蓄電池充電后的自放電速度是決定電池質(zhì)量的一個重要性能。按照IEC標準規(guī)定，電池充足電后，在環(huán)境溫度（25士5）°C下，開路擱置28d，然后以0.2C5A的電流強度恒流放電，來測試電池的自放電性能。這樣的測試過程周期過長，大大增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。蓄電池充電后的自放電主要是氧化鎳電極上的NiOOH發(fā)生還原的結(jié)果，因此許多研究者對鎳電極的自放電過程及測量方法進行了研究1但這些方法對于判斷完整電池的自放電性能卻不實用。將放電態(tài)蓄電池以小電阻或直接短路一段時間，測量電池電壓的恢復情況已經(jīng)作為許多電池廠商驗收電池的一種測試手段，但并沒有對電池的自放電性能進行明確的表示。本文通過對放電態(tài)圓柱密封堿性蓄電池短路情況的研究，得到一種能快速了解蓄電池自放電性能的測試方法，大大縮短了對自放電合格性判別的測試周期。

1實驗從同一批Cd-NiAA型1000mAh電池中抽取電池進行以下實驗：蓄電池以0.2C充電7h20°C擱置28d，0.2C放電，測量放電時間。

分別以0江0.5江1江1.5江2電阻對蓄電池進行短路2h，開路擱置24h測量蓄電池電壓。

以0.5電阻對電池短路2h開路擱置30余小時，測量電池電壓隨擱置時間的變化情況。

以0.5電阻對電池分別短路1h、2h3h開路擱置24h測量電池電壓。

以上情況電池正、負極板均為泡沫式。

另外，從同批電池中抽取MH-NiAA型電池、AAA型電池及Cd-Ni半燒結(jié)電池，進行同樣的測試。

王黎等：堿性蓄電池自放電性能的快速測定mV自放電合格電池Qualifiedcell自放電不合格電池Max.最低Min.平均ax.最低2結(jié)果與討論2.1短路電阻對測量結(jié)果的影響0、1.5、2電阻對蓄電池進行短路2h開路擱置24h測量蓄電池電壓，結(jié)果見表1表1不同短路電阻的影響從表1結(jié)果可以看出，恢復24h后自放電合格與不合格電池的電壓差別比較明顯，并且隨著短路電阻的升高，短路恢復后電壓上升，但當電阻超過2Q時差別不太明顯，實驗發(fā)現(xiàn)電阻再增大時，二者電壓已經(jīng)不存在差別，因此短路電阻以低于1.5Q為宜。當直接將電池短路時（0Q），可能會對電池造成損害，尤其當電池未完全放電時。一般地說，在正極限制電池中，電池容量由正極所確定，負極容量過量。當正極放電完全時，負極還保持部分容量。當此電池被短路時，H+從鎳電極表層向內(nèi)層擴散，放電電流受H+擴散速度限制。進一步在正極界面和內(nèi)層之間產(chǎn)生了Ni3+與Ni2+的濃度梯度。而表面H+在放電結(jié)束后濃度已經(jīng)很低，所以短路后放電倍率很小（C/1000或更小）12.開路擱置后，外部電流為0內(nèi)部電流由法拉第反應充電的正極的雙電層電容所決定。根據(jù)方程式：Cd+2OH=Cd（OH）2+2e由于Cd為純金屬，其活度為1，CKOH）在30%的KOH溶液中微溶，因此通常不考慮其濃度，所以Cd電極電位僅依賴于――i離子的活度F――法拉第常數(shù)R――氣體常數(shù)T溫度KOH是強電解質(zhì)，完全電離成K+和OH―在充放電期間，水參加了反應，因此在全充電和全放電之間OH的濃度變化很小，而在荷電狀態(tài)變化很小的情況下，OH的活度可認為是常數(shù)，因此負極電極電位在很大范圍內(nèi)是一個常數(shù)。鎳電極的電位較復雜，因鎳電極中存在幾種不同結(jié)構的活性物質(zhì)，不同的相態(tài)其標準電位也不同，鎳電極充放電時其物質(zhì)相變程度很大，且?guī)追N相態(tài)共存，所以鎳電極電位是一混合電位，隨電池的荷電狀態(tài)的變化而變化。擱置后鎳電極表面NiOOH濃度由于H+的擴散而升高。電極電位上升，H+離子擴散速度逐漸下降，導致雙電層電容充電電流降低。因此，電極電位的上升速度逐漸下降，達到一由Ni3+及Ni2+的內(nèi)層濃度所控制的平衡電池類型自放電合格電池Qualifiedcells自放電不合格電池Non-qualifiedcells最高M最低Min.最高M最低Min.短路1h短路后電壓恢復24h電壓短路2h短路后電壓恢復24h電壓短路3h短路后電壓恢復24h電壓研究與設計極的晶格尺寸。這兩個因素相互作用，并且不同電池之間互有不同，因此用一固定模式來描述電壓隨時表3短路對電池性能的影響自放電合格電池Qualifiedcells自放電不合格電池Max.最小Min平均Max.最小Min.平均Average短路前容量電池類型Max.最低Min.平均Max.最低Min.平均2.2短路時間的確定對同一組電池以0.5電阻分別對電池短路1h、2h、3h測量其短路電壓及恢復24h后的電壓，結(jié)果見表2（每次實驗后，對電池以0.2C充、放電循環(huán)一次，然后進行下一次的短路實驗）由表2數(shù)據(jù)可以看出，對于自放電合格與不合格的電池，短路后末期電壓無差別。短路時間愈長，電壓恢復過程也愈長，并且恢復24h后電壓隨短路時間的延長而降低，短路1h后的電池恢復24h后電壓無明顯差異。而短路2h、3h自放電合格的電池與不合格的電池擱置24h后電壓差別比較明顯，二者之間的差別分別13~32mV，但短路3h合格與不合格電池恢復24h后電壓均偏低，說明還未恢復到正常狀態(tài)，因每只電池的恢復情況會有差異，所以其平均電壓差別不大。因此短路2h為宜。

