。電解液中に多数の気泡が現れ、いわゆる沸騰状態を示します。

バッテリ放電がカットオフ電圧または終端電圧に達すると、充電特性は充電電流、充電時間、および温度によって変化します。図8-9に、一般的なバッテリの一般的な充電特性曲線を示します。図からわかるように、電池の種類によって充電特性曲線が異なり、放電曲線とは大きく異なります。これは、充電モードの個別の要件につながります。充電特性の要件に応じて、バッテリーの種類によって充電方法が異なり、同じ種類のバッテリーをさまざまな充電方法で使用することもできます。その一般的な点は、充電プロセスで電圧と温度を厳密に制御し、過充電と過熱を防止する必要があります。そうしないと、蓄電池に恒久的な損傷を与え、事故を引き起こす可能性があります。バッテリーの充電方法は、一般的に充電電圧と充電電流の制御に基づいており、電圧制御充電、電流制御充電、電圧と電流を組み合わせた制御充電を形成します。長期間の調査の結果、低充電率での単一定電流充電や高充電率でのパルス電流の使用など、さまざまなバッテリーに適した一般的な充電方法がいくつかあることがわかりました。バッテリーは時間内に充電する必要があります。ただし、パーソナライズされたセキュリティと効率の要件を完全には満たしていないことは明らかです。

フル充電

IEC / T21、VRLAバッテリー（25 + 2）℃の規制によると、定電圧u充電で16時間、または定電圧u充電で3時間の充電電流までの充電温度は安定しています。これら2つの条件VRLAバッテリーは十分な電力です。定電圧U値は一般的に電池メーカーが規定しており、充電電圧や充電方法は電池の用途によって異なります。フル充電はリカバリーチャージとも呼ばれます。

図2-6に示すように、放電深度が100％、電流が0.1 C10A、充電特性曲線の圧力制限が2.35 V（25℃）のGFM500を表します。図からわかるように、バッテリーを完全に放電した後、充電の24時間後に、充電電力は120％を超える可能性があります。

図2-7に示すように、放電深度が100％で0.1 C10Aの電流が流れた後のGFM500は、充電特性曲線の圧力制限2.23 V（25℃）です。 24時間の充電後、充電は110％を超える可能性があります。

2.充電特性曲線の定性分析

VRLAバッテリーが100％放電した後（図2-6および図2-7を参照）、充電プロセス中、バッテリー電流は初期充電期間の0〜7.5時間以内で一定です。つまり、電流は0.1c10a。バッテリーの端子電圧は、平均充電電圧2.35v / Rまたはフローティング充電電圧2.23v / onlyまで徐々に上昇し、その後、電圧は一定に保たれます。 7.5時間から10時間の充電時間中、充電電流は指数法則に従って急速に減衰し、10時間から20時間以内に減速します。充電終了の数時間前から電流は変化しません。各段階の分析を図に示します。

（1）バッテリーが70％〜80％に充電される前に、整流器の電流制限特性を使用して、充電電流を変更せずに維持します。この過程で、バッテリーの端子電圧はほぼ直線的に上昇します。

ここで、phi +およびphi1は、充電電流によるバッテリーの正または負の分極電位であり、平衡電極電位E +またはE-、および電気化学的分極と濃度分極によって生成される過電圧垂直+または垂直-を含みます。定電流充電の過程で、電極表面活物質の細孔内の電解質濃度が増加するか、より負になります。垂直方向の+または垂直方向の電流密度の増加に伴う電気化学的分極およびオーム分極の強化、値は正または負の方向に増加します。集中分極の作用下では、垂直昇開を維持し、負になり続ける傾向があります。セルの端子電圧は、整流器が安定電流モードから安定電圧モードに変わるまで、設定値に制限されません。

（2）電流の端子電圧が電圧安定点付近まで上昇すると、充電過程が中後期になっているため、この時点で正極板上のPbSO4の数が多くないため、反応面積が小さくなると交換電流密度が高くなるため、電気化学的分極が小さくなり、電池の内部抵抗も大幅に低下します。ただし、実際の充電表面積が小さくなり、電極の実際の電流密度が増加します。すると、電極表面付近の電解液の濃度が高くなり、濃度分極の影響が大きくなり、電池の電流が急激に減衰します。

（3）後期に充電すると、バッテリー電流が大幅に減少するため、それに応じて濃度分極効果が減少します。電気化学的分極の影響が増大するため、電流は減衰し続けますが、速度は遅くなります。

（4）充電終了時には、バッテリーに充電された電流の大部分がバッテリー内の酸素循環を維持するために使用され、活物質の回収を維持するためにわずかな電流しか使用されないため、バッテリー電流は安定しています。変更されていません。

異なる充電電圧でVRLAバッテリーを充電する場合、電圧が2.23v / unitのときに空気圧はゆっくりと上昇し、充電後の段階の空気圧は安定しています。 2.40v以上を使用すると、水が分解し、バッテリー内で水素が生成され、量が増えた後、酸素循環が失敗します。したがって、高電圧の長期充電はお勧めしません。

3.バランスの取れた充電

プロセスの使用中のVRLAバッテリー、場合によっては容量、端子電圧が一定していないため、障害バッテリーへの発展を防ぎ、定期的にバランスの取れた充電を実行します。また、以下の場合もバランス充電が必要です。まず、通信負荷のみへの15分以上の電源供給。第二に、深放電後のバッテリーの容量が不十分です。

バランス充電方法は、特定の状況によって異なります。

（1）バランス充電によりVRLA電池の特性パラメータを改善できることが期待されます。この場合、通常のフル充電方式を採用できます。充電モニターは、メンテナンス中のサイクル充電時間（たとえば、3か月ごとまたは半年ごと）を設定するために使用されます。 VRLAバッテリーのフローティング充電が設定時間まで実行されると、整流器は自動的にバッテリーの終了圧力を上げ、数時間の充電後にフローティング充電に変わります。逆VRLAバッテリー容量は、バッテリーの端子電圧を上げて充電電流を増やすことで補うことができます。

（2）バランス充電により放電後、VRLAバッテリーの容量を回復することが望まれる。一般的な方法は2つあります。1つはバッテリーを完全に充電する方法、もう1つは最初にバッテリーをフロートさせてから電圧を上げる方法、つまりインクリメンタル電圧法を採用する方法です。

充電に必要な時間は、バッテリーの放電の深さ、電流制限値の選択のサイズ、充電中の温度、および充電装置の性能によって決まります。さまざまな製品の流量制限点の設定値は同じではなく、通常は（0.15〜0.25）C10Aですが、0.1C10Aを使用している国もあれば、0.3C10Aを使用している国もあります。充電時間は長すぎないようにしてください。前述のように、VRLAバッテリーの酸素再結合効率は、フローティング充電圧力を値としてとったときに最も高くなります。ただし、平衡充電電圧はすでに高くなっています。電圧が100mV増加すると、フローティング充電電流は平均10倍に増加します。そのため、充電時間が長すぎると、VRLAバッテリーの余剰ガスが増加し、VRLAバッテリー内の酸素再結合効率に影響を与えるだけでなく、グリッドの腐食速度が増加し、バッテリーが損傷します。

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