蓄电池的衰减
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蓄电池衰减标准值蓄电池衰减标准值是指蓄电池在使用一定时间后产生的容量损失率。
蓄电池衰减标准值对于评估蓄电池性能的好坏具有重要意义,它能够帮助用户选择合适的蓄电池,并且在使用过程中及时维护和更换蓄电池。
一、蓄电池衰减标准值的定义蓄电池衰减标准值是指蓄电池在一定的使用时间内,相对于初始容量而言的容量损失百分比。
通常,衰减标准值越小,表示蓄电池的寿命越长、性能越好。
下面是一些常见的蓄电池衰减标准值的定义:1. 如果蓄电池的衰减标准值小于等于5%,表示蓄电池的容量保持良好,性能非常好,适合长时间和高功率的使用;2. 如果蓄电池的衰减标准值介于5%到10%之间,表示蓄电池的容量损失在可接受范围内,性能良好,适合一般的使用;3. 如果蓄电池的衰减标准值大于10%,表示蓄电池的容量损失较大,性能下降,适合进行维护或者更换。
二、影响蓄电池衰减标准值的因素1. 充放电次数:蓄电池的衰减程度和充放电次数是密切相关的。
通常情况下,蓄电池的使用寿命随着充放电次数的增加而逐渐减小;2. 充电电流和电压:对于不同类型的蓄电池,其充电电流和充电电压都有一定的充电限制。
如果在充电时超过了蓄电池的充电限制,将会导致蓄电池的寿命缩短,衰减标准值增加;3. 温度:蓄电池的工作温度也会对蓄电池的寿命产生影响。
通常情况下,高温环境下使用的蓄电池的寿命较低,衰减标准值也相应较高;4. 充电和放电速率:蓄电池的充电和放电速率也是影响蓄电池寿命的重要因素。
如果蓄电池在高速率下进行充放电,将导致蓄电池产生损耗,从而加剧衰减现象。
三、如何延长蓄电池的寿命和降低衰减标准值为了延长蓄电池的使用寿命并降低衰减标准值,我们可以采取以下措施:1. 控制充电和放电速率:避免过高或过低的充电和放电速率,选择合适的充电器和负载设备。
2. 避免高温环境:尽量避免将蓄电池长时间放置在高温环境中,避免蓄电池过热。
3. 定期充放电:定期进行充放电可以帮助保持蓄电池的活性,延长使用寿命。
铅酸蓄电池更换标准1. 引言铅酸蓄电池是一种常见的储能设备,广泛应用于汽车、UPS系统、太阳能发电系统等领域。
但随着使用时间的延长,铅酸蓄电池的性能会逐渐衰退,需要定期更换。
本文将介绍铅酸蓄电池更换的标准及操作流程。
2. 铅酸蓄电池更换标准铅酸蓄电池更换的标准主要包括以下几个方面:2.1 更换周期铅酸蓄电池的更换周期一般根据使用情况而定。
通常情况下,汽车电瓶建议每2-3年更换一次,UPS系统的蓄电池建议每3-5年更换一次。
太阳能发电系统中的蓄电池更换周期则取决于其运行时间和深放电次数。
2.2 容量衰减率铅酸蓄电池的容量衰减率是判断其性能衰退程度的重要指标。
一般来说,当铅酸蓄电池的容量衰减率达到30%时,建议进行更换。
2.3 内阻铅酸蓄电池的内阻随着使用时间的延长会增加,导致电池的放电能力下降。
一般来说,当铅酸蓄电池的内阻达到制造商规定的报废门槛时,需要更换。
2.4 外观状况铅酸蓄电池更换前需要检查其外观状况,包括外壳是否有裂纹、电解液是否泄漏等。
如果发现外观存在问题,建议及时更换。
3. 铅酸蓄电池更换操作流程下面是铅酸蓄电池更换的基本操作流程:3.1 停止电池充放电在更换铅酸蓄电池之前,需要先停止电池的充放电过程,避免电池短路或产生危险。
3.2 断开电池连接线首先,需要将电池连接线拔出。
在拔下连接线时,应先拔负极线,再拔正极线,避免短路。
