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    电动车铅酸电池的基本原理及维护
    电动车铅酸电池的基本原理及维护
    当前位置: > 技术文章更新时间:2015-01-24 10:31:05主题:电动车铅酸电池的基本原理及维护 围观:
    温馨提示:电动车铅酸电池的基本原理及维护的相关资讯是由湖南阳光技术学校电动车铅酸电池的基本原理及维护栏目提供分享,详细的电动车铅酸电池的基本原理及维护内容如下:
    电池工作原理和特点 电动自行车电瓶是一种电能与化学能互相转换的可逆装置,也就是说,将电能储存起来(充电),将化学能变为电能释放出来(放电)。 电动自行车电瓶由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成,充电后正极的活性物质为二氧化铅

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      电动自行车电瓶是一种电能与化学能互相转换的可逆装置,也就是说,将电能储存起来(充电),将化学能变为电能释放出来(放电)。 www.xlgzj.com

      电动自行车电瓶由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成,充电后正极的活性物质为二氧化铅,负极板活性物质为海绵状铅,放电后两极板的活性物质都转变为硫酸铅,充电后由恢复为原来物质。化学反应方程式如下: 修理工之家http://www.xlgzj.com

      充电 维修工具http://www.xlgzj.com

      PbO2 + 2H2SO4 + Pb            维修配件http://www.xlgzj.com

      正极    电解液    负极 维修工具http://www.xlgzj.com

      放电 内容来自修理工之家www.xlgzj.com

      PbSO4 + 2H2O +  PbSO4                       电动车配件http://www.xlgzj.com

      正极     电解液     负极 电动车配件http://www.xlgzj.com

      从化学反应的方程式中可以看出,在放电过程中消耗了硫酸,生成了水,因此电解液的浓度越来越小,而充电过程则相反。 维修知识http://www.xlgzj.com

      电动自行车采用了负极活性物质过量的设计。当蓄电池充电的时候,正极充足100%后,负极尚未充到90%,这样蓄电池内只有正极产生的氧,不存在负极产生的难以复合的氢气。为了解决水的消耗问题,和必须为氧的复合创造条件。采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔膜板膜,解决了氧的传输问题,使氧复合反应得以进行,完成了氧的再化合,蓄电池实现了密封和免维护。氧的再化合过程如下: 修理工之家http://www.xlgzj.com

      (正极)PbSO4—— PbO—— O2 维修工具http://www.xlgzj.com

      (负极)PbSO4—— Pb——(O2) 内容来自修理工之家www.xlgzj.com

      电池的失效模式及对策

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      A 电池的正极板软化 维修知识http://www.xlgzj.com

      ①电池的正极板是由板栅和活性物质组成的,其中活性物质的有效成分就是氧化铅。放电的时候氧化铅转换为硫酸铅,充电的时候硫酸铅转换为氧化铅。 维修工具http://www.xlgzj.com

      ②氧化铅是由α氧化铅和β氧化铅组成的,其中α氧化铅主要起支撑作用;β氧化铅主要起荷电作用。为了减少α氧化铅参与放电,一般控制放电深度为40%为好。电池放电深度越深,α氧化铅损失也越多,正极板软化也越严重,导致电池容量下降越快,形成恶性循环。电池经常大电流放电同样会引起极板软化。所以电动车控制器要实行限流保护,正是基于此原因。 内容来自修理工之家www.xlgzj.com

      B 电池的负极板硫化 www.xlgzj.com

      1、电池放电以后,负极板的铅转换为硫酸铅,如果不及时充电或者充电电压较低,有部分硫酸铅晶体就会逐步聚积而形成粗大的硫酸铅结晶,采用普通的充电方式是无法恢复的所以称为“不可逆硫酸盐化”,简称硫化。 摩托车配件http://www.xlgzj.com

      2、在冬季环境温度比较低的时候,电池的浮充电压应该相应的提高,否则电池欠充电就会产生,电池硫化也就产生了。 www.xlgzj.com

      3、失水的电池相当于电解液的硫酸浓度变高,也形成了加速电池硫化的条件。 电动车配件http://www.xlgzj.com

      4、电池一旦出现硫化,靠单纯的浮充和均充是无法解决的,必须采取其它措施。目前消除密封电池硫化的方法有化学法和采用小电流脉冲去硫化。化学法虽然会较快的消除负极板硫化,但是其副作用——增加电池自放电。这样会形成新的失效模式。 维修知识http://www.xlgzj.com

