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電池百科:電瓶的修復(fù)方式
來源:全球電池網(wǎng) 日期:2009-11-6 作者:全球電池網(wǎng) 點(diǎn)擊:
目前,具體到電動(dòng)自行車電瓶上來講,公認(rèn)可以修復(fù)的是缺水和硫化。硫化的修復(fù)有兩大類:脈沖儀器和活性劑(添加劑)。目前來講兩類產(chǎn)品都有對硫化很好的結(jié)果(劣質(zhì)產(chǎn)品除外)。脈沖儀器的缺點(diǎn)是修復(fù)時(shí)間長,過程較復(fù)雜;活性劑(添加劑)的缺點(diǎn)是加入后很難迅速擴(kuò)散到整個(gè)電瓶當(dāng)中,從而無法發(fā)揮其功效。兩者結(jié)合效果會(huì)更好一些。
  但對于“用時(shí)間長了”的電瓶,其失效原因各種各樣。尤其是電動(dòng)車電瓶,這是目前正極板軟化問題最嚴(yán)重的電瓶。電摩電瓶,正極板出問題的情況最多。硫化和失水的情況都不多。電動(dòng)自行車電瓶,也有部分存在正極板問題。事實(shí)上,所有的鉛酸電瓶,只要使用過一段時(shí)間,其正極板的活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成就已經(jīng)改變了。也就是說,所有“用時(shí)間長了”的電瓶,其正極板都或多或少存在著問題。目前對此沒有有效手段來對付它。我們在修復(fù)過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些電瓶不管怎么做都沒有效果,這些電瓶一般就是正極板的問題(軟化、活物質(zhì)脫落、柵筋腐蝕等等)所有的電瓶都不能完全修復(fù)成新電瓶。可以通過各種手段來把電瓶的某些性能恢復(fù)到與新電瓶接近的水平,僅此而已。
  電瓶的各種失效模式中,只能說某一種原因占主要地位。我們可以認(rèn)為一只舊的電瓶,其各種原因都是存在的。也就是說,我們說一只電瓶硫化的時(shí)候,并不是說它只有硫化,而是說,影響電瓶性能的主要問題是硫化。其它如失水、正極板柵腐蝕、正極活性物質(zhì)組份的變化、正極活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化等等肯定在一定程度上存在。這也就是通常我們不能通過消除硫化使電瓶完全恢復(fù)的原因。
  將電瓶充滿電后進(jìn)行放電,放電曲線與正常曲線進(jìn)行比較,正常曲線是指同配方同結(jié)構(gòu)同工藝的新電瓶用同樣的方法放電所得到的放電曲線。
  1、如果放電平臺(tái)明顯降低,而之后的曲線與正常曲線基本平行,則認(rèn)為是硫酸鹽化。
  注意符合下述情況就是硫化,以12V電瓶為例,開始電壓高于15V(硫化嚴(yán)重的偏離值大),并且隨充電時(shí)間的增加,電壓降低,向15V靠攏;如果改為恒壓充電,則電流有增加趨勢。
  電瓶在使用過程中,各個(gè)進(jìn)程都在進(jìn)行當(dāng)中。比如說硫化,在使用中,只要有充不足電的情況,或放電后充電不及時(shí)的情況出現(xiàn),就會(huì)有硫化的過程。而如果經(jīng)常出現(xiàn)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的硫化。如果從化學(xué)的溶解—沉積理論來講,由于充電時(shí),正負(fù)極板的硫酸鉛通常不可能100%地轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì),則在正常的使用維護(hù)條件下,也會(huì)出現(xiàn)硫化。軟化,有不同的理論解釋,但從顯微鏡圖片中,可以觀察到在使用過程中,電瓶的正極板的活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是在變化的。微孔越來越少,而越來越大,最后形成珊瑚狀結(jié)構(gòu)。這個(gè)進(jìn)程是肯定要發(fā)生的。它只與循環(huán)過程和放電深度有關(guān)。
