专利名称：：镍锌电池组的充电方法
技术领域：
： 本发明涉及可充电电池技术，更具体地涉及镍锌可充电电池芯和电池组。 更具体地，本发明涉及一种对密封镍锌可再充电电池组电池进行充电的方法。
背景技术：
：镍锌电池的充电方法对其性能非常重要。 电池寿命、比容量、充电时间和成本等性能因素均受到充电方法的影响。 充电器设计人员必须权衡快速充电（从而快速恢复使用）的需求、低成本充电器以及电池平衡、延长寿命和容量保持等其他需求。 镍锌电池充电面临着特殊的挑战，因为镍电极充电电位非常接近释放氧气的电压。 在电池充电期间，析氧过程与镍电极充电过程竞争，作为镍电极充电状态、充电电流密度、几何形状和温度的函数。 在对含有过量锌的传统设计的镍锌电池充电时，在镍完全充电之前会发生氧气释放。 镍锌电池在电极之间使用隔膜隔膜，这限制了氧气进入锌电极的传输和直接复合。 因此，氧气在锌电极处复合的速度受到限制，因为氧气必须自由到达电极末端才能穿过膜分离器。 对于镍锌电池来说，这一挑战尤其如此，因为一些其他电池类型（例如镍镉电池）不使用具有相同抗氧迁移性的隔膜。 因此，镍锌电池因其相对较低的氧复合率而受到限制。 在具有氧气释放机制的密封电池中，充电电流密度不得超过阈值，高于该阈值，氧气的生成速度快于电池内的重组速度，或者氧气压力会增大。 由于氧气的释放，镍锌电池可能需要“过度充电”才能完全恢复镍电极的容量。
在其他镍电池类型的充电方案中，这种过度充电可以相当快地执行。 然而，就 NiZn 而言，较低的复合率限制了使用过度充电来解决这种不平衡问题。 与镍镉电池以 C/3 的速率过度充电不同，镍锌电池只能以 C/100 和 C/10 之间的速率过度充电，对于 2 安培小时的电池，通常在 40 到 200 mA 之间。 典型的充电方案包括恒电位和恒电流。 为了避免在镍锌电池中产生氧应力，恒流方案迫使电流非常小，并且不允许快速充电。 在恒压方案中，电池不平衡会进一步降低电池组的寿命。 当电压恒定时，较弱的电池单元与较强的电池单元串联，以比较较强的电池单元更低的电压充电，从而进一步加剧充电水平的降低。 其他充电方案包括多级恒流方案和利用放电循环的脉冲充电。 充电解决方案越复杂，充电器就越贵。 在高温储存或组装后，一些电池组被发现具有高阻抗，这可能是由于电极上的钝化层造成的。 由于高阻抗仅允许恒压下的低电流流动，因此这些电池只能缓慢充电。 在高恒定电流下，这些电池很快达到电压极限。 为了快速给这些电池充电，必须去除该钝化层以降低阻抗。 因此，需要一种快速、低成本的充电方法，解决电池组中电芯之间的充电不平衡问题，对电池进行高阻抗充电，并对电池和消费者安全。
发明内容本发明提供了一种新颖的充电方案，能够对镍锌电池组进行快速充电，修复电池组中不平衡的电芯，修复在运输或储存过程中造成的高阻抗，为电池和消费者双方带来好处。安全且低成本。 给出了几种充电方案：用于为大多数电池充电的体积充电算法； 用于手动和自动恢复电池的前端充电算法； 充电结束终止算法； 用于充电状态维护的充电算法，确保电芯/电池组在连接充电器时始终处于充电状态； 以及几种交替充电算法。 这些可以单独或组合使用。 这里列出了一些优选的组合，但本发明不限于这些。 一方面，本发明涉及一种对镍锌电池进行恒流充电然后恒压充电的方法。 该方法包括测量电池的温度； 至少基于电池的温度计算电压； 用恒流（CI）对电池充电，直至达到计算的电压； 用计算出的每个镍锌电池单元的电压（CV）对电池进行充电； 当满足充电结束条件时，以针对每个电池单元计算的电压停止充电。 注意，电池中可以有一个或多个电池单元。 通常，这些电池单元串联连接。 例如，在 CI 阶段，电池以 1-2 A 充电，直到 (a) 电压等于或大于阈值电压（可以进行温度补偿）乘以串联充电的电池数量，（ b)经过了指定时间（例如，一小时），或者（c）电池的温度增加了指定量（例如，大约15摄氏度或更多）。 电池温度可选地通过热电偶、热敏电阻或其他温度测量装置来测量，这些装置通常位于电池组的中间或热中心。请注意，此处和
本摘要中其他地方列出的参数值是针对容量约为 2 安培小时的典型镍锌电池选择的。 本领域技术人员将认识到，一些参数值可能与电池容量成正比。 在一些实施例中，线性缩放是合适的。 完成任何恒流充电阶段后，体积充电算法将进入 CV 阶段。 这里，用温度补偿电压和电池单元数量的乘积对电池进行充电，直到满足充电结束条件。 充电结束条件可以是电流减小到小于或等于设定值(例如，每个电芯大约90mA)、已经过了设定时间(例如，大约1.5小时)、电流大于小于或等于指定值以及与电池短路相关的读数（例如，2 安培小时电池约为 2.25 A）、温度升高指定量（例如，约 15 摄氏度或更高） -例如，达到37摄氏度的温度），或这些条件的任意组合。 温度补偿电压是电池温度的函数，并且在一些实施例中是充电状态百分比、电解质组成和恒定相充电电流的函数。 根据充电硬件的复杂性，可以使用温度补偿方程的复杂变化。 在一个实施例中，充电器使用二次方程，但其他实施例包括对应于不同温度范围的一个线性方程或两个线性方程，如表1所示。提供了针对不同充电阶段的方程，以完全充电的百分比表示。 一旦确定了温度补偿电压，就将其用于容量充电算法（例如，作为充电过程的恒流阶段的截止电压）。
当充电过程中电池温度随时间变化时，算法会更新温度补偿电压。 在一些实施例中，在cv阶段期间使用的温度补偿电压约为1.9至1.94伏。 在某些实施例中，该电压适合于当正在充电的电池单元具有在大约20-25摄氏度范围内、优选地大约22摄氏度的温度时使用。 此外，对于具有约5至8.5摩尔游离未缓冲碱度的电解质的镍锌电池，1.9至1.94伏是合适的。 在某些实施例中，CV阶段期间的温度补偿电压的表达式是-V-0.004^T+2.035，其中V是恒定电压值并且T是以摄氏度为单位的温度。 在使用镍锌电池的某些实施例中，其中镍锌电池使用高电导率电解质，例如电导率在约0.5至0.6(欧姆厘米)范围内的电解质，在CV阶段期间使用恒定电压可以减少一定的量。 在一个实施例中，CV设定电压从上述水平降低大约10至20毫伏。 因此，在一些实施例中，CV阶段期间的设定电压可以是大约1.88至1.92伏。 同样，在镍锌电池充电的 CI 阶段，当电池电压达到约 1.88 至 1.92 伏时，可能会发生从 CI 到 CV 的转变。 在特定实施例中，充电方法包括前端充电算法，其首先检查电池温度是否在确定的范围内，例如在大约0摄氏度和45摄氏度之间。
如果温度超出此范围，则算法将应用每 2 安培小时电池容量大约 100 到 200 毫安之间的涓流或等效电流脉冲，直到温度升至大约 15 摄氏度（或其他指定温度），电压达到最小值，例如每个电池一伏，或者温度达到不增加温度或最小电压的时间限制，例如大约20hr②C/20速率。 如果温度在此范围内，则跳过前端充电算法，可以开始恒压或恒流/恒压充电。 在一些实施例中，前端算法可以通过充电器逻辑自动激活或手动激活，例如通过用户按下重新调整按钮。 如果容量充电算法的恒流步骤非常快地达到其电压终点（例如1.9伏），例如在0-10分钟内，优选在5分钟内，则前端算法可以自动开始恢复电池组。 已发现该算法对于那些可能因储存或运输过程中钝化而导致高阻抗的电池有帮助。 在前端充电期间提供的低于正常的电流可以重组电极成分，从而去除钝化层（例如，在锌电极上）。 充电结束终止算法可以在满足充电结束条件之后添加，或者可以在电池组达到大于大约90%的充电状态时由充电器执行。 在一个实施例中，充电结束终止算法包括每2安培小时电池容量约50毫安至200毫安之间的第一校正电流持续约30分钟至2小时，优选地约每2安培小时。 电池容量为，可持续使用约1小时。
