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          常見汽車蓄電池負極極柱容易爬酸的解釋
          來源:  作者: 時間:2017/5/11

          常見汽車蓄電池負極極柱容易爬酸的解釋

           

          鉛酸電池爬酸總在負極?正極較少?---其真正原因是:正極處于氧化狀態,表面很容易生成一種鈍化層(主要由PbO, PbOX,PbO2組成),阻擋極柱與硫酸的反應,故不易腐蝕爬酸。負極柱總處于還原狀態,極柱表面是活性很高的Pb,容易與酸霧反應生成PbSO4,同時在充放電過程中Pb與PbSO4還互相轉化,就一步一步地腐蝕進去了。


             氫鎳電池組均衡充電的一個新穎而實用的方法
          氫鎳電池組靠電壓檢測電流均衡會及其復雜,甚至可望不可及,其可靠性也會及其復雜。
          而氫鎳電池有一個其他電池不具備的特點,就是在充滿電和接近充滿電的時候,如果采用低于0.1C的電流充電,沒有充滿電的電池會繼續充電,已經充滿電的電池,會變成熱量而散掉。這樣,沒有充滿電的電池容量就上升了,充滿電的發熱消耗掉充入電量。采用這個方法,可以達到串連電池組的均衡。
          歡迎網友,特別是氫鎳電池制造商和做氫鎳電池管理的網友進行試驗交流心得。
          如,電池經過多次循環壽命試驗以后,容量會下降。這樣,0.1C就不應該再按照標稱值來
          選。例如,電池容量的裕度按照標稱值的0.7倍選,是否就應該按照標稱值的0.07C來選擇。
          靠發熱均衡,散熱的設計就有要求。
          低于0.1C充電,時間應該在允許范圍以內。
          我是在電動自行車氫鎳電池充電器中試驗過小電流充電恢復均衡的試驗中獲得成功以后公布的方法。網友也可以驗證,對發現的問題盡可能交流,共同提高!


              我在一些帖子上說,補水以后要靜止12~24小時。事實上,這個靜止對恢復容量很有好處,特別是對壽命有好處。否則浸潤不均勻,對補水以后的容量恢復和修復硫化都不利。一些網友來信息說補水以后立即進行開口補水充電,修復率不高。我告訴他補水以后的靜止以后,他照做了,修復率提高不少。
          希望網友在補水以后,不要急于進行下道工序。但是,千萬注意清潔,不要在靜止的時候對電池內部有沾污,而形成自放電大的問題。


          給蓄電池添加電解液或水時要注意以下幾點:
            電解液高過極板10至15毫米即可;有兩條紅線的蓄電池,電解液不得超過上紅線。電解液太滿會從蓄電池蓋小孔中溢出。電解液導電,一旦流到蓄電池正、負兩極之間,就會形成回路自放電。遇此情況就應將電解液擦掉,或用開水沖洗擦凈。
            加電解液時若有東西不慎掉入,千萬不能用金屬物去撈,應用木棒夾出雜質;如用鐵絲或銅絲去撈,金屬分子會在硫酸的腐蝕下進入蓄電池形成自放電,而損壞蓄電池。
            蓄電池在充放電過程中,電解液中的水會因為電解和蒸發而逐漸減少,導致電解液面下降。如果不及時補充的話,有可能縮短蓄電池的使用壽命,應及時補充蒸餾水,切忌用飲用純凈水代替。因為純凈水中含有多種微量元素,對蓄電池會造成不良影響。


             低溫狀態下鉛酸蓄電池的工作狀態及其對策(一)
          在嚴寒的冬季,很多鉛酸蓄電池的用戶分別提出要求,希望了解鉛酸蓄電池低溫狀態下的各種工作狀態。本文摘錄了徐曼珍的文章,供網友參考。本文就低溫鉛酸蓄電池的影響和對策提出看法。


          一、低溫狀態下電池的工作狀態


           

          1、溫度對鉛酸蓄電池極化的影響
          在鉛酸蓄電池充放電過程,存在電化學極化和濃差極化,兩種極化作用,參數用交換電流密度i0和工作電流id來表征。若i0小,則濃差極化作用大;又若i小,則電化學極化作用大。
          正極交換電流密度i0約為3.2×10(-4)A/cm2,負極交換電流密度約為5×10(-6)A/cm2。所以電池工作電流密度i若小于交換電流密度i0,電池的電化學極化影響會增大,尤其嚴重的是負極板的電化學會更嚴重。倘若電池工作電流較大,達到id>i0,電池中濃差極化嚴重,則大電流充放電受濃差極化的影響。
          試驗表明,鉛酸蓄電池工作溫度降至0℃以下充電,在充電初始負極板會發生嚴重的濃差極化,使電池充電接受能力被限制。


