鎳鎘/鎳氫電池的發(fā)展

1899年,，Waldmar Jungner在開口型鎳鎘電池中,，首先使用了鎳極板,，幾乎與此同時，Thomas Edison 發(fā)明了用于電動車的鎳鐵電池,。遺憾的是,，由于當時這些堿性蓄電池的極板材料比其它蓄電池的村料貴得多，因此實際應(yīng)用受到了極大的限制,。

后來,，Jungner的鎳鎘電池經(jīng)過幾次重要改進,，性能明顯改善。其中最重要的改進是在1932年,，科學(xué)家在鎳電池中開始使用了活性物質(zhì),。他們將活性物質(zhì)放入多孔的鎳極板中，然后再將鎳極板裝入金屬殼內(nèi),。鎳鎘電池發(fā)展史上另一個重要的里程碑是1947年密封型鎳鎘電池研制成功,。在這種電池中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的各種氣體不用排出,，可以在電池內(nèi)部化合,。密封鎳鎘電池的研制成功，使鎳鎘電池的應(yīng)用范圍大大增加,。

密封鎳鎘電池效率高,、循環(huán)壽命長、能量密度大,、體積小,、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,，并且不需要維護,，因此在工業(yè)和消費產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。

隨著空間技術(shù)的發(fā)展,，人們對電源的要求越來越高,。70年代中期，美國研制成功了功率大,、重量輕,、壽命長、成本低的鎳氫電池,，并且于1978年成功地將這種電池應(yīng)用在導(dǎo)航衛(wèi)星上,，鎳氫電池與同體積鎳鎘電池相比，容量可提高一倍,，而且沒有重金屬鎘帶來的污染問題,。它的工作電壓與鎳鎘電池完全相同，工作壽命也大體相當,，但它具有良好的過充電和過放電性能,。近年來，鎳氫電池受到世界各國的重視,，各種新技術(shù)層出不窮,。鎳氫電池剛問世時，要使用高壓容器儲存氫氣，后來人們采用金屬氫化物來儲存氫氣,，從而制成了低壓甚至常壓鎳氫電池,。1992年，日本三洋公司每月可生產(chǎn)200萬只鎳氫電池,。目前國內(nèi)已有20多個單位研制生產(chǎn)鎳氫電池,，國產(chǎn)鎳氫電池的綜合性能已經(jīng)達到國際先進水平。

蓄電池參數(shù)

蓄電池的五個主要參數(shù)為：電池的容量,、標稱電壓,、內(nèi)阻、放電終止電壓和充電終止電壓,。電池的容量通常用Ah(安時)表示,，1Ah就是能在1A的電流下放電1小時。單元電池內(nèi)活性物質(zhì)的數(shù)量決定單元電池含有的電荷量,，而活性物質(zhì)的含量則由電池使用的材料和體積決定,，因此，通常電池體積越大,，容量越高,。與電池容量相關(guān)的一個參數(shù)是蓄電池的充電電流。蓄電池的充電電流通常用充電速率C表示,，C為蓄電池的額定容量,。例如，用2A電流對1Ah電池充電,，充電速率就是2C,；同樣地，用2A電流對500mAh電池充電,，充電速率就是4C,。

電池剛出廠時，正負極之間的電勢差稱為電池的標稱電壓,。標稱電壓由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定,。當環(huán)境溫度、使用時間和工作狀態(tài)變化時,，單元電池的輸出電壓略有變化,，此外，電池的輸出電壓與電池的剩余電量也有一定關(guān)系,。單元鎳鎘電池的標稱電壓約為1.3V（但一般認為是1.25V）,，單元鎳氫電池的標稱電壓為1.25V。

電池的內(nèi)阻決定于極板的電阻和離子流的阻抗,。在充放電過程中，極板的電阻是不變的，但是,，離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電離子的增減而變化,。

蓄電池充足電時，極板上的活性物質(zhì)已達到飽和狀態(tài),，再繼續(xù)充電,，蓄電池的電壓也不會上升，此時的電壓稱為充電終止電壓,。鎳鎘電池的充電終止電壓為1.75~1.8V,，鎳氫電池的充電終止電壓為1.5V。

