CSB 密封铅酸电池充电指南

4 种铅酸电池

1. 湿式（富液式）铅酸电池

2.AGM铅酸电池

• 最适合需要短运行时间的应用程序
• 无需给电池加水
• 消除酸接触的风险
• 电池寿命短
• 成本适中的铅酸电池

3. 胶体铅酸电池

• 最适合需要短运行时间的应用程序
• 无需给电池加水
• 通常比标准成本更高（$$$）
• 中等电池寿命
• 消除酸接触的风险
• 比标准 AGM 具有更长的循环寿命

4. TPPL（薄板纯铅）电池：

 

密封铅酸蓄电池被广泛使用，但充电可能是一个复杂的过程，正如 Tony Morgan 解释的那样：为密封铅酸 (SLA) 电池充电似乎并不是一个特别困难的过程，但为 SLA 电池充电的困难部分是最大限度地延长电池寿命。简单的恒流/恒压充电器可以完成一段时间的工作，但使用此类非智能充电器，制造商引用的电池预期寿命将大大缩短。使用智能充电器最大限度地延长 SLA 电池的使用寿命不仅是成本效益高，对环境也更好。在研究不同的充电技术之前，了解电池化学成分以及正常充电和放电循环期间会发生什么非常重要。通常，SLA 电池中的正极板由二氧化铅制成，负极板由海绵铅制成。电解液通常是与胶凝剂混合的硫酸，大部分被极板之间的绝缘隔板吸收和保持，见图 1。

当 SLA 电池放电时；负极板上的铅（Pb）和正极板上的二氧化铅（PbO2）转化为硫酸铅（PbSO4）。同时硫酸（H2SO4）转化为水（H2O）。
在正常充电时，化学反应是相反的。硫酸铅和水通过电化学转化为铅、二氧化铅和硫酸。在完整的充电周期中，产生的任何气体都需要在所谓的“氧气循环”中重新结合。在充电周期的后期阶段，正极板会产生氧气，与负极板的海绵铅发生反应并部分放电。随着充电的继续，产生的氧气也与负极板上产生的氢气重新结合，形成水。通过正确和准确的电池电压控制，充电过程中产生的所有气体将完全重新组合到负极板中并返回到电解液中的水。
如果 SLA 电池过度充电，过高的电池电压将导致电解质转化为大量氢气和氧气，而这些气体无法通过正常过程重新结合。压力释放阀将打开并排出多余的气体，导致电解质损失和容量损失。
如果电池充电不足；低电池电压将导致充电电流在达到满容量之前减小到零。这将使放电过程中产生的一些硫酸铅保留在极板上，并在那里结晶，这也会导致容量的永久性损失。
同样重要的是要记住，SLA 电池的自放电率约为每月 5%。这比大多数其他形式的可充电电池要少，但必须予以考虑。制造商建议当电池达到其容量的 70% 左右时进行充电（每个电池大约 2.1 伏）。他们用它来计算电池的最大寿命，但这在现实世界的应用中很难实现。

让我们看看不同的充电技术： –

恒压充电：

这种方法最常用于 SLA 电池，因为各个电池往往会共享电压并均衡它们之间的电荷。限制初始充电电流以防止损坏电池非常重要。然而，使用单一固定电压，不可能正确平衡快速充电周期的要求与过度充电的危险。

恒流充电：

此方法可用于单个 2V 电池，但不建议同时为多个串联电池（即电池）充电。这是因为某些电池会先于其他电池达到充满电，并且很难确定电池何时充满已达到充满电状态。如果以相同的速率继续充电，在任何长时间内，某些电池可能会发生严重的过充电，从而导致电池损坏。

渐进电流充电：

不建议将此方法用于 SLA 电池充电，因为由于对最终充满电压的控制不佳，它通常会缩短电池的使用寿命。然而，由于电路简单且成本低廉，因此常采用渐进电流充电方式对多个串联电池进行循环使用的充电。使用此方法时，建议限制充电时间或并入充电截止电路以防止过度充电。

两阶段恒压充电：

建议使用此方法在短时间内对 SLA 电池充电，然后将其保持在充满电的浮充（或备用）状态。

上述每种方法都有其优点和缺点，但从长远来看，使用简单的充电器设计可能不具有成本效益。检查电池状况并更换容量损失的电池非常昂贵且不环保。因此设计一款能够最大限度延长SLA电池寿命的充电器非常重要。密封铅酸电池充电指南 SLA 电池充电时必须考虑的另一个重要因素是温度。随着温度升高，电池中的电化学活性增加，因此应降低充电电压以防止过度充电。反之，随着温度下降，应提高充电电压，以免充电不足。

结合使用恒流充电和两阶段恒压充电技术，并通过监控电池端电压和温度，可以实现多阶段充电曲线，以减少电池的压力，同时提供尽可能短的充电时间。

图 2 显示了 Silvertel Ag102 模块使用的多级充电曲线，该曲线适用于可实现此目的的 6 节电池。上迹线显示充电电压，下迹线显示充电电流。 充电电流 充电电压 电池电压/充电电流 充电时间 恒流（批量充电） 两级恒压（吸收充电） 脉冲（浮充） 电池容量检查 恢复脉冲（浮充) 电池好 电池差 电池容量阈值 ~1 小时 ~2 分钟