此步骤没有电压限制。 人们发现该算法至少可以部分克服电池组中的电池不平衡问题。 固定电流允许特定标准的电流均匀地流过每个电池，从而允许弱电池充电到恒定电压不一定达到的水平，从而减小强电池和弱电池之间的差距。 不同之处。 人们发现该算法可以延长电池寿命。 充电状态维持算法可用于确保电池单元/电池组在连接到充电器时具有例如大约80%或更高的充电状态。 该算法可以是修正电流后的后半段的充电结束终止算法，也可以单独停止。 该算法的一个实施例使用每2安培小时电池容量约0-50毫安的恒定充电电流或等效电流脉冲。 在另一实施例中，如果电池组的电压例如在每单元大约1.71V和1.80V之间，则电池组可以周期性地接收完整充电周期（标准充电算法）。 一些算法中使用的温度补偿电压可以连续或周期性地重新计算。 因此，在恒压阶段施加的电压会随着电池温度的变化而变化。 因此，在充电期间，可以重复充电方法的温度测量和计算操作。 一些交替充电算法可以包括恒定充电算法的多个步骤以定义电压限制（例如，温度补偿电压限制）。 在一些情况下，使用大约十个步骤。 在一个示例中，最初施加恒定电流直到电压达到指定的电压极限。 然后该电流逐渐减小指定的系数，直到电压再次达到指定的限值。
可以重复此过程，直到达到指定的充电水平。 该方案可用于使用非常简单的充电器的情况，例如不能够恒压充电的充电器。 这种电池充电方法包括测量电池的温度和电压； 至少基于电池温度计算计算电压； 以充电电流对电池进行充电，直至电池电压等于计算电压； 将充电电流减小规定系数； 并将充电电流减小指定系数。 充电电流对电池充电，直到电池电压等于计算的电压。 可以重复减小电流并用这种减小的充电操作对电池进行充电，直到电流降到一定量以下，表明已经达到一定容量。 指定的因子可以是大约2-10。 该因子可以在某些步骤或所有步骤中保持恒定，或者可以从一个步骤到另一步骤变化。 通过测量温度和计算电压可以不断更新计算出的电压。 在一些实施例中，周期性地进行温度和电压测量，例如每5秒一次。 在一些实施例中，这些测量彼此独立地进行。 一些其他交替充电算法包括使用恒定电流并基于测量的电压、电压和时间、和/或温度和时间终止充电。 在第一种情况下，当电压电平从最大值降低dV时终止充电，在一些实施例中，该最大值可以是大约0至0.020伏/电池，优选地大约0伏/电池。 换句话说，优选在电压停止增加并且刚刚开始从最大值开始减少的转折点停止充电。 在第二种情况下，当电压电平相对于时间降低 dV/dt 量时，充电终止。
换句话说，当每个电池单元的电压在指定时间段内下降预定量时，充电器将终止充电。 或者，当电压电平在一定时间内没有变化时，可以终止充电。 最后，充电器可以根据温度相对于时间的增加（即 dT/dt）来终止充电。 换句话说，当电池温度在特定时间内升高特定量时，充电器将终止充电。 在某些实施例中，对镍锌电池组电池充电的方法可包括以恒定电流对镍锌电池组进行充电，直到达到以下点：(i)电池充电状态至少约为70%，(ii)电池单元的镍电极尚未开始释放基本水平的氧气，并且(iii)电池单元电压在约1.88伏特至1.93伏特之间或在约1.88伏特至1.91伏特之间； 对镍锌电池进行1.88-1.93范围内的恒压充电，直至满足充电结束条件。 在一些情况下，当使用具有至少约0.5cm-1的电导率的镍锌电池时，恒定电流可为每2安培小时电池容量的最大约4安培。 在一些实施例中，可以使用约2安培或约1.5安培的较低恒定电流。 请注意，在此示例中，无需测量电池温度或执行计算。 这里描述的任何一种或多种方法可以在充电器上单独或组合使用。 通过利用各种电子元件、用低成本可编程逻辑电路（PLC）编程或在芯片上定制设计（例如ASIC），所需的逻辑可以硬连线到充电器中。
充电器可以集成到消费产品中，例如将逻辑编程到电池供电的电动工具或设备中。 在这些情况中的一些情况下，逻辑可以在直接集成到消费产品中的电子电路中实现，或者可以是可移除或不可移除的单独模块。 本发明还涉及一种镍锌电池充电器。 该充电器可以包括用于容纳镍锌电池的外壳、被配置为在操作期间热耦合至电池的热敏电阻、以及被配置为执行一组指令的控制器。 充电器还可以包括恢复按钮。 外壳不需要完全包围电池，例如，外壳可以具有开放的侧面。 外壳还可以具有门或盖子，以方便检修电池。 在充电操作期间，热敏电阻可能会接触电池组热中心处的电池单元的外表面。 这组指令可以包括用于测量电池温度、计算计算出的电压、以计算出的电压对电池充电以及当检测到充电结束条件时停止以计算出的电压充电的指令。 指令还可以包括用恒定电流对电池充电、用正电流对电池充电或用最小电流对电池充电的指令。 该指令还可以包括当按下恢复按钮时用初始电流给电池充电的指令。 此外，充电器还可以包括其他接口，用户可以通过这些接口与充电器进行交互，或者充电器可以与用户进行通信，例如用彩灯来指示充电完成或者电池已损坏。 下面将参照附图更详细地描述本发明的这些和其他特征和优点。 图1是根据本发明的连接到电池组的充电器的简单示意图。
图2A和2B分别是在不同电池温度下以1A或2A恒流充电的充电曲线。 图3是不同电解质成分的充电曲线图。 图4是根据本发明的一些实施例的恒定电流/恒定电压充电算法随时间的曲线图。 图5是根据本发明的一些实施例的电池充电算法随时间的曲线图。 图6A是根据本发明的镍锌电池单元的分解图。 图6B是根据本发明的组装好的镍锌电池组电池的示意性剖视图。 图7示出了根据本发明的一个实施例的盖和排水机构的示意图。 具体实施方式在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体实施例以便提供对本发明的透彻理解。 然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下或者通过在本发明的精神和范围内利用替代元件或过程也可以实践本发明。 在其他情况下，没有详细描述众所周知的过程、过程和组件，以免不必要地模糊本发明的各方面。 尽管已经提出了多种充电解决方案，但应该理解的是，并非所有充电方法都需要配置在同一个充电器上。 充电器可以单独或组合使用这些方法。 此外，充电算法内的参数的选择或选择尤其可以提供“恢复”按钮，用户可以选择该按钮来启动前端充电算法。 相反，对于真正低成本的充电器，根据充电器的逻辑，用户与充电器的交互可以被限制到非常少（如果有手动输入）。