表1-1 鎳鎘電池不同放電率時的放電終止電壓

放電終止電壓是指蓄電池放電時允許的最低電壓,。如果電壓低于放電終止電壓后蓄電池繼續(xù)放電,，電池兩端電壓會迅速下降，形成深度放電,，這樣,，極板上形成的生成物在正常充電時就不易再恢復(fù)，從而影響電池的壽命,。放電終止電壓和放電率有關(guān),。鎳鎘電池的放電終止電壓和放電速率的關(guān)系如表1-1所列，鎳氫電池的放電終止電壓一般規(guī)定為1V,。

鎳鎘蓄電池的工作原理

鎳鎘蓄電池的正極材料為氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物,，負極材料為海綿狀鎘粉和氧化鎘粉，電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液,。當環(huán)境溫度較高時,，使用密度為1.17～1.19（15℃時）的氫氧化鈉溶液。當環(huán)境溫度較低時,，使用密度為1.19～1.21（15℃時）的氫氧化鉀溶液,。在-15℃以下時，使用密度為1.25~1.27（15℃時）的氫氧化鉀溶液,。為兼顧低溫性能和荷電保持能力,，密封鎳鎘蓄電池采用密度為1.40（15℃時）的氫氧化鉀溶液。為了增加蓄電池的容量和循環(huán)壽命,，通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰（大約每升電解液加15~20g）,。

鎳鎘蓄電池充電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸嚒睳iOOH〕,，負極板上的活性物質(zhì)變?yōu)榻饘冁k,；鎳鎘電池放電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸瘉嗘?，負極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸k,。

1.放電過程中的電化學(xué)反應(yīng)

（1）負極反應(yīng)

負極上的鎘失去兩個電子后變成二價鎘離子Cd2+,，然后立即與溶液中的兩個氫氧根離子OH-結(jié)合生成氫氧化鎘Cd(OH)2，沉積到負極板上,。

（2）正極反應(yīng)

正極板上的活性物質(zhì)是氫氧化鎳（NiOOH）晶體,。鎳為正三價離子（Ni3+），晶格中每兩個鎳離子可從外電路獲得負極轉(zhuǎn)移出的兩個電子,，生成兩個二價離子2Ni2+,。與此同時，溶液中每兩個水分子電離出的兩個氫離子進入正極板,，與晶格上的兩個氧負離子結(jié)合,，生成兩個氫氧根離子，然后與晶格上原有的兩個氫氧根離子一起,，與兩個二價鎳離子生成兩個氫氧化亞鎳晶體,。

將以上兩式相加，即得鎳鎘蓄電池放電時的總反應(yīng)：

2.充電過程中的化學(xué)反應(yīng)

充電時,，將蓄電池的正,、負極分別與充電機的正極和負極相連，電池內(nèi)部發(fā)生與放電時完全相反的電化學(xué)反應(yīng),，即負極發(fā)生還原反應(yīng),，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。

（1）負極反應(yīng)

充電時負極板上的氫氧化鎘,，先電離成鎘離子和氫氧根離子,，然后鎘離子從外電路獲得電子，生成鎘原子附著在極板上,，而氫氧根離子進入溶液參與正極反應(yīng)：

(2) 正極反應(yīng)

在外電源的作用下,，正極板上的氫氧化亞鎳晶格中，兩個二價鎳離子各失去一個電子生成三價鎳離子,，同時,，晶格中兩個氫氧根離子各釋放出一個氫離子，將氧負離子留在晶格上,，釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合,，生成水分子。然后,，兩個三價鎳離子與兩個氧負離子和剩下的二個氫氧根離子結(jié)合,，生成兩個氫氧化鎳晶體：

將以上兩式相加，即得鎳鎘蓄電池充電時的電化學(xué)反應(yīng)：

蓄電池充電終了時,，充電電流將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng),，在正、負極板上將分別有大量氧氣和氫氣析出,，其電化學(xué)反應(yīng)如下：

