一,、電動車電池硫化原因分析
電動車是由電瓶,即蓄電池提供電能的,。電動車蓄電池常出現(xiàn)硫化現(xiàn)象,。
1、何為硫化
蓄電池內(nèi)部極板的表面上附著一層白色堅硬的結(jié)晶體,,充電后依舊不能剝離極板表面轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛,,這就是硫酸鹽化,簡稱為“硫化”。
2,、硫化表象
電池內(nèi)阻增大,,充電較未硫化前電壓提前到達充電終止電壓,電流越大越明顯,。酸液密度低于正常值,。放電容量下降,放電電流越大容量下降越明顯,。充電時有產(chǎn)生氣泡,,充電溫升增快,嚴重時可導(dǎo)致充不進電,。
3,、硫化的生成
根據(jù)蓄電池的雙硫酸鹽化論,蓄電池在每次放電后,,正負極板的不同活性物質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U,,充電后各自還原回不同的活性物質(zhì)。而經(jīng)常過放電,、小電流深放電,、低溫大電流放電、補充電不及時,、充電不充足,、酸液密度過高、電池內(nèi)部缺水,、長期擱置時,,極板表面的硫酸鉛堆積過量且在電解液中溶解,呈飽和狀態(tài),,這些硫酸鉛微粒在溫度,、酸濃度的波動下,重新結(jié)晶析出在極板表面,。由于多晶體系傾向于減小其表面自由能的結(jié)果,重組析出后的結(jié)晶呈增大,、增厚趨勢,。由于硫酸鉛是難溶電解質(zhì),重組后的結(jié)晶體其比表面積減小,,在電解液中的溶解度和溶解速度降低,。硫酸鉛附著在極板表面和微孔中阻礙了電池的正常擴散反映,且硫酸鉛電導(dǎo)不良阻值大,,致使電池在正常的充電中歐姆極化,、濃差極化增大,充電接受率降低,,在活性物質(zhì)尚未充分轉(zhuǎn)化時已達極化電壓產(chǎn)生水分解,,電池迅速升溫使充電不能繼續(xù)下去進而活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化不完全,,因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
4,、如何防止電池產(chǎn)生硫化
每次放電后及時補充電且要充足電,,尤其是大電流放電后一定要及時補充電。在小電流放電時盡量控制放電深度,,小電流深放電產(chǎn)生的硫酸鉛過于致密,,放電后充電采取小電流長時間。對于低溫大電流放電后,,要采取多充電量百分之三十來恢復(fù)容量,。長期擱置的電池,要先充足電后再擱置,在擱置每兩個月適當(dāng)補充電一次,。
二,、電動車電瓶硫化之后如何修復(fù)
1、水療法
對已硫化電池,,可以先將電池放電,,倒出原電解液并注入密度在1.10g/cm3以下較稀電解液,即向電池中加水稀釋電解液,,以提高硫酸鉛的溶解度,。采用20h率以下的電流,在液溫不超過20℃~40℃的范圍內(nèi)較長時間充電,,最后在充足電情況下用稍高電解液調(diào)整電池內(nèi)電解液密度至標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,,一般硫化現(xiàn)象可解除,容量恢復(fù)至80%以上可認為修復(fù)成功,。
此法機理,,用降低酸液密度提高硫酸鹽的溶度積,采取小電流長時間充電以降低歐姆極化延緩水分解電壓的提早出現(xiàn),,最終使硫化現(xiàn)象在溶解和轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)中逐漸減輕或消除,。
此法特點對于加水蓄電池比較適用,對于硫化嚴重現(xiàn)象亦可反復(fù)處理,,無須投資設(shè)備即可自行修復(fù),,缺點是過程太繁瑣對密封電池不太使用。
2,、淺循環(huán)大電流充電法
對已硫化電池,,采用大電流5h率以內(nèi)電流,對電池充電至稍過充狀態(tài)控制液溫不超過40度為宜,,然后放電30%,,如此反復(fù)數(shù)次可減輕和消除硫化現(xiàn)象。
此法機理,用過充電析出氣體對極板表面輕微硫化鹽沖刷,,使其脫附溶解并轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì),。
此法特點,對于輕微硫化可明顯修復(fù),。但對老電池不適用,,因為在析出氣體沖刷硫酸鹽的同時也對正極板的活性物產(chǎn)生強烈沖刷,使活性物質(zhì)變軟甚至脫落,。
3,、化學(xué)修復(fù)法