3.3 取下固定螺丝铅酸蓄电池通常有固定螺丝将其固定在底座上,需要使用相应的扳手或螺丝刀将螺丝取下。
3.4 取下旧电池取下固定螺丝后,可以将旧电池从底座上取下。
在取下旧电池时,要注意电池较重,需要扶稳并避免受伤。
3.5 检查底座在更换新电池之前,需要检查底座是否干净整洁,没有杂物或腐蚀物。
3.6 安装新电池将新电池放置在底座上,保持电池极性正确。
然后使用相应的工具将电池固定螺丝拧紧,确保电池处于稳固的状态。
3.7 连接电池线按照正确的极性顺序,依次将电池连接线连接到电池的正负极上。
电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法大家好,今天我们来聊聊电动汽车的心脏——动力蓄电池。
你知道吗?动力蓄电池可是电动汽车的“续航神器”,它决定了电动汽车的行驶里程和使用时间。
那么,动力蓄电池的循环寿命到底有多长呢?怎么检验呢?别着急,我给大家一一道来。
我们来说说动力蓄电池的循环寿命。
循环寿命是指电池在一定的使用条件下,经过规定的充放电循环次数后,电池容量下降到初始容量的百分之多少。
简单来说,就是电池能坚持多长时间不用充电。
一般来说,动力蓄电池的循环寿命在500次左右,但是好的动力蓄电池可以达到1000次甚至更多。
那么,如何检验动力蓄电池的循环寿命呢?这里就涉及到一个专业的试验方法——循环寿命试验。
循环寿命试验主要是通过模拟实际使用条件,对动力蓄电池进行充放电操作,然后检测电池的容量变化,从而判断电池的循环寿命。
接下来,我给大家详细介绍一下循环寿命试验的具体步骤:1. 我们需要准备一些测试设备,包括充放电设备、负载设备、测量仪器等。
这些设备都是专业级的,可以确保测试结果的准确性。
2. 在实验室环境下,我们将动力蓄电池充满电,然后开始进行充放电试验。
在试验过程中,我们需要按照一定的充放电顺序和电流密度进行操作。
一般来说,充放电过程分为几个阶段:初期充电、正常充电、过充保护、终止充电等。
3. 在每个阶段,我们都会对电池进行测量,记录下电池的电压、电流、容量等参数。
这样,我们就可以根据这些数据来分析电池的性能变化。
4. 当电池完成整个充放电过程后,我们会对电池进行再次测量,计算出电池的循环容量衰减率。
这个指标反映了电池在一定时间内容量下降的程度,是衡量电池循环寿命的重要依据。
5. 根据计算出的循环容量衰减率,我们就可以判断出动力蓄电池的循环寿命是否达到了标准要求。
如果没有达到,那么我们就需要分析原因,找出问题所在,以便对电池进行改进和优化。
动力蓄电池的循环寿命对于电动汽车的使用非常重要。
只有保证电池有足够的循环寿命,才能确保电动汽车的续航能力和使用安全。
目前,电动自行车和电动摩托车所用的电池,最主要产品有2种:12V-10Ah、12V-20Ah。
电动车用蓄电池极板并非普通密封电池所用的极板所能胜任,而是要求采用特殊的配方,特别的极板制造工艺,并经200次以上的100%DOS放电证明性能高、寿命持久的极板方适宜来制造电动车蓄电池。
市场上电动车的铅酸电池普遍出现容量早衰和循环寿命短的问题。
早衰主要表现为在每次的充放电循环后,容量均有明显的下降趋势,轻者每循环一次容量下降达1 %,严重的可达5 %。
电池在使用中有阻挡层形成、钝化、硫酸盐化、充电接受率差,这几种中的一种或其中的多种共同作用,都会导致酸电池早衰的,是电动车电池早衰循环寿命短主要原因。
