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蓄電池變形原因與預(yù)防措施

www.opal-gifts.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-4-1 1

電動助力車性能不斷提高，配套件也不斷趨于完善、合理，使電動助力車越來越受消費(fèi)者青睞，但在使用中也暴露出許多問題，如電動助力車蓄電池在冬季出現(xiàn)充電不足、容量下降快，夏季則表現(xiàn)出發(fā)熱變形等。充足不足、容量下降絕大多數(shù)可經(jīng)過維護(hù)充電放電即可恢復(fù)正常，而對于發(fā)熱變形的電池則無法進(jìn)行修復(fù)，只能作報廢處理，給用戶和廠家?guī)斫?jīng)濟(jì)損失，況且，某些變形電池未能及時報廢內(nèi)部連接出現(xiàn)裂痕，在運(yùn)行時出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)生火花，可能引起爆炸燃燒等后果。本文對蓄電池變形原因進(jìn)行分析，提出了一些預(yù)防措施，希望引起電池廠家，充電器廠家和電動助車廠家及商家重視。蓄電池變形形成過程蓄電池變形不是突發(fā)性的，是有一個過程的，蓄電池在充電發(fā)生如下反應(yīng)：①2P6SO4+2H2O==P6+P6O2+2H2SO4隨著充電的進(jìn)行電池電極電位逐漸上升，硫酸濃度逐漸升高。當(dāng)充電到達(dá)容量的80%左右進(jìn)入高電壓充電區(qū)，這時在正極板上首先析出氧氣，氧氣通過隔板中的孔到達(dá)負(fù)極，在負(fù)極上發(fā)生氧復(fù)合反應(yīng): ②2P6+O2==2P6O+H2SO4==P6SO4+H2O，反應(yīng)時產(chǎn)生大量熱量，當(dāng)充電容量到達(dá)90%以上時氧氣發(fā)生量越來越多，負(fù)極也開始產(chǎn)生氫氣，氣體量大量增加使蓄電池內(nèi)壓超過開閥壓，安全閥打開氣體逸出，最終表現(xiàn)為失水：2H2O==2H2↑+O2↑，隨著蓄電池循環(huán)次數(shù)的增加，水分逐漸減少，結(jié)果電池出現(xiàn)如下情況： a、氧氣“通道”變得暢通，正極產(chǎn)生的氧氣很容易經(jīng)過“通道”到達(dá)負(fù)極； b、熱容減小，在蓄電池中熱容最大的是水，水損失后熱容大大減小產(chǎn)生的熱量使電池溫升很快； c、由于失水后電池中超細(xì)玻璃棉隔板發(fā)生收縮現(xiàn)象，使之與正、負(fù)極板的附著變差，部分區(qū)域出現(xiàn)脫離現(xiàn)象，使電阻加大，充放電過程中發(fā)熱量加大。經(jīng)過上述過程，電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量只能經(jīng)過外殼散熱，如散熱量小于發(fā)熱量即出現(xiàn)溫度上升現(xiàn)象，溫度快速上升，形成惡性循環(huán)，最終溫度達(dá)到80℃以上即發(fā)生變形。蓄電池變形的解決辦法 1、保證不漏液前提下盡可能提高吸酸量，以增大電池的“熱容”，確保正常使用壽命期間電解液的飽和度。這種方法存在漏液的危險，在批量生產(chǎn)過程中控制難度較大。 2、減少過充電，即縮短“高電壓區(qū)”充電時間T，實踐證明充電末期充電轉(zhuǎn)換效率很低，有的僅能達(dá)50%。因此，縮短這一時間對失水十分有利，普通的電動車充電器為達(dá)到這一目的采取提高轉(zhuǎn)換電流I轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，但這種方式在低溫條件下可能發(fā)生充電不足的故障。為此不少充電器廠家開始開發(fā)帶溫度反饋控制的充電器：一是對電池充電電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，即溫度越高充電電壓越低，溫度越低充電電壓越高，系數(shù)約為-3mN/單格℃；二是通過檢測環(huán)境溫度來控制轉(zhuǎn)換電流I轉(zhuǎn)的大小，即溫度越高電流I轉(zhuǎn)越大，溫度越低I轉(zhuǎn)越小。有的充電器除上述控制外還對充電高電壓區(qū)進(jìn)行時間控制即達(dá)到規(guī)定的高電壓時開始計時，到達(dá)時間即強(qiáng)行轉(zhuǎn)入浮充防止高電壓時間過長這種方法在溫度較高時非常有效。 3、改變極板片數(shù)對變形也能得到有效控制。我們對變形蓄電池解剖發(fā)現(xiàn)有部分電池有微短路現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)短路或微短路則會使整組電池處于過充電狀態(tài)，將大大增加蓄電池充電末期電流（即過充電流），使電池很快失水，發(fā)熱變形，減少極板片數(shù)必然使極板間距增大，短路和微短路的幾率將大大減小，因此，使變形電池所占比例減少。 4、改進(jìn)電池板柵合金材料，蓄電池失水與板柵材料有關(guān)，板柵的析氣（氧和氫）過電位高低直接影響析氣量大小，用高析氫，析氧過電位（絕對值）的合金制成的板柵裝配成電池失水量就低，反之則高。 5、改進(jìn)電池工藝提高蓄電池充電轉(zhuǎn)換效率也是避免電池變形的有效方法。另外，采用負(fù)脈沖去極化的充電模式也能很有效地避免變形。脈沖充電的目的是提高充電效率，減少電池失水，但不是所有的脈沖方式都有效果，從大方向來看，只要達(dá)到了降低充電電壓，充足電的效果即認(rèn)為有效果，或經(jīng)過測試每充好電次（安全充電）析氣量得到減�。ㄅc普通充電器比較），同樣認(rèn)為有效。 6、改進(jìn)電池使用條件也能有效地預(yù)防電池變形，眾所周知由于蓄電池溫度升高電池電極的過電位將降低析氣量增大，過充電流也將增大，使蓄電池發(fā)熱加大，若沒有良好散熱，同樣可能使電池發(fā)生變形，使用過程中，特別是高溫季，應(yīng)避免在太陽(solara)下暴曬充電，避免過長時間充電，廠家設(shè)計電池箱時應(yīng)盡可能散熱良好。（劉孝偉）