电池高速充电器制造技术

一种专门为一次性电池而设计但又适用于各种类型电池使用的高速充电器，这是一种由第一基波振荡器（Ａ）及第二基波振荡器（Ｂ）和电子开关（Ｃ）组成的“掀浪式多波群脉动电压源”，在充电原理上本充电器与传统的充电方法有很大的不同，使用本充电器可使充电反应高速激烈而又安全地进行（不会发热，不怕超压，不怕过充），因此能大大缩短二次性电池的充电时间，还能使一次性干电池的充电成为可能，可以将一次性碱性锰干电池（ＬＲ型）变成准二次性电池。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种专门为普通一次性锌锰电池及碱性锰干电池而设计的高速充电器。但本技术介绍的充电方法及装置同样适用于各种类型的化学电池，如各种扣式电池、片状电池、迭层电池以及二次性电池和蓄电池等等。依据教科书的定义(见《蓄电池》一书第143页，人民邮电出版社1990年6月版，邮电中等专业学校教材，徐曼珍编)“充电在5小时内完成的称为快速充电，在1小时左右完成的称为高速充电。”本专利技术可使电池的充电在0.5-1小时内完成，因此本技术命名为“电池高速充电器”。一次性普通锌锰电池的不可逆性似乎已经是一种定论了，几十年来不少有志者为了扭转这个结论付出过种种努力，结果都以失败告终，因此大多数人都已放弃了这种研究。如果真的能够将这种造价低廉的普通一次性电池的不可逆性扭转，那确是电源技术的一次革命。然而大量事实已经证明这种不可逆性是不可能根本扭转的。但是，从另一角度看，普通一次性锌锰电池的潜能并未被充分利用，往往还未有效地释放出自己全部有用的能量就被弃置了，尤其是对付现代化的家用小电器更是力不从心，例如用在各种电动玩具、照相机闪光灯、耳筒收放机、电须刨等等，负载电流在100mA以上到几百毫安之间的设备上，电池有效的工作寿命很快便遭夭折。其原因就是电池在较长时间连续大负荷深放电后，其正、负极活性物质Zn及MnO2被耗掉，而形成了不能再释放和吸收电子的非活性物质Zn(NH3)2CL2及MnOOH，典型锌锰电池Zn/NH4(ZnCL2·H2O)/MnO2的电池反应式为理论上这个反应是不可逆的。随着放电的不断进行，Zn和MnO2不断消耗，非活性物质Zn(NH3)2CL2及MnOOH不断生成沉积。结果电池端电压逐渐下降，内阻不断增大，以至失效。然而通过大量实验，发现了这个电池反应的不可逆性不是固定死的，而是有阶段性的变通余地，也就是说在电池反应的初级阶段存在着可逆的“可能”。这里使用了“可能”这个词，是因为这个可逆不是无条件的，而是必须使用一些特殊的条件和方法，才能促使这个“可逆”发生。以往的研究之所以失败，就是没有找到促使发生这个可逆变化的规律和条件。据美国国家标准局的一份报告记载(见[日本]吉泽四郎主编，城上保著《新电池读本》，国内统一书号15063·394，第36页，及吉泽四郎著《电池手册》第155页)“干电池虽属一次电池，但具备下列条件时，可以充电使用多次(1)在电压降到1.0伏/单元电池之前进行充电。(2)放电后迅速充电。(3)以12～16小时率的电流通入放电量的120～180%的电量。(4)保持容量的能力差，故需在充电后立即放电使用。经充电的电池保存寿命极为恶劣。”申请人认为以上记载的第(2)点很有价值，而且非常必要。但其余三点却反映出报告者并未找出可使一次性电池能够真正充进电的规律及有效的方法，尤其是表现在第(1)点上。实验表明，对于一次性锌锰电池，如果电压降至1.3伏以下，则无论用何种方法对其充电都是没有实用性效果的(但对于某些一次性碱锰电池例外)。本专利技术申请的目的就是避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能使电池有效地再生用的高速充电装置，它比以往及现有的充电器明显地节能及大大地缩短了充电的时间，并可有效地抑制和延缓一次性电池内阻的增长，有效地延长一次性电池的使用寿命。申请人通过大量试验找到了可以使一次性电池能有效地充电的规律及方法，所需的充电量无需是以上报告第(3)点所述的“放电量的120～180%”，而只是这个数量的1/10左右，因此，整个充电时间可缩短到一个小时以下。充完电以后不象以上报告第(4)点那样必须立即放电使用，而保存寿命却相当可观，请看以下实验记录实验记录 1、放电方法1＃、2＃电池用珠江F35ES135照相机(无自动卷片)36张胶卷连续闪光拍摄。3＃、4＃电池用AW-60型135照相机(有电机带动的自动卷片)36张胶卷连续闪光拍摄后，再自动倒卷。2、充电方法用本技术实施例一，以50mA电流充电一个小时。3、电压测量用DT-830数字万用表。4、电流测量用5A指针式直流电流表直接测量。从实验结果可看出，其保持寿命相当可观，三个月后端电压基本不变，与充电后对比只下降了0.02～0.06V，而短路电流仍在5A以上，说明其内阻并未固定性增长。