电池可以包括一个或多个电池单元。 如果存在多于一个电池单元，则电池单元彼此串联电连接。 在本公开中，术语电池和“电池组”可互换使用。 除非另有说明，本文指定的参数涉及 2 安培小时电池。 图1示出了连接至9单元电池组的充电器104。在所示实施例中，可变交流电102进入充电器104，充电器104接线至串联连接的电池单元的正极端子108和负极端子106。 带温度补偿（CI/CV）的体积充电算法适用于多种充电情况，速度快且成本效益高。 氧气释放在镍锌电池中尤其成问题。 体积充电算法通常包括至少两个阶段：恒流(CI)阶段，其中发生大部分充电，例如高达80%的充电状态；以及恒压(CI)阶段。 CV）阶段，在考虑氧气释放的同时进行高效充电。 恒压 (CV) 充电可以维持在氧释放/复合反应发生的电压或以下，而不会引起细胞应激。 和/或温度过度升高。 在一些实施例中，CI阶段分步执行，每个后续步骤以较低电流执行，例如以恒定电流（例如，约1-2A）执行。 对电池充电，直到满足各种条件之一。
期望的条件是电荷在合理且预期的时间范围内达到指定电压（例如每个电池大约1.9伏）。 在某些实施例中，指定电压是温度补偿的。 该指定电压可以对应于大约70-80%或优选地大约80%的充电状态。 在某些实施例中，指定电压取决于电池温度、电解质组成（例如碱度）和初始恒定充电电流。 满足电压阈值条件后，电池过渡到 CV 阶段充电。 温度补偿电压是电池温度和充电状态百分比的函数。 温度补偿计算的复杂性可以通过充电器的复杂性（以及成本）来控制。 其值是通过使用例如二次方程、线性方程或针对不同温度范围（高于和低于20摄氏度）的两个线性方程来定义的。 表 1 显示了 50% 到 90% 之间不同充电状态百分比的每个方程的常数值。 这些方程是二次方程 a(T)、b(T) + c 和线性方程 m(T) + V，其中 T 是测量温度，a、b、c、m 和 V 是表 l 中给出的常数。 对于复杂的充电器，随着电压接近温度补偿，预计会出现二次方程。 然而，当充电器仅限于更简单的逻辑时（希望是廉价充电器的情况（例如 USS5/充电器周围）），实现可能会使用线性方程。 当为充电恒流阶段结束选择合适的电压时，一个重要的考虑因素是充电所需的时间。
希望对电池进行快速充电，以便依赖电池运行的设备能够快速恢复使用。 因为电池的电荷转移在CI阶段期间通常比在CV阶段期间更高，所以期望在CI阶段期间发生大量充电。 然而，在 CI 期间持续充电后，氧气释放更令人担忧。 对于单个电池，可以根据电池温度和恒定充电电流等因素，选择与在接近 70-80% 充电状态的给定电流下测量的充电电压相对应的电压值。 对于多单元电池，根据初始安培小时容量分布范围以及该分布在电池寿命期间如何变化，所选择的电压值可以对应于低充电状态，即50-70%。 考虑到电池组中的容量分布，CI阶段结束时的充电状态可以限制在恒流充电曲线期间氧气开始释放的点。 适当的电压值及其温度关系如表1所示。图2A是在不同电池温度下以1 A恒流充电的充电曲线图。该图显示了对1.8安培充电时的电池电压与安时的关系。镍锌电池在 0 至 40 摄氏度的温度下可使用 1 小时。 曲线202对应于0摄氏度下的充电曲线。 充电少量后，电压迅速增加，并在 1.8 A 电流下从约 1.87 伏增加到约 2.075 伏，对应于这些电池的 100% 充电状态 (SOC)。 曲线204对应电池温度为10摄氏度时的充电曲线； 曲线206，204摄氏度； 曲线208，30摄氏度； 曲线210为404摄氏度。
随着电池温度升高，相同充电容量对应的电压较低。 例如，在大约 1 安培小时时，相当于 1.8 安培小时电池的 56。 /。 SOC，40TC 电池的电池电压约为 1.845 伏。 随着电池温度降低，相同SOC下电压变得越来越高。 请注意，在相对平坦的稳定状态之后，曲线有“s”。 ，呈上升趋势（斜率增加）。 这种上升趋势通常发生在充电容量相对较高的情况下。 尽管无意受该理论的束缚，但据信上升趋势的开始表明不期望的氧释放速率的开始。 通常，在充电容量大于 100% 之前，电池压力不会显着增加并导致安全问题。 然而，由于并非所有电能都被转换并存储为电化学能，即使一些氧气释放超过复合率也会影响内部结构。 组件的寿命，并降低充电效率。 因此，希望在CI阶段达到该电压后，在整个容积充电过程中电池电压保持低于该起始电压。 该温度补偿电压也是可以信赖的。 取决于电解液成分和恒定充电电流。 一般来说，较低的恒定充电电流会降低充电过渡到 cv 阶段的指定电压。 图2B是2A恒流充电在不同电池温度下的充电曲线。 图 2A 的实验是使用 1.8 Ah 容量的镍锌电池进行的。 充电曲线212对应于0摄氏度充电的电池； 曲线216，30摄氏度； 曲线218，40摄氏度。
与图 2A 相比，电压通常更高，大约高出 30 微伏，甚至高出 50 微伏。 请注意，电压开始以较高速率增加的点发生在较低充电容量时。 因此，如果恒定电流较高（例如，2A与1A），则CI和CV之间转变的SOC可以较低。 虽然较高的充电电流通常意味着充电速度更快，但情况并非总是如此。 出于氧气释放的考虑，如果 CI 阶段必须以较低的 SOC 结束，高电流 CI 充电实际上会导致更长的总充电时间。 在这些情况下，充电必须在整个充电过程中更早地过渡到较慢的 CV 阶段。 具体例子可以说明这一点。 在2A恒流下，电池可以运行在60/.左右。 充电 40 分钟后，容量开始进入 CV 阶段。 然而，在 CV 阶段，剩余 40% 的容量会在一小时内耗尽。 在1A恒流下，充电1.5小时左右即可将电池电量充到80左右。 /。 容量开始 CV 阶段。 剩余20%的容量需要半个多小时。 1A和2A恒流总充电时间相差大约半小时。 对于该 1.8 安培小时电池，CI 阶段的最佳恒定电流可能在 1 至 2 安培之间，或约 1.5 安培。 对于2A和1A恒定电流的温度补偿电压之间的差异可以高达约30微伏或高达约50微伏。 2A 和 0.133A 恒定电流的温度补偿电压之间的差异可能高达约 80 微伏。
温度补偿数据表 表 1：温度补偿常数示例 提高电解质电导率会降低从 CI 到 CV 充电阶段过渡期间的指定电压。 图3是各种电解质成分的充电曲线图。 电解质的特征在于其电导率和碱度。 表2总结了图3中的电解质组成。成分A和E具有最高的碱度，其次是成分B、C和D。成分AD具有相似的电导率，但成分E较低。 E组份的充电曲线为301； 对于组分A，303； 对于B，305； 对于C，307； 对于D，309。图3显示了在2 A恒电流电荷中最早达到最高电压的组件E的充电曲线401。 因此，在一些实施方案中，使用具有较高电导率的电解质的细胞中，CV期间的电压可能会降低。 将组件a的充电曲线与发明者提出的电解质电导率约为0.5至0.6（ohmcm）。 镍锌电池电池可以以较低的电池电压（例如，大约10-20微伏）进行CV阶段，比电导率较低的电池所需的电池（例如，在约0.35至0.45（OHMCM）范围内）。带有电解质的镍锌电池电池的电池电压（在这种情况下）。 在某些但不是全部的情况下，在CV相期间的恒定电压也可以在较低的电压下进行（例如，在约1.88至1.91伏的范围内）。
