鉛酸電池用在電動自行車上壽命為什么都不長?
自1859年以來,鉛酸電池一直是電池領(lǐng)域中使用最廣泛的產(chǎn)品,例如汽車,機(jī)車和船舶。飛機(jī)和備用電源設(shè)備上都有鉛酸電池,在這些領(lǐng)域里面鉛酸電池受到一致好評。 但是,為什么在電動自行車上使用相同的產(chǎn)品確怨聲載道呢? 普遍反映壽命太短,這到底是為什么呢?接下來我們從各個方面剖析影響鉛酸電池壽命的原因;
1.鉛酸電池工作原理本身導(dǎo)致的壽命衰竭;
鉛酸電池的充電和放電過程是電化學(xué)反應(yīng)過程。充電時,硫酸鉛形成氧化鉛,放電時,氧化鉛還原成硫酸鉛。硫酸鉛是一種非常容易結(jié)晶的物質(zhì)。 電池電解液中硫酸鉛的濃度過高或靜態(tài)閑置時間過長時,會聚在一起形成小晶體。 這些小晶體吸引周圍的硫酸。 鉛像雪球一樣,形成大塊的惰性晶體。 結(jié)晶的硫酸鉛在帶電時不能再還原為氧化鉛,而是會沉淀并附著在電極板上,導(dǎo)致電極板的工作面積減小。 這種現(xiàn)象稱為硫化。 也稱為老化。 此時,電池容量將逐漸減小直至無法使用。 當(dāng)大量硫酸鉛堆積時,它將吸引鉛顆粒形成鉛分支。 正負(fù)極板之間的橋接會導(dǎo)致電池短路。 如果電極板或密封塑料盒的表面有縫隙,則硫酸鉛晶體會積聚在這些縫隙中,并且會出現(xiàn)膨脹張力,這最終會導(dǎo)致電極板折斷或外殼破裂,造成無法修復(fù)的后果。 電池物理損壞。 因此,導(dǎo)致鉛酸電池失效和損壞的重要機(jī)制是電池本身無法防止的硫化。
2.電動自行車特殊工作環(huán)境的原因
只要是電池,在使用過程中就會硫化,但是其他領(lǐng)域的鉛酸電池的壽命比電動自行車更長 。 這是因?yàn)殡妱幼孕熊嚨你U酸電池具有易于硫化的工作環(huán)境。
①深度放電
汽車中使用的電池在點(diǎn)火期間僅會單向放電。 點(diǎn)火后,發(fā)電機(jī)將自動為電池充電,而不會導(dǎo)致電池深度放電。 但是,騎行時不可能給電動自行車充電,并且經(jīng)常超過深度放電的60%。 在深放電期間,硫酸鉛的濃度增加,并且硫化將非常嚴(yán)重。
②大電流放電
電動自行車20公里的巡航電流通常為4A,已經(jīng)高于其值。電池在其他領(lǐng)域的工作電流,以及超速和超載電動自行車的工作電流甚至更大。 電池制造商已進(jìn)行了1C下70%和2C下60%的循環(huán)壽命測試。 經(jīng)過這樣的壽命測試,許多電池的壽命為350次充放電循環(huán),但實(shí)際效果卻大不相同。 這是因?yàn)楦唠娏鞑僮鲿黾臃烹娚疃鹊?0%,并且電池會加速硫化。 因此,由于三輪摩托車的車身太重并且工作電流大于6A,因此電動三輪摩托車的電池壽命較短。
③高頻率的充電和放電
備用電源領(lǐng)域中使用的電池僅在切斷電源后才會放電。 如果每年斷電8次,則將達(dá)到10年壽命,只需要充電80次即可。 使用壽命,電動自行車電池每年充電和放電300次以上是很常見的。
④短期充電
由于電動自行車是一種交通工具,因此沒有太多的充電時間。 為了在8小時內(nèi)完成36V或48V 20A小時的充電,當(dāng)充電電壓超過單電池的氧氣析出電壓(2.35伏)時,有必要增加充電電壓(通常為單電池2.7?2.9V)。 或氫氣釋放電壓(2.42伏)時,由于過多的氧氣釋放,電池將打開排氣閥,從而導(dǎo)致水的流失并導(dǎo)致電解液的濃度增加,并使電池的硫化加劇。
⑤放電后無法及時充電
作為一種交通工具,電動自行車的充電和放電完全分開。 當(dāng)充電并還原成氧化鉛時,它將硫化并形成晶體。
3.電池生產(chǎn)的原因
鑒于電動自行車用鉛酸電池的特殊性,許多電池制造商都采用了多種方法。 最典型的方法如下:
①增加板數(shù)。
將5塊和6塊的單個網(wǎng)格的原始設(shè)計更改為6塊和7塊,7塊和8塊,甚至8塊和9塊。 通過減小電極板和隔板的厚度,并增加電極板的數(shù)量,可以增加電池容量。
②增加電池中硫酸的比重。
原始浮動電池的硫酸比重通常在1.21和1.28之間,而電動自行車電池的硫酸比重通常在1.36和1.38之間,這可以提供更大的電流并增加初始電流。 電池容量。
③新添加作為正極活性物質(zhì)的氧化鉛的量和比例。
氧化鉛的添加增加了放電中涉及的新的電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì),這也是新增加了放電時間并增加了電池容量。
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