CN1828328A

CN1828328A - 镍氢电池充电监视仪

Info

Publication number: CN1828328A
Application number: CN 200510024081
Authority: CN
Inventors: 黄曾新; 叶莎莎; 孙诗琦; 徐轶飞
Original assignee: Xiangming High School Shanghai
Current assignee: Xiangming High School Shanghai
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-06

Abstract

本发明涉及一种测试仪器，具体涉及一种镍氢电池充电监视仪。目前，各种电池已在我们的日常生活中广泛应用，为此，本发明提供了一种镍氢电池充电监视仪，其由一个定时器(1)、一个充电器(2)、一个电压表(3)、一个电流表(4)、若干个电池夹(5)、若干个开关(6)组成；本发明提供的一种镍氢电池充电监视仪结构简单、电路连接方便，可较好地对镍氢电池的充电进行监视，因此具有广阔的应用前景。

Description

镍氢电池充电监视仪

技术领域

本发明涉及一种测试仪器，具体涉及一种镍氢电池充电监视仪。

背景技术

目前，各种电池已在我们的日常生活中广泛应用，其中，镍氢电池的使用最具特色，其基本原理如下：

(1)结构：在圆柱状外壳内是由薄板状的正极和负极之间夹着隔板和电解质一层层叠起并卷成螺旋状。目的是增大正极和负极面积，使化学反应容易进行，并能输出很大电流。其正极材料是羟基氢氧化镍(NiOOH)，负极材料是储氢合金并储存氢气(H₂)。电解质是氢氧化钾(KOH)碱性水溶液。由于不含汞、铅、镉等有害物质，是环保型电池。

(2)原理：储氢合金是能够贮存并释放占合金体积1000倍以上氢气的合金。氢气和储氢合金反应变成金属氢化物，并贮存在储氢合金中，它能在常温下吸收和释放氢气。

放电时，负极(储氢合金)放出带正电荷的氢离子和电解质中氢氧根离子反应生成水；正极(羟基氢氧化镍)与电解质中氢离子和从负极经导线传来的电子反应变成氢氧化镍，电解质中的水变成氢氧根离子。

充电时，负极水电解产生氢，电解质中水变成氢氧根离子，所产生氢扩散到负极储氢合金中，在氢浓度达到某种程度时会生成金属氢化物被固定下来；正极氢氧化镍与氢氧根离子反应生成羟基氢氧化镍，电解质中氢氧根离子变成水。

总之，正极与负极均发生可逆反应，电解质没有增减。

(3)特性：该电池的正常工作电压为1.2，优点是电压稳定，内阻极小，一直能输出大电流。缺点是与镍镉电池相比在相同电池容量时体积稍大，并且同样有记忆效应，即在放电时如有残存电能，还反复使用会很快不能使用，其解决办法是在电量用尽后再充电，多次后会还原。在过量充电会损坏。

保存时，应当在充电后保存，否则会降低寿命。

它有广泛用途：该电池应用于现在的数码相机、手机、笔记本电脑、立体声收录机、电动汽车、机器人等。

(4)充电方式：分为标准方式与快速方式两种。

标准方式：为考核电池充电特性而采用，用恒流，有0.1A、0.2A、0.5A，电压从1.2V上升到1.46V。

快速方式：有定电压、定周期、定出气率，用于循环工作，有定电流，定周期脉冲去极化。

①标准充电：

恒流：以5小时平电流0.2A。放电后终止电压1.2V/只(20℃)，然后以0.2A标称电流进行恒定充电，在充入量为120％前续时间电池端压上升为1.46V/只之后，当充入电池电量达到120％为充足，充电时间为5～8小时，极要注意勿造成过充电和使电池发生气胀。

②定电流：

定周期脉冲去极化方式充电，目的是为缩短充电时间和控制电池板气速率。

方式：是以恒定电流和恒定周期的脉冲充电电流对电池充电，为恒定的大电流群1～2A。每脉冲间进行一次极短的大电流放电，该放电脉冲称为极化脉冲，其幅度为3～5A。

原因：在采用大电流持续充电时，则电池极化现象会增大而使电极反应速率变慢，极化作用增大。若无去极化脉冲的作用，电池在数分钟内升温和发热，最终导致损坏。采用去极化装置，瞬时大电流放电或瞬时切断充电电流，可抑制气体发生数量，可使电池按可接受充电电流密度进行充电。