2.3電壓恢復時間的確定5電阻短路2h，開路擱置，測量電池電壓恢復情況，自放電合格與自放電不合格電池電壓隨擱置時間的變化情況見。

電壓恢復時間由H離子擴散到電極表面的時間決定。因此，它取決于下列因素：（1）NiOOH所保持的量，這又與電極阻抗和短路時間有關；B――自放電不合格電池電池電壓隨擱置時間變化情況差別逐漸達到最大值并且電壓恢復情況也變化得很小，電壓逐漸達到穩(wěn)定，為了實驗方便，我們以恢復24h后電壓1.190V作為判定此類電池自放電性能是否合格的標準，高于此值為合格，否則為不合格。經(jīng)過對批量電池進行實驗，準確率可達96%以上。

2.4短路對電池性能的影響以0.2C充放電測試短路前后電池容量及放電中點電壓（0.2C放電3h的電壓），結(jié)果見表3.由表3數(shù)據(jù)可以看出，短路前后電池性能無明顯變化。

2.5不同類型電池短路恢復情況比較對幾種不同類型的MH-Ni、C-Ni電池進行以上的實驗（以0.5電阻短路2h，開路擱置24h）結(jié)果見表4.從表4數(shù)據(jù)看，不同類型、不同電極制作工藝的電池其電壓恢復特性也不同。MH-Ni電池的恢復電壓明顯低于Cd-Ni電池。其原因是，MH-Ni電池同Cd-Ni電池不同之處在于負表4不同類型電池實驗結(jié)果極。MH-Ni電池在設計過程中，一般負極過量較多，負極容量為正極容量的1.5~2倍，電池在電壓恢復過程中，MH負極電位基本恒定，但MI-Ni電池正極的放電程度較Cf-Ni電池正極的放電程度深，因而MH-Ni電池的正極電位恢復較困難，造成恢復電壓比Cd-Ni電池的低。

3結(jié)論通過用小電阻對電池短路，然后測定電池電壓的恢復情況，達到判定電池自放電性能是否合格的目的，縮短了產(chǎn)品的性能測試周期。