电瓶坏损成因、修复与保养方法

2012年4月2日 发表评论 阅读评论

电瓶坏损成因、修复与保养方法

http://www.wxddc.com 2007年7月31日7时59分 来源:不详 作者: 不详
  
    蓄电池作为“方便电源”一直被人们所广泛使用,在2003年前普通百姓直接使用还不多见,随着电动车在我国普及化程度不断提高,蓄电池越来越多的贴近百姓生活,但人们又对蓄电池的知识了解甚少:电瓶如何坏损过快、容量减少的电瓶是否可以修复、如何保养电瓶等等提出疑问,在此我们仅对电动车电瓶坏损成因、修复、保养浅谈如下,供读者参考。

  电动车一般使用的是免维护的铅酸蓄电池,电解液为胶体状,分为24V、36V 、48V和60V。市面上36V和48V的为多、24V和60V的为少。24V为二节、36V为三节、48V为四节、60V为五节12V的单体蓄电池串联而成;单体电池每节为12V,由6隔串联组成,每隔2V,每隔均有正负极板和胶体电解液。蓄电池坏损原因很复杂,大致分为以下6种:

1、“过充”导致蓄电池坏损。

  “过充”就是过量给蓄电池充电而产生的一种对蓄电池化学和物理性能起破坏作用的现象。

  “过充”首先是充电器的原因。目前的电动车充电器都有安全充电电压设置,充电电压一般设定在电瓶标准电压的1.2倍以内,如48V的蓄电池,充电电压设定在57.2V以内。蓄电池在放电过程中,电压会逐步下降,当再次给电瓶充电时,充电器的红灯会亮起,表示充电进行时,当电能不断的输入电瓶后,电压会不断升高,直至接近或等于充电电压时充电器绿灯会亮起,此时,充电停止或涓流充电。如果充电器电压元件失灵,充电就不会停止,充电电流会不间断地输入电瓶,电压就会不断升高,电压升高的结果就会加剧电解液的热反应,轻则蓄电池外壳会变形(膨胀),重则致使蓄电池被充爆。

  其次是因为蓄电池间电压的不平衡性造成“过充”。上面讲过,电瓶组是由2-5节12V的蓄电池组成,电瓶刚出厂时,每节电瓶的电压十分接近才配组,但使用一段时间后,蓄电池之间的电压就会产生差异,即所谓的“压差”。电动车充电器在充电时是同时给串联而成的蓄电池组充电,电压较高的电瓶会先充满电,电压较低的蓄电池会后充满甚至一直在充电,由于充电器是以总体电压为充电或停止充电设定的,因此,先充满电的蓄电池就会处在“过充”状态。“压差”小时对电瓶影响不大,“压差”大时,经常“过充”的蓄电池一样会产生电解液热反应加剧,直至把这节蓄电池充坏。

2、“亏电”导致电瓶坏损。

  “亏电”是电池电量不足、电压偏低时强行过量放电产生的一种破坏蓄电池极板涂层的现象。要知道,任何车载电器的工作电压都有一个标准范围,超过这个范围电器容易短路甚至烧毁,低于这个范围电器无法启动或正常工作,甚至影响起使用寿命,车载电器和蓄电池都是这样。很多用户在使用电动车时往往是几天充电一次,有的每天行程超过新电瓶标称里程的60%以上,要知道电池容量下降会导致蓄电池电压不足(欠压),电压不足就不能有效的满足车载电器基本的电压供给,当电压下降时,用户还在使用电动车,而蓄电池又不能提供正常的电压,因此就会因车载电器的负载使电瓶欠压出现“亏电”,经常性的“亏电”就会使蓄电池极板铅层逐步剥离,直至极板坏损。

3、启动、加速、过载产生的大电流放电使电瓶坏损。

  电动车启动、加速的瞬间电流很大,一般会达到20A—50A,根据电动车电机功率的大小,正常的放电电流一般控制在10A以内为好。由于瞬间电流太大,使电解反应急剧增加,极板涂层必然会受到一定程度的影响,久而久之极板铅层粉末就会因瞬间大电流拉扯逐步脱落,电解液就会发黑(铅粉所致),蓄电池就会报废。 过载就是电动车行驶中负载超重,如过量的载货、载人等,过载会使蓄电池放电负荷加大,长时间的大电流放电,会直接影响极板涂层,加快极板软化的过程。 还有就是路况不好也会使电动车平繁的刹车和启动。如坑洼、遇红灯、路障等等。这都是造成大电流放电的因素。 另外值得提出的是,电动车电机功率越大,其蓄电池的使用寿命越短,这是因为电机功率越大,放电电流也就越大,对电瓶的损伤也就越大。