一、早衰的一些原因1、阻挡层的形成电池长期工作在深循环充放电环境中,如果板栅合金与活性物质的结合做得不够好,每次循环活性物质的膨胀收缩后,会使板栅与活性物质的结合面在浮充电的时候形成一种腐蚀层,这种腐蚀层随着使用合金成分的不同,形成的可以是导体或不良导体。
如果是不良导体的话,就会使蓄电池的充放电性能快速恶化,产生容量早衰。
对于导电良好的腐蚀层,由于板栅、活性物质结合得不够好,也会在每次放电时腐蚀层面产生PbSO4在充电时氧化为PbO2,多次循环后使这个结合面的结合力降低,硫酸盐化层越来越厚,最终使蓄电池的充放电性能恶化,产生容量早衰。
为了抑制阻挡层的产生,大多生产厂板栅合金采用含Sb1~1.5%含Cd1.5~2.0%%的Pb-Sb-Cd合金制造正板栅,但金属镉是对人体危害极大的金属,而且合金中含有Sb对电池的保水能力和自放电也有不良影响。
我们采用无镉Pb-Ca-Sn-Al合金用于正板栅,通过产生合金腐蚀层,在生产极板的时候控制好铅膏的视密度、滚板压力、固化温度、化成电流,增加极板中的α-PbO2含量。
采取紧装配工艺,电解液中添加能在板栅和活性物质之间产生良好导体的盐类。
2、钝化钝化在正极上主要表现为,深放电后的浮充电压过低或过充电大于120 %多次循环后会使阻挡层的厚度增加,使阻挡层的电阻增加,最终出现恒压充电电流小,恒流充电端电压上升快,正常情况下不能完全充电。
城轨车辆蓄电池供电及常见故障分析城轨车辆是指在城市轨道交通系统中使用的电力牵引车辆,其动力系统通常采用电力供电。
而蓄电池则是城轨车辆电力系统中的重要组成部分,其主要作用是在车辆行驶过程中为牵引电机提供电力,同时也可以在紧急情况下作为备用电源,保障车辆的正常运行。
本文将就城轨车辆蓄电池的供电原理以及常见故障进行分析,并提出相关解决方法。
一、城轨车辆蓄电池供电原理城轨车辆的蓄电池主要用于两个方面的电力供应:一是作为辅助电源,供应车辆辅助系统的电能需求;二是作为主要电源,为车辆的牵引电机提供直流电力。
在车辆启动和加速过程中,蓄电池向牵引电机提供电流,同时也为车辆提供辅助系统的电能需求,如空调、照明等。
在车辆行驶过程中,蓄电池会通过车辆牵引电机和制动系统的工作状态进行充电和放电,并根据车辆的行驶状态实时调节供电电压和电流。
城轨车辆蓄电池通常采用铅酸蓄电池或锂电池,其容量大小和充放电特性都直接影响着车辆的性能和运行状态。
良好的蓄电池系统设计和管理对于城轨车辆的正常运行至关重要。
二、常见的蓄电池故障及分析1. 蓄电池容量下降:随着蓄电池的使用时间增长,其电化学性能会逐渐衰减,导致蓄电池的容量下降。
当蓄电池容量下降到一定程度时,会影响车辆的续驶里程和辅助系统的正常工作。
此时需要对蓄电池进行定期的容量检测和维护,对于严重下降的蓄电池则需要及时更换。
2. 蓄电池充电速度变慢:蓄电池在长时间使用后,充电速度可能出现变慢的情况,这通常是由于蓄电池内部电化学反应速率减缓引起的。
当蓄电池充电速度变慢时,会导致车辆长时间充电或者无法充满电,影响车辆的正常使用。
解决方法可以通过更换高品质的充电设备,或者对蓄电池进行专业的维护和修复来解决。
3. 蓄电池损坏:由于蓄电池长期工作在高温、高湿等恶劣环境下,会导致蓄电池的外壳破裂、内部电解质泄漏等情况发生,造成蓄电池的损坏。
蓄电池损坏会影响车辆的充电和放电性能,甚至造成短路、漏电等安全隐患。
0度时铅酸蓄电池的衰减
铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型,通常用于各种应用中,
包括汽车、UPS系统和太阳能储能系统等。
在0度时,铅酸蓄电池
