电池快速充电控制技术是指在保证电池容量和使用寿命的基础上,缩短充电时间,提高充电速率的一系列技术方法。1997年的这篇概述主要介绍了电池快速充电的基本原理、控制方法以及充电器的研制情况与研究方向。
快速充电的基本原理是基于对电池充放电过程中的电化学现象和问题的研究,例如美国科学家马斯提出的最低出气率理论。传统的小电流恒流充电方法充电时间较长,而快速充电技术可以大大缩短这一时间。快速充电的实施可以通过多阶段恒流充电、脉冲大电流充电等多种方法实现,其中三阶段和二阶段充电法是当时国际上比较流行的模式。
在电池快速充电的过程中,控制技术是关键。充电技术需要考虑电池的温度和内部压力,防止充电过程中电池的过充或损害。常见的控制方法包括定时控制、电池温度控制、电池电压控制和电池电压负增量控制等。这些方法的单独使用都存在一定的局限性,需要综合考虑电压、温度、时间等多个参数进行综合控制。
快速充电器的研制对于市场的应用至关重要。快速充电器的研制经历了从简单控制到使用专用集成电路的复杂过程。例如,国外的快速充电器常采用三阶段或二阶段的充电法,而国内则通常采用脉冲充电模式。
文章还提到了在电池充电过程中可能会遇到的一些问题,比如电池内部极化作用、电解液浓度变化等。这些问题的解决需要充电器能够根据电池的实际状态进行充电速率的调整,避免过充电或电池损害。这些控制技术的复杂性也意味着充电器设计的复杂性,需要考虑电池的过去经历和当前状态。
在快速充电技术的研究与应用中,电池的种类、电池化学特性和能量密度是重要的考量因素。例如,镍氢电池和锂离子电池由于它们的高能量密度和较好的耐过充放能力,在小型化、轻量化电子设备中的应用越来越广泛。
整体而言,电池快速充电控制技术的研究在当时已经取得了一定进展,但同时指出在实际应用中还存在一定的技术缺陷,这些问题可能会限制快速充电技术的广泛应用。未来的研究方向可能包括提高充电器对电池状态的识别能力,开发更精准的综合控制算法,以及探索新型电池材料和技术以提升电池本身的快速充放电能力。