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如何给Victron电池充电？

时间：2023-02-02 14:38:22 点击：次

如何给Victron电池充电？

在许多方面，电池的行为就像人一样。它感受到给予的善意并提供给予的关怀。就好像电池有感情，会回报所赐的恩情。但也有例外，任何养家糊口的父母都知道；所给予的慷慨不一定总能带来预期的回报。

要成为一名优秀的保管员，您必须了解电池的基本需求，这是学校不教授的科目。本节介绍当电池是新电池时该怎么做，如何为其提供正确的“食物”以及将电池组搁置一段时间时该怎么做。第 7 章还探讨了携带电池乘飞机旅行时的限制，以及在电池使用寿命结束后如何处理它们。

正如一个人的预期寿命无法在出生时预测一样，我们也无法在电池上标注日期。有些狼群活到高龄，而另一些狼群则英年早逝。不正确的充电、苛刻的放电负载和受热是电池最大的敌人。尽管有多种方法可以保护电池，但并非总能达到理想状态。本章讨论如何充分利用我们的电池。

启动新电池

并非所有可充电电池在新时都能提供额定容量，它们需要格式化。虽然这适用于大多数电池系统，但锂离子电池制造商并不同意。他们说锂离子电池在出生时就已准备就绪，不需要启动。虽然这可能是真的，但用户报告说，在长时间存储后循环使用会增加一些容量。

“格式化和启动之间有什么区别？” 人们问。两者都解决了未优化的容量问题，并且可以通过循环进行改进。格式化完成了电池循环使用过程中自然发生的制造过程。一个典型的例子是铅基和镍基电池，在完全格式化之前会随着使用而改善。另一方面，启动是一种调节循环，作为一项服务应用，以提高电池在使用期间或长时间存放后的性能。启动主要涉及镍基电池。

铅酸

格式化铅酸电池是通过充电，然后放电和充电来实现的。这是在工厂完成的，并作为常规使用的一部分在现场完成。专家建议，不要先对新电池进行重负荷放电，而应逐渐使用适度放电，就像运动员进行举重或长跑训练一样。然而，这对于车辆和其他用途中的启动电池可能是不可能的。铅酸通常在 50 到 100 次循环后达到最大容量潜力。图 1说明了铅酸的使用寿命。

铅酸的寿命 — 图 1：铅酸的寿命

新的铅酸电池可能无法完全格式化，只有在 50 次或更多次循环后才能发挥全部性能。格式化发生在使用过程中；不建议故意循环，因为这会不必要地消耗电池。

深循环电池在新时约为 85%，在完全格式化后将增加到 100%，或接近满容量。使用电池分析仪测试时，有些异常值低至 65%。问题是，“这些表现不佳的人在格式化后会恢复并站起来对抗他们更强的兄弟吗？” 一位经验丰富的电池专家表示，“这些电池会有所改善，但它们是最先失效的。”

启动电池的功能在于提供高负载电流以启动发动机，并且此属性从一开始就存在，无需格式化和启动。令许多驾车者惊讶的是，启动器电池的容量可以衰减到 30%，但仍然可以启动发动机；然而，进一步下降可能会让司机在某个早上陷入困境。另见BU-904：如何测量容量）

镍基

制造商建议在新电池和长期存放后对镍基电池进行 16-24 小时的涓流充电。这允许电池相互调整并使它们达到相等的充电水平。缓慢充电还有助于重新分布电解液，以消除隔膜上可能因重力产生的干点。

镍基电池在出厂时并不总是完全格式化的。通过正常使用或使用电池分析仪进行几次充电/放电循环即可完成格式化过程。达到满容量所需的循环次数因电池制造商而异。优质电池在 5-7 次循环后性能符合规格，而低成本替代品可能需要 50 次或更多次循环才能达到可接受的容量水平。

当用户希望新电池开箱即用时，缺少格式化会导致出现问题。将电池用于关键任务应用的组织应通过放电/充电循环验证性能，作为质量控制的一部分。自动电池分析仪 (Cadex) 的“初始”程序应用尽可能多的循环以获得满容量。

当镍基电池存放几个月后，循环还可以恢复损失的容量。存储时间、充电状态和电池存储温度决定了恢复的难易程度。存储时间越长，温度越高，恢复全部容量所需的循环次数就越多。电池分析仪有助于启动功能并确保达到所需的容量。

锂离子

一些电池用户坚持认为，锂离子电池在储存后会在阴极上形成一层钝化层。也称为界面保护膜(IPF)，据说该层会限制离子流动，导致内阻增加，在最坏的情况下会导致锂电镀。众所周知，充电和更有效的循环会溶解该层，一些电池用户声称在智能手机的第二个或第三个循环后获得了额外的运行时间，尽管数量很少。

科学家们并不完全了解该层的性质，关于该主题的少数已发表资源仅推测循环性能恢复与钝化层的去除有关。一些科学家断然否认 IPF 的存在，称该想法具有高度推测性，与现有研究不一致。无论锂离子钝化的结果如何，都无法与需要定期循环以防止容量损失的 NiCd 电池的“记忆”效应相提并论。症状可能看起来相似，但机制不同。这种效果也无法与铅酸电池的硫酸化相提并论。

