铅酸电池损坏的四个原因:
①失水②硫化物③不平衡④热失控(滚筒充电),前两者①占市场上电池损坏的97%。
1)分析:铅酸蓄电池失水的主要原因
铅酸电池中的电解质与人体内的血液一样有价值。一旦电解液消失,就意味着电池报废。电解液由稀硫酸和水组成。充电过程中,很难避免失水,充电方式不一样,失水量也不一样。普通的三段式充电模式,充电过程中的水损失是智能脉冲模式的两倍以上!除了电池的自然寿命还有一个损失的生命:单个电池**过90克的水分损失,电池报废。在室温(25℃)下,普通充电器失水量约为0.25克,智能充电脉冲为0.12克。在高温(35℃)下,通用充电器损失0.5克水,智能充电脉冲为0.23克。点击这里计算,普通充电器经过250次水充电干燥循环后,600次循环后水循环中新的三相脉冲将充电干燥。因此,智能脉冲可以延长电池寿命一倍以上。
铅酸电池在充电过程中是大的问题。
根据美国科学家(J.A.Mas)对铅酸蓄电池充电过程中气体释放的原因和规律的研究,铅酸蓄电池可接受的充电电流如下,以达到低的气体释放速率:
临界冲气曲线公式为:I=I0e-at%h^2
在充电过程中,充电电流**过临界放气曲线的部分只能使电池与水发生反应产生气体并升温,不能增加电池的容量
1、恒流充电阶段,充电电流保持恒定,充满功率快速增加,电压升高;
2、恒压充电阶段,充电电压保持恒定,充电电力继续增加,充电电流减小;
3、电池充满,电流低于浮充转换电流,充电电压降至浮充电压;
4、浮充电阶段,充电电压保持浮充电压;
普通三相充电的阶段是恒流充电,主要是考虑到电路设计更方便,而不是佳的电池性能设计。
根据铅酸蓄电池充入气体的演变过程,三相充电过程中一般的气体释放过程如下:恒流充电的后一个周期和恒压充电的预充电,电流**过临界气体的演变范围,导致电池的气体放出,导致寿命下降。
**过临界气体释放范围的电流只会导致电池产生气体和温度升高,而不会转化为电池能量,从而降低了充电效率。
解决方法:脉冲解决失水问题
智能脉冲恒定速度的阶段比普通充电器的恒流+恒压阶段缩短近一个小时,而这一个小时的高压充电是水分分配的关键时刻。智能脉冲在打开电压参数的基础上,把光线转换成智能脉冲是非常准确的,而普通的充电器以电流参数为转向灯,一旦电池硫化,内阻增大,充电电流也增大,很难转灯电流,很*造成高压段长时间充电,加速水解。
2)分析:铅酸电池固化的原因
长期电池潴留,充电过程中长期过度充电和充电不足,使用大电流放电,较易导致电池固化。它的外观是:一个灯,一个充满电,我们称之为电池“假货损坏”。硫酸盐硫酸盐附着在板上,减少了电解质和板的反应区域,电池容量*下降。失水会增加电池的固化;硫化会增加电池的失水量,*形成恶性循环。
解决方案:智能脉冲溶液固化
智能脉冲使用智能脉冲尖峰可以打破硫酸铅的晶核,使其难以形成硫酸盐。
智能脉冲充电器:①恒功率,②智能脉冲,③滴灌
普通三级:①恒流,②恒压,③浮充
3)分析:铅酸电池不平衡
一个电池由三到四个。由于制造过程中,每个电池的平衡无法实现。普通充电器的平均电流先用小容量单电池充电,形成过充电。当电池放电时,小容量电池首先被放电完毕,并形成过放电。长期的恶性循环,让整个电池出现单一的落后,让整个电池报废。三级充电器浮充级,小电流500mA,其作用是补偿充电,使电池充满。但是它也带来了两个:1,充满电,过量电流不断,电能转化为热量,水分解,加速水分的分配;2,小电流充电,造成大电流分叉,*造成电池组不平衡。
解决方案:智能脉冲解决电池不平衡程序
智能脉动失水量是普通充电器的三分之一,水分损失少,电池电压差会小;另一方面水损失大,则电池电压差。随着失水量的增加,硫化会增加,而一般充电器不会消除硫化功能,所以电池组不平衡。智能脉冲充电,水分损失少,电池电压差小,当电池固化后,可将脉冲去除,使整组电池趋于平衡。智能脉冲恒功率级大电流,作用是:1,快速充电,节省充电时间;2,启动电池板消除电池钝化现象,恢复电池容量,使整组电池容量趋于平衡。放电阶段,为消除电流分叉的影响,电池充满充电不足,充满后自动关闭,减少水分解,保持电池平衡。
4)分析:铅酸电池热失控问题
电池变形不是一个突然,往往是一个过程。当电池充电到容量的80%时,进入高压充电区。此时,氧气首先在正极板上沉淀,氧气通过隔膜上的孔达到负极板。氧气复苏反应在负极板上进行:2Pb+O2(氧气)=2PbO+Q(加热);PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(热量)。当反应达到90%时,氧气产生速率增加,阳极开始产生氢气。大量气体的增加导致电池的内部压力**过阀门压力,安全阀打开,气体逸出,终失去水分。2H2O=2H2↑+O2↑。随着电池循环次数的增加,水逐渐减少,电池出现如下:
1、氧“通道”变平滑,“通道”产生的正氧化很*达到负值;
2、热容量减小,电池热容量大,失水量大,电池热容量大大降低,电池产生的热量温度*上升;
3、由于失水电池**细玻璃纤维隔板发生收缩,使正负极板粘附性变差,内阻增大,充放电过程中热量增加。经过以上过程,电池内部产生的热量只能通过电池槽热量,如发热量小于发热量,即温升现象。温度上升,使电池的演变过电位降低,气体放出量增加,大量正极氧化通过“通道”在负极表面发生反应,发出大量热量,使温度*升高形成一个恶性循环,即所谓的“热失控”。
单体电池和电池组的概念
蓄电池厂出厂的蓄电池,都是单体电池或单只电池。单体电池是指小独立电化学电压单位的电池。碱性的镍镉电池是每个单体为1V,铅酸电池是2V的一个单体,磷酸铁锂电池是3V,锰酸锂电池是3.6V。在小功率供电时,常常使用一个电池,如手机和家庭用的手电筒,都是用1个单体锂电池供电。在许多情况下,蓄电池必须组合成大容量、高电压的蓄电池组,才能满足设备的需要。如汽油车启动用的12V电池,通信基站使用的48V蓄电池组,铁路机车上使用的96V蓄电池组,电动汽车上使用的144~288V蓄电池组,都是用单只电池串联组合而成的。
在容量较大的单只蓄电池的内部,是用并联单体电池的方式产生较大容量。汽车用铅酸电池的较板,每片15Ah,并联组成以15Ah为台阶的系列电池。锂电池的软包类似铅酸电池的较板,每包20Ah,可以组成以20Ah为台阶的系列电池。使用18650一类的2Ah圆柱电池组合,理论上并联可以得到任意大容量的单只电池。
在实际使用中,有两个问题常被用户误解,其一是电池厂公布的和国家标准中规定的电池的寿命,都是指单体电池的寿命,不是指蓄电池组的寿命。其二是电池报废的容量下限,电池行业的惯例是循环试验到结构容量降低到标称容量80%,试验就终止了。电池行业习惯把这个数据提供给用户,许多用户误认为这个数值就是使用报废标准,在许多行业里,都沿用这个数据。其实用户根据使用条件不同,合理的报废标准会有很大差异。
在机械机构里,并联可以增加可靠性。在蓄电池组里,有不少人认为也是这样,实际正相反。无论是串联方式还是并联方式组成的蓄电池组,可靠性都低于单体电池,这就是蓄电池的“成组效应”。
)铅酸蓄电池的比较优势
①性能比较优势目前,大规模产业化的二次电池主要有铅酸蓄电池、镉镍电池、氢镍电池和锂离子电池。镉镍电池含有剧毒元素镉,已逐步被其他电池所替代。目前,市场上应用广泛的电池为铅酸蓄电池、锂离子电池和氢镍电池。相较于其他二次电池,铅酸蓄电池主要有以下性能比较优势:A、实现工业化生产的时间长、技术成熟的电池,性能稳定、可靠,适用性好;B、采用稀硫酸作电解液,无可燃性,电池采用常压或低压设计,安全性好;C、工作电压较高、工作温度范围较宽,适用于混合电动车(HEV)等高倍率放电应用;D、能浮充电使用,浅充浅放电性能优异,适用于不间断电源(UPS)、新能源储能、电网削峰填谷等领域;E、大容量电池技术成熟,能制成数千安时的电池,为大规模储能提供了便利。
②成本比较优势铅酸蓄电池是廉价的二次电池,单位能量的价格是锂离子电池或氢镍电池的1/3左右。此外,铅酸蓄电池的主要成分为铅和铅的化合物,铅含量高达电池总质量的60%以上,废旧电池的残值较高,回收价格**过新电池的30%,因此铅酸蓄电池的综合成本更低。
③再生利用比较优势铅酸蓄电池组成简单,再生技术成熟,回收价值高,是*实现回收和再生利用的电池。**再生铅产量已经**过原生铅产量,美国废铅酸蓄电池铅的再利用率已**过98.5%,我国废铅酸蓄电池的再利用率也达到90%以上。镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池多为小型电池,且组成复杂,再生成本高,回收难度大,再生产业难以实现市场化运营。目前,前述电池**的平均回收比例不足20%,特别是锂离子电池,多数国家尚未实现有效回收和再生。
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主要经营1、安全性能好:正常使用下无电解液漏出,无电池膨胀及破裂。
2、放电性能好:放电电压平稳,放电平台平缓。
3、耐震动性好:完全充电状态的电池完全固定,以4mm的振幅,16.7Hz的频率震动1小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常。
4、耐冲击性好:完全充电状态的电池从20cm高处自然落至1cm厚的硬木板上3次。无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常。。