CN102097663A - 一种防止锂亚电池钝化的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种防止锂亚电池钝化的方法及系统，所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源；所述方法包括如下步骤：通过检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值时，通过控制开关关闭第一电源供电；开启用电系统的大电流工作模块，使其需要的电流与锂亚电池去激活需要的电流对应，一次性激活锂亚电池。本发明提出的防止锂亚电池钝化的方法及系统，通过对锂亚电池一次性放电，可缓解或避免钝化膜的生成，从而避免有电放不出的现象。
Description
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种防止电池钝化的方法，尤其涉及一种防止锂亚电池钝化的方法；此外，本发明进一步涉及一种防止锂亚电池钝化的系统。
背景技术
锂亚电池作为现代智能仪表(主要指智能型水、电、气、热表计)主流电源。锂亚电池固有其他化学电源没有的独特优势；如高且稳定的工作电压；温度使用范围广；高能量密度；保质期长；无污染。但是锂亚硫酰氯电池存在电压滞后的缺点。
影响电压滞后的原因是由于金属锂与二氯亚砜相接触后在其正极表面形成致密的氯化锂薄膜。这层膜一定程度上减缓了锂与二氯亚砜之间的继续快速化学反应，由于电池在放电中产生微量杂质和单只硫的残留物沉积在碳孔的表面，从而得出一个结论：“贮存时间越长，贮存温度越高，这层膜越厚。”由于氯化锂膜是离子导体，不传导电子，那么贮存后的电池重新大电流使用时必须在消除这层膜后，才能正常输出较大的电流，保证较高工作电压。在破除钝化膜过程中内阻值较大，接上用电器或电阻后就出现电压瞬时间下降较低。几秒后电压在逐渐上升。这是正常的好现象，不要担心电池是否没有电了。这是锂亚电池的特性。在电化学界称之“电压滞后”，电池滞后的程度与电池存储时间长短、储存温度和使用电流的大小以及电池的含水量、电液纯度都有这密切的关系。电池贮存时间越长，贮存温度越高，电流越大，电池越滞后，负载电压就越低。电池滞后是可以从根本上解决的。在电池中添加一些活性较高的添加剂，电池钝化膜是没有了，电池长时间处于高度活性状态。电池的自放电就变大了。电池的使用和存储寿命就降低了。总之电池的钝化膜具有两面性，只要使用者和厂家多交流探讨，不是克服不了的问题。
在采用一次性锂亚电池作为备用电源的供电系统中。比如在无线燃气表中，干电池作为主供电源，一次性锂亚电池作为备用电源，当干电池供电正常时，使用干电池的电量；当干电池没有电时，为了保证无线通讯的正常进行，采用锂亚电池供电。由于锂亚电池是预装在燃气表内的，为了保证锂亚电池的寿命，需选择自放电非常小的锂亚电池。
一般常规的长寿命电池，会受到锂亚电池(锂/亚硫酰氯)特有的钝化膜的影响，在长期放置(或不工作)后，突然使用会出现电压降低，无法放出电流的情况，造成电池看上去已经失效。
长寿命常规的锂亚电池(锂/亚硫酰氯)，会受其特有的钝化膜的影响，钝化膜的产生是电池中的电解液与锂金属层产生的阻碍其继续进行化学反应的膜层，因此锂亚电池的自漏电非常低，好象浓硫酸也可以放在铁罐中一样。正是这个缘故，锂亚电池在长期放置或不工作(如长期休眠状态)之后，突然使用会出现瞬间电压急剧降低，无法放出较大电流的情况(对于小电池甚至毫安级电流都放不出)，造成电池看上去已经失效，即所谓“电压滞后”现象。如图1所示。
“电压滞后”现象在很多领域，尤其是需要快速响应的应用领域造成很大的局限，严重时会造成设备关机或无法启动。而且无法在电路上消除锂亚电池特有的钝化膜，这是因为随着时间的推移和周围环境的影响，电池内阻的不断上升，钝化膜的影响表现不尽相同，理论上没有固定办法从外部电路上予以消除。钝化膜的存在会使整个系统无法达到理想的应用效果，甚至会看上去电池已经失效。
锂亚电池一旦钝化，激活复杂。激活是指电池存储产生钝化膜后，需要根据钝化膜厚度、存储期长短和电池型号等诸多因素，对不同电池相应进行相应时间和相应电流的持续放电，以消除钝化现象，恢复电池放电能力。
常规的解决办法为，在锂亚电池上并联一个法拉电容，容量通常在100个法拉以下，使得锂亚电池小电流放电，不会出现受钝化膜影响电压降低的现象。此解决方案中需要并联一个超级法拉电容，增加了系统的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种防止锂亚电池钝化的方法，只在锂亚电池需要工作时才激活，锂亚电池的放电少，可延长锂亚电池的使用寿命。
此外，本发明还涉及一种防止锂亚电池钝化的系统，只在锂亚电池需要工作时才激活，锂亚电池的放电少，可延长锂亚电池的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种防止锂亚电池钝化的方法，所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源；
所述方法包括如下步骤：
S1、通过检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值V1时，通过激活控制开关使锂亚电池和大电流放电电路导通，并计时；
S2、当计时到设置值T1时，控制开关打开锂亚电池给系统供电；
S3、检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压高于设定值V2时，关闭锂亚电池通道。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中，大电流放电电路的放电电流和锂亚电池去激活需要的电流相同；
所述步骤S2中设置值T1为锂亚电池在放电电流的情况下去激活需要的时间。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中第一电源电压设定值V1为第一电源存储能量接近释放完时的电压；
所述步骤S3中第一电源电压设定值V2为新的第一电源的初始电压。
作为本发明的一种优选方案，所述用电系统为水表或燃气表或电表。
作为本发明的一种优选方案，所述第一电源为干电池。
