電池的充電法則

電池的充電方式會影響到電池的性能和壽命，當使用過大的充電電流時，電 池的化學反應不及，使得電池內阻增加，造成電池溫度的急遽上升，使用不當則 會傷及電池內部的材料；反之，若充電電流太小，則需較長的充電時間，使用上 十分不方便。因此，欲發揮電池的最大效能，且不需要太長的時間對電池充電，

則電池的充電方法就顯得十分重要。

電池的充電方法有定電壓（CV）充電法、定電流（CC）充電法、混合定電流

／定電壓（CC／CV）充電法以及脈衝充電法（CP）等。一般市面上較常使用之 充電方法大多為定電壓充電法與定電流充電法兩種，主要原因在於充電器之電路 結構簡單，設計亦較容易，但此兩種方法亦存在兩個主要的問題，定電壓充電法 在充電初期電流較大，除了會造成蓄電池的溫度升高外，電池極板也容易損壞，

而定電流充電法則是充電時間過長。脈衝充電法由於在充電過程中可提供充電休 息時間，使電池電解液獲得緩和的時間，故可採用較大電流進行充電，以縮短蓄 電池的充電時間，以下將分別介紹上述所提的充電法則。

2.3.1 定電壓充電法

如圖 2-9 所示，定電壓充電法的原理是利用定電壓源對電池進行充電，其優點 為電路架構簡單及控制電路設計容易。在定電壓充電模式下，充電電流會隨著電 池充飽的程度而降低，當電池充飽後，充電器自動進入浮充(Float charging)模式，

讓電池保持在充飽的狀態。此法在充電初期時，因電池端的電壓較低，造成初始 充電電流過大，因而容易使電池的極板損壞及蓄電池本身溫度升高，以致縮短蓄 電池的壽命。欲改善此缺點，可採用多段電壓充電法，亦即充電初期先以較低之 充電電壓進行充電，待電池端的電壓上升後，再將充電電壓提昇[5,27-30]。

定電壓充電模式

電流

電壓浮充模式

時間

電池電壓/電流

圖2-9 定電壓充電法曲線圖 2.3.2 定電流充電法

如圖 2-10 所示，定電流充電法是以一固定電流對電池充電，此法與定電壓充 電法相同的是，當電池充飽後，充電器須轉換為滴流充電模式以避免電池過充而 損壞。相較於定電壓充電法，此法可以在短時間內將電池充飽，但是必須注意電 池的充電程度，因為充電器會一直提供定電流給電池進行充電，所以當電池充飽 後，若不立即停止充電或切換至滴流充電模式，則會造成電池過度充電，使電池

的極板損壞，減少電池的壽命[5,27-30]。

此外，充電電流通常以容量為計算單位，以 YUASA NP7-12 的鉛酸電池為例，

其額定容量為7AH，若以 7 安培（1C）的電流充電，理論上此蓄電池可在 1 小時 充飽。但為了避免電池因大電流充電而傷即電池的內部材料，目前電池廠所建議 的最大充電電流為1.75 安培（0.25C）左右。

時間 電壓

定電流

電池電壓/電流 滴流充電

圖2-10 定電流充電法曲線圖 2.3.3 混合定電流╱定電壓充電法

由上述得知，定電壓與定電流充電法各有其優缺點，為了改善此兩種方法的 缺點，於是定電流／定電壓充電法被提出來，此充電方法可以明顯的減少充電時 間，也因具有定電壓充電法之自我調節電流的功能，不會造成電池過充的情形 [5,27-30]。如圖 2-11 所示，充電初期採用定電流模式，由於電池在電量較少時對 電流的接受度較高，此時可將大部分釋放的能量快速的補回，當此模式一直進行 到電池電壓到達設定電壓時，充電器會轉換為定電壓充電模式繼續充電，此時稱 為均充模式，待電池充飽後，充電器會自動轉換為浮充模式，讓電池維持在充飽 電的狀態。

時間

定電流 定電壓

電流 電壓

浮充

電池電壓/電流

圖2-11 混合定電流／定電壓充電法曲線圖

2.3.4 脈衝充電法

脈衝充電法是以週期性脈衝電流對電池充電，如圖 2-12 所示，此法因為有一 段停止充電的時間，使得電池內之電解液可以利用這段時間獲得較均勻的擴散，

因此充電的能量能充分的由化學能轉換成電能，故此充電效率較前述之方法為高 [27-30]。

由於密閉式的鉛酸電池僅添加剛好足夠的電解液，因此任何形式的電解液損 失均會造成電池容量的下降，所以在充電過程中不宜用過高的電流對電池充電，

以避免過高的電流使電解液的汽化速度超過氣體的吸收速度。所以在實驗設計 時，對於充電電流與頻率都需要加以規範，以確保電池能適度充飽又不至於傷害 到電池。

脈衝充電電流

電池休息時間

時間

電池電流

電池充電時間

圖2-12 脈衝充電法曲線圖