蓄电池充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。
对长期不用的或新电池充电时,一开始就采用快速充电,会影响电池的寿命。因此,这种电池应先用小电流充电,使其满足一定的充电条件,这个阶段称为预充电。
快速充电就是用大电流充电,迅速恢复电池电能.快速充电速率一般在1C以上,快速充时间由电池容量和充电速率决定.
为了避免过充电,一些充电器采用小电流充电。镍锅电池正常充电时,可以接受C/10或更低的充电速率,这样充电时间要10h以上.
采用小电流充电,电池内不会产生过多的气体,电池温度也不会过高。只要电池接到充电器上,低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。电池采用小电流充电时,电池内产生的热量可以自然敞去。
涓流充电器的主要问题是充电速度太慢,例如,容量为lAh的电池,采用C/10充电速率时,充电时间要10h以上。此外,电池采用低充电速率反复充电时,还会产生枝晶。大部分涓流充电器中,都没有任何电压或温度反馈控制,因而不能保证电池充足电后,立即关断充电器。
快速充电分恒流充电和脉冲充电两种,恒流充电就是以恒定电流对电流充电,脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。然后让电池放电,如此循环。电池脉冲的幅值很大、宽度很窄。通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的3倍左右。虽然放电脉冲的幅值与电池容量有关,但是,与充电电流幅值的比值保持不变,充电过程中,镍福电池中的氢氧化镍还原为氢氧化亚镍,氢氧化铺还原为铺。在这个过程中产生的气泡,聚集在极板两边,这样就会减小极板的有效而积,使极板的内阻增大。由于极板的有效而积变小,充入全部电量所需的时间增加。
加入放电脉冲后,气泡离开极板并与负极板上的氧复合。这个去极化过程减小了电池的内部压力、温度和内阻。同时,充入电池的大部分电荷都转换为化学能,而不会转变为气体和热量。
充放电脉冲宽度的选择应能保证极板恢复原来的晶体结构,从而消除记忆效应。采用放电去极化措施后,可以提高充电效率并且允许大电流快速充电。
采用某些快速充电止法时,快速充电终止后,电池并未充足电。为了保证充入100%的电量,还应加入补足充电过程.补足充电速率一般不超过0. 3C.在补足充电过程中,温度会继续上升,当温度超过规定的极限时,充电器转入涓流充电状态。
存放时,镍锡电池的电量将按C/30到C/50的放电速率减小,为了补偿电池因自放电而损失的电量,补足充电结束后,充电器应自动转入涓流电过程。涓流充电也称为维护充电。根据电池的自放电特性,涓流充电速率一般都很低。只要电池接在充电器上并且充电器接通电源,在维护充电状态下,充电器将以某一充电速率给电池补充电荷,这样可使电池总处于充足电状态.
铅酸蓄电池现为世界上产量最大的电池产品,生产量占全部电池总量的50%,占充电电池的70%,是当代社会不可缺少的产品,既便是欧美日等世界上最发达的国家和地区,至今也仍大量生产和使用铅酸蓄电池。
铅酸蓄电池的生产过程由于使用了铅酸两种物质,具有一定的污染,但其污染所造成的危害并非象有些媒体所报道的那么严重。
成效显著规范逐步完善
近十几年,随着国家环保法规的逐步健全和从业人员对自身健康的重视,蓄电池生产企业已经越来越重视对环保的投入,特别是国家质检总局在蓄电池行业实施生产许可证制度后,将铅酸蓄电池生产过程中的环保不达标列为否决项,任何设施不健全,或虽有设施,但环境监测不合格的企业均将被否决,从而失去生产该类产品的资格。
《铅酸蓄电池产品生产许可证实施细则》(第二版)再次对环境设施提出明确要求,并规定地方环保部门对企业环境监测合格为企业通过生产许可证现场审查的先决条件,详细规定了环境监测报告所必须包括的内容,凡不符合规定者,皆不能通过现场审核。
因此,蓄电池行业生产过程中污染问题更引起企业的高度重视。事实上,铅酸蓄电池行业的污染通过治理完全可以达到国家规定的排放标准要求,生产许可证实施4年来已有1100多个企业获得生产许可证就足以说明蓄电池行业的环境保护已经有了很大转变。且铅酸蓄电池产品的服务对象均为重要领域和环保型产业,如为减轻污染改善大气环境正在实施的风光发电系统,城市电动公交车、电动助力车及未来的电动汽车等,而且铅酸蓄电池在使用环节释放的是氢气和氧气,而非人们误认为的硫酸,因此,从使用环节讲,铅酸蓄电池堪称绿色能源。
目前对环境危害比较严重的是废旧蓄电池的拆解和冶炼,这一环节由于没有国家部委一级的强力干预,仅靠地方有关部门去管理,确实监管不到位,具有一定经济规模的大的再生铅企业,在环保上做了很大的投入,有的甚至实现了在线监测,而小的冶炼厂则设施过于简陋,甚至不设任何的环保设施,尤其在安徽等地的一些小作坊的手工拆解和冶炼,不仅对环境造成严重危害,而且也对从业人员的健康构成危害,且资源的综合利用率低,也正因为如此,国家环保局已将废旧铅酸蓄电池回收再生的污染控制列为正式工作,《废铅酸蓄电池收集和处理控制规范》、《清洁生产、废铅酸蓄电池回收业》的初稿已经完成,正在进一步修改完善中,如果能将其列为强制性标准,势必对废旧铅酸蓄电池的收集、处理起到规范作用。几点建议:铅酸蓄电池制造业应进一步增强环保意识,自觉的完善相应的环保设施,完善节能减排的相应措施,并建立健全员工的职业病防治体系,对社会、对人类的生存环境负责。
蓄电池制造和回收业的废气、废水的排放均有相应的国家标准〔《污水综合排放标准》(GB8987)、《大气污染物综合排放标准》(GB16297)〕,工作场地也有污染物接触限值标准〔《工作场所有害因素接触限值》(GBZ2-2002)〕,而且这些标准的限制指标与发达国家的标准基本相同,只要环保和卫生防疫部门依据标准,切实加强管理,对环保不达标的企业限期整改,甚至责令停产,铅酸蓄电池生产环节的污染问题就能得到较大的改善。
对废旧蓄电池的回收、拆解、再生过程加强控制,首先要完善与之相关的法令、法规,可以借鉴欧美的谁产生、谁回收,集中处理的模式,生产者、销售者负责回收废旧蓄电池,由专门的冶炼企业集中冶炼。
对废旧蓄电池再生企业加强管理,淘汰落后的生产手段,鼓励湿法回收技术的推广,建议按省级行政区域设立1~2个符合环保要求的大的处理中心,集中处理,减少污染范围(集中度太大也不行,固废物运输半径不宜过大,原则上不准跨地区运输)。
相信只要我们的企业真正提高环保意识,我们的相关主管部门确实责任到位,再辅之以生产许可证等市场准入制度的配合,我国蓄电池制造及回收业的环境污染问题一定会有一个彻底改变。
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