從上述電極反應(yīng)可以看出,，氫摒化鈉或氫氧化鉀并不直接參與反應(yīng),，只起導(dǎo)電作用。從電池反應(yīng)來看,，充電過程中生成水分子,，放電過程中消耗水分子，因此充,、放電過程中電解液濃度變化很小，不能用密度計檢測充放電程度,。

3. 端電壓

充足電后,，立即斷開充電電路，鎳鎘蓄電池的電動勢可達1.5V左右,，但很快就下降到1.31-1.36V,。

鎳鎘蓄電池的端電壓隨充放電過程而變化，可用下式表示：

U充=E充+I充R內(nèi)

U放=E放-I放R內(nèi)

從上式可以看出,，充電時,，電池的端電壓比放電時高，而且充電電流越大,，端電壓越高,；放電電流越大，端電壓越低,。

當鎳鎘蓄電池以標準放電電流放電時,，平均工作電壓為1.2V。采用8h率放電時,，蓄電池的端電壓下降到1.1V后,，電池即放完電。

4. 容量和影響容量的主要因素

蓄電池充足電后,，在一定放電條件下,，放至規(guī)定的終止電壓時，電池放出的總?cè)萘糠Q為電池的額定容量,，容量Q用放電電流與放電時間的乘積來表示,，表示式如下：

Q=I·t(Ah)

鎳鎘蓄電池容量與下列因素有關(guān)：

① 活性物質(zhì)的數(shù)量；

② 放電率,；

③ 電解液,。

放電電流直接影響放電終止電壓。在規(guī)定的放電終止電壓下,，放電電流越大,，蓄電池的容量越小。

使用不同成分的電解液,，對蓄電池的容量和壽命有一定的影響,。通常,，在高溫環(huán)境下，為了提高電池容量,，常在電解液中添加少量氫氧化鋰,，組成混合溶液。實驗證明：每升電解液中加入15~20g含水氫氧化鋰,，在常溫下,，容量可提高4%~5%，在40℃時,，容量可提高20%,。然而，電解液中鋰離子的含量過多,，不僅使電解液的電阻增大,，還會使殘留在正極板上的鋰離子（Li+）慢慢滲入晶格內(nèi)部，對正極的化學(xué)變化產(chǎn)生有害影響,。

電解液的溫度對蓄電池的容量影響較大,。這是因為隨著電解液溫度升高，極板活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也逐步改善,。

電解液中的有害雜質(zhì)越多,，蓄電池的容量越小。主要的有害雜質(zhì)是碳酸鹽和硫酸鹽,。它們能使電解液的電阻增大,，并且低溫時容易結(jié)晶，堵塞極板微孔,，使蓄電池容量顯著下降,。此外，碳酸根離子還能與負極板作用,，生成碳酸鎘附著在負極板表面上,，從而引起導(dǎo)電不良，使蓄電池內(nèi)阻增大,，容量下降,。

5. 內(nèi)阻

鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻與電解液的導(dǎo)電率、極板結(jié)構(gòu)及其面積有關(guān),，而電解液的導(dǎo)電率又與密度和溫度有關(guān),。電池的內(nèi)阻主要由電解液的電阻決定。氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)隨密度而變,。18℃時氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)最小,。通常鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻可用下式計算：

6. 效率與壽命

在正常使用的條件下，鎳鎘電池的容量效率ηAh為67%-75%,，電能效率ηWh為55%~65%,，循環(huán)壽命約為2000次,。容量效率ηAh和電能效率ηWh計算公式如下：

（U充和U放應(yīng)取平均電壓）

7. 記憶效應(yīng)

鎳鎘電池使用過程中，如果電量沒有全部放完就開始充電,，下次再放電時,，就不能放出全部電量。比如,，鎳鎘電池只放出80%的電量后就開始充電,，充足電后，該電池也只能放出80%的電量,，這種現(xiàn)象稱為記憶效應(yīng),。

電池全部放完電后，極板上的結(jié)晶體很小,。電池部分放電后，氫氧化亞鎳沒有完全變?yōu)闅溲趸?，剩余的氫氧化亞鎳將結(jié)合在一起,，形成較大的結(jié)晶體。結(jié)晶體變大是鎳鎘電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)的主要原因,。