通常，电解质的电导率是电解质组成的复杂函数。 图3中的某些电解质的某些组件在表2中列出。碱度是电解质电导率的一个促成因素，但它远非唯一的。 表2：图3中测试的电解质组合物在摘要中，电压值至少取决于电池中电解质的电导率，充电电流，电池电池的数量和电池温度。 在一个实施方案中，对于2AH电池，用于快速充电的恒定电流在1a至2a之间。 在操作过程中，根据电池组的更新温度测量值，连续计算温度补偿的电压。 一种测量温度的首选方法是来自位于电池组热中心的热电偶或热敏电阻，但可以使用其他方法。 根据充电器设计，可以间歇性测量，例如每分钟一次或每隔几秒钟，或者如果逻辑电路允许的话，可以连续进行温度测量。 为了在电池充电操作过程中管理氧气释放，可以使用大约70-80％充电状态的温度补偿电压。 图4是根据本发明的一个实施方案，随着时间的推移，恒定电流/恒定电压充电算法的图。 电流显示在左y轴上； 电压显示在右Y轴上。 曲线402随着时间的推移，通过电池组（6个单元格，大约2安培小时容量）显示电流。 在时间0时，电流以2安培的速度启动，并保持恒定，直到测试电池电池的电压在约2200秒时达到约1.9伏。
初始电压的增加是陡峭的，并且电压生长速率在200秒时开始降低。 在此期间，电压几乎不断增加，然后以另一个速度增加。 从大约200秒到2100秒（在图中）这一阶段是最有效的充电期。 在此期间，可充电电池组可获得大部分存储容量。 随着曲线的斜率再次增加，它在温度补偿电压附近到达肩膀。 该肩膀表示氧气释放的开始。 可能指示常数电流步骤末端的第二个条件是指定的经过的时间（例如，经过一小时后的恒定电流末端）。 期望大多数电池组在一个小时内达到温度补偿电压。 如果一个小时后的电压仍小于温度补偿电压，则可能已经出现了几个问题之一。 其中一个电池可能已经开发出内部短路，充电器可能无法测量，或者可能会出现其他内部电池问题。 在这种情况下，算法不会移至简历阶段。 可能需要用户干预。 可能表明恒定电流步骤末端的第三个条件是，如果电池温度至少上升到一定的规定量，例如摄氏15摄氏度。 就像第二个条件一样，温度升高表明电池组可能出了问题。 即使镍锌电池不容易困扰其他电池类型的热失控，但过量的热能意味着氧气压力正在增加，或者正在发生高度的重组率。 这也意味着电池电池可能会出现短路。 当检测到过高的温度升高时，充电算法将停止充电直到用户干预。
一旦温度在可接受的范围内，就可以恢复充电。 如果问题重复，则应处理电池。 CI/CV体积充电算法的第二步是恒定的电压步骤。 在此步骤中，电池继续在指定的电压（例如，温度补偿电压）处充电，直到满足几个条件之一。 第一个条件是电流降低到指定的水平以下（例如，2安培小时单元格为90 mA）。 低电流表明电荷已经完成，因为目前几乎没有电能转换为化学能。 由于电池几乎充满电，因此电荷在此时停止至100。 指示收费状态（SOC）。 在其他实施方案中，不同的电流水平可以用作靶向SOC不同百分比的停止点。 满足此条件后，充电算法通常会结束。 如图2所示，在此步骤中，电池电池在大约2200秒至5000秒内保持约1.9伏，如Curve 204所示。当前202最初稳定降低并缓慢降低水平。 如上所述，氧气的进化将在此步骤中开始。 电荷比必须达到的水平，以使氧气应力不会显着累积。 可以指示恒定压力步骤末端的第二个条件是通过了1.5小时。 预计带有2个AH单元的电池组将在约1.5小时内达到90 mAh。 但是，如果电流在1.5小时后仍高于90 mA，则费用通常会终止。 这不是安全限制，而只是可选限制。 就像在CI阶段一样，可以建立各种保护条件，以确保电池没有过多收费或有缺陷。
可能表明恒定电压步骤末端的第三个条件是相对于开始时间，电池温度是否增加了指定量（例如15摄氏度或更多）。 开始时间可以是电池充电的开始，也可以是任何算法步骤的开始。 可能的问题与CI阶段讨论的问题相同。 最终条件是，如果电流增加到出乎意料的高值，例如2.25 a或更多。 该高电流表示内部短路。 应当理解的是，此处引用的许多特定参数值（例如，最大电流，时间截止和温度补偿电压常数）用于特定能力的镍锌电池单元。 具体而言，引用的值是特定于镍锌电池电池，其容量为2安培小时，以6个电池电池组的串联配置。 正如那些在艺术中熟练的人会欣赏的那样，有些值与不同能力的电池和电池成正比。 前端充电算法在体积充电之前可以使用各种“前端”充电算法。 一类此类算法提供了诊断测试，旨在使用标准充电算法确定电池的成功充电。 前端算法可以自动或用户在每次充电之前实现。 在一个实施例中，前端充电算法首先检查电池温度，该电池温度在容量充电范围内（例如，大约在0至45摄氏度之间）。 如果温度不在此范围之外，则不会启动体积充电。 在这种情况下，该算法将应用于每2个失忆症约50至200 mAh之间的“滴水型”电流或等效的血管脉冲。 例如，大约15摄氏度）和/或电池单元电压达到每伏1伏和/或达到特定时间（例如消失约20小时）。
当达到最小电压和/或温度时，可以启动音量充电算法。 在一些实施方案中，该算法分离了电压和温度条件。 例如，它将满足电池的至少15摄氏度，甚至至少1伏。 在一般的工作条件下，将满足其中两个。 长期存储或怀疑电池损坏后，只有在初始可充电电池时才使用该算法。 如果在发生时间限制之前未满足条件，则不应启动标准的充电算法。 如果电压在此极限之下，则必须更换电池。 如果电池电量低于温度限制，则可以重置充电。 当标准充电算法中CI阶段的温度补偿电压达到CI阶段时，可以触发该算法。 2-时间充电的2英寸电池通常达到30至60分钟。 达到温度补偿电压，但是如果钝化层在电池中导致高阻抗，则时间将减少到0和20分钟。 可选的土地，用户可以激活前端算法以按下按钮（或另一个，从您的手开始）以恢复电池。 发现此算法可以帮助那些用钝化层的电池。 低于通常情况的电流将改善电化学成分，从而消除钝化层。 充电终止算法的结束可以将充电端终止算法添加到标准充电算法的末尾。 在一个实施方案中，充电结束后的终止算法包括约50至200 mAh的校正电流，约30分钟至2小时，最好约100毫米约1小时（假设名义2 -in -time电池单位）。
对于具有不同容量的电池单元，这些电流可以成比例更改。 完成充电算法的恒定电压部分后，额外的操作将被激活。 在一般应用中，此步骤没有电压限制。 在另一个实施方案中，充电端的结尾算法包含多个恒定电流步骤。 第一步可以应用于50至200 mAh之间的恒定电流约30分钟至2小时，最好约1小时1小时； 第二步大约是在电池上保持在充电器0 0 0 0 0 MAH之间的恒定电流组成的电池组合体上的大约0。 图5显示了充电端算法中添加到体积充电算法中的。 在恒定电压CV阶段之后，在最后一个CI相和5000秒后的曲线图中电流保持恒定。 当前的502在约100 MIA处保持恒定，电压504慢慢增加到略大于2伏。 发现该算法已经克服了电池组中不均匀的电池单元。 固定电流通过每个电池单元迫使某个电流是平均值，这使较弱的电池单元可以充电到无法达到恒定电压的水平，从而减少了强电池单位和弱电池单位之间的差异。 发现该算法可以增加电池寿命。 保持算法的充电状态可以使用充电状态来保持算法，以确保电池单元/电池连接到充电器时具有80％或更高的充电状态。 这样，用户可以无意间将功率充电器插头保留在插头中，并连接几天，几周或几个月的电源，当电池从充电器带回电池时，电池几乎充满了电源。