           

          2、溫度對電池容量的影響
          同容量系列電池,以相同的放電速率,在一定環境溫度范圍內放電時,使容量隨溫度升高而增加,隨溫度降低而減少,其原因有有以下幾點:

          a. 電池電動勢與工作溫度有關
          電池電動勢是環境溫度t的函數,而電動勢溫度系數為正值。所以,在較高的工作溫度下放電,可以獲得較大的電量。

          b. 低溫對負極活性物質利用率的影響
          通常,電池在低溫狀態下放電,負極活性物質利用率極低。如閥控密封蓄電池在-10℃環境溫度下放電時,負極板容量僅達35%額定容量。
          在低溫工作條件下,負極板海綿鉛極易變成小尺寸的晶粒,且小孔又易被凍結和堵塞,從而減少了活性物質利用率。假若海綿狀狀可能變成致密的硫酸鉛層,使電池中止放電。這種現象成為鈍化。
          電池在放電過程,兩級活性物質逐漸形成硫酸鉛,這種硫酸鉛隨放電時間增加而逐步向電極深處擴展,從而活性物質中的微孔變窄,同時電極區至反映區距離增大,又使擴散速度變小。這樣部分小孔被堵塞,被堵塞的小孔內部電解液很快變稀,所以在低溫下這種小孔發生凍結。溫度越低,小孔堵塞現象加劇,導致活性物質利用率降低。

          c. 溫度對正極活性物質利用率的影響
          閥控式密封鉛酸蓄電池在-10℃環境溫度下放電,正極活性物質的容量可達75%,說明其活性物質的利用率高于負極板。依據試驗得出,正極板溫度系數的容量為負值,使其在低溫下具有較高的電極電勢,因而在低溫下正極放電率大于負極。這樣在負極生成致密層硫酸鉛之前,正極的氧化鉛轉化為硫酸鉛的過程便已結束。所以正極的低溫下不生成細密小尺寸硫酸鉛晶粒。換言職,即使在惡劣的條件下放電,也不發生“鈍化”現象。

          d. 高溫對電池容量的影響
          在環境溫度10~45℃范圍內,鉛蓄電池容量隨溫度升高而增加,如閥控密封鉛酸蓄電池在40℃下放電電量,比25℃下放電的電量大10%~15%。因為在較高溫度條件下放電,電解液粘度降低,從而減小了濃差極化的影響。同時電池電動勢也升高,在兩者綜合影響下,使電池發電量增加。
          若環境溫度40℃~45℃條件下放電,則電池容量明顯減小。因為正極活性物質β氧化鉛到達極限破壞溫度,即結構遭到破壞,變為大孔的孔洞相分割的粒子集合體。這種物質若放電轉變為硫酸鉛,其顆粒間形成電氣絕緣。所以電池容量反而減小。

          e. 環境溫度和電池容量的關系的計算式
          依據我國標準,閥控式密封鉛酸蓄電池放電時,若溫度不是標準溫度(25℃),則需將實測電量換算成標準的實際電量,Ce,即
          Ce=Cr/[1+K(t-25)]
          式中:C r——非標準溫度下電池放電量;
                  t——放電的環境溫度;
                  K——溫度系數,10小時率容量試驗時K=0.006/℃,3小時率容量試驗時K=0.008/℃,2小時率容量試驗時K=0.0085/℃,1小時率容量試驗時K=0.01/℃。
          例如:一個標稱10AH的電池,以2小時率放電,在不同的環境溫度條件下按照1式計算,電池容量如表1。
          表1 在不同溫度下電池的容量
          溫度(℃) -25       -20       -15      -10 -5       0         5
          容量(Ah)5.756.186.67.037.457.888.3
                     10        15         20         25        30         35         40
          8.739.159.581010.4310.8511.28
          實測電池容量,在-10℃條件下接近于準確,在-10℃以下時,容量下降比表1的數值還要低。

          3、溫度對電池內阻的影響
          在0℃~30℃環境溫度下放電,電池的內阻隨溫度升高而降低,反之電池溫度降低時,電池的內阻逐漸增大,電池內阻與溫度呈直線變化關系。所以電池放電工作溫度在0℃~30℃范圍電解液的導電性好,同時電解液中氫離子和硫酸根離子向活性物質擴散速度也較高,不僅僅改善了濃差極化影響,又使電極反應速度提高,進一步改善了電化學極化的影響,所以蓄電池放電量增多。
          當環境溫度降至0℃以下,溫度每降低10℃,內阻約增大15%左右,因為硫酸溶液粘度變大,所以增大了硫酸溶液比電阻,而加重了電極極化影響。蓄電池容量會明顯減小。