一种防止锂亚电池钝化的系统，所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源；
所述系统包括：检测电路、控制开关、激活控制开关，大电流放电电路、用电系统；
所述检测电路用以检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值V1时，通过激活控制开关使锂亚电池和大电流放电电路导通，并计时；当第一电源电压高于设定值V2时，关闭锂亚电池通道；
所述控制开关用以选择第一电源或第二电源给用电系统供电；
所述激活控制开关用以导通和关断第二电源和大电流放电电路。
作为本发明的一种优选方案，所述大电流放电电路的放电电流和锂亚电池去激活需要的电流相同。
作为本发明的一种优选方案，所述用电系统为水表或燃气表或电表，所述第一电源为干电池。
本发明的有益效果在于：本发明提出的防止锂亚电池钝化的方法及系统，通过控制电路，在每段时间内让锂亚电池工作一段时间，锂亚电池工作时就会有持续放电，达到激活式锂原电池的作用。通过锂亚电池一次性放电，可缓解或避免钝化膜的生成，从而避免有电放不出的现象。
附图说明
图1为锂亚电池电压滞后现象的原理图。
图2为本发明防止锂亚电池钝化的系统的示意图。
图3为本发明防止锂亚电池钝化的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
本发明揭示了一种防止锂亚电池钝化的方法，所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源。所述第一电源可以为干电池等电源。所述用电系统可以为水表或燃气表或电表。
请参阅图2、图3，所述方法包括如下步骤：
【步骤S1】通过检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值V1(接近耗尽、但没有耗尽)时，通过激活控制开关使锂亚电池和大电流放电电路导通，并计时。其中，大电流放电电路的放电电流和锂亚电池去激活需要的电流相同；第一电源电压设定值V1为第一电源存储能量接近释放完时的电压。
【步骤S2】当计时到设置值T1时，控制开关打开锂亚电池给系统供电。其中设置值T1为锂亚电池在放电电流的情况下去激活需要的时间。
【步骤S3】检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压高于设定值V2时，关闭锂亚电池通道。第一电源电压设定值V2为新的第一电源的初始电压。
以上介绍了本发明防止锂亚电池钝化的方法，本发明在揭示上述方法的同时，还揭示一种防止锂亚电池钝化的系统。
请参阅图2，所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源。
所述系统包括：检测电路、控制开关、激活控制开关，大电流放电电路、用电系统。所述检测电路用以检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值V1时，通过激活控制开关使锂亚电池和大电流放电电路导通，并计时；当第一电源电压高于设定值V2时，关闭锂亚电池通道。所述控制开关用以选择第一电源或第二电源给用电系统供电。所述激活控制开关用以导通和关断第二电源和大电流放电电路。所述大电流放电电路的放电电流和锂亚电池去激活需要的电流相同。
综上所述，本发明提出的防止锂亚电池钝化的方法，通过检测电路，当检测到干电池电压接近耗尽时(但没有耗尽)，通过控制开关关闭干电池供电。而后开启系统的大电流工作模块，使其需要的电流正好和锂亚电池去激活需要的电流相同，一次性激活锂亚电池；控制开关打开锂亚电池给系统供电。当锂亚电池还没有完全激活时，系统需要大电流，可通过控制开关开启干电池。此方法只有在锂亚电池需要工作时才激活，锂亚电池的放电少，可延长锂亚电池的使用寿命。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (8)
1.一种防止锂亚电池钝化的方法，其特征在于：
所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源；
所述方法包括如下步骤：
S1、通过检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值V1时，通过激活控制开关使锂亚电池和大电流放电电路导通，并计时；
S2、当计时到设置值T1时，控制开关打开锂亚电池给系统供电；
S3、检测电路检测第一电源的电压，当第一电源电压高于设定值V2时，关闭锂亚电池通道。
2.根据权利要求1所述的防止锂亚电池钝化的方法，其特征在于：
所述步骤S1中，大电流放电电路的放电电流和锂亚电池去激活需要的电流相同；
所述步骤S2中设置值T1为锂亚电池在放电电流的情况下去激活需要的时间。
3.根据权利要求1所述的防止锂亚电池钝化的方法，其特征在于：
所述步骤S1中第一电源电压设定值V1为第一电源存储能量接近释放完时的电压；
所述步骤S3中第一电源电压设定值V2为新的第一电源的初始电压。
4.根据权利要求1所述的防止锂亚电池钝化的方法，其特征在于：
所述用电系统为水表或燃气表或电表。
5.根据权利要求1所述的防止锂亚电池钝化的方法，其特征在于：
所述第一电源为干电池。
6.一种防止锂亚电池钝化的系统，其特征在于：
所述锂亚电池作为第二电源为用电系统供电；为所述用电系统供电的电源还包括第一电源；
所述系统包括：检测电路、控制开关、激活控制开关，大电流放电电路、用电系统；
所述检测电路用以检测第一电源的电压，当第一电源电压低于设定值V1时，通过激活控制开关使锂亚电池和大电流放电电路导通，并计时；当第一电源电压高于设定值V2时，关闭锂亚电池通道；
所述控制开关用以选择第一电源或第二电源给用电系统供电；
所述激活控制开关用以导通和关断第二电源和大电流放电电路。
7.根据权利要求6所述的防止锂亚电池钝化的系统，其特征在于：
所述大电流放电电路的放电电流和锂亚电池去激活需要的电流相同。
8.根据权利要求6所述的防止锂亚电池钝化的系统，其特征在于：
所述用电系统为水表或燃气表或电表，所述第一电源为干电池。
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