该算法的一个示例是电流脉冲充电或相当于使用约0至50 mAh的常数电流充电或同等用途。 在充电器上的电池电池上，恒定电流充电没有电压限制。 在另一个实施方案中，如果电池组的电压降至特定水平； 例如，每个电池单元约1.71至1.80伏之间，电池组可以定期接受整个充电周期（音量充电算法）。 交替的充电算法比电算法（例如，温度补偿电压或温度和电流补偿的电压极限）。 在某些示例中，使用了大约十个步骤。 首先应用恒定电流，直到电压达到规定的电压极限。 然后将电流减小并保持恒定，直到电压达到指定的极限。 重复此过程，直到达到充电水平。 可以在没有非常简单的充电器（例如无法执行恒定电压充电的充电器）的情况下使用此方法。 在一个实施方案中，每当电流逐渐降低时，它逐渐降低，大约10倍。其他更改的充电算法包括充电以恒定电流充电，然后根据测得的电压，电压和/或温度和/或温度终止充电的终止。和时间。 在第一种情况下，当电压水平从最大DV降低时，充电将终止。 在某些实施方案中，它可以大约为0到0.020伏/电池单元，最好约为0伏/电池单元。 在第二种情况下，当电压水平减少与时间相比的DV/DT量时，充电将终止。 换句话说，当电压在特定时间段内降低时，充电器将终止充电。
可选的土地，当电压水平不在一定时间内变化时，可以终止充电。 最后，可以根据温度的量从时间或DT/DT的量增加来终止充电量。 换句话说，当电池温度在一定时间内增加特定量时，充电器将终止充电。 电池充电器电池充电器可以单独使用或组合使用这些算法。 所需的逻辑可以通过各种电子组件与充电器的紧密连接进行编程，并且可以使用低成本的可编程逻辑电路（PLC）进行编程，也可以定制为芯片设计的自定义（例如ASIC）。 艺术中的技术人员可以选择配置所需逻辑的最经济的方法。 由于可以将逻辑编程到电池提供电源的电源工具或设备中，因此充电器可以直接集成到消费产品中。 在上述情况下，逻辑可以在消费产品的电子电路中实现，也可以是可以或拆卸的单独模块。 镍锌充电器可能包括用于容纳镍锌电池的外壳，即在工作期间配置为热敏电阻的热敏电阻，并配置为执行一组指令的控制器。 充电器还可以包括恢复按钮和/或其他接口。 该外壳不需要完全被电池包围，例如外壳可以具有开放的表面。 该外壳也可以具有一个通道或盖子，可以轻松接触电池并拒绝灰尘。 根据电池的尺寸和形状，标准单独电池充电器的外壳可能有许多设计。 在充电操作期间，可以接触电池组热中心电池单元的外表面。 热敏电阻可以连接到刚性或灵活的壳。
在某些情况下，将电池正确密封在外壳中后，可以手动或自动插入热敏电阻。 该组的说明可以包括测量电池温度，计算计算电压，在计算电压下为电池充电的说明，并在检测到充电端情况时在计算电压下停止充电。 该说明还可以包括以恒定电流充电充电的说明，用校正电流充电电池充电的说明，或以最小电流充电的说明。 此说明还可以包括在恢复按钮时以初始电流充电的说明。 此外，充电器可以包括其他接口。 使用此接口，用户可以与充电器进行交互或与用户进行通信。 例如，颜色灯意味着充电已完成或电池不良。 通用电池单元结构图6A和6B根据本发明的圆柱电池的主要组件的图形表示。 图6a显示了电池单元的分解图。 在圆柱分量601（也称为“核心”）中提供替代电极和电解质层。 圆柱分量或绳索芯601设置在储罐613或其他容器内。 负电极磁盘603和正电极盘605连接到圆柱分量601的另一端。正和负电极磁盘用作内部端子，负电极磁盘连接到负电极，并将电极连接到负电极，并且电极连接磁盘连接到正电极。 覆盖609和罐613用于外部终端。 在实施方案中，负电极磁盘603包括连接器607，用于将负收集器603连接到盖609。
正极磁盘605以其他方式焊接或连接到CAN 613。 在其他实施方案中，负电极磁盘连接到罐子，并将正电极盘连接到盖子。 负电极盘和正电极盘603和605用于使用穿孔。 穿孔可以从电池单元的一部分到电池单元的另一部分到电池单元的另一部分。 在其他实施方案中，上述椎间盘可以由凹槽（径向或外围设备），凹槽或其他结构使用，以促进结合和/或电解质分布。 柔性垫611位于车轮上（）615沿储罐的上部设置为613的上部，靠近盖609.垫子用611用于电隔离盖609和罐613.在一些实施方案中，垫611在其上涂有聚合物615。 这种垫子可以是电隔离盖和罐子的任何材料。 优选地，材料不会在高温下扭曲。 材料是尼龙。 在其他实施方案中，希望使用相对疏水的材料减少从接缝或其他可用流出点泄漏的驱动力。 小型润湿材料的实例是聚丙烯。 储罐或其他容器填充电解质后，将容器密封以将电极和电解质与环境分离，如图6B所示。 垫子圆通常由边缘的边缘密封。 在一些实施方案中，使用密封剂来防止泄漏。 合适的密封剂的示例包括沥青密封，焦油和从俄亥俄州的获得的示例。
在一些实施例中，电池单元配置为在电解质“缺乏”状态下工作。 此外，在一些实施方案中，本发明的镍锌电池单元采用了缺乏电解质。 该电池单元的电解质比活性电极材料相对少。 它们很容易与丰富的液体电池电池区分开，并且在电池单元的内部区域中具有游离液体电解质。 例如，在此处参考，美国专利申请“ IGN”的专利申请，该专利申请于2005年4月26日提议，其名称为“ IGN”。 在该州工作。 缺乏液体电池单元通常被理解为电池电极电极重叠层占据的电池单位。 一般情况下的总间隙量的10％。 本发明的电池单元可以具有许多不同的形状和尺寸。 例如，本发明的圆柱电池单元可能具有常规AAA电池单元，AA电池单元，电池单元和C电池单元的直径和长度。 定制的电池单元设计适用于某些应用。 在特定的实施方案中，电池单元的尺寸为22mm，直径为22mm，长度为43nmm的副型电池。 请注意，本发明也可以用于较小的平方电池系统，以及各种大型电池单元系统，用于各种不可携带的应用。 通常，电源工具或草坪工具的电池组形状将指定电池单元的大小和形状。
本发明还涉及一个电池组，包括一个或多个镍锌电池单元，包括本发明和合适的外壳，触点和电线，以允许在电子设备中充电和放电。 请注意，图6a和6b所示的实施方案具有常规NICD电池单元的相反极性，其中盖子为负，罐子为正。 在常规电源电池单元中，电池单元的极性是盖子是正的，储罐或容器为负。 换句话说，电池单元组件的正极电极连接到盖子，电池单位组件的负电极连接到电池单元组件的储罐。 在一些实施方案中，电池单元的极性与图6A和6B中常规电池单元的极性背道而驰。 因此，负电极连接到盖子，并将正电极连接到罐中。 应该理解的是，在本发明的一些实施方案中，极性保持与常规设计相同，并且具有正覆盖。 罐子是箱子或最终电池单元的容器。 在常规的镍瓦电池单元中，储罐为负，通常是镀镍的钢。 如图所示，本发明中的储罐可能为负或阳性。 在储罐中是一个负极实施例，储罐材料可以类似于传统镍 - 加速电池（例如钢）中使用的成分，只要将材料应用于锌电极（）的电势），这是另一种材料（）锌电极的其他材料。 例如，可以用铜等材料施加负极以防止侵蚀。 在储罐中是一个正面的，盖子是一个负实施例，储罐可以类似于常规的镍 - 加德米电池电池单元中使用的成分，该成分通常是镀镍的钢。
在一些实施方案中，可以用有助于氢化的材料覆盖储罐的内部。 任何可以与氢结合然后组合的材料。 这种材料的例子是氧化银。 尽管通风盖通常密封电池单元隔离环境，但可以使电池单元在充电和放电期间排放从电池中产生的气体。 平均镍含量电池单位从每平方米约200磅（PSI）的压力中排出。 在一些实施方案中，镍锌电池单元设计的本发明在压力下工作，甚至更高的压力（例如，）而无需耗尽。 这促进了电池单元中产生的任何氧气和氢的重新汇合。 在一些实施方案中，构造电池单元以保持和/或均匀的内部压力。 在其他实施方案中，镍 - 锌电池单元设计为在相对较低的压力下排放气体。 当设计促进电池单元中氢气和/或氧气的释放时，这是合适的，而无需在电池单元中重新加密。 如图。 7是基于本发明的实施方案的覆盖物701和通风机构的表达。 允许通风机构的首选设计允许气体而不是电解。 封面701包括板708，排气口703和盖子上盖701的上705。 磁盘708包括一个孔707，该孔可以逸出。 排气口703覆盖了707孔，并从气体中移出。 排气口703是橡胶，但可以由任何允许气体放松和耐受高温的材料制成。 发现风口排气口运转良好。
