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    電動車鉛酸電池的基本原理及維護
    電動車鉛酸電池的基本原理及維護
    當前位置: > 技術文章更新時間:2015-01-24 10:31:05主題:電動車鉛酸電池的基本原理及維護 圍觀:
    電池工作原理和特點 電動自行車電瓶是一種電能與化學能互相轉換的可逆裝置,也就是說,將電能儲存起來(充電),將化學能變為電能釋放出來(放電)。 電動自行車電瓶由正極板、負極板、玻璃纖維隔板、電解液和電解槽所組成,充電后正極的活性物質為二氧化鉛

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      電動自行車電瓶是一種電能與化學能互相轉換的可逆裝置,也就是說,將電能儲存起來(充電),將化學能變為電能釋放出來(放電)。 www.xlgzj.com

      電動自行車電瓶由正極板、負極板、玻璃纖維隔板、電解液和電解槽所組成,充電后正極的活性物質為二氧化鉛,負極板活性物質為海綿狀鉛,放電后兩極板的活性物質都轉變為硫酸鉛,充電后由恢復為原來物質。化學反應方程式如下: 修理工之家http://www.xlgzj.com

      充電 維修工具http://www.xlgzj.com

      PbO2 + 2H2SO4 + Pb            維修配件http://www.xlgzj.com

      正極    電解液    負極 維修工具http://www.xlgzj.com

      放電 內容來自修理工之家www.xlgzj.com

      PbSO4 + 2H2O +  PbSO4                       電動車配件http://www.xlgzj.com

      正極     電解液     負極 電動車配件http://www.xlgzj.com

      從化學反應的方程式中可以看出,在放電過程中消耗了硫酸,生成了水,因此電解液的濃度越來越小,而充電過程則相反。 維修知識http://www.xlgzj.com

      電動自行車采用了負極活性物質過量的設計。當蓄電池充電的時候,正極充足100%后,負極尚未充到90%,這樣蓄電池內只有正極產生的氧,不存在負極產生的難以復合的氫氣。為了解決水的消耗問題,和必須為氧的復合創造條件。采用貧電解液設計加上超細玻璃纖維隔膜板膜,解決了氧的傳輸問題,使氧復合反應得以進行,完成了氧的再化合,蓄電池實現了密封和免維護。氧的再化合過程如下: 修理工之家http://www.xlgzj.com

      (正極)PbSO4—— PbO—— O2 維修工具http://www.xlgzj.com

      (負極)PbSO4—— Pb——(O2) 內容來自修理工之家www.xlgzj.com

      電池的失效模式及對策

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      A 電池的正極板軟化 維修知識http://www.xlgzj.com

      ①電池的正極板是由板柵和活性物質組成的,其中活性物質的有效成分就是氧化鉛。放電的時候氧化鉛轉換為硫酸鉛,充電的時候硫酸鉛轉換為氧化鉛。 維修工具http://www.xlgzj.com

      ②氧化鉛是由α氧化鉛和β氧化鉛組成的,其中α氧化鉛主要起支撐作用;β氧化鉛主要起荷電作用。為了減少α氧化鉛參與放電,一般控制放電深度為40%為好。電池放電深度越深,α氧化鉛損失也越多,正極板軟化也越嚴重,導致電池容量下降越快,形成惡性循環。電池經常大電流放電同樣會引起極板軟化。所以電動車控制器要實行限流保護,正是基于此原因。 內容來自修理工之家www.xlgzj.com

      B 電池的負極板硫化 www.xlgzj.com

      1、電池放電以后,負極板的鉛轉換為硫酸鉛,如果不及時充電或者充電電壓較低,有部分硫酸鉛晶體就會逐步聚積而形成粗大的硫酸鉛結晶,采用普通的充電方式是無法恢復的所以稱為“不可逆硫酸鹽化”,簡稱硫化。 摩托車配件http://www.xlgzj.com

      2、在冬季環境溫度比較低的時候,電池的浮充電壓應該相應的提高,否則電池欠充電就會產生,電池硫化也就產生了。 www.xlgzj.com

      3、失水的電池相當于電解液的硫酸濃度變高,也形成了加速電池硫化的條件。 電動車配件http://www.xlgzj.com

      4、電池一旦出現硫化,靠單純的浮充和均充是無法解決的,必須采取其它措施。目前消除密封電池硫化的方法有化學法和采用小電流脈沖去硫化。化學法雖然會較快的消除負極板硫化,但是其副作用——增加電池自放電。這樣會形成新的失效模式。 維修知識http://www.xlgzj.com