  硫化,失水、軟化是相互影響的。我們說:一臺(tái)采用36V10AH的電動(dòng)車,新的時(shí)候可以跑35公里。在電瓶的使用過程中,失水可能是最先發(fā)生的。然后,失水導(dǎo)致電解液密度提高,硫化加快。硫化的加快會(huì)在充電時(shí)加劇失水。這兩個(gè)因素都會(huì)導(dǎo)致容量的下降,同時(shí),正極板的情況也在變糟:負(fù)極的硫化過程中,會(huì)導(dǎo)致充電后電瓶在兩極都存在硫酸鉛(這不是說正極發(fā)生硫化,這是因?yàn)槌潆婋妷阂欢ǖ那闆r下,負(fù)極上的過電位太大而導(dǎo)致正極上電位不足,從而使部分硫酸鉛不能被氧化)。而以上因素會(huì)使正極的實(shí)際容量也下降。當(dāng)正負(fù)極容量都下降之后,新電瓶60%的放電深度,對于舊電瓶來講就變得不一樣了。假如用戶每天騎行 20KM,則在容量下降到只能跑20公里的時(shí)候,電瓶每天需要100%放電,放電深度變大,軟化速度一定會(huì)增加。
  硫化、失水、軟化是一定會(huì)同時(shí)存在的。在電瓶壽命的未期,我們說某塊電瓶是硫化,那是說它容量的下降主要是由于硫化導(dǎo)致的。而不是它只有硫化。有意思的是,電瓶的容量,三個(gè)主要因素分別是正極板容量、負(fù)極板容量、電解液量和密度。而軟化、硫化、失水正好是這三方面的主要變化。電瓶的容量,受限于正、負(fù)極板容量和電解液最大電化當(dāng)量這三者中最低的一個(gè)。我們說電瓶硫化了,是說,其負(fù)極板容量不足了?赡芮闆r是,負(fù)極板最大的容量是3AH,而失水的電瓶的電解液總量也不過只能產(chǎn)生7AH電量,同時(shí),正極板容量是5AH。那么,消除硫化后,此電瓶也不過只能放出5AH電量。這就是大部分電瓶不能恢復(fù)到新電瓶水平的原因。
  以上只是簡單分析。事實(shí)要比這個(gè)復(fù)雜得多。
  斷格:較大電流放電時(shí),電壓非常低,且電流達(dá)不到.
  短路:電瓶在充電放置一段時(shí)間后,其端電壓大約在11V、8.5V……等情況時(shí),而放電電壓下降非常慢,在某一個(gè)電壓平臺(tái)上延續(xù)較長時(shí)間。
  斷格的電瓶,在測其端電壓時(shí),有時(shí)是正常值。但越大電流放電,其電壓越低,且通常達(dá)不到要求的電流數(shù)。
  短路的電瓶,其基于短路的不同,現(xiàn)象不同,比如說一個(gè)電瓶其某單格由于嚴(yán)重的枝晶短路,而存不住電,則在剛充完電時(shí),電壓正常,而放置一段時(shí)間后,電壓就會(huì)逐漸向11V靠攏。測電壓則可能得到11-13V的任何數(shù)值。但放電時(shí),其電壓往往會(huì)較快的下降到10.5V,然后其放電曲線基本等同于正常電瓶,只是電壓低兩V。
  而如果是硬短路,則其開路電壓一般在10.7V左右.
  還有一種情況,就是某個(gè)格子其容量非常低.不管是什么原因,這種情況在充電后是很難判斷的。但這種電瓶在放電將結(jié)束時(shí)可以較容易發(fā)現(xiàn)。放電將結(jié)束時(shí)(仍在工作),其電瓶的端電壓可能會(huì)低于10.8V,甚至僅有8.5V。這是過放導(dǎo)致了反極。而如果在電動(dòng)車上,如果停車測量,通常不會(huì)低于10V,但空轉(zhuǎn)(即電瓶放電時(shí))則可以測出。
  2、如果放電平臺(tái)沒有明顯下降(還有可能上升),但放電末期拐點(diǎn)明顯上升,則失水的可能性大。
  3、如果放電平臺(tái)上升(或無明顯下降),但放電末期拐點(diǎn)大幅度上升,甚至可以達(dá)到12V(以12V電瓶為例),則極板軟化的可能性增大。
  但電瓶往往是多種失效形式并存的,在實(shí)際判斷的時(shí)候,要“望聞問切”綜合診斷,來配合曲線實(shí)驗(yàn)。
  1、如果長時(shí)間不用,或總是虧電保存,或深放電,則硫酸鹽化可能性大。
  2、如果總是大電流放電+深放電,則極板軟化的可能性增大。
  3、如果在充電時(shí)電瓶發(fā)熱,但還沒有變形,則電瓶的失水可能性增大。
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