将上部的705焊接到焊接点709处的磁盘708，允许允许气体的孔711。 简单地显示了焊接点709和711的位置，这些位置可以位于任何适当的位置。 在首选实施方案中，排气门户机构包括由疏水通透性制成的排气帽713.排气帽的示例包括麦克风聚丙烯，微孔的聚乙烯，Micro -孑l， l，微孔 - 孔 - 孔 - 富含液体的聚合物及其PTFE混合物和符号（例如，请参见9月27日发布的2005年2005年，标题为“和美国第6、949、310（丄）的美国专利，以便在此处通过参考组合）。此材料应能够在某些实施方案中承受高温上面列出的更多聚合物。
负电极通常包括一种或多种锌或锌酸离子与一种或多种其他材料的电气激活源的电源。 精神剂，润湿剂等。在准备电极时，它的特征是某些物理，化学和形态学特征，例如kuron容量，锌的化学成分，多孔和曲率。 在一些实施方案中，电化学活性的锌来源可能包括一个或多个氧化锌，锌酸4乞eg，锌金属和各种锌合金。 可以在制备和/或标准电池周期中生产任何材料。 作为一个特定的例子，请考虑锌酸捕捞，可以通过含有氧化钙和氧化锌的糊状或浆液产生。 如果使用锌合金，则可能包括一些实施例中的铋和/或铟。 在一些实施例中，它可能包括约20个或大约20份百万铅。 满足对该组成需求的锌合金的来源是加拿大公司提供的PG101。 锌活性材料可以以粉末，颗粒成分等的形式存在。最好是，锌电极糊的每个成分的粒径相对较小。 这是为了减少以下可能性，即，颗粒可能以其他方式渗透或损坏正极和负电极之间的分离器。 特别是，考虑到电化学活化的锌组成（和其他颗粒电极成分），该组件的粒径不超过40或50微米。 在一些实施方案中，该材料的特征可能是其颗粒的1％不超过1％，并且主要大小（例如直径或主轴）大于大约50微米。
可以通过以其他方式过滤或加工锌颗粒来清除较大的颗粒来制备这种成分。 请注意，此处引用的粒度间隔适用于氧化锌，锌合金和锌金属粉。 除了电化学活化的锌组成外，负电极还可能包括一种或多种其他材料，该材料以其他方式促进或影响电极中的某些过程，孔，结构的完整性（例如粘附），排气，活性材料的溶解度，阻塞性能（例如减少离开电极的锌量），腐蚀抑制等等。例如，在某些实施方案中，负电极包括氧化物，例如氧化物，氧化物和/或氧化铝。 氧化和氧化将与锌相互作用，并减少电极处的排气。 重量计算浓度可以在负电极公式的重量的约1％和10％下计算。 它将促进氧和氧气的重复。 负电极公式的重量的重量浓度约为L和0.05。 /。 在地面之间提供氧化。 可以计算出左右5和5的干电极公式的重量浓度。 为地面提供氧化铝。 在一些实施方案中，可能包括一种或多种添加剂以改善锌电活动材料的耐腐蚀性，这在长期备用时期很方便。 保存期对于电池单元的商业成功或故障至关重要。 意识到电池是固有的化学不稳定性设备，应采取措施保存其化学物质以节省电池组件，包括负电极。 当电极材料在数周或几个月或以其他方式变性后未侵蚀时，它们的值将受到短期存储期限的限制。
可以包括溶解在电解质中的锌阴离子的特定实例包括磷酸盐，氟化物，硼酸盐，锌酸盐，硅酸盐和。 通常，这些阴离子存在于负电极中，根据干负电极公式的重量，它们的浓度高达5％。 据信，其中至少有一些阴离子会在电池单元周期内进入溶液，它们会降低锌的溶解度。 包括包括这些材料在内的电极食谱的示例包括以下专利和专利申请。 它们每个人都由2004年9月28日发布的标题“”发表。 433; 美国专利第6号，835，499，于2004年12月28日发布； ，818、350和PCT/NZ02/00036（霍尔和其他人于2002年3月15日提交的开放号码WO02/）。
that can be added to the to oxide, , , , and . , the of about 10 to the of the dry . /。 to these . It can be by the above in the title of "E ,,,811, 926, which was on 2, 2004, which is here by . It can be added here by . It can be added to the . to the with high - . Of , the exact will on the of the . (CMC), ionic acid forms of (HCMC), (PTFE), (PSS), (PVA), (can from Japan, from Japan Kyoto ) and so on.
In , PSS and PVA are used to paint the to the of or other . In some , when the of for is used, the zinc unit can use a layer , and in some , there is no at all. In some , such as PSS and PVA can be mixed with paste (such as the to the ) to be used to bury the sharp or large in the . When the here, it is as the made in (for , the of paste, , or ), and - the cycle or after the unit (eg, when power for tools), it the . In the , are in the scope of the . , each of them is with each of the PCT NO.WO02/39517 (J.), And PCT open NO.WO02/(J.) , PCT Open No.02/39521, PCT Open No.02/39534 and (J.), the US NO. The in the above , such as and of soil , , heavy and .