的衰减主要受到温度的影响,这可能会对其性能和寿命产生一定的
影响。
首先,0度的低温环境会影响铅酸蓄电池的放电性能。
低温会
降低电池内部化学反应的速率,从而使得电池的放电性能下降。
这
意味着在0度时,铅酸蓄电池可能会表现出较低的放电容量和放电
效率,这对于需要在低温环境下长时间使用的应用来说是一个挑战。
其次,0度的低温环境也会影响铅酸蓄电池的充电性能。
在低
温下,电池的内部电阻会增加,这会导致充电过程中能量损失增加,同时也会增加充电时间。
这可能会导致电池充电不足,从而影响电
池的性能和寿命。
另外,低温环境还会影响铅酸蓄电池的自放电率。
在0度时,
电池的自放电率会增加,这意味着电池在不使用的情况下会更快地
失去储存的电荷,从而缩短了电池的存储时间。
总的来说,0度时铅酸蓄电池的衰减主要表现在放电性能、充电性能和自放电率上。
因此,在寒冷环境下,使用铅酸蓄电池时需要特别注意其性能变化,采取相应的措施来保证其正常工作,比如采取加热措施、选择低温环境下适用的电池型号等。
蓄电池的常见故障及其原因以蓄电池的常见故障及其原因为题,下面将从蓄电池的常见故障和原因两个方面进行介绍。
一、蓄电池的常见故障1. 电池容量衰减:蓄电池在使用过程中,容量会逐渐下降。
这是因为蓄电池的正负极材料在充放电过程中会发生化学反应,导致活性物质的损失,从而降低了蓄电池的容量。
2. 电池内阻增大:蓄电池内部存在着一定的电阻,称为内阻。
随着蓄电池的使用时间的增加,内阻会逐渐增大。
内阻的增大会导致蓄电池的放电速率减小,电压下降,最终影响蓄电池的使用寿命。
3. 电池温度过高:蓄电池在充放电过程中会产生一定的热量,如果无法及时散热,温度会逐渐升高。
过高的温度会导致蓄电池的容量损失加剧,甚至引发蓄电池内部的化学反应失控,严重时会导致蓄电池的短路或爆炸等安全问题。
4. 电池内部结构损坏:蓄电池内部有正负极板、隔板等结构,如果这些结构发生损坏,会导致电池内部短路或渗漏等问题。
常见的损坏原因包括振动造成的机械损伤、电池老化引起的材料疲劳等。
5. 过充或过放:蓄电池在充放电过程中,如果充电电流或放电电流过大,会导致蓄电池的过充或过放现象。
过充会导致电池内部化学反应失控,严重时甚至会引发蓄电池的爆炸;过放会导致电池内部活性物质耗尽,使蓄电池无法正常工作。
二、蓄电池故障的原因1. 过度放电:蓄电池在使用过程中,如果长时间处于放电状态,会导致蓄电池内部活性物质的损耗,加速蓄电池的容量衰减。
2. 高温环境:高温会加速蓄电池内部化学反应的进行,增加蓄电池的容量衰减速度。
同时,高温环境下,蓄电池的内阻会增大,影响蓄电池的放电性能。
3. 充电不当:如果充电电流过大或充电时间过长,会导致蓄电池的过充现象,损害蓄电池的性能和安全性。
4. 长时间不充电:长时间不充电会导致蓄电池内部活性物质的结晶,形成硫化物,降低蓄电池的容量。
5. 振动或碰撞:蓄电池内部的结构相对脆弱,如果受到振动或碰撞,容易造成内部结构的损坏,影响蓄电池的使用寿命。
蓄电池的更换标准
蓄电池的更换标准通常取决于以下几个方面:
1. 容量下降:蓄电池的容量是衡量其储能能力的关键指标。
当蓄电池的容量下降到一定程度,无法满足设备或系统的需求时,需要进行更换。
一般来说,当蓄电池的容量衰减到原始容量的70%左右,可以考虑进行更换。
2. 内阻增加:蓄电池的内阻增加会导致放电速率减慢,充电效率下降。
当蓄电池的内阻明显增加,影响了正常使用或充电时产生明显的热量,可能需要进行更换。