过度充电

SLA 电池过度充电会缩短其使用寿命并可能造成危险。如果您不使用 CC/CV 充电器，并且电池在充满电后仍留在充电器上，则电池会产生过量气体并会降低电池容量。硫酸会分解并形成氢气和氧气。在密封铅酸电池中，这可能会导致压力和温度升高。有一个安全阀可以排出气体，但通常也会有一些电解质溶液被喷出，这会降低电池的容量。过度收费的 SLA 造成的容量损失无法恢复。

由于所有 SLA 电池都会产生这种气体，因此请务必在通风良好的地方充电。另请记住，由于含水量较高，放电的电池比充电的电池结冰速度更快，因此请确保电池不在寒冷的环境中存储或充电，并始终将电池充满电存储。

硫酸化

当电池放电时，会产生硫酸铅，当电池充电时，硫酸铅会重新转化为铅和二氧化铅。但如果电池在没有充满电的情况下存放，或者电池从未充满电，硫酸铅可能会变硬，然后无法转化回二氧化铅和纯铅。电池因此会损失容量，并且损失的容量无法恢复。为避免硫酸盐化，请确保电池在大多数循环中都充满电。

深度放电

SLA 电池不能很好地耐受反复深度放电。如果电池确实完全放电，内部的所有材料都会转化为水和硫酸铅，并且可能很难逆转化学反应以产生电荷。一些设计用于处理深度放电的电池有一个超大的极板，即使在完全放电时也可以充电。如果可能，您应该在每次使用后对电池重新充电，以避免深度放电。

优化电池寿命

如果小心充电，可以延长密封铅酸电池的使用寿命。因不良充电技术而损坏的电池比所有其他原因造成的电池损坏还要多。检查制造商的充电建议并使用合适的电池充电器。大多数充电器只能为一种类型的 SLA 电池正确充电，不应用于具有不同化学成分的电池。

使用 CCCV 充电器（使用微处理器来确定温度、电压和电流 SOC）将降低过度充电或充电不足的风险，并延长电池的使用寿命

铅酸电池充电技巧

蓄电池加水是铅酸蓄电池维护的一部分。正确的充电实践对于优化运行时间和增加电池寿命中的充电循环次数同样重要。以下是您需要了解的内容：

 

• 监控水位：  不要让水位低于盘子。
• 使用正确的水类型：加满电池注水口时，请始终使用蒸馏水或去离子水。自来水通常含有矿物质，会损坏铅酸电池和/或影响性能和使用寿命。
• 充满电开始新的一天： 铅酸电池应每天使用 15 分钟或更长时间后充电。第二天使用之前，必须将机器插入电源并充电，直到充电器指示电池已充满电。如果在下次使用前未能将电池充满电，将会缩短电池的使用寿命。
• 每天充满一次：每 24 小时内不要为铅酸电池充满一次以上，以最大限度地延长电池寿命。机会充电，这意味着在没有完全充电的情况下短时间插入机器，会对电池的寿命产生负面影响。
• 存放前将电池充满电： 铅酸电池切勿在放电状态下存放。当今的一些机器会对电池施加寄生负载。即使机器的钥匙处于“关闭”位置，仍有电气元件消耗电池的能量。
• 检查液位： 淹没（湿）的铅酸电池需要定期浇水。每周检查电池电解液液位。充电前，电解液液位应略高于电池板（如图所示）。如果水低，则添加蒸馏水。不要装得太满。充电时电解液会膨胀并可能溢出。充电后，可将蒸馏水添加至观察管下方约 3 毫米（0.12 英寸）处。
• 使用正确的充电器： 电池充电器设置为为机器随附的电池类型充电。如果您选择更换不同的电池类型或容量，则必须更改充电器的充电配置文件以防止电池损坏。
• 寻求新的充电器技术： 较旧的铅酸电池充电器需要仔细监控以避免“过度充电”。但新的充电器技术允许电池和充电器在周末或更长时间内插入。电池充满电后，充电器将关闭。一些较新的充电器可以监控电池并在电池需要充电时重新打开它们。
• 理想的充电条件： 在通风良好、温度不超过 80 华氏度的地方为电池充电，以防止可能产生气体。切勿将电池存放在冰冻温度、阳光直射或高温或其他极端温度的地方。
• 遵循操作手册： 所有这些电池充电最佳实践对于所有类型的铅酸电池来说都是相当通用的。但是，当然，请务必阅读坦能清洁机的操作手册，了解特定的充电协议。

铅酸电池充电简单指南

• 在通风良好的地方充电。充电时产生的氢气具有爆炸性。
• 为富液式电池、胶体电池和 AGM 电池选择适当的充电程序。检查制造商关于推荐电压阈值的规格。
• 每次使用后对铅酸电池进行充电，以防止硫酸盐化。请勿在低电量状态下存放。
• 富液电池的极板必须始终完全浸没在电解液中。如果电量低，请向电池中注入蒸馏水或去离子水以覆盖极板。切勿添加电解质。
• 充电后将 水位加至指定水位 。电池电量不足时过度填充可能会导致充电过程中酸液溢出。
• 淹没的铅酸中气泡的形成表明电池已达到完全充电状态。（氢气出现在负极板上，氧气出现在正极板上）。
• 如果环境温度高于 29°C (85°F)，请降低浮充电压。
• 不要让铅酸冻结。空电池比充满电的电池更容易冻结。切勿对结冰的电池充电。
• 避免在高于 49°C (120°F) 的温度下充电。