, it be noted that a of can be added to the to give , some of these or can be from . For , some that can be in an or a can be to some ( or to ) in the . of this , , , zinc acid, , and . Other that can be in and/or ions of , , 铋, lead, tin, , etc. The NO.L0/921, 062 (J.), Which is here and by 17, 2004, the zinc type used in the . The is of and and . One of these is to form and the on it or the . This is the theme of the . In the of cells, the is in the wound ( the and the plate) of the in the , the unit and the . As shown, the is the core. Other parts of the path are shown in 1A. , it is not , it a disk ( with ) and unit . In the , the disk is to the flow and the unit is to the disk ( via the ).
In the unit , the unit is or tank. Each of the of the path can be that its , , , and . For , in , each of the path has the same (such as zinc or ). In other , at least two have . As shown, the of the of this are used for or , and they are also used as sets. The for the and of the are with the , cost, and in for (with ), the of and the and The of . As , a panel can be in forms metal , metal nets, metal foams, etc. In , the is a piece or metal mesh made of zinc -based (such as or alloy with or alloy). In some , the is a with about 2 and 5 dense ear. In some , the is a metal with a about 2 and 20 dense ear. In other , the is a metal foam with a of about 15 and 60 dense ear. In , the is a with about 3-4 dense ears. The range of the of the metal and is about 10 to 24 dense ears. Other of the path, such as disks and lids, can be made of any of the above - basic used in the flow .
The basic for the of the disk and/or cover be high - and the of . In some , one or two of the plate and cover use zinc or zinc alloy as the basic metal. In some , the disk and/or cover are with or zinc , or zinc tin, , , lead, or its . It is hoped that pre - disks and rigs of the or the parts of the disk and chip that can be to the top. This will find value in of low -rate. When the panel zinc, these are . Cores may the to the side of the to with the power board. It is found that there is no anti - (for , the mouth cover of tin, lead, , zinc, 铟, etc.) will cause zinc the , , and the . Note that if the tank is used as a of the cover, the tank can be by the above . In some cases, the path ( and one or more set of flow ) is made of the same , such as zinc or . In , the path from to ( , disks, chips, and cover) is or . In the , the of the port cover and the flow set and some of the was found. By , the PCT // and 2004 and 2004 were . PCT // (7> Open \ ￥ 02005/) on the 17th.
The one or more such as or and , , , and . For , the can at least or (such as (Ni (OH) 2)), zinc oxide, oxide (COO), , , and flow For , (CMC). Note that metal and can be pure or alloy. In some , the has to the of used in - , but it has some for the -zinc -zinc . use foam to the (for , Ni (OH) 2) . In one , can be by Inco's . The path from foam to Ni (OH) 2 (or other ) be short for that high power rates. At a high speed, it is to make the ion the foam . The width of the of the of the foam (or other ) the Ni (OH) 2 and other , so that the foam gap space for Ni (OH) 2 , while ions The path from foam to M (OH) 2 is . The of the foam can be 15 and 60 dense ears. In , it the of the of the foam with and other , with a range of about 16-24 dense ears.
