为何不能通过增大充电电流来缩短电动汽车蓄电池充电时间

电动汽车蓄电池常规充电时，充电电流较小，使充电时间过长，给使用带来很大不便。人们为了克服上述缺点，曾采用过大电流充电的方法，试图缩短充电时间。但事与愿违，充电电流加大后，不仅不能使蓄电池充到额定容量，反而还会使蓄电池温度升得很高，产生大量气泡(氢气、氧气)，造成极板活性物质脱落、弯曲，严重影响了电动汽车电池的寿命。

图示：电动汽车电池配置示意图

用大电流充电会产生不良后果的原因，主要是因为蓄电池极化现象造成的。

一、电动汽车蓄电池极化现象

极化现象是一般“二次电池”在充、放电过程中所共有的现象。这是因为蓄电池在充、放电时，正、负极板均要发生极化。所谓极化，是指当电流通过蓄电池时，正、负极板表面极电位的移动。通常，电极极化可分为欧姆极化、浓差极 化和电化学极化三部。

极化是电流通过极板、隔板、电解 等 所产生的压降。它随正、负极板上参加化学反应活性物质的多少、电解液的密度以及温度的高低而变，而且在电流停止后能自动消失。

在电解液中的各种离子在电场作用下，按自己遵循的方向向极板移动，并开始在极板界面上参加化学反应，使离子消耗。此时，电解液中的各种离子，由于电迁移和扩散作用继续向极板运动。当其运动速度不能补偿电化学反应的消耗时，在电解液中就会形成离子的浓度差。例如在充电过程中，由于在极板孔隙内形成硫酸，就会使极板孔隙中与外面的电解液浓度有所差异。这种液相中传递过程迟缓所引起的极化就是浓差极化。

随着电动汽车电池充电过程的进行以及充电电流的增加，浓差极化的现象会更加显著。但停止充电后，由于扩散作用的结果，浓差极化会逐渐消失。

蓄电池在充、放电过程中，极板上的活性物质与电解液发生电化学反应，有的放出电子，有的接受电子。在反应初期，交换电子与生成新物质可以顺利进行；但到后期，由于新物质的不断生成，极板表面参加电化学反应的物质不断减少，使得极板深处的活性物质继续参加反应。

但是电化学反应的速度比电子运动的速度要慢，因此在极板上形成了电荷的积累。这些积累的电荷则对电化学反应起阻碍作用。例如蓄电池随着充电过程的进行，当极板表面上的硫酸铅大部分变为二氧化铅和铅时(此时单格电池的端电压为2.4V左右)，如再继续充电，则水开始分解。在负极上逸出氢气是因为氢离子在极板上与电子的结合不是瞬间的，而是较为缓慢，使靠近负极板处积存有大量的氢离子，因此负极电位降低。与此同时，正极板逐渐被氧所包围，形成了过氧化电极，提高了正极电位。这种由于电化学反应的迟缓而引起的极化，就是电化学极化。随着充电过程的进行，以及充电电流的增加，这种电化学极化的现象也会更加显著。

二、电动汽车蓄电池极化现象结果

极化的结果造成了蓄电池在充电过程中的出气和温升，并且充电电流越大，极化现象越厉害。出气和温升越严重。出气是水被分解的结果，由于出气在极板内部造成压力，因而易使活性物质容易脱落。此外，温升过高(电解液超过45℃)也会使极板、隔板加速损坏，因此，必将使蓄电池寿命缩短。

根据上述分析可知，极化现象是阻碍电动汽车蓄电池进行大电流充电的主要原因。因此，要实现快速充电，就必须采取措施消除极化，否则，不允许快速充电。