導(dǎo)制鉛酸電池壽命短的原因

1、鉛酸電池它是以海綿狀的鉛作為負(fù)極，二氧化鉛作為正極，我們把這二種物質(zhì)稱(chēng)為活性物質(zhì)，用硫酸水溶液作為電解液，它們共同參與了化學(xué)反應(yīng)。從上述反應(yīng)原理可以看到，在放電時(shí)，正負(fù)極材料都與電解液中的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛。在正常情況下，所生成的硫酸鉛結(jié)構(gòu)疏松，并且其晶體非常細(xì)小，電化學(xué)活性很高。在充電時(shí)這種活性很高的硫酸鉛可以在電流作用下重新生成正極的二氧化鉛和負(fù)極的海綿狀鉛。通過(guò)這種穩(wěn)定的可逆過(guò)程，電池實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)存電能和釋放電能的作用。導(dǎo)制鉛酸電池壽命短的原因：第一個(gè)原因：電池本身引起的為什么這么說(shuō)呢！在前一期里我們知道了鉛酸電池的工作原理，鉛酸蓄電池充放電的過(guò)程是電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，充電時(shí)，硫酸鉛形成氧化鉛

2、，放電時(shí)氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結(jié)晶的物質(zhì)，當(dāng)電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過(guò)高或靜態(tài)閑置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)“抱成”團(tuán)，結(jié)成小晶體，這些小晶體再吸引周?chē)牧蛩徙U，就象滾雪球一樣形成大的惰性結(jié)晶，結(jié)晶后的硫酸鉛充電時(shí)不但不能再還原成氧化鉛，還會(huì)沉淀附著在電極板上，造成了電極板工作面積下降，這一現(xiàn)象叫硫化。這時(shí)電池容量會(huì)逐漸下降，直至無(wú)法使用。當(dāng)硫酸鉛大量堆集時(shí)還會(huì)吸引鉛微粒形成鉛枝，正負(fù)極板間的鉛枝搭橋就造成電池短路。如果極板表面或密封塑殼有縫隙，硫酸鉛結(jié)晶就會(huì)在這些縫隙內(nèi)堆積，并產(chǎn)生膨脹張力，最終使極板斷裂脫落或外殼破裂，造成電池不可修復(fù)性物理?yè)p壞。所以，導(dǎo)致鉛酸蓄電池失效和損壞

3、的主要機(jī)理就是電池本身無(wú)法避免硫化。第二個(gè)原因：電池生產(chǎn)的原因針對(duì)電動(dòng)自行車(chē)用鉛酸蓄電池的特殊性，各個(gè)電池制造商采取了多種方法。最典型的方法如下： 增加極板數(shù)量。 把原設(shè)計(jì)的單格5片6片制改為6片7片制，7片8片制，甚至8片9片制。靠減薄極板厚度和隔板，增加極板數(shù)量來(lái)提高電池容量。 提高電池的硫酸比重。 原來(lái)浮充電池的硫酸比重一般都在1.211.28之間，而電動(dòng)自行車(chē)的電池的硫酸比重一般都在1.361.38左右，這樣可以提供較大的電流，提升電池的初期容量。 增加正極板活性物質(zhì)氧化鉛的用量和比例。 增加氧化鉛就增加了參與放電的電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)，也就增加了放電時(shí)間，增加了電池容量。 通過(guò)這些措施，電

4、池的初期容量滿足了電動(dòng)自行車(chē)的容量要求，特別是改善了電池的大電流放電的特性。但是，極板增加了，硫酸的容量就減少了，電池發(fā)熱導(dǎo)致大量失水，同時(shí)，電池的微短路和鉛枝搭橋的概率增加了。提高硫酸比重增加了電池的初期容量，但是，硫化現(xiàn)象就更嚴(yán)重。密封電池的最基本原理之一就是正極板析氧以后，氧氣直接到負(fù)極板，被負(fù)極板吸收而還原為水，考核電池這個(gè)技術(shù)指標(biāo)的參數(shù)叫做“密封反應(yīng)效率”，這種現(xiàn)象叫做“氧循環(huán)”。這樣，電池的失水很少，實(shí)現(xiàn)了“免維護(hù)”，就是免加水。為此，都要求負(fù)極板容量做的比正極板容量大一些，又稱(chēng)為負(fù)極過(guò)渡。增加正極板活性物質(zhì)必然使得，負(fù)極過(guò)渡減少了，氧循環(huán)變差了，失水增加了，又會(huì)造成硫化。這些措施