In , the is about 20 dense ears. The of foam be to that the the gap space of the foam. In an , a foam with a range of about 300-500g/n^. Even more in about 350-500g/m2. In a , the use is about 350g/n^foam . As the width of the layer , the foam can be made too dense to gap space. In the , the use is about 35 (^/1112 and the range of the foam from about 16-18 dense ears. The ion also the of zinc . The of the unit is and the valid is to the , the short - and the loss of the . The hole and/or layer can a path for zinc , so it and short by the lens . About 2 and 5. The pore is about 0.2 , and it is more about 0.02 and 0.1 .
, the size of the pores in the is quite . In , the has about 35 and 55. /. The pore rate . A has 45%pore rate and OL size. In , the at least two (and two ) -The layer that zinc and the layer of the unit the unit, which ions to . , this is not the case of the - unit. In the of the - unit, only the - the layer is used. It can the of the unit by the of the as much as and the dry . , in some , the layer is to the , and the wet layer is to the . The the of the unit by the close with the . In other , the of the wet layer and the layer . By the of to the , the helps to the at the . The layer is . A micro -hole can be by ionic . the pore size is . In the , the layer is . The layer is about 0.5-4 dense ear thick, and it is more about 1.5 and 4 dense ear thick. The wet layer can be made of wet . , the layer has a high pore rate, such as about 50 and 85%pore rate. a for and and .
In some , the of the wet layer is about 1 and 10 dense ear, and it is more about 3 and 6 dense ear. that can be used for wet (Japan, Tokyo, NKK ),/45 (,, UK), and. Other that are well known in the art can be used in the art. As shown, nylon -based and (eg, and ) are very . and have that the of in zinc and other forms of . This . , on June 1, 1993, the US No.5, 215, and 836, by M., the that seem to meet the , which were here by . (1) a of or soil to the ideal ratio of the scope of each liter of about 2,5 to 11 as the of and acid. The of the is about 0.01 to 1. The of or soil of the scale of the range of each liter, and (3) boric acid, acid and/or (eg , boric acid and/or ).在一个具体的实施例中，电解质包括约4.5至10当量〃>升的氩氧化钾，约2至6当量〃>升的硼酸或偏硼酸钠和约0.01至1当量的氟化钾。
for high -speed about 8.5 with /liter, about 4.5 boric acid, and about 0.2 . The is not to the in the .通常，满足感兴趣的应用指定的标准的电解质成分是足够的。假设希望高功率应用，则电解质应具有很好的电导率。假设希望长的寿命，则电解质应耐受枝晶形成。在本发明中，使用包含KOH电解质的硼酸盐和/或氟化物与适当的分隔器层会减少枝晶的形成，由此实现了更耐用且寿命长的电池单元。在具体的实施例中，电解质成分包括多余量为约3和5之间当量/公升的氬氧化物(例如，KOH、NaOH和/或LiOH)。这假设了负电极为氧化锌基的电极。对于锌酸钙负电极，可选的电解质配方是适当的。在一个实例中，用于锌酸钙的适当电解质具有以下成分按重量计算约15至25%的KOH、按重量计算约0.5至5.0%的LiOH。根据各种实施例，电解质可包括液体和凝胶体。凝胶体电解质可包括增稠剂，例如从美国俄亥俄州克利夫兰的获得的⑧。在优选的实施例中，活性电解质材料的一'卜部分是凝胶体形式。在具体的实施例中，提供按重量计算约5-25%的电解质作为凝胶体，并且凝胶体成分包括按重量计算约1-2%的⑧。
在一些情况下，对于各种目的，电解质可包含如2006年2月1日提交的并且通过参考全部结合在这里的美国专利申请No.11/346,861中论述的相对高浓度的磷酸盐离子。尽管为了清楚起见省略了多个细节，但可实施各种设计备选方案。因此，考虑本实例为示例性的且不是限制性的，并且本发明不限于这里给出的细节，但可在本发明的范围内修改。权利要求1.一种镍锌电池的充电方法，包括测量电池的温度，至少基于所述电池的温度来计算计算电压，以恒定电流对该电池充电，直到测量的电池电压与该计算电压相同，以每个镍锌电池单元的计算电压对该电池进行充电，和在满足充电结束条件时停止以每个电池单元的计算电压对该电池的充电；其中电池包括一个或多个电池单元。2.根据权利要求1所述的方法，其中恒定电流为电池中每2安时容量大约l-2安。3.根据权利要求1所述的方法，其中恒定电流充电操作将电池的容量增加到大约80%。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在以计算的电压对该电池充电之后，以校正的电流对该电池充电以校正电池单元的不均衡。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在电池未被使用和已经满足充电结束条件期间，以最小电流对电池充电，以维持充电。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以初始电流对该电池充电，直到满足充电开始条件。7.根据权利要求4所述的方法，其中校正电流为电池中每2安时容量大约50-200毫安。8.根据权利要求5所述的方法，其中最小电流为电池中每2安时容量大约0-50毫安。9.根据权利要求6所述的方法，其中最初电流为电池中每2安时容量大约0-50毫安。10.根据权利要求1所述的方法，其中充电结束条件选自由如下组成的组充电电流小于与特定的充电状态相关的定义电流；以计算电压充电经过了1.5小时；电池温度增加154聂氏度；充电电流大于与电池短路相关的定义的阈值；和它们的组合。11.根据权利要求6所述的方法，其中充电开始条件选自由如下组成的组(a)15摄氏度的电池温度；(b)大约每个电池单元1伏的电池电压；和(c)不满足条件(a)或(b)的情况下经过了大约20小时或更长的时间。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在充电期间重复测量和计算。13.—种镍锌电池充电器，包括用来容纳镍锌电池的外壳，热敏电阻器，被配置为在操作期间热耦合到电池；和控制器，被配置为执行一组指令，该指令包括用于如下的指令测量电池温度，计算计算电压，以恒定电流对电池充电，直到测量的电池电压等于计算电压，以计算电压对电池充电，和在检测到充电结束条件时，停止以计算电压进行的充电。
14.根据权利要求13所述的电池充电器，进一步包括恢复按钮，并且其中指令进一步包括在恢复按钮被按下时以初始电流对电池充电。15.根据权利要求13所述的电池充电器，其中该指令进一步包括以校正的电流对电池充电的指令。16.根据权利要求13所述的电池充电器，其中所述指令进一步包括以最小电流对电池充电的指令。17.—种校正镍锌电池单元不均衡的方法，包括在充电器中提供大于约90%充电状态的电池组，和在不限制电压的情况下，以校正的电流对电