鉛蓄電池の充電方法

(1) 定電流充電方式
充電プロセス中、充電電流は一定に保たれます。これは定電流充電方式と呼ばれ、定電流充電方式または等電流充電方式と略されます。充電プロセス中、バッテリー電圧が徐々に上昇するにつれて、充電電流は徐々に減少します。バッテリ端子電圧の上昇による充電電流の減少を防ぐには、充電プロセス中に電源電圧を徐々に上げて充電電流を一定に保つ必要があります。これには充電装置の高度な自動化が必要であり、一般に単純な充電装置では定電流充電の要件を満たすことができません。定電流充電方式では、バッテリーの最大許容充電電流以下で、充電電流が大きいほど充電時間は短くなります。時間を考えるとこの方法を採用した方が有利です。しかし、充電後期になっても充電電流をそのままにしておくと、電流の大部分が水の電気分解に使われてしまい、電解液の泡が増えすぎて沸騰してしまい、電力を消費するだけでなく、大量の故障が発生しやすくなります。極板上の活物質が脱落し、高温上昇、極板の曲がり、容量の急激な低下、早期廃棄の原因となります。したがって、この充電方法はほとんど使用されません。
(2) 定電圧充電方式
充電プロセス中、充電電圧は一定に保たれます。これは定電圧充電法と呼ばれ、定電圧充電法または等圧充電法と略されます。定電圧充電のため、初期から後期まで電源電圧が一定であるため、充電初期の充電電流は非常に大きく、通常の充電電流値を大きく上回ります。しかし、充電が進むにつれて、バッテリー端子の電圧は徐々に上昇し、充電電流は徐々に減少します。バッテリー端子の電圧が充電電圧と等しい場合、充電電流は最小値またはゼロにまで減少します。このことから、定電圧充電方式を使用する利点は、充電後期に過大な充電電流が流れ、極板上の活物質の剥離や電気エネルギーの損失を引き起こす可能性があることを回避できることであることがわかります。しかし、充電開始時の充電電流が高すぎて、電極活物質の体積変化や収縮が早すぎるため、活物質の機械的強度に影響を及ぼし、活物質の脱落を引き起こすという欠点があります。充電後期では充電電流が小さすぎるため、極板の深部にある活物質の充電反応が起こらず、長期にわたって充電不足となり、電池の寿命に影響を与えます。そのため、この充電方法は通常、配電設備がない場合や、車のバッテリーの充電など、充電設備が比較的単純な特殊な状況にのみ適しています。小型乾電池1本から5本までの充電は等圧充電方式となります。等圧充電方法を使用してバッテリーを充電する場合、必要な電源電圧は、酸性バッテリーの場合は単位セルあたり約 2.4-2.8V、単位セルあたり約 1.6-2.0V です。アルカリ電池用の単電池。
(3) 固定抵抗による定電圧充電
定電圧充電の欠点を改善するために採用された方式。充電電源とバッテリーの間に抵抗を直列に接続し、初期充電電流を調整できます。ただし、最大充電電流が制限される場合があるため、充電プロセスが進行するにつれて、電流がほぼ直線的に減衰する一方で、バッテリー電圧が徐々に増加します。場合によっては、2.4V 付近の 2 つの抵抗値を使用して、低抵抗から高抵抗に切り替え、ガスの放出を低減します。
(4) ステージ等電流充電方式
定電流充電方式と定電圧充電方式の両方の特性を考慮して、バッテリーは充電初期に大きな電流を使用し、時間が経つと小さな電流に切り替わり、充電の後期には小さな電流に切り替わります。充電。このように段階ごとに異なる電流で定電流充電する方式をステージ定電流充電方式といいます。段階定電流充電方法は、一般に 2 段階または複数段階に分けることができます。
ステージ等電流充電方式は、充電時間が短く、充電効果が良好です。充電後期の低電流充電により、極板活物質への気泡の浸食が軽減され、活物質の剥離が軽減されます。この充電方法はバッテリーの寿命を延ばし、エネルギーを節約し、しっかりと充電できるため、現在一般的に使用されている充電方法です。一般に、バッテリーの第 1 段階は 10 時間の電流レートで充電され、第 2 段階は 20 時間の電流レートで充電されます。各段階の充電時間の長さ、およびさまざまな種類のバッテリーの特定の要件と規格は異なります。
(5) フローティング充電方式
断続的にまたは AC 停電時にのみ使用されるバッテリーの充電方法は、フロート充電です。特別な場合に使用される固定バッテリーは、通常、フロート充電方式を使用して充電されます。フロート充電方式の利点は主に、バッテリーのガス発生速度を低減し、過充電を防止することです。同時に、バッテリーとDC電源の並列給電により、電気機器が大電流を消費する場合、バッテリーは瞬時に大電流を出力し、電源システムの電圧を安定させ、正常な電力消費を確保します。電気機器の。フロート充電方式の欠点は、一部のバッテリーが不均一に充電されたり充電不足になったりするため、定期的なバランス充電が必要であることです。