在阳极上堆积的众所周知的层是固体电解质固体电解质界面 (SEI)。SEI 是一种电绝缘体，但具有足够的离子导电性，可以让电池正常工作。SEI层在降低容量的同时，也起到了保护电池的作用。没有 SEI，锂离子电池可能无法获得它的长寿。（参见BU-307：电解质如何工作？）

SEI 层的形成是形成过程的一部分，制造商非常小心地做到这一点，因为批量工作会导致永久性容量损失和内阻升高。该过程包括多个循环、高温浮充电和可能需要数周才能完成的休息期。该形成期还提供质量控制并协助电池匹配，以及通过测量休息后的电池电压来观察自放电。高自放电暗示杂质是潜在制造缺陷的一部分。

电解液氧化(EO) 也出现在阴极上。这会导致永久性容量损失并增加内阻。没有任何补救措施可以去除一旦形成的层，但电解质添加剂可以减轻影响。在升高的温度下将锂离子电池保持在 4.10V/电池以上的电压会促进电解质氧化。现场观察表明，与严酷的循环相比，热量和高压的结合对锂离子电池的压力更大。

锂离子是一种非常清洁的系统，出厂后不需要额外的启动，也不需要镍基电池那样的维护水平。额外的格式化几乎没有什么区别，因为最大容量从一开始就可用（例外情况可能是长时间存储后容量增加很小）。一旦电池电量耗尽，完全放电不会提高容量——低容量表示寿命结束。放电/充电可以校准“智能”电池，但这对改进化学电池几乎没有作用。（请参阅BU-601：智能电池的内部工作。）建议为新锂离子电池充电 8 小时的说明被注销为“老派”，这是旧镍电池时代的遗留物。

不可充电锂电池

锂亚硫酰氯 (LTC) 等原锂电池受益于储存中的钝化。钝化层是电解质、锂阳极和碳基阴极之间反应的一部分而形成的薄层。（请注意，一次锂电池的阳极是锂，阴极是石墨，与锂离子相反。）

如果没有这一层，大多数锂电池将无法工作，因为锂会导致快速自放电并迅速降低电池性能。电池科学家甚至说，如果没有氯化锂层的形成，电池就会爆炸，钝化层是电池存在和储存 10 年的原因。

温度和充电状态促进钝化层的形成。与保持低电量的 LTC 相比，充满电的 LTC 在长期存储后更难去钝化。虽然 LTC 应储存在低温下，但去钝化在温暖时效果更好，因为增加的热导率和离子流动性有助于该过程。

警告	请勿对电池施加物理压力或过热。因搬运不慎引起的爆炸已对工人造成严重伤害。

当首次向电池施加负载时，钝化层会导致电压延迟，图 2显示了受不同钝化水平影响的电池的下降和恢复。电池 A 表现出最小的电压降，而电池 C 需要时间来恢复。

图 2：向钝化电池施加负载时的电压行为^[1]
电池 A 有轻微钝化，B 需要更长的时间才能恢复，C 受影响最大。

消耗非常低电流的设备中的 LTC，例如用于道路收费或计量的传感器，可能会形成钝化层，从而导致故障，而热量会促进这种生长。这通常可以通过添加一个与电池并联的大电容器来解决。已经形成高内阻的电池仍然能够为电容器充电以提供偶尔的高脉冲；两者之间的待机时间专门用于为电容器充电。

为了在储存期间帮助防止硫酸盐化，一些锂电池出厂时带有一个 36kΩ 电阻器作为寄生负载。稳定的低放电电流可防止该层变得过厚，但这会缩短储存寿命。在使用 36kΩ 电阻存储 2 年后，据说电池仍有 90% 的容量。另一种补救措施是连接一个在储存期间施加周期性放电脉冲的装置。

并非所有原锂电池在安装在设备中和施加负载时都会恢复。电流可能太低而无法逆转钝化。设备也可能会因充电状态低或有缺陷而拒绝钝化电池。这些电池中的许多可以通过施加受控负载使用电池分析仪 (Cadex) 进行制备。然后，分析仪会在现场使用电池之前验证功能是否正常。

去钝化所需的放电电流为1C至3C的C倍率（额定容量的1至3倍）。施加负载时电池电压必须恢复到3.2V；服务时间通常为 20 秒。该过程可以重复，但不应超过 5 分钟。负载为 1C 时，正常工作的电池电压应保持在 3.0V 以上。降至 2.7V 以下意味着寿命终止。（参见BU-106：原电池）

这些锂金属电池锂含量高，必须遵守比相同 Ah 的锂离子电池更严格的运输要求。（参见BU-704a：空运锂基电池）由于比能量高，处理这些电池时必须特别小心。

警告	硫酸会对皮肤接触造成严重伤害，如果溅入眼睛会导致永久性失明。吞咽硫酸会造成不可逆转的损害。当对 SLA 进行过压充电时，必须应用电流限制来保护电池。始终将电流限制设置为最低实用设置，并在充电期间观察电池电压和温度。如果出现破裂、电解液泄漏或任何其他接触电解液的原因，请立即用水冲洗。如果发生眼睛接触，用水冲洗 15 分钟并立即就医。接触电解液、铅和镉时，请戴上认可的手套。一旦接触到皮肤，立即用水冲洗。

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