(5)过充损坏原因：OH^-有可能透过电双层而释放电子，并产生大量氧气，使电池极化电阻增大引起电池升温，电池气胀，电压负增量(0.01V，ΔV＝-10mV)。

在电池充电电压极大值的前后电压会下降10mV。其后电流几乎全部用于电解水会引起电池端电压再次升高与温度升高。

在容量上升至额定80％前温度上升缓慢；当容量上升至额定容量90％后，温度上升很快。

后果：使正、负极发生膨胀，造成活性物脱落，隔膜损坏，导电网络破坏，电池欧姆极化变大。

开路电压为1.3V，放电平均电压为1.2V，放电终止电压为1V。

采用充电后期负增量取ΔV＝-10mV，来指示充电终点，这时充电效率达85％，外壁升温低于20℃。

采用低压限流充电，限流设在1.42V，用0.2A充电，充入量可达75％。进入限流点后定压充电。采用1A电流率充电，电池端电压上升速率加快，充入量达63％就进入限流点，充电效率降低。

发明内容

镍氢电池是一种新型可反复充、放电的高能二次电池，其中A A5号电池有广泛的用途，人们对这种电池存在许多认识误区与错误用法，从而造成不能正常发挥效能甚至影响到这种电池的使用寿命。

本发明提供的一种镍氢电池充电监视仪是一种有电压表与电流表的充电器，用它可以使充电处于最佳状态，可避免发生过充电现象，本充电器是一种高级科学的充电器，可适用不同电池容量的电池，并且可判别电池的老化程度，为合理搭配电池创造了条件。

从上述镍氢电池特性可知，对镍氢电池充电器的设计要求如下：

①一般采用0.1～0.2A小电流充电效果较好。

②用“-ΔV控制法”检测充电结束时电压降低方式较可靠。

③根据标有不同电池容量的电池应有不同的充电时间，所以可装定时器。因此配有小型电压表与电流表的充电器为最佳。

为此，本发明提供的一种镍氢电池充电监视仪是由一个定时器、一个充电器、一个电压表、一个电流表、若干个电池夹、若干个切换开关组成。

其中，所述的定时器可以控制24小时，充电器能输出直流电，电压表为直流1.5V，电流表为直流0.2A。

本发明的使用方法如下：

1、先将被充电池放电至1V以下后放入电池夹内。

2、根据被充电池所标定的电池容量，根据用电流表所测出的电流后，决定定时器所定充电时间，依据是：时间(h)＝电池容量(mAh)/电流(mA)。

3、在当达到充电时间后可用电压表测量各节电池的电流与电压。

本发明提供的一种镍氢电池充电监视仪结构简单、电路连接方便，可较好地对镍氢电池的充电进行监视，因此具有广阔的应用前景。

下面，结合附图和实施例详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。

附图说明

图1为发明的电路结构示意图。

具体实施方式

如附图1所示，本发明实施例提供一种镍氢电池充电监视仪是由一个定时器1、一个充电器2、一个电压表3、一个电流表4、若干个电池夹5、若干个开关6组成。在本发明的实施例中使用两个电池夹5，两个开关6，也可按需要增加到若干的数量。

其中，所述的定时器1的一端同市电220V相连，另一端同充电器2相连，所述的充电器2的另一端可并联上若干的充电夹5进行充电，所述的充电夹5还可同一切换开关6串联，在所述的充电夹5、开关6串联电路的两端可连接一个电压表3及一个电流表4进行充电测量的监视。

本发明提供的一种镍氢电池充电监视仪中所述的定时器1可以控制24小时，所述的充电器2能输出直流电，所述的电压表3为直流1.5V，所述的电流表4为直流0.2A。

本发明提供的一种镍氢电池充电监视仪中使用方法如下：先将被充电池放电至1V以下后放入电池夹内；根据被充电池所标定的电池容量，根据用电流表所测出的电流后，决定定时器所定充电时间，依据是：时间(h)＝电池容量(mAh)/电流(mA)；在当达到充电时间后，可用电流、电压表测量各节电池的电流与电压。

Claims

1、一种镍氢电池充电监视仪，其特征在于该充电监视仪是由一个定时器(1)、一个充电器(2)、一个电压表(3)、一个电流表(4)、若干个电池夹(5)、若干个开关(6)组成；其中，所述的定时器(1)的一端同市电220V相连，另一端同充电器(2)相连，所述的充电器(2)的另一端可并联上若干的充电夹(5)进行充电，所述的充电夹(5)可同一切换开关(6)串联，在所述的充电夹(5)、切换开关(6)串联电路的两端可连接一个电压表(3)及一个电流表(4)。

2、根据权利要求1所述的一种镍氢电池充电监视仪，其特征在于所述的定时器(1)可以控制24小时。

3、根据权利要求1所述的一种镍氢电池充电监视仪，其特征在于所述的充电器(2)能输出直流电。

4、根据权利要求1所述的一种镍氢电池充电监视仪，其特征在于所述的电压表(3)为直流1.5V。

5、根据权利要求1所述的一种镍氢电池充电监视仪，其特征在于所述的电流表(4)为直流0.2A。