對已硫化電池,倒掉原電解液,,加入純水與硫酸鈉,、硫酸鉀、酒石酸等物質(zhì)混合液,,采取正常充放電幾次,,然后倒出純水加入稍高密度酸液調(diào)整電池內(nèi)酸液至標(biāo)準(zhǔn)液濃度,容量恢復(fù)至80%以上可認為修復(fù)成功,。
此法機理,,加入的這些硫酸鹽配位摻雜劑,可與很多金屬離子,,包括硫化鹽形成配位化合物,。形成的化合物在酸性介質(zhì)中是不穩(wěn)定的,不導(dǎo)電的硫化層將逐步溶解返回到溶液中,,使極板硫化脫附溶解,。
此法特點,修復(fù)效率和功效高于前兩種修復(fù)方法,,缺點太繁瑣,。
4、脈沖修復(fù)
對于硫化電池,,可用一些專用的脈沖修復(fù)儀對電池充放電數(shù)次來消除硫化,。
此法機理,從固體物理上來講,,任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿,。一旦絕緣層被擊穿,就會由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài),。如果對電導(dǎo)差阻值大的硫酸鹽層施加瞬間的高電壓,就可以擊穿大的硫酸鉛結(jié)晶,。如果這個高電壓足夠短,,并且進行限流,在打穿硫化層的情形下,控制充電電流適當(dāng),,就不會引起電池析氣,。電池析氣量取決于電池的端電壓以及充電電流的大小,如果脈沖寬度足夠短,,占空比夠大,,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結(jié)晶的條件下,同時發(fā)生的微充電來不及形成析氣,,如果含有負脈沖去極化,,就更能保證在擊穿硫酸鹽層時極板的氣體析出,這樣就實現(xiàn)了脈沖消除硫化,。從原子物理學(xué)來說,,硫離子具有5個不同的能級狀態(tài),處于亞穩(wěn)定能級狀態(tài)的離子趨向于遷落到穩(wěn)定的共價健能級存在,。在穩(wěn)定的共價鍵能級狀態(tài),,硫以包含8個原子的環(huán)形分子形式存在,這8個原子的環(huán)形分子模式是一種穩(wěn)定的組合,,難以躍變和被打碎,,電池的硫化現(xiàn)象就是這種穩(wěn)定的能級。要打碎這些硫化層的結(jié)構(gòu),,就要給環(huán)形分子提供一定的能量,,促使外層原子加帶的電子被激活到下一個高能帶,使原子之間解除束縛,。每一個特定的能級都有唯一的諧振頻率,,諧振頻率以外的能量過高會使躍遷的原子處于不穩(wěn)定狀態(tài),過低能量不足以使原子脫離原子團的束縛,,這樣脈沖修復(fù)儀在頻率多次變換中只要有一次與硫化原子產(chǎn)生諧振,,就能使硫化原子轉(zhuǎn)化為溶解于電解液的自由離子,重新參與電化學(xué)反應(yīng),,在特定條件下轉(zhuǎn)換回活性物質(zhì),。此法特點,效果好操作方便,。但需要有專用的脈沖充電器,,個人用戶都不具備,需要購買,。市場上的脈沖修復(fù)充電器參差不齊,,很多脈沖充電器甚至是專用修復(fù)儀的脈寬比、占空比,、負脈沖設(shè)計得并不合理不能起到去硫化的作用,。
大容量鉛酸蓄電池(以下簡稱“電池”)是基站電源的保障,。在國內(nèi)出現(xiàn)“電荒”的時候,后備電源的可靠性顯得格外重要,。在長三角和珠三角地區(qū),,每周內(nèi)停三供四的時間很多,甚至出現(xiàn)聽四供三更加嚴重的局面,。多數(shù)處于野外的基站,,其供電是難以保證都是采用一、二類電源的,,這樣,,電池的可靠性問題尤其嚴重。 雖然目前的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,,近年鉛酸蓄電池的發(fā)展也比較快,,基本上以大型閥控密封式鉛酸蓄電池代替了防算酸隔爆型電池。就是大型閥控密封式鉛酸蓄電池近些年也在發(fā)展,。但是大容量的固定電池還是以鉛酸蓄電池為唯一的選擇,。如何延長鉛酸蓄電池的正常使用壽命,一直是業(yè)內(nèi)人士探討的主要問題,。
相同的電池,,在不同的設(shè)備條件、不同的使用條件和不同維護條件下使用壽命相差很大,。這就需要在設(shè)備條件,、使用條件和維護條件上尋找其差異。而電池失效的的幾個主要現(xiàn)象是:
a,、正極板軟化,;
b、正極板板柵腐蝕,;
c,、負極板硫化;
d,、失水,;
e、少數(shù)電池出現(xiàn)熱失控(包括電池鼓脹)
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