      C 电池的失水及热失控 www.xlgzj.com

      1、电池充电达到单体电池2.35V(25℃)以后,就会进入正极板大量析氧状态,虽然对于密封电池来说,负极板具备了氧复合能力。但如果充电电流过大,负极板的氧复合反应跟不上析氧的速度,气体会顶开排气阀而形成失水。充电电压达到2.42V(25℃),电池的负极板会析氢,而氢气不能够被正极板吸收,只能够增加电池气室的气压,最后会被排出气室而形成失水。定期对电池补水是非常必要的,但对水的质量和对操作者技术的要求很严格。 修理工之家http://www.xlgzj.com

      2、电池的热失控。 维修知识http://www.xlgzj.com

      电池充电电压达折合单格2.4V,这个电压超过了电池正极板大量析氧的电压,特别是在高温环境中,大量析氧电压会下降,这样产生的析氧量会大幅度的增加。而正极板产生的氧气在负极板会被吸收,吸收氧气是明显的放热反应,电池的温度会升高。而且氧复合反应也要产生电流,增加的电流导致充电器不能转绿灯,一直维持在高压阶段。如果电池已经出现过量失水,玻璃纤维隔板的无酸孔隙大大增加,会加速负极板吸收氧气,产生的热量会更多,电池温升也更高。而电池的温升也会加速正极板析氧,形成恶性循环——热失控。在热失控状态下,析氧量增加,电池内的气压增加,当达到塑料电池外壳的玻璃点温度的时候,电池开始鼓胀变型,这种变型除了影响电池内部的机械结构以外,还会形成电池漏气,而导致更加严重的失水漏酸。尽管电池热失控现象发生的不多,但是一旦发生热失控,电池的寿命会迅速提前结束。 摩托车配件http://www.xlgzj.com

      D 电池的不均衡

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      1、电池在制造工艺中必然存在的微小差距。比如电池开阀压的区别,会导致电池失水不同。还有组装压力和极板重量不均衡等。 内容来自修理工之家www.xlgzj.com

      2、失水多的电池相当于电池的硫酸比重上升,导致电池开路电压增加,也是该单体电池的充电电压相当于其它电池电压高,而在串联电池组中的其它电池分配的电压就会下降,形成其它电池的欠充电。欠充电的电池内阻会增加,放电的时候电池电压会更低,充电电压跟不上,导致电池电压高的更高,低的更低。电池正极板软化的差异随着充放电也会被扩大。 维修工具http://www.xlgzj.com

      3、当电池正极板发生软化的时候,脱落的活性物质会堵塞一部分微孔,正极板上单位面积的电流密度会增加,导致充放电活性物质的膨胀收缩更加厉害,正极板软化被加速,这样就形成的容量落后的电池更加落后。

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      4、电池的负极板发生硫化,放电的电流密度也会增加,相当于增加了放电深度,硫酸铅结晶会比较集中在放电部位,形成较大的硫酸铅结晶。硫酸铅结晶体积越大,其吸附能力也相对增加,导致硫化更加严重。所以,电池容量的下降也会形成恶性循环。 修理工之家http://www.xlgzj.com

      5、对于电池组的不均衡,目前唯一的方式是采用定期地对单个电池的充电和放电。 维修配件http://www.xlgzj.com

      E 脉冲修复消除硫化 www.xlgzj.com

      对高电阻率的硫酸铅结晶施加瞬间的高电压,也可以击穿大的结晶,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。如这样,实现了无损消除硫化。 摩托车配件http://www.xlgzj.com

      F 电池的容量表示及检测 维修工具http://www.xlgzj.com

      常用电动车电池额容量表示方法为12v10Ah(2hr) 内容来自修理工之家www.xlgzj.com

      其含义为:电池额定电压为12v,容量为10Ah,2hr表示2小时放电率 维修知识http://www.xlgzj.com

      标准的容量检测设备是12v恒流放电仪,常见的有5A恒流,10A恒流,以及可调恒流的。 www.xlgzj.com

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