浅谈镉镍蓄电池的正确使用

高清伦，刘雨田，赵江波

(石家庄机械化步兵学院，河北石家庄050083)

0 引言

为了满足便携式设计的要求，适应野战条件下使用，我军大量配备了各种型号的镉镍蓄电池，现在许多便携式电台均采用镉镍蓄电池组进行供电。因此，掌握镉镍蓄电池的正确使用方法非常重要。如果使用方法不正确，就不能发挥蓄电池应有的效能，不仅会影响蓄电池的使用寿命，还会影响装备战斗力的正常发挥。

1 消除蓄电池的“记忆效应”

很多人都感到没用多长时间电池的容量就降低了，这主要是因为镉镍电池产生了“记忆效应”。在使用中，如果镉镍电池频繁的轻度放电，也就是说一个充满电量的电池没有充分放电便又继续充电，时间长了正负极物质的活化受影响，就会导致镉镍电池的放电时间变短，容量下降。这种现象叫做“记忆效应”。通过对正常充好电的电池进行放电试验，可以作出图1所示的放电曲线。

从图1看出，电池在放电过程中基本保持电压稳定，但是过了这段时间后电压将明显下降。假设电池的正常放电时间为tN，电池在使用中的放电时间为t1(通常t1＜tN)，相当于有tN－ t1时间的电量Q没有被使用，这个过程长时间的重复，电池由于势垒作用会出现“记忆”现象，表现为使用时间超过t1，电池就会“没电”，此时电池的放电曲线如图2所示。因此使用镉镍电池最好先根据电池的容量，计算一下电池的大约使用时间，可以这样来粗略计算:设电池的正常电量为Q，使用时电池供给装备的电流为Id，则使用时间大约为tN=Q/Id。这里电池供给装备的电流可按电器消耗功率除以电池电压(每节镉镍电池以1.2 V)计算，经过这样估计便可以有效地使用电池。

图1 正常放电曲线

对于已经出现“记忆效应”的电池，可以采取多次重复深度放电的方法来恢复电池的容量。具体做法是:在25±10℃温度下，对圆柱型单个电池用0.1倍率电流充电14 h左右，终止电压不大于1.50 V，然后用0.2倍率电流放电至终止电压1.0 V，经过2～3次循环充放电后电池容量可恢复正常。在实际中，为简便也可将电池直接安装在装备上，利用开机状态进行连续放电至终止电压后再充电，重复多次即可。连续几次便可以消除电池的“记忆”现象，但经过几次放电后不能正常供电，说明电池已经报废。

2 尽可能采取慢充电的方式充电

绝大多数充电器以每节镉镍电池充电到1.38 V(电池空载)为界来控制充电器的工作状态，这是不正确的。因为恒压充电时电池内阻是变化的，充电电流在变小而电池电压很快达到1.38 V左右，电量并没有充足，这样的电池使用一段时间后就充不上电，缩短了寿命。对出现这种现象的电池，应采取慢充的方式充电。

3 适时检测充电电池的温度，控制充电器的工作状态

对电池充电时，一旦电池电量被充足，剩下的时间充电器的输出将全部转化在电池发热上，合理的方法应通过检测电池的温度来控制充电器的工作状态，在电池温度达到40℃时切断充电器的输出。所以在充电器电路中，增加温度检测电路来控制充电器的工作状态对保护蓄电池非常重要。

4 消除单节电池对电池组充电的影响

新的充电电池组合成串联块时，一般按常规容量0.1倍率的电流进行充、放电数次后再投入使用。但实际上不论采用多么先进的全自动充电器，经一段时间后仍会发现有个别电池出现反常现象。即电池组中有个别电池电压会变的很低(接近零伏)，甚至有的电池还会出现电压极性倒置的现象。久而久之，这只电池必然失效，最后导致电池组中的其它电池也会逐个出现上述现象而损坏。究其原因，主要是这些电池的内阻不一致，在使用过程中又会出现不同程度的过放、过充，使某个内阻增大的电池首先损坏。

设电池组由A、B、C、D四只电池组成，其放电电流方向如图中箭头所示。图3为正常放电过程(即电池内阻基本一致并远低于负载电阻)，在放电过程中，假设B电池内阻增大，甚至超过负载电阻R，放电时就会出现图4所示的现象，即A、D、C三只电池对B电池的极性进行反充电，时间稍久，B电池的极性就会颠倒而损坏。笔者在试验过程中，对图3所示的电池在线一一进行测量时发现，放电过程中各单只电池的电压大多不一致，而且总会有一只电池的电压首先加速降低，最后从零转为负值(即极性颠倒)。如果将其更换为一只新电池，由于内阻仍然不同，又会加剧上述现象的重复发生，给使用过程中带来无尽的困扰。经过反复试验研究，对充电电池的组合使用总结了几点经验。

图3 正常放电示意图

图4 B电池内阻增大的放电示意图

(1)在使用组合电池时，要经常检测单个电池的电压，若发现明显偏低的电池及时取下，单独进行处理。

(2)在充电前进行放电时要随时监控每节电池的电压，若发现有急剧下降到0.8 V以下的，要立即换下，单独进行处理。

(3)电池组中有问题的电池全部单独进行处理。

a.单独放电:放至电压为0.9～1 V时暂停，大多数电池在停止放电后数秒钟又会恢复到1.2 V左右，要反复多次进行放电，直至用万用表500 mA挡测其短路电流，质量好或放电不充分的电池表针会在某位置(如200 mA～500 mA)较长时间不动，而质量差的或放电充分的电池指针会很快降到数十毫安到偏零位为止。一般当指针快速降至数十毫安时说明电池电量基本放尽，可停放待充。

b.单独充电:内阻相差较大的电池不能组合串联进行充电，要单个独立进行，如勉强组合充电，既不能保证每个电池同时充足，更危险的是会出现个别内阻大的电池会被过充或反充而损坏。如图5所示，仍设B电池内阻RB过大，由于串联电路电流处处相等，显然RB两端电压降高于其他电池，故RB上消耗的功率也偏大，且内阻相对越大，消耗的功率也越大，因此B电池就会被首先过充发热而损坏，而其他电池却不一定能充满，应选择单独充电的方式。

图5 B电池内阻过大时的充电示意图

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