一般情况下，无论是R6还是LR6型(5号)一次性电池，经过36张胶卷连续闪光并自动卷片拍摄后，这两个电池就不可能再这样使用了，如不马上及时充电，搁置两天后电池内阻明显增长，短路电流已降至3A以下，此时已无法在大电流深放电的场合下使用。若用传统的充电方法(即市面上出售的充电器，用50Hz220V交流降压整流后再加限流装置)很难将其放电能力恢复。而用本专利技术的装置和方法却可使LR6型电池如此试验反复达100多次。以上提到的规律、方法及装置，就是这里要阐述的“干电池疲劳线理论”及“掀浪式多波群脉动电压源”即电池高速充电器。申请人在实验中发现，干电池在工作中存在着一条疲劳线，把它归纳命名为“干电池疲劳线理论”，其要点是作为动力源的干电池如同生物动力源(例如人、马、牛等)存在着一条疲劳线，当其在工作中接近而未超过疲劳线时，立即及时地停止工作，并马上给予有效的能量补充和再生，则基本上可恢复其原来状态，但如果超过了疲劳线或刚好达到疲劳线，但没有马上进行补充和再生，反而拖延了较长的时间以后才进行补救，则对于一次性干电池来说，此时不管采取什么措施，收效都甚微，甚至无效。对于不同容量，不同结构，不同成份的干电池，有着不同的疲劳线值。这条疲劳线值的高低是由电池内部内阻的增长情况来决定的。疲劳线理论的实质就是及时采取措施阻止或减缓干电池内阻的固定性增长。电池内阻的增长，大大减弱了可放电的电流，并使端电压过早降落，以至再无法胜任电源的任务。电池反应的生成物不断沉积是造成电池内阻增大的主要原因。实验表明，使用这里介绍的多波群脉动电压源对电池进行充电，可以使电池反应在初始阶段(以疲劳线为界)能够逆向进行。尽管这个逆向反应不能100%完成，但有70%以上的逆向转化，就已经很可观地将电能再次转化为化学能，重新贮藏于一次性干电池中。这个能逆向反应的初始阶段有一个界限，超过这个界限，逆向反应就很微弱以至不能发生。这个界限就称之为“疲劳线”。这条疲劳线对于不同结构、不同组份的各式电池来说是各不相同的，在实验中显示出同样是R6(UM-3)型5号锌锰电池，广州电池厂1989年及1990年上半年出厂的“555”牌及江门电池厂生产“777”牌电池，其疲劳线值要比其他牌号的低一些，也就是说它们的可充电性要比其他的要好一些。就是同一厂家同一牌子的电池，出厂时间不同时，其疲劳线值都有差异。这说明电池内部的组份及工艺稍有不同，都会影响到这个逆向反应的程度。对于碱性锰干电池(LR型)这种差异就更加明显。碱锰电池的疲劳线比锌锰电池的要低，而且对于某些牌子的碱锰电池还有例外的情况。例如美国制造的“金霸王(DURACELL)”牌LR6型碱锰电池及美国“RAYOVAC”牌LR6型碱锰电池，在其内阻还未固定增长时，它们在刚放完电时的开路端电压降至0V，甚至出现反极现象的电池，都可以用这里介绍的方法和装置再生复活。准确地说，“疲劳线”值应以电池内阻的增长值来表示。但对于一般的使用者来说很难进行电池内阻的测量，这里可以使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池高速充电器，其特征是：这是一种“掀浪式多波群脉动电压源”它能产生一种在长周期的大脉动波中含有若干个短周期小脉动波的复合波形的脉动电压，具体由第一基波振荡器［Ａ］及第二基波振荡器［Ｂ］和电子开关［Ｃ］构成，电子开关［Ｃ］并联（或串联）在直流电源正、负极的两端，第一基波振荡器［Ａ］及第二基波振荡器［Ｂ］各自产生振荡频率不同的两种脉动电压，然后都加入到电子开关［Ｃ］的输入端，以它们所合成的多波群脉动电压去控制电子开关［Ｃ］的启闭，以［Ｃ］的分流（或阻流）作用，使直流电源输出端（Ｉ）流向被充电电池的电压，按开关［Ｃ］输入端的综合波形相应地大幅度波动，令其电流按指定的规律脉动地注入到被充电的电池中。

【技术特征摘要】
1.一种电池高速充电器，其特征是这是一种“掀浪式多波群脉动电压源”它能产生一种在长周期的大脉动波中含有若干个短周期小脉动波的复合波形的脉动电压，具体由第一基波振荡器[A]及第二基波振荡器[B]和电子开关[C]构成，电子开关[C]并联(或串联)在直流电源正、负极的两端，第一基波振荡器[A]及第二基波振荡器[B]各自产生振荡频率不同的两种脉动电压，然后都加入到电子开关[C]的输入端，以它们所合成的多波群脉动电压去控制电子开关[C]的启闭，以[C]的分流(或阻流)作用，使直流电源输出端[I]流向被充电电池的电压，按开关[C]输入端的综合波形相应地大幅度波动，令其电流按指定的规律脉动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈枢，
申请(专利权)人：陈枢，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]