電池與充電機

• 電池容量以安培小時(Ah)表示，即為固定電流放電與放電至截止電壓之時間兩者乘積。
• 通常放電率以C/T 表示，C 為該電池之額定容量，T 為放電時間。
• 密閉式鉛酸電池的額定容量是以20 小時放電率(20HR)來訂定。例如，容量為10Ah，放電率 =C / 20，即0.5A，作定電流放電可達20 小時。
• 電池容量之大小受到放電率影響，放電電流愈大，電池放電效率愈小。

放電率	20HR	10HR	5HR	3HR	1HR	1CA	3CA
容量%	100%	95%	85%	77%	60%	45%	35%

• 電池放電容量與電池溫度有關。

溫度		0℃	10℃	20℃	30℃	40℃
容量%	1HR~3CA	82%	91%	100%	106%	113%
	20HR~1HR	87%	93%	100%	105%	110%

• 電池好壞量測方法有：開路電壓、內電阻、電池容量、電池充電時的電壓/電流變化等。其中最常用的方法是測量電池的開路電壓。
• 全新電池之開路電壓應在12.9V(12V 電池)以上。經貯藏或過放電因素，電池會呈現從12.9V降到0.0V 之開路電壓。其中若出現11.58V(12V 電池)之電池，則均屬過度放電或其他原因之不良品。該電池即使再充飽電，也已經有永久傷害。
• 量測開路電壓需在電池剛充完電至少1 小時後進行。充飽的電池之開路電壓應在12.9V(12V 電池)以上，若介於12.5 ~ 12.9V(12V 電池)之間者，該電池可能尚未完全充飽，請再以適當充電器予以完全充飽電。若仍未改善，則該電池容量已減損。

• 鉛酸電池在開路狀態，內部會有自放電反應，即鉛與硫酸反應生成硫酸鉛並產生氫氣。此反應隨溫度上升而加速，其結果是容量降低及電壓下降。
• 電池經過包裝、運輸、貯存之過程，會因自放電而容量略為下降，且受溫度影響很大。貯存溫度、時間和容量關係表如下：
• 貯存溫度, 時間和容量關係表：

時間 溫度	1 個月	3 個月	6 個月	12 個月
0°C ~ 5°C	96%	93%	90%	80%
5°C ~ 20°C	92%	90%	80%	65%
20°C ~ 30°C	90%	80%	65%	50%
30°C ~ 40°C	83%	70%	50%	不可貯存

• 電池貯存超過 3 個月以上，均應補充電之後再使用。

• 鉛酸電池容量下降或電池老化後，其內電阻會升高。一般可用來判定電池的狀況。
• 內電阻量測有多種方法，所得數值往往有差距。
• 電池壽命
• 一般型：
• 待機使用電池壽命：3 ~ 5 年(於 13.8V 浮充及 25℃情況下)
• 循環使用電池壽命：200 次(100%DOD)225 次( 80%DOD)500 次( 50%DOD)
• DOD：放電深度
• 高率型：
• 待機使用電池壽命：3 ~ 5 年(於 13.8V 浮充及 25℃情況下)
• 循環使用電池壽命：225 次(100%DOD)250 次( 80%DOD)750 次( 50%DOD)

• 鉛酸電池內的極板硫酸化，系指鉛酸電池的極板上，生成白色堅硬的硫酸鉛結晶，此時將鉛酸電池進行充電，硫酸鉛非常難轉化為活性物質，電池的電容很小，無法將電流充進電池，鉛酸蓄電池極板硫酸化後主要有以下幾種現象：
• 鉛蓄電池在充電過程中電壓上升的很快，其初期和終期電壓過高，終期充電電壓可達17.4V 左右。
• (1)在放電過程中，電壓降低很快，即過早的降至終止電壓，所以其容量比其他電池顯著降低。
• (2)充電時，電解液溫度上升的快，易超過 45℃。
• (3)充電時，電解液密度低於正常值，且充電時過早地發生氣泡。
• (4)電池解剖時可發現極板的顏色和狀態不正常。正極板呈淺褐色(正常為深褐色)，極板表面有白色硫酸鉛斑點，負極板呈灰白色(正常為灰色)極板表面粗糙，觸摸時如同有砂粒的感覺，並且極板發硬。
• (5)嚴重的硫酸鹽化，極板形成的硫酸鉛白色結晶體粗大，在一般情況下不能復原成活性物質。

• (1)鉛蓄電池初充電不足或初充電中斷時間較長。
• (2)鉛蓄電池長期充電不足。
• (3)放電後未能及時充電。
• (4)經常過量放電或小電流深放電。
• (5)電解液密度過高或者溫度過高，硫酸鉛將深入形成不易恢復。
• (6)鉛蓄電池擱置時間較長，長期不使用而未定期充電。
• (7)內部短路局部作用或電池表面水多造成漏電。
• (8)電解液不純，自放電大。
• (9)電池內部電解液面低，使極板裸露部分硫酸化。

在購買蓄電池後，初次使用或長期未使用時，必須充份充電後再使用。蓄電池於靜置貯存時會因為自行放電而逐漸降低其容量，如不經充份充電會造成其性能無法發揮。
電池使用溫度：充電 0°C ~ 40°C；放電 -15°C ~ 50°C，超過此溫度範圍將可能導致電池損壞或變形。