鎳氫電池的工作原理

鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比,，容量增加一倍，充放電循環(huán)壽命也較長,，并且無記憶效應(yīng),。鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為NiOOH（放電時）和Ni(OH)2(充電時)，負極板的活性物質(zhì)為H2（放電時）和H2O（充電時）,，電解液采用30%的氫氧化鉀溶液,，充放電時的電化學(xué)反應(yīng)如下：

從方程式看出：充電時，負極析出氫氣,，貯存在容器中,，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳（NiOOH）和H2O；放電時氫氣在負極上被消耗掉,，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳,。

過量充電時的電化學(xué)反應(yīng)：

從方程式看出，蓄電池過量充電時,，正極板析出氧氣,，負極板析出氫氣。由于有催化劑的氫電極面積大,，而且氫氣能夠隨時擴散到氫電極表面,，因此，氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內(nèi)部再化合生成水,，使容器內(nèi)的氣體壓力保持不變,，這種再化合的速率很快,，可以使蓄電池內(nèi)部氧氣的濃度，不超過千分之幾,。

從以上各反應(yīng)式可以看出,，鎳氫電池的反應(yīng)與鎳鎘電池相似，只是負極充放電過程中生成物不同,，從后兩個反應(yīng)式可以看出,，鎳氫電池也可以做成密封型結(jié)構(gòu)。鎳氫電池的電解液多采用KOH水溶液,，并加入少量的LiOH,。隔膜采用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。為了防止充電過程后期電池內(nèi)壓過高,，電池中裝有防爆裝置,。

電池充電特性

鎳鎘電池充電特性曲線如圖1所示。當恒定電流剛充入放完電的電池時,，由于電池內(nèi)阻產(chǎn)生壓降,，所以電池電壓很快上升（A點）。此后,，電池開始接受電荷,，電池電壓以較低的速率持續(xù)上升。在這個范圍內(nèi)（AB之間）,，電化學(xué)反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧氣,，同時氧氣也以同樣的速率與氫氣化合，因此,，電池內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很低,。

圖 1　鎳鎘電池的充電曲線

電池充電過程中，產(chǎn)生的氧氣高于復(fù)合的氧氣時,，電池內(nèi)壓力升高,。電池內(nèi)的正常壓力*大約為1磅力/英寸2。過充電時,，根據(jù)充電速率,，電池內(nèi)部壓力將很快上升到100磅力/英寸2或者更高。

研究蓄電池的各種充電方法時,，鎳鎘電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體是一個重要問題,。氣泡聚集在極板表面，將減小極板表面參與化學(xué)反應(yīng)的面積并且增加電池的內(nèi)阻,。過充電時,，電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體，如果不能很快復(fù)合，電池內(nèi)部的壓力就會顯著增加,，這樣將損傷電池,。此外，壓力過大時,，密封電池將打開放氣孔,，從而使電解液逸散。若電解液反復(fù)通過放氣孔逸散,，電解液的粘稠性增大,，極板間離子的傳輸變得困難，因此電池的內(nèi)阻增加,，容量下降,。

經(jīng)過一定時間后（C點），電解液中開始產(chǎn)生氣泡,，這些氣泡聚集在極板表面,，使極板的有效面積減小，所以電池的內(nèi)阻抗增加,，電池電壓開始較快上升,。這是接近充足電的信號。

充足電后,，充入電池的電流不是轉(zhuǎn)換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生氧氣超電位,。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的,，不是由于氫氧化鎘還原為鎘而產(chǎn)生的。在氫氧化鉀和水組成的電解液中,，氫氧離子變成氧,、水和自由電子，反應(yīng)式為

4OH―→O2↑+2H2O+4e―

雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負極板表面的電解液中復(fù)合,，但是電池的溫度仍顯著升高,。此外由于充電電流用來產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高,。

由于從大量的氫氧離子中比從很少的氫氧化鎘中更容易分解出氧氣,，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，這樣就使電池電壓下降,。因此電池電壓曲線出現(xiàn)峰值（D點）,。