      C 電池的失水及熱失控 www.xlgzj.com

      1、電池充電達到單體電池2.35V(25℃)以后,就會進入正極板大量析氧狀態,雖然對于密封電池來說,負極板具備了氧復合能力。但如果充電電流過大,負極板的氧復合反應跟不上析氧的速度,氣體會頂開排氣閥而形成失水。充電電壓達到2.42V(25℃),電池的負極板會析氫,而氫氣不能夠被正極板吸收,只能夠增加電池氣室的氣壓,最后會被排出氣室而形成失水。定期對電池補水是非常必要的,但對水的質量和對操作者技術的要求很嚴格。 修理工之家http://www.xlgzj.com

      2、電池的熱失控。 維修知識http://www.xlgzj.com

      電池充電電壓達折合單格2.4V,這個電壓超過了電池正極板大量析氧的電壓,特別是在高溫環境中,大量析氧電壓會下降,這樣產生的析氧量會大幅度的增加。而正極板產生的氧氣在負極板會被吸收,吸收氧氣是明顯的放熱反應,電池的溫度會升高。而且氧復合反應也要產生電流,增加的電流導致充電器不能轉綠燈,一直維持在高壓階段。如果電池已經出現過量失水,玻璃纖維隔板的無酸孔隙大大增加,會加速負極板吸收氧氣,產生的熱量會更多,電池溫升也更高。而電池的溫升也會加速正極板析氧,形成惡性循環——熱失控。在熱失控狀態下,析氧量增加,電池內的氣壓增加,當達到塑料電池外殼的玻璃點溫度的時候,電池開始鼓脹變型,這種變型除了影響電池內部的機械結構以外,還會形成電池漏氣,而導致更加嚴重的失水漏酸。盡管電池熱失控現象發生的不多,但是一旦發生熱失控,電池的壽命會迅速提前結束。 摩托車配件http://www.xlgzj.com

      D 電池的不均衡

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      1、電池在制造工藝中必然存在的微小差距。比如電池開閥壓的區別,會導致電池失水不同。還有組裝壓力和極板重量不均衡等。 內容來自修理工之家www.xlgzj.com

      2、失水多的電池相當于電池的硫酸比重上升,導致電池開路電壓增加,也是該單體電池的充電電壓相當于其它電池電壓高,而在串聯電池組中的其它電池分配的電壓就會下降,形成其它電池的欠充電。欠充電的電池內阻會增加,放電的時候電池電壓會更低,充電電壓跟不上,導致電池電壓高的更高,低的更低。電池正極板軟化的差異隨著充放電也會被擴大。 維修工具http://www.xlgzj.com

      3、當電池正極板發生軟化的時候,脫落的活性物質會堵塞一部分微孔,正極板上單位面積的電流密度會增加,導致充放電活性物質的膨脹收縮更加厲害,正極板軟化被加速,這樣就形成的容量落后的電池更加落后。

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      4、電池的負極板發生硫化,放電的電流密度也會增加,相當于增加了放電深度,硫酸鉛結晶會比較集中在放電部位,形成較大的硫酸鉛結晶。硫酸鉛結晶體積越大,其吸附能力也相對增加,導致硫化更加嚴重。所以,電池容量的下降也會形成惡性循環。 修理工之家http://www.xlgzj.com

      5、對于電池組的不均衡,目前唯一的方式是采用定期地對單個電池的充電和放電。 維修配件http://www.xlgzj.com

      E 脈沖修復消除硫化 www.xlgzj.com

      對高電阻率的硫酸鉛結晶施加瞬間的高電壓,也可以擊穿大的結晶,如果這個高電壓足夠短,并且進行限流,在打穿絕緣層的條件下,充電電流不大,也不至于形成大量析氣。如這樣,實現了無損消除硫化。 摩托車配件http://www.xlgzj.com

      F 電池的容量表示及檢測 維修工具http://www.xlgzj.com

      常用電動車電池額容量表示方法為12v10Ah(2hr) 內容來自修理工之家www.xlgzj.com

      其含義為:電池額定電壓為12v,容量為10Ah,2hr表示2小時放電率 維修知識http://www.xlgzj.com

      標準的容量檢測設備是12v恒流放電儀,常見的有5A恒流,10A恒流,以及可調恒流的。 www.xlgzj.com

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