3. 循环寿命达到:蓄电池的循环寿命是指其在特定的深放电和充电循环下能够保持性能的次数。
当蓄电池的循环寿命到达或接近其标称循环寿命时,建议进行更换。
4. 外观损坏:蓄电池外壳出现明显的物理损坏,如裂纹、变形或漏液等情况,可能会影响蓄电池的安全性和性能,需要及时更换。
需要注意的是,不同类型的蓄电池(如铅酸蓄电池、锂离子电池等)的更换标准可能会有所不同。
此外,特定设备或系统对
蓄电池性能的要求也会对更换标准产生影响。
因此,在实际操作中,最好根据蓄电池制造商提供的指南和相关规定,结合具体应用场景和性能要求,来确定蓄电池更换的时机和标准。
电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法# 电动汽车动力蓄电池健康状态评价指标及估算误差试验方法## 引言随着电动汽车的快速发展,动力蓄电池作为电动汽车的心脏,其健康状况对电动汽车的性能和使用寿命具有重要影响。
因此,评估动力蓄电池的健康状态并准确估算其误差至关重要。
本文将介绍电动汽车动力蓄电池健康状态评价的重要指标,并提供一种可行的试验方法来估算误差。
## 动力蓄电池健康状态评价指标评价动力蓄电池健康状态的指标可以分为三个方面:容量衰减、内阻增加和寿命预测。
### 容量衰减(Capacity Fade)容量衰减是指蓄电池在循环充放电过程中,其储存电能的能力逐渐降低的现象。
通常以蓄电池剩余容量与初始容量的比值来衡量,常用的指标有:1. 容量保持率(Capacity Retention):表示蓄电池的剩余容量与初始容量的百分比。
### 内阻增加(Resistance Increase)内阻增加是指蓄电池在使用过程中,其内部电阻逐渐增加的现象。
内阻增加会导致电池加速老化、功率输出下降等问题。
常用的指标有:1. ohmic内阻(Ohmic Resistance):指蓄电池的内部电阻,通常以欧姆(Ω)为单位。
### 寿命预测(Cycle Life Prediction)寿命预测是指通过一定的方法和模型,估计蓄电池的使用寿命。
常用的指标有:1. 循环次数(Cycle Count):表示蓄电池能够循环充放电的次数,通常以次为单位。
## 估算误差试验方法为了准确估算动力蓄电池健康状态的误差,在测试过程中需要遵循以下试验方法:1. 循环充放电测试:通过对蓄电池进行多次充放电循环,观察其容量变化和内阻增加情况。
可以使用标准的充放电设备,并记录每一次的充放电过程。
2. 内阻测试:使用专业的内阻测试仪器,对蓄电池进行内阻测量。
需要在标准的测试条件下进行,以确保结果的准确性。
3. 寿命预测模型建立:根据历史数据和实验结果,建立一种可靠的寿命预测模型。
固定型铅酸蓄电池的电池循环寿命和容量衰减规律铅酸蓄电池作为一种常见的蓄电池类型,广泛应用于太阳能系统、UPS电源、电动车等领域。
在长时间使用过程中,铅酸蓄电池的循环寿命和容量会逐渐减少,这是由于多种因素导致的。
本文将着重探讨固定型铅酸蓄电池的电池循环寿命和容量衰减规律。
首先,电池循环寿命是指电池在充放电循环中能够保持指定容量的次数。
铅酸蓄电池的循环寿命受到充放电深度和充放电速度的影响。
充放电深度越浅,循环寿命越长;充放电速度越低,循环寿命越长。
因此,在使用铅酸蓄电池时,应尽量控制充放电的深度和速度,以延长电池的循环寿命。
此外,适当的充电过程中断和均衡充电也对延长循环寿命有帮助。
其次,容量衰减是指电池在循环使用过程中,其容量逐渐减少的现象。
容量衰减是铅酸蓄电池使用中最主要的性能衰减方式之一,其原因主要有内部化学反应、活性物质的损失和电极枝晶化等。