5、雖然提升了電池的初期容量，但是卻會(huì)造成失水和硫化，而失水和硫化又會(huì)相互促成，最終結(jié)果卻是犧牲電池的壽命。 還有就是極群組裝虛焊問(wèn)題。容易產(chǎn)生虛焊的地方是極板。而每個(gè)電池的單格有15片極板，就是15個(gè)焊點(diǎn)，一個(gè)電池有6個(gè)單格，就有90個(gè)焊點(diǎn)，一組電池由3個(gè)12V電池組成，就有270個(gè)焊點(diǎn)。如果一個(gè)焊點(diǎn)存在虛焊，該單格容量就下降，進(jìn)而該單格形成電池落后，造成整個(gè)電池都落后，電池就會(huì)形成嚴(yán)重的不均衡，使這組電池提前失效。就算虛焊控制在萬(wàn)分之一，平均每37組電池就會(huì)有一組電池存在虛焊，這是絕對(duì)不能夠允許的。而鉛鈣合金板柵的電池，在焊接的時(shí)候會(huì)析出鈣而掩蓋虛焊問(wèn)題，這樣，很多電池制造商寧愿采用低銻合金的

6、板柵而沒(méi)有采用鉛鈣合金。而低銻合金的板柵析氧析氫電壓更低，電池出氣量大，失水相對(duì)嚴(yán)重，電池更容易硫化。從以上我們可以看出：為什么電池有好有壞，有的廠家生長(zhǎng)的電池相同使用條件下壽命會(huì)更長(zhǎng)。第三個(gè)原因：電動(dòng)車(chē)使用環(huán)境本身引起的原因只要是鉛蓄電池，在使用的過(guò)程中都會(huì)硫化，但其它領(lǐng)域的鉛酸電池卻比電動(dòng)自行車(chē)上使用的鉛酸電池有著更長(zhǎng)的壽命，這是因?yàn)殡妱?dòng)自行車(chē)的鉛酸電池有著一個(gè)更容易硫化的工作環(huán)境。 深度放電 用在汽車(chē)上的鉛蓄電池只是在點(diǎn)火時(shí)單向放電，點(diǎn)火后發(fā)電機(jī)會(huì)對(duì)電池自動(dòng)充電，不造成電池深度放電。而電動(dòng)自行車(chē)在騎行時(shí)不可能充電，經(jīng)常會(huì)超過(guò)60%的深度放電，深放電時(shí)，硫酸鉛濃度增加，硫化就會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。

7、大電流放電 電動(dòng)車(chē)20公里巡航電流一般是4A，這個(gè)值已經(jīng)高于其它領(lǐng)域的電池工作電流，而超速超載的電動(dòng)車(chē)的工作電流就更大。電池制造商都進(jìn)行過(guò)1C充電70，2C放電60的循環(huán)壽命試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)這樣的壽命試驗(yàn)，可達(dá)到充放電循環(huán)350次壽命的電池很多，但是實(shí)際在用的效果就相差甚遠(yuǎn)了。這是因?yàn)榇箅娏鞴ぷ髟黾恿?0%的放電深度，電池會(huì)加速硫化。所以，電動(dòng)摩托車(chē)的電池壽命更短，因?yàn)殡妱?dòng)摩托車(chē)的車(chē)身太重，電機(jī)功率大，在巡航時(shí)工作電流達(dá)8A以上。有的甚到達(dá)到10A. 充放電頻率高 用在后備供電領(lǐng)域的電池，只有在停電時(shí)才會(huì)放電，如果一年停8次電，要達(dá)到10年的壽命，只用做到80次循環(huán)充電壽命，而電動(dòng)車(chē)一年充放電循環(huán)3

8、00次以上很常見(jiàn)。甚到有的人可能一天充好幾次 ，充的時(shí)間很短，沒(méi)有充飽就使用了。短時(shí)充電 由于電動(dòng)自行車(chē)是交通工具，可充電的時(shí)間不多，要在8小時(shí)內(nèi)完成36伏或48伏的20安時(shí)充電，這就必須提高充電電壓（一般為單節(jié)2.72.9伏），當(dāng)充電電壓超過(guò)單節(jié)電池的析氧電壓（2.35伏）或析氫電壓（2.42伏）時(shí)，電池就會(huì)因過(guò)度析氧而開(kāi)閥排氣，造成失水，使電解液濃度增加，電池的硫化現(xiàn)象加重。 。放電后不能及時(shí)充電 作為交通工具，電動(dòng)自行車(chē)的充電及放電被完全分離開(kāi)來(lái)，放電后很難有條件及時(shí)充電，而放電后形成的大量硫酸鉛如果超過(guò)半小時(shí)不充電還原為氧化鉛，就會(huì)硫化結(jié)晶。第四個(gè)原因：電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)方面的原因大多數(shù)車(chē)