          4、溫度對充放電的影響
          反復進行放電和低壓恒壓充電時循環,初期由于電池存在熱傳導,所以溫度并不高,若反復地進行充放電循環,電解液溫度會十分高。
          倘若在低溫下充電,擴散電流密度明顯減小,而交換電流密度減小不多,所以濃差極化加劇,則引起充電效率的降低。另一方面上次放電的硫酸鉛在低溫下的飽和度,又使電池充放電反應阻力增加,因而進一步降低了充電效率。
          倘若電池在10℃以上的環境溫度下充電,極化作用明顯減小,硫酸鉛溶解速率和溶解度都可提高,加之在較高溫度下氧擴散速率也增大,在這些在綜合因素影響下使電池充放電效率提高。
          由于低溫下的充電能力是與充電前電池狀態有關。試驗表明,如在-18℃下要獲得最高的充電效率,要求上次放電做到:

          (1)低溫快速放電。

          (2)放電到充電之間的開路存放溫度越低越好。在這種條件下生成的硫酸鉛顆粒最小,而且又來不及重新結晶長大,所以一旦被充電時,硫酸鉛具有較大的溶解速率。

          5,電池產生熱失控
          電池發高熱和高內壓才能夠鼓肚子。
          電池發熱的原因,往往是電池的氧循環高。充電的大量析氣,固然與充電器的氣壓高與恒壓值高有關。另外,充電器恒壓值高。電池就更加容易失水,電池失水以后,隔板的空隙率大,有利于電池的氧循環究更加容易氧循環,發熱形成熱失控的概率就大大增加。
          簡單的把恒壓值做低,又容易產生欠充電,特別是冬季會產生嚴重的欠充電,導致電池容量下降比較快。所以,降低恒壓值也未必好。不降低恒壓值夏季就很容易出現電池熱失控,F在電動車充電器往往會就高不就低的,所以夏季熱失控相當嚴重。
          為了避免熱失控,采取過不少措施。

          1、降低恒壓值,會出現冬季欠充電的。網友有一個比較好的方法,就是在充電器的輸出串聯二極管,降低0.7V~1.4V,到冬季再去掉這個二極管。對沒有電子技術知識的不可取。自動化的方法是對恒壓值進行溫度補償,自動調節恒壓值。

          2、提前給電池補水,減少氧循環的通道,也緩解了電池的發熱。

          3、凡是電池在充電的時候出現熱失控的,都有一個特征的就是恒壓狀態下電流反生,如果設計了一個邏輯,電流下降了不反升也可以避免電池出現熱失控。
          4、電池出現嚴重的熱失控,還需要熱積累。于是加充電的定時器。但是,就是加了定時器的,對已經充滿電的電池繼續充電或者對放電不多的電池繼續充電還會發生熱失控。
          在36121充電器中設置了數字式恒壓值溫控,夏季會隨著溫度升高,依據環境溫度自動降低恒壓值,同時還具備了充電電流不反升的邏輯功能。就目前的用戶調查看,沒有一例發生熱失控的。我拿了已經出現熱失控前兆的電池,就是發現電池發熱,恒壓期間充電電流反升的電池,放倒26121充電器上。多次做深循環,電池會自動的脫離熱失控的;謴偷狡胀ㄈ问降某潆娖髦,幾個循環就又出現熱失控前兆,繼續做下去,電池照樣熱失控而鼓肚子報廢。

          6,過充電修復
          過充電和過放電在鉛酸蓄電池制造的過程中是經常使用的。
          我們知道,鉛酸蓄電池在制造期間,正極板阿爾法氧化鉛和貝塔氧化鉛是均勻混合的,而不是類似于樹枝和樹葉的狀態。
          因此,一些處于表面的阿爾法氧化鉛參與放電生成貝塔氧化鉛是必要的。這樣,形成以阿爾法氧化鉛為樹干,貝塔氧化鉛形成樹葉的狀態,可以形成電池的容量上升。
          這也就是國際標準和國內標準規定的電池容量測試允許3次充放電,而新電池每次充放電都表現為容量的提升。其實質就是電池正極板表面的阿爾法氧化鉛轉變為貝塔氧化鉛導致電池容量上升的過程。
          這樣,電池的化成過程和電池的初充電過程,需要過充電和過放電,來形成正極板阿爾法氧化鉛和貝塔氧化