内部化学反应包括正、负极活性物质的析出和溶解,而活性物质的损失主要发生在负极上。
此外,电解液的浓度下降、电极结构的变化以及水分丧失也是容量衰减的原因之一。
为了延长铅酸蓄电池的容量衰减时间,可以采取以下措施。
首先,适当降低铅酸蓄电池的运行温度。
过高的运行温度会促进电极枝晶化和电解液中水的蒸发,加速容量衰减。
其次,密封保持良好也是延长容量衰减时间的关键。
保持电池的密封性能可以防止水分丧失和电解液的蒸发。
此外,定期进行内阻检测和均衡充电也是延长容量衰减时间的有效措施。
需要注意的是,虽然采取上述措施能够延长固定型铅酸蓄电池的电池循环寿命和容量衰减时间,但是电池的寿命和衰减规律仍然是一个不可避免的过程。
在实际使用中,用户应定期检测电池的状态,并根据需要进行维护和更换。
总结起来,固定型铅酸蓄电池的电池循环寿命和容量衰减规律主要受到充放电深度、充放电速度、充电过程中断、均衡充电、内部化学反应、活性物质损失、电极枝晶化等因素的影响。
通过控制充放电过程和采取适当的维护措施,可以有效延长铅酸蓄电池的循环寿命和容量衰减时间。
目前,电动自行车和电动摩托车所用的电池,最主要产品有2种:12V-10Ah、12V-20Ah。
电动车用蓄电池极板并非普通密封电池所用的极板所能胜任,而是要求采用特殊的配方,特别的极板制造工艺,并经200次以上的100%DOS放电证明性能高、寿命持久的极板方适宜来制造电动车蓄电池。
市场上电动车的铅酸电池普遍出现容量早衰和循环寿命短的问题。
早衰主要表现为在每次的充放电循环后,容量均有明显的下降趋势,轻者每循环一次容量下降达1 %,严重的可达5 %。
电池在使用中有阻挡层形成、钝化、硫酸盐化、充电接受率差,这几种中的一种或其中的多种共同作用,都会导致酸电池早衰的,是电动车电池早衰循环寿命短主要原因。
一、早衰的一些原因1、阻挡层的形成电池长期工作在深循环充放电环境中,如果板栅合金与活性物质的结合做得不够好,每次循环活性物质的膨胀收缩后,会使板栅与活性物质的结合面在浮充电的时候形成一种腐蚀层,这种腐蚀层随着使用合金成分的不同,形成的可以是导体或不良导体。
如果是不良导体的话,就会使蓄电池的充放电性能快速恶化,产生容量早衰。
对于导电良好的腐蚀层,由于板栅、活性物质结合得不够好,也会在每次放电时腐蚀层面产生PbSO4在充电时氧化为PbO2,多次循环后使这个结合面的结合力降低,硫酸盐化层越来越厚,最终使蓄电池的充放电性能恶化,产生容量早衰。
为了抑制阻挡层的产生,大多生产厂板栅合金采用含Sb1~1.5%含Cd1.5~2.0%%的Pb-Sb-Cd合金制造正板栅,但金属镉是对人体危害极大的金属,而且合金中含有Sb对电池的保水能力和自放电也有不良影响。
我们采用无镉Pb-Ca-Sn-Al合金用于正板栅,通过产生合金腐蚀层,在生产极板的时候控制好铅膏的视密度、滚板压力、固化温度、化成电流,增加极板中的α-PbO2含量。
采取紧装配工艺,电解液中添加能在板栅和活性物质之间产生良好导体的盐类。
2、钝化钝化在正极上主要表现为,深放电后的浮充电压过低或过充电大于120 %多次循环后会使阻挡层的厚度增加,使阻挡层的电阻增加,最终出现恒压充电电流小,恒流充电端电压上升快,正常情况下不能完全充电。
放电时端电压下降快,使放电容量远低于设计容量值,出现容量早衰。