9、的控制器都留了一個(gè)限速插頭，一些車(chē)廠干脆就去掉限速器出廠，既可以吸引看重車(chē)速的客戶，也能降低成本，這樣的車(chē)在高速行駛時(shí)電流非常大，會(huì)嚴(yán)重縮短電池壽命。 12V鉛酸電池的最低保護(hù)電壓為10.5V，如果是36V電池組，最低保留電壓就是31.5V，目前大多數(shù)車(chē)廠采用的控制器欠壓保護(hù)電壓也都是31.5V。表面上看這是正確的，但是，實(shí)際當(dāng)36V電池組只剩下31.5V電壓時(shí)，由于電池存在容量差，肯定就會(huì)有一個(gè)電池電壓低于10.5V，該電池就處于過(guò)放電狀態(tài)。這時(shí)候，過(guò)放電的電池容量急劇下降，這時(shí)對(duì)電池的損傷影響不僅僅是該單只電池，而是影響整組電池的壽命。其實(shí)，在電池電壓低于32V以后一直到27V，所增加的續(xù)

10、行能力不到2公里，而對(duì)電池的損傷卻非常大。只要出現(xiàn)這樣的情況10次，電池的容量就會(huì)低于標(biāo)稱(chēng)容量的70%。另外，一些用戶發(fā)現(xiàn)電池在欠壓以后，過(guò)10分鐘，電池又不欠壓了，就又采取給電行駛，這對(duì)電池破壞更大，而大多數(shù)車(chē)的說(shuō)明書(shū)沒(méi)有給用戶以警示。目前多數(shù)控制器內(nèi)部都有可調(diào)的電位器，而這個(gè)可調(diào)的電位器的振動(dòng)漂移是比較嚴(yán)重的。在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中，面對(duì)更注重車(chē)外表的用戶群，很少有產(chǎn)品采用抗振動(dòng)的精密多圈電位器，這樣的控制器發(fā)生振動(dòng)后漂移也不奇怪。第五個(gè)原因：充電設(shè)備的原因業(yè)界廣為流傳的一句話就是：電池不是用壞的，而是充壞的。為了滿足電動(dòng)自行車(chē)電池的短時(shí)高容量充電，在三段式恒壓限流充電中，不得不通過(guò)提高恒壓值到2.

11、47V2.49V。這樣，大大超過(guò)電池正極板析氧電壓和負(fù)極板析氫電壓。一些充電器制造商的產(chǎn)品為了降低充電時(shí)間的指示，提高了恒壓轉(zhuǎn)浮充的電流，而使得充電指示充滿電以后，還沒(méi)有充滿電，就靠提高浮充電壓來(lái)彌補(bǔ)。這樣，很多充電器的浮充電壓超過(guò)單格電壓2.35V，這樣在浮充階段還在大量析氧。而電池的氧循環(huán)又不好，這樣在浮充階段也在不斷的排氣。恒壓值高了，保證了充電時(shí)間，但是犧牲的是失水和硫化。恒壓值低了，充電時(shí)間和充入電量又難以保證。在改善電池的電池板柵合金、提高析氣電位、改善氧循環(huán)性能，提高密封反應(yīng)效率的基礎(chǔ)上，控制充電最高充電電壓在2.42V以下，也就是在析氫電位以下。這樣做必然會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)間的延長(zhǎng)，

12、這就必須在大電流充電（限流充電）的狀態(tài)下，加入去極化的負(fù)脈沖，改善電池的充電接受能力，在大電流充電的時(shí)候多充入一些電量，縮短充電時(shí)間。70的2C電流充電，是電池在充電接受能力比較大的時(shí)候，對(duì)電池采用大電流充電，對(duì)電池的損傷比較小。電池基本上沒(méi)有高于嚴(yán)重析氫電壓。一旦高于析氫電壓，電池也會(huì)快速的失水。使用這類(lèi)充電器，必須采用連續(xù)充放電，如果中途停止幾天充電，電池就會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的硫化而提前失效。而用戶使用電池，是無(wú)法保證每次使用以后，都能夠及時(shí)充電的，一年以?xún)?nèi)發(fā)生數(shù)次沒(méi)有及時(shí)充電的情況，電池的硫化就會(huì)積累。一些充電器制造商把某些功能夸大，成品的功效其實(shí)沒(méi)有其宣傳的那樣好。其它原因不少電池在單體測(cè)試中，可以獲得比較好的結(jié)果，但是，對(duì)于串連電池組來(lái)說(shuō)，由于容量、開(kāi)路電壓、荷電狀態(tài)、硫化程度各不相同，這個(gè)差異會(huì)在串連電池組被擴(kuò)大，狀態(tài)差的單體會(huì)影響整組電池，其壽命明顯下降。 從電池在生產(chǎn)線上充電，到用戶購(gòu)車(chē)后配車(chē)使用這段時(shí)間要經(jīng)過(guò)很多環(huán)節(jié)，間隔時(shí)間甚至?xí)L(zhǎng)達(dá)數(shù)月，在這期間，由于沒(méi)對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)充電，自放電產(chǎn)生的硫酸鉛大量堆積結(jié)晶，用戶剛買(mǎi)到的新電池可能是已經(jīng)老化甚至報(bào)費(fèi)的電池。 電池廠家在執(zhí)行質(zhì)保時(shí)，對(duì)回收電池并不是完