電動助力車電池民早期的容量損失(PCL)對策

1、電動助力車電池民早期的容量損失（PCL）對策電動車助力車蓄電池早期的容量損失是較普遍的弊病，在牽引蓄電池中都有不同程度的表現(xiàn)，往往使一些沒有經(jīng)驗蓄電池廠家感到無從下手，不知道是哪里的原因，更不要說怎樣解決。本文就這一問題進(jìn)行一些淺顯的探討，并在問題闡述的同時列出解決的辦法。一、 PCL的發(fā)生原因產(chǎn)生于正極板，負(fù)極板不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因為產(chǎn)生PCL的原因最終實質(zhì)是板柵與活物質(zhì)之間的“界面”產(chǎn)生了問題，使鉛膏（活物質(zhì)）與板柵之間的接觸電阻增大；頁負(fù)極板的活物質(zhì)是金屬鉛，和板柵合金的接觸很好，負(fù)極活物質(zhì)的導(dǎo)電性比正極活物質(zhì)（pb02）的導(dǎo)電性好的多。因此，說蓄電池的早期容量損失不好說正極板的容量早期

2、損失更貼切。出現(xiàn)PCL的現(xiàn)象是：電池在深度循環(huán)的情況下，在壽命期內(nèi)突然出現(xiàn)容量明顯減少，（一般在常規(guī)放電的20次左右）此時拆開電池，發(fā)現(xiàn)正極板外觀無明顯 損壞，板柵無過分腐蝕，活物質(zhì)無明顯 脫落，不缺水，無短路。充電時，端電壓上長很快，放電后期端電壓下降很快。如果將正板板用新極板代替，放電性能恢復(fù)。如果將原電池的玻璃纖維隔板抽掉，換成PVC、PP、PE等富液式隔板改成富液電池，用鎘電極在放電的后期測量鎘電位，很容易判斷出是正板的原因所造成的容量減少。生產(chǎn)實踐中，經(jīng)驗不足的人，發(fā)現(xiàn)后期容量減小就一概而論地說是PCL現(xiàn)象，往往出現(xiàn)判斷失誤。實際上引起后期容量減少的原因很多，歸納起來有：1. 長期過

3、充電引起的嚴(yán)重水耗；2. 正板板的鈍化；3. 輕微短路；4. 熱失控引起的極板損壞；5. 極板硫化；6. 加酸不均勻（造成個別格壽命過早結(jié)束）；7. 裝配壓縮比過大或過小。二.產(chǎn)生PCL的原因（1）合金方面鉛鈣合金：早期發(fā)現(xiàn)PCL現(xiàn)象就是從鉛鈣合金中發(fā)現(xiàn)的，解決的辦法是在正極合金中加入高含量的錫（Sn一般在0.7%-1.2%之間），但在負(fù)極板柵中一般不加或加很少。初中證明加入少量的錫只能改變合金的流動性能和減弱鈣的氧化，并不能改善后期容量減少。這也是現(xiàn)今牽引蓄電池負(fù)極板板柵干脆不加錫的原因（降低成本）。低銻合金：低銻合金也容易產(chǎn)生PCL現(xiàn)象，采取的辦法是在合金中加入既不會影響氫氧復(fù)合（實際上影

4、響較?。┯挚杀苊夂笃谌萘繙p小的合金?，F(xiàn)今一般加入金屬鎘。（2）極板設(shè)計方面板柵高計的原則是保證正負(fù)極板柵在涂膏后活物質(zhì)有一個合適的比例，使正極的活物質(zhì)在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)中始終過量，減少活物質(zhì)的過分體積變化引起的結(jié)構(gòu)破壞。（3）合膏工藝的不同，在合膏 的過程中所生成的物質(zhì)就不同。初中中發(fā)現(xiàn)，鉛膏生成4pbo.pbso4（四堿式硫酸鉛）可以擬制PCL的發(fā)生。因為4pbo.pbso4的鉛膏具有較大的顆粒和相應(yīng)的導(dǎo)電骨架，不易分解成更小的顆粒而破壞活物質(zhì)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。但是，4pbo.pbso4在低銻合金和高銻合金中對極板的初容量影響不同，就引起重視。一般在高、中銻合金中（非牽引型極板），4pbo.pbso

5、4比3PBO.PBSO4的初容量高約10%。4pbo.pbso4的生成條件：1.鉛粉的結(jié)構(gòu)，試驗表明，-PbO和制的鉛膏較有利于4pbo.pbso4的生成，但是，一般球磨機(jī)鉛粉幾乎100%為-PbO，只有巴頓鉛粉機(jī)才能生產(chǎn)-PbO；2.合膏的溫度，合膏的溫度在80度時，無論是-PbO還是-PbO都能產(chǎn)生4pbo.pbso4這點很重要。另外，正板板鉛膏的視密度提高有利于避免PCL的發(fā)生。（4）固化工藝方面采用較高的固化溫度（同時必須有高的相對濕度作保證），可使板柵的表面氧化、腐蝕層加厚，與鉛膏的接觸加強(qiáng)，同時考慮要適當(dāng)延長固化時間。工藝控制：溫度：75-80度相對濕度：95%以上 時間：24小時

6、以上本工藝最難控制的地方是相對濕度，因為在此溫度下濕度不易提高，極板在低的濕度下易裂縫。（5）活物質(zhì)的設(shè)計方面 活物質(zhì)的設(shè)計分兩個方面，一為正負(fù)極活物質(zhì)的質(zhì)量比；二為正極活物質(zhì)的利用率。 正負(fù)極活物質(zhì)的質(zhì)量比；設(shè)計活物質(zhì)的量時應(yīng)遵守正極過量的原則，眾所周知，正極板在譯名瞳電的狀態(tài)活物質(zhì)為PbO2，放電的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為PbSO4-PbO2和PbSO4的摩爾體積相差很大，（-PbO為25.15cm3/mo1; -PbO為24.3 cm3/ mo1；PbSO4為48.2cm3/mo1）由此可知，蓄電池在深 充放狀態(tài) 充電結(jié)束時和放電結(jié)束時活物質(zhì)的體坦克變化很大（95%）。這樣反復(fù)的體積收縮與膨脹使活物質(zhì)

7、的結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，若正極活物質(zhì)過量則正極板始終處在非深充放狀態(tài)，減少體積的變量，減緩正極的容量衰減。 正極活物質(zhì)的利用率：過高的正極活物質(zhì)利用率易于造成PCL。這要通過兩個方面著手，其一從配方上；其二從鉛粉的粗細(xì)度上。 2.電池生產(chǎn)方面 （1）裝配壓力 過松的裝配壓力可引起PCL的發(fā)生 （2）電解液的設(shè)計與加注 過高的電解液密度可引起PCL的發(fā)生 設(shè)計電解液用量時使電解液起到限制容量的作用 采取在電解液中加入某些添加劑的辦法，可延緩PCL的發(fā)生3.使用中產(chǎn)生PCL的原因 （1）充電時的電流 循環(huán)充放時，起始充電電流密度低 長期過充電大于120% 浮充時，浮充電壓設(shè)計得低 （2）深度放電 （3）長期儲存三.遇出現(xiàn)PCL的電池如何進(jìn)行維護(hù)、修理當(dāng)PCL出現(xiàn)時，可以采取以下方法解決，可以消除或減輕故障：1. 先用C/2-C/3的大電流充電至0.7C，再用C/20的電流充電至0.3C；2. 充好電后開路擱置2-3