钝化主要出现在负极上,负极板在放电时进行的是阳极溶解过程,在放电氧化过程中铅表面Pb2+离子以溶解扩散方式进入溶液与HSO4-离子反应,在电极表面溶液中形成一定饱和度的PbSO4,当PbSO4的饱和度超过一定溶度积时,就会在极板表面的扩散层内沉淀出PbSO4结晶。
特别是在低温的时候,酸液的活度和硫酸铅溶解度均降低,这样就提高了放电时电极表面溶液中的PbSO4过饱和度,使极板表面扩散层过快地沉淀出PbSO4结晶,降低了反应表面积,缩短了放电时间,出现容量早衰。
出现钝化与电池内酸液的浓度有关,提高酸液浓度的同时也使正、负极板更容易产生钝化。
避免负极的钝化,需要适当降低酸液密度,提高硫酸钡的含量、添加适量的木素等添加剂。
正极板控制好充电工艺,可有效地降低或避免出现钝化。
3、硫酸盐化电动车电池在使用中,出现过放电或放电后充电不及时,就会使硫酸铅生成重结晶,重结晶后的硫酸铅致密、粗大,如果不过充电则较难完全还原。
这种未完全还原的硫酸铅结晶会使放电容量下降,使蓄电池更容易过放电,从而产生更多更致密、更粗大的重结晶,如此循环就会使蓄电池的充放电性能恶化,产生早衰。
硫酸铅的形成是由细小的硫酸铅溶解后,再在更大的硫酸铅表面沉淀析出、生长成难溶的粗大硫酸铅结晶,可以通过添加硫酸盐配位掺杂剂,形成配位化合物,由于硫酸盐配位掺杂剂形成的化合物在酸性介质中是不稳定的,不导电的硫酸盐化层,它将逐步溶解返回到溶液中,可减少或避免硫酸盐化产生。
如在电解液中加入硫酸钠、硫酸钾、硫酸镍、硫酸亚锡等硫酸盐配位掺杂剂,这些可与很多金属离子,包括硫酸盐形成配位化合物,可避免过放电短时搁置产生的硫酸铅硫酸盐化。
4、充电接受率差因充电接受能力差,引起的少充电量、造成的电池容量衰减的,对电池容量早衰有着较普遍的影响。
造成充电接受能力差的因素:(1)а-PbO2/β-PbO2比值а-PbO2的载流子密度比β-PbO2的高,但β-PbO2的淌度比а-PbO2高约1.5个数量级。
а-PbO2的比表面积0.1 m2/g比β-PbO2的比表面积1.26 m2/g低10倍以上。
由于β-PbO2的高淌度、高比表面积,所以任何电流密度下β-PbO2都比а-PbO2有着较小的电流密度,从而各种极化均更小,这种特性利于高充电接受率和高倍率放电。
(2)氢、氧的过电位与电池酸液的浓度由于正极在析氧以前有很高的充电转化效率,从正极析氧到负极析出氢之前也有着较好的转化效率。
因此充电接受能力要好,就要提高氢、氧的过电位。
在极板的制造或电解液中可以添加提高过电位的元素。
在生产过程中,不用或少用降低氢、氧的过电位的材料。
电池内硫酸的浓度对于正极的析氧过电位,随酸液浓度的上升略有上升,但负极的氢过电位随着酸浓度的上升而下降的幅度则比氧的过电位的上升幅度大。
另外β-PbO2比а-PbO2氧的过电位高。
(3)电池全内阻与氧复合电池内阻是由静态欧姆内阻(极群、极板、电解液、隔板的内阻)和极化内阻(浓差极化、电化学极化、新相极化)两部分的总和组成。
由于充电时电池的端电压= 电池电动势+ 内阻极化电压,而电池的端电压影响着氢、氧过电位,也就等于内阻极化电压影响着充电的接受能力。
静态内阻是一个定值,极化内阻是根据使用环境,随工作过程而连续变化的不定值,充、放电刚开始时新相极化、电化学极化占主导,随着反应的进行逐渐成为一个稳定值,后浓差极化开始占主导,到充、放电的后期电化学极化占主导。
电池在反应的过程中,极化内阻远大于静态欧姆内阻,一般因低温、大电流等使用情况所引起的电池端电压偏离平衡电势,都是极化内阻在占主导。
氧复合的效率是影响VRLA电池充电效率和是否能充足电的关键。