電解液中，氧氣的產(chǎn)生和復(fù)合是放熱反應(yīng),，電池過充電時(E點),，不停地產(chǎn)生氧氣，從而使電池內(nèi)的溫度和壓力升高,。如果強制排出氣體,，將引起電解液減少,、電池容量下降并損傷電池。若氣體不能很快排出,，電池將會爆炸,。

采用低速率恒流涓流充電時，電池內(nèi)將產(chǎn)生枝晶,。這些枝晶能夠通過隔板在極板之間擴散,。在擴散較嚴重的情況下，這些枝晶會造成電池部分或全部短路,。

鎳氫電池的充電特性與鎳鎘電池類似,，充電過程中二者的電壓、溫度曲線如圖1-2和圖1-3所示,?？梢钥闯觯潆娊K止時,，鎳鎘電池電壓下降比鎳氫電池要大得多,。當電池容量達到額定容量的80%以前，鎳鎘電池的溫度緩慢上升,，當電池容量達到90%以后,，鎳鎘電池的溫度才很快上升。當電池基本充足電時,，鎳鎘/鎳氫電池的溫度上升率基本相同,。

充電過程與充電方法

電池的充電過程通常可分為預(yù)充電,、快速充電,、補足充電、涓流充電四個階段,。

對長期不用的或新電池充電時,，一開始就采用快速充電，會影響電池的壽命,。因此,，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件,，這個階段稱為預(yù)充電,。

快速充電就是用大電流充電，迅速恢復(fù)電池電能,?？焖俪潆娝俾室话阍?C以上，快速充時間由電池容量和充電速率決定。

為了避免過充電,，一些充電器采用小電流充電,。鎳鎘電池正常充電時，可以接受C/10或更低的充電速率,，這樣充電時間要10h以上,。采用小電流充電，電池內(nèi)不會產(chǎn)生過多的氣體,，電池溫度也不會過高,。只要電池接到充電器上，低速率恒流充電器就能對電池提供很小的涓流充電電流,。電池采用小電流充電時,，電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以自然散去。

涓流充電器的主要問題是充電速度太慢,，例如,，容量為1Ah的電池，采用C/10充電速率時,，充電時間要10h以上,。此外，電池采用低充電速率反復(fù)充電時,，還會產(chǎn)生枝晶,。大部分涓流充電器中，都沒有任何電壓或溫度反饋控制,，因而不能保證電池充足電后,，立即關(guān)斷充電器。

快速充電分恒流充電和脈沖充電兩種,，恒流充電就是以恒定電流對電流充電,，脈沖充電則是首先用脈沖電流對電池充電,。然后讓電池放電,，如此循環(huán)。電池脈沖的幅值很大,、寬度很窄,。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的3倍左右。雖然放電脈沖的幅值與電池容量有關(guān),，但是,，與充電電流幅值的比值保持不變，脈沖充電時,，充電電流波形如圖1-4所示,。

充電過程中，鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳，氫氧化鎘還原為鎘,。在這個過程中產(chǎn)生的氣泡,，聚集在極板兩邊，這樣就會減小極板的有效面積,，使極板的內(nèi)阻增大,。由于極板的有效面積變小，充入全部電量所需的時間增加,。

加入放電脈沖后,，氣泡離開極板并與負極板上的氧復(fù)合。這個去極化過程減小了電池的內(nèi)部壓力,、溫度和內(nèi)阻,。同時，充入電池的大部分電荷都轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,，而不會轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和熱量,。

充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng),。采用放電去極化措施后,，可以提高充電效率并且允許大電流快速充電。

采用某些快速充電止法時,，快速充電終止后,，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量,，還應(yīng)加入補足充電過程,。補足充電速率一般不超過0.3C。在補足充電過程中,，溫度會繼續(xù)上升,，當溫度超過規(guī)定的極限時，充電器轉(zhuǎn)入涓流充電狀態(tài),。