• 1、貯存溫度範圍建議： -30°C~50°C，濕度範圍： 25%~85%。
• 2、電池必須充飽電後才予以貯存，如果不充飽電即予以貯存，將會造成壽命的短縮。
• 3、電池儘量即早使用，電池在貯存中會逐漸劣化。貯存過久時就算是再予以補充電，其容量也不一定能回復。
• 4、安裝電池時，將 ⊕正極 及 --負極端子處可用砂紙給予酌磨乾淨，可避免端子空氣氧化而造成導電性下降；接上負載後可噴上少許黃油或防鏽油，幫助電池發揮最大效能。
• 5、傳統加水式電池，要適時予以補充電瓶液，當水分於使用期間有減少的跡象時就必須要補充蒸餾水或電池水，若水位過低時會造成電池內部極板損壞，降低電池的使用壽命。
• 6、過放電電池會造成電池受損，要儘量避免持續放電以至電池完全沒電的狀態。
• 7、過充電電池同樣會造成電池受損，大部分是的充電機過強，或是用充電機所充的電流量過高，其損壞程度不一，嚴重時電池會發燙發熱、熱變形膨脹，甚至爆裂…。而過充電之現象有主要幾種：(1)、電池水比重異常高。(2)、電解液混濁。(3)、極板腐蝕。(4)、水份消失較以往快很多。

• 充電器最大的目的就是把電池快速充滿，在這個原則上使用一般的電源供應器就可達成，為何有上萬元的充電器，原因就在於一些附加功能，所以好的充電器應含有昇壓迴路，另外好的充電器含有電池特性分析功能，在電池故障時可以自動執行充電放電程序，嘗試將電池救回來，市面上的充電器價格差異極大，從 9 百多元到上萬元不等。
• 充電器名詞解釋：
• 定電流：充電過程中電流保持一定，而不管電壓的變化(均流充電)。
• 定電壓：充電過程中電壓保持一定，而不管電流的變化(浮動充電)。
• CA ：1 小時 X 額定放電電流，例如一棵 20AH 的電池，它的 1CA = 20A
• 標準充電 = 0.1CA X 15 小時
• 快速充電 = 0.3CA X 5 小時
• 最大充電 = 0.5CA~1CA 依電壓及溫度變化決定何時停止充電

• 1. 充電電流越小，充電效率越高，充得越飽 (標準充電)。
• 2. 溫度越低對電池越好， 切忌超過 50 度。
• 3. 快充後最好施以保養充電 0.03~0.05CA，以便達到充飽狀態。
• 4. 電池會自我放電，長期低於截止放電壓(EDV) 會造成鈍化，並減低壽命。
• 5. 鈍化後須經約 3 次完全充放電來活化 (不一定能回到標準容量)。
• 6. 長時間過充會使電池過熱，減低壽命。
• 7. 全新電池儲存時建議每 2~3 個月拿出來放充電一次。
• 8. 為防止電池過熱，通常使用定電壓定電流或者脈衝來充電較佳。

• 待機使用電池充電目的是補足自放電的損失，一般均採用定電壓充電。
• 浮動充電：待機使用電池之定電壓充電值均選擇於略高於開路電壓 ，為使充電電流盡量減小。
• 此種充電模式可對電池長年累月持續充電，通稱為浮動充電。
• 浮動充電電壓於 25°C時為 13.5~13.8V，由於開路電壓隨溫度而變動，故浮充電壓值亦需隨溫度而變動，其變動係數為 –3.0mV/°C/cell,或如下表所列：

溫度(°C)	0	5	10	15	20	25	30	35	40
浮動電壓(Vpc)	14.4	14.0	13.9	13.9	13.8	13.7	13.6	13.5	13.4

• 所謂「熱變形」是發生在充電時使電池膨脹變形的異常現象。原因是因電池充電時熱量產生速率大於熱量散逸速率，造成電池溫度上升。為避免熱變形現象發生，需注意下列事項：
• 1、避免使電池失水―不可在高於氣化電壓(14.4V)以上長期充電(如 12 小時以上)。
• 2、串聯電池中若有不良電池(如短路、老化等)需立刻取走，避免造成其他電池過充電。
• 3、氧氣循環反應多半在充電末期之定電壓充電階段，在該階段原來己漸漸減小的充電電流，反而會慢慢上升。因此，若充電器之截止條件是充電電流小於某設定值時，往往因該設定值過低無法達到，而使充電器持續充電造成熱變形現象發生。
• 4、需避免電池局部過熱，例如加強散熱裝置或加裝溫度感測器來截止充電。

• 不良電池或是使用過的電池必須予以回收。
• 蓄電池回收時應將端子部位做絕緣處理，就算是使用過的蓄電池，其內部亦殘存著電氣量，如果端子未予以絕緣處理將會造成爆炸、火災等危險。
• 依法民眾可將廢鉛蓄電池交給販賣業者回收。
• 如果數量較多時，可洽詢資源回收專線 0800-085717，專線人員將提供回收商資料。