在正极析氧之前,蓄电池能以很高的充电转化效率完成电量转换,当正极开始析氧后,氧复合效率的高低,由氧从正极到负极通路阻力的大小决定。
如果氧复合效率高,就能降低正极析氧引起的极化内阻上升,使蓄电池仍较高的充电转换效率来完成充电电量的转化。
直到负极电位达到析氢过电位,这时充电的转换效率极低,充电反应必须的Pb2+离子在高酸液浓度、低硫酸铅的环境下也变得很少,电池的电化学极化极高,电池端电压升高,充电电流逐渐减小,使电池的充电以很低的效率进行。
如果隔板孔率差、酸液量加多等,都产生氧复合通道阻力大,则氧复合效率差,电池的充电接受能力差。
正极析出的氧,不能扩散到负极被还原,氧聚集到一定压力就会通过排气阀放出,在负极要达到电流平衡,负电极就要相应地析出更多数量的氢。
由于蓄电池的这种低效率复合,导致蓄电池在低效率中进行充电转换,使蓄电池充电接受能力下降。
如果用恒流限压充电,充电电流很大就会使充电开始即达到析氧电位,使蓄电池的端电压达到限制电压,进而引起转换充电停止,使蓄电池不能充足电量。
蓄电池的循环容量衰减,多数都是因充电接受能力差而导致的。
采用特殊的充电模式,合理的电解液添加量,提高氢、氧过电位对蓄电池的腐蚀对电池充电接受能力都是有很大好处的。
二、循环寿命短的一些原因影响铅酸蓄电池循环寿命的因素很多,除容量早衰因素外,还有板栅腐蚀变形、活性物质失去活性、活性物质脱落、不可逆硫酸盐化、热失控、严重失水等因素。
通过电池解剖,我们发现在350次循环内的寿命终止的电池,因板栅变形、活性物质脱落而造成的极少,大多是电池失水而导致容量下降或热失控,使蓄电池失效。
1、产生蓄电池失水的一些原因在电池使用几百个循环后蓄电池的自放电、正极板栅腐蚀、电池密封不严、爬酸、隔板性能变异、浮充电和氧复合差,是电池失水的主要出现。
由于VRLA蓄电池的构造和原理,使得电池的加液量不能太多,所以电动车蓄电池因失水造成的早衰和失效是占很大比例的。
控制好原材料和浮充电压、排气阀(安全阀)压力和材质是控制失水的关键。
2、热失控的机理蓄电池的充电过程均产生热量,VRLA电池的结构,液量少、紧装配、密封这些条件都对热量的扩散不利。
电池内部热量上升会使内阻下降,使充电电流上升,又使电池内部温度再升高,内阻进一步降低,如此反复形成恶性循环,直到热失控。
特别是蓄电池内部严重失水后,热失控更为突出。
出现热失控之前,内部电流的上升会使极化增大,氢、氧的产生也加大,当氢、氧的压力达到开阀压力就会使排气阀打开放掉极化气压,同时也带走一部分热量。
所以,适当的开阀压力能够对热失控的出现有少量抑制作用,采用充电器要带有限流功能,可避免热失控的出现。
三、蓄电池组的失效以上探讨的都是单只电池的早衰、失效情况,但电动车用VRLA蓄电池使用时是串联的。
这样就要求蓄电池组的一致性,电池容量高低差距大,都会使整组电池失效。
提高电池组的一致性,可采取电压、容量相近来配组。
但单靠2小时率放电容量和电压配组,也是不能避免不当使用中造成的一致性差,因此有效地恢复蓄电池组一致性变差,也是避免电池组循环寿命短的关键。
四、结论综上所述,电动车用VRLA蓄电池的早衰、寿命短,与产品的设计、板栅合金、极板生产工艺、装配工艺、充放电工艺及使用环境等密切相关,它是一个系统化工程。
因此生产厂家,要根据市场要求,对产品的容量、寿命进行综合设计。
偏向某方面性能也会降低另一方面的性能,所以好的产品,是要兼顾多方面要求进行考虑的,进行全面参数合理化设计。
同时,好的设计参数,也要保证生产操作过程得以受控。
没有好的技术和管理,是做不出好的产品。