存放時,，鎳鎘電池的電量將按C/30到C/50的放電速率減小，為了補償電池因自放電而損失的電量,，補足充電結(jié)束后,，充電器應(yīng)自動轉(zhuǎn)入涓流電過程。涓流充電也稱為維護充電,。根據(jù)電池的自放電特性,，涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接通電源,，在維護充電狀態(tài)下,，充電器將以某一充電速率給電池補充電荷,，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。

快速充電終止控制方法

采用快速充電法時,，充電電流為常規(guī)充電電流的幾十倍,。充足電后，如果不及時停止快速充電,，電池的溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升,。內(nèi)部壓力過大時，密封電池將打開放氣孔,，從而使電解液逸散,，造成電解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大,，容量下降,。

從鎳鎘電池快速充電特性可以看出，充足電后,，電池電壓開始下降,，電池的溫度和內(nèi)部壓力迅速上升，為了保證電池充足電又不過充電,，可以采用定時控制,、電壓控制和溫度控制待多種方法。

（1）定時控制

采用1.25C充電速率時,，電池1h可充足,；采用2.5C充電速率時，30min可充足,。因此,，根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充電時間,。這種控制方法最簡單,，但是由于電池的起始充電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足,，有的電池過充電,，因此，只有充電速率小于0.3C時,，才允許采用這種方法,。

（2）電壓控制

在電壓控制法中,，最容易檢測的是電池的最高電壓,。常用的電壓控制法有：

最高電壓（Vmax） 從充電特性曲線可以看出，電池電壓達到最大值時,，電池即充足電,。充電過程中,，當電池電壓達到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電,。這種控制方法的缺點是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度,、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別,，因此采用這種方法不可能非常準確地判斷電池已足充電,。
電壓負增量（－ΔV） 由于電池電壓的負增量與電池組的絕對電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響,，因此可以比較準確地判斷電池已充足電,。這種控制方法的缺點是：電池電壓出現(xiàn)負增量后，電池已經(jīng)過充電,，因此電池的溫度較高,。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長時間,，才出現(xiàn)負增量,，過充電較嚴重。因此,，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池,。

電壓零增量（0ΔV） 鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負增量的時間過久而損壞電池,，通常采用0ΔV控制法,。這種方法的缺點是：充足電以前，電池電壓在某一段時間內(nèi)可能變化很小,，從而造成過早地停止快速充電,。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏－0ΔV檢測,，當電池電壓略有降低時,，立即停止快速充電。

（3）溫度控制

為了避免損壞電池,，電池溫度過低時不能開始快速充電,，電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止快速充電,。常用的溫度控制方法有：

最高溫度（Tmax） 充電過程中,，通常當電池溫度達到45℃時，應(yīng)立即停止快速充電,。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測,。這種方法的缺點是熱敏電阻的響應(yīng)時間較長，溫度檢測有一定滯后,，同時,，電池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關(guān),。當環(huán)境溫度過低時，充足電后,，電池的溫度也達不到45℃,。

溫升（ΔT） 為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法,。當電池的溫升達到規(guī)定值后,，立即停止快速充電。為了實現(xiàn)溫升控制,，必須用兩只熱敏電阻,，分別檢測電池溫度和環(huán)境溫度。

溫度變化率（ΔT/Δt） 鎳氫和鎳鎘電池充足電后,，電池溫度迅速上升,，而且上升速率ΔT/Δt基本相同，當電池溫度每分鐘上升1℃時,，應(yīng)當立即終止快速充電,，這種充電控制方法，近年來被普遍采用,。應(yīng)當說明,，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的，因此,，為了提高檢測精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響,。

最低溫度（Tmin） 當電池溫度低于10℃時，采用大電流快速充電,，會影響電池的壽命,。在這種情況下，充電器應(yīng)自動轉(zhuǎn)入涓流充電,，待電池的溫度上升到10℃后,，再轉(zhuǎn)入快速充電。

（4）綜合控制

上述各種控制方法各有優(yōu)缺點,。為了保證在任何情況下,，均能準確可靠地控制電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通常采用包括定時控制,、電壓控制和溫度控制的綜合控制法,。