4、极板硫化导致电瓶坏损。

  什么是电池硫化? 在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅,这就是硫酸盐化,简称”硫化”。生成这种硫酸铅的原因是过放电或放电后长期放置时,硫酸铅微粒在电解液中溶解,呈饱和状态,这些硫酸铅在温度低时重新结晶,而在结晶质硫酸铅是析出。这样在一度析出的粒子上一次又一次地因温度变动而生长、发展,使结晶粒增大。这种硫酸铅的导电性不良、电阻大,溶解度和溶解速度又很小,充电时恢复困难。因而成为容量降低和寿命缩短的原因。硫化是蓄电池容量减少的主要症结,但大电流损伤电池极板是电动车电池容量减少更大的症结。

5、“失水”使电瓶坏损。

  “失水”是蓄电池容量减少的基本原因之一。电动车采用的绝大部分是免维护铅酸蓄电池,很多用户会说,这种电池是密封的,又是免维护,为什么还存在“失水”现象?其道理很简单,水是参加蓄电池电解反应的重要成分,一旦蓄电池出现过充电、大电流放电、内阻增大、短路等时,容易产生热度并形成水蒸汽,水蒸汽在密封的电池盒内会大部分被留住,但也有极少部分会流失(因电池壳材质的密度所决定),久而久之,电瓶就会出现“失水”状态。一般来说,电动车电池使用6个月以上都会存在“失水”状态,电机功率越大,“失水”状态越严重。

6、其他原因使电瓶坏损。

  除以上蓄电池坏损的主因外,电池质量差、极板脱落、电解液外漏、外壳破损、电瓶接线端子断裂等也是蓄电池坏损的原因,在此就不一一解说。

(一)电瓶检测

  蓄电池坏损是可以修复的,就象人病了需要看病一样,如果只是一般的坏损,如硫化,采取适当的方法就可以修复;如果是致命的坏损,如极板铅粉脱落、穿孔、弯曲等,属物理性能丧失,是无法修复的。这就要求在修复蓄电池时,首先要确认蓄电池的损伤程度和原因,对症的进行修复。

(一)电瓶检测  

第一步、检查蓄电池外表状态:

  检查蓄电池外形是否完好。检查蓄电池外壳是否凸出、漏夜、断隔、电瓶接线端子腐蚀等,如果有这种现象,说明电瓶已经坏死;

第二步、检查蓄电池电压是否正常:

  ⑴在充电进行时(二个小时后),分三次检测每节单体电瓶的电压,每次间隔20分钟,如果有单体电池的电压超过15V的或单体蓄电池电压始终达不到13V以上的,说明这节电池有些问题;

  ⑵在放电进行时,用万用表分三次测量每节单体电瓶的电压,每次间隔10分钟,如果某单体电瓶的电压下降的比其他几节电瓶快,并且低于10V,加上这节电池放电时间最短,那么这节电池就是问题电池。

  ⑶检测单体电瓶的静态电压(浮电)。当电压为零时,有两种可能:一种是电瓶完全断路,电路不通,电压为零;另一种就是电瓶放置时间过长,电压低至1-2V,甚至为零。

第三步、检查蓄电池电解液是否“失水”、发黑:

  检查电解液是否变质或“失水”。对蓄电池充电3-6个小时后,用手触触摸每节电瓶外壳侧面,如果电瓶发热烫手,这节电池已经坏死;如果只是发热,温度在40度左右,同时充电时充电器一直亮着红灯,说明电池严重“失水”;另外也可以打开电瓶的盖子,检查“失水”状态。

  电解液是否发黑可以直接判断电池极板的好坏。打开蓄电池上面的盖子,可以看见有六个园孔,检查每个孔内电解液的颜色,如果呈黑色,说明极板铅粉已经脱落,这节电池坏死。

(二)蓄电池修复方法浅谈

  蓄电池修复并不难。如对整组蓄电池(串联)同时进行修复难度就大(电池硫化的除外),只要电池组内有一节电池属物理损伤,使用修复仪器效果就不明显,但是要分开电池组,一节一节电池单独的进行修复,不仅可以检测电池坏损类型,也可以采取不同的方法进行修复,所以修复电池关键是修复单体电池(一般为12V),下面就简单的介绍几种:

1、 脉冲修复法:

  蓄电池消除硫化比较好的方法就是采用脉冲修复法。在修复蓄电池时,脉冲的瞬间电压一般根据产品所体现的功能需要,采取的瞬间电压为60V—300V之间,如用于蓄电池延寿的产品脉冲电压值就不益过大,专门由于蓄电池修复产品的脉冲电压值就可以偏大(如果脉冲电压值太大对电池极板会造成损伤),脉冲电压高,蓄电池修复时间短,脉冲电压低,蓄电池修复时间相对就长,尽管脉冲瞬间电压很高,但平均电压并不高,对人体没有伤害,十分安全。从固体物理上来讲,任何绝缘层在足够高的电压下都可以被击穿。一旦绝缘层被击穿,粗大的硫酸铅就会呈现导电状态。如果对高电阻率的绝缘施加瞬间的高电压,也可以击穿大的硫酸铅结晶。如果这个高电压足够短,并且进行限流,在打穿绝缘层的条件下,充电电流不大,也不至于形成大量析气。电池析气量强正相关于充电电流和充电时间,如果脉冲宽度足够短,占空比足够大,就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下,同时发生的微充电来不及形成析气。这样就实现了脉冲消除硫化。

  市场上有专门的脉冲发生器销售,但要注意选择效果好的一种。脉冲与蓄电池极板的谐振很重要,这就取决与脉冲频率大小、幅度宽窄,脉冲频率和幅度不够就达不到消除硫酸结晶的效果,频率和幅度太大则会出现消除了硫化而损伤了电极板,并出现析气现象;同时,脉冲波形也有很多种,在示波器上可以显示。好的脉冲波在无损电池的前提下,能够有效的击穿绝缘层,将粉碎后的硫酸结晶粉末还原于电解液中。这就象人们碎石块一样,面对一块大石块,是用洋镐有效、还是用锄头有效?一看便知。

2、 强电修复法:

  强电修复法就是采取充电时的持久高电压或大电流修复蓄电池的方法,多在脉冲修复法效果不明显时采用。其一、高电压修复法:这种方法主要是采取电池标称电压的1.3-1.5倍的充电电压修复电池,如36V蓄电池在充电电流不变或接近的条件下,采用48V的充电器进行充电,充电时间要掌握分寸,不易过长,否则电池会因析气发热。此方法对短路、极板软化程度不高的蓄电池具有一定的修复作用,但使用不当,对电池极板压点也会造成伤害。其二、大电流修复法:这种方法主要是采取高于平时充电电流1.5-2.0倍的充电电流来修复蓄电池,如20AH的蓄电池使用3-4A的充电器进行充电,利弊与“高电压修复法”一样。

3、 全充全放电修复法:

  全充全放电修复法就是对蓄电池采取完全充满电后,再完全的放电修复蓄电池的方法。全充全放电修复法主要是对轻度损伤的蓄电池具有一定的修复作用,同时此方法还可以有效的激活电瓶深层的活性物质,提高蓄电池容量。如轻度硫化的电池,内阻较高的电池,此法的关键是放电一定要充分,并且是对每节单体电池进行单独的充分放电,全充全放电1-2次,蓄电池的容量一般都能得到提升。全充全放电修复法不得经常使用,最少半年使用一次,最多三个月使用一次。

4、 补水修复法:

  对蓄电池“失水”采取补水的方法便可修复,其目的是稀释浓度提高的硫酸正常进行电解反应。补水方法上较为简单,只用打开蓄电池上盖,可以看见有六个圆孔,向每个圆孔注射一定量的蒸馏水,再浸泡24小时以上就可以了。补水只可以补充蒸馏水,不可以添加其他成分的水,包括纯净水,因为其他成分的水中有各种金属分子,加入电瓶内后容易引起自放电而损坏电池。

5、 重新配组修复法:

  电动车电池一般是由几节电池串联而成的电池组,电池坏损是多方面的,可能电池会同时存在几个方面的损伤:对于硫化的电瓶,修复后使用效果较好;但是对于极板软化以及断隔的电瓶,即时可以修复,因属物理硬伤,可再利用价值不大,修复后的使用时间也极短,再修复的效果将会更差。最好的方法就是把修复价值不大的电瓶“以旧换旧(换成容量还有80%以上的旧电池)”,再和其他剩余几节电池重新配组即可。
蓄电池是有使用寿命的,电池修复只是保持其达到正常的设计寿命。宣扬电瓶修复产品把任何因素损伤的电池修复同新电池一样、保证电池可以延长使用寿命多少倍,这些都是不科学,也是不切合实际的。无任任何因素的电瓶损伤,对蓄电池寿命都有影响,问题是如何减少电瓶的损伤,如何降低对蓄电池寿命的影响,下面就简单的介绍几种电动车电池日常保养方法,供用户参考。
一、 “天天用车,天天充电”。

  铅酸蓄电池没有记忆,至所以容量快速减少主要是蓄电池硫化和“失水”、“亏电”等一些原因,蓄电池最怕的就是“亏电”欠压,蓄电池常“亏电”,电池极板极易受伤,我们调查发现有高达70%的电动车电池容量减少电极板被放电时的强电流(启动电流)拉伤所致(电摩尤其明显),电极板拉伤属于电池物理损伤,这种损伤无法修复。因此“天天用车、天天充电”,保证蓄电池随时有充足的电压就成为必然。

二、 定时补充蒸馏水。

  用户普遍以为,免维护蓄电池不用加水,其实这种说法是错误的。免维护蓄电池在充电和大电流放电过程中会产生热量,有热量就会有水分蒸发,尽管水蒸发的过程十分缓慢,但时间一长,累计水蒸发的量就不容小视。因此每6个月左右应该给蓄电池补水一次,这样蓄电池的使用寿命才会延长。

三、 电动车启动巧用力。

  电动车启动电流很大,尤其是大功率电机的电摩,启动电流更大。大电流很伤蓄电池极板,最好的方法就是在启动前象骑自行车一样的骑行后,再启动电动车电源。当然很多电摩没有骑行装置,这就没有办法了。

四、每季对电瓶深度放电一次。

  蓄电池在使用了一段时间后必然会有一些活性物质下沉,如果活性物质不及时激活,势必会对蓄电池的容量造成一些影响,因此,在经常使用电动车的时候,要做到每季对蓄电池深度放电一次。

五、 经常观察充电器的好坏。

  新电池充电过程一般都是6-8个小时,充满电后充电器会亮绿灯,如果充电时间过长就要检查充电器电压保护装置是否坏损,如果坏损就需要及时的调换充电器,否则极易充坏蓄电池。另外,充电器不要购买快速的充电器,快速充电同样对蓄电池极板有伤害。

六、 长期不使用蓄电池时每月至少要给蓄电池充电一次。

  这样做的目的就是防止蓄电池放置时间过长而引起蓄电池硫化和“亏电”。

七、 防止蓄电池爆晒。

  爆晒会使电池温度升高,因此要注意。

八、 尽早使用电瓶保护器。

  电瓶保护器也就是脉冲发生器,因脉冲不间断的消除电瓶硫化,使极板始终保持“洁净”,从而达到延长电瓶使用寿命的效果,但对大电流损伤电池极板作用不大(如有的电摩使用带脉冲的充电器,结果电瓶延寿效果不明显),必须增加新技术加以改进。

     以上分三个部分比较全面地介绍了电瓶损伤、修复、保养的相关技术和知识,这是根据我们多年的经验和市场反馈信息写成的,文章用语简单、外行一看就懂。同时,我们也从一个侧面真诚地向读者揭开电动车电池修复技术的神秘面纱,也就是电瓶修复可以采取很多方法,但不是对所有损伤的电瓶都有效,硫化和小毛病的电瓶经修复后有效;极板轻度软化、短路、断隔经修复后可能会短暂的有效,就象回光返照一样,使用时间不长又会降到了原处;还有些损伤很严重的电池,修复基本无效,介绍这些知识,主要是便于读者初步的认识这个行业,在电瓶保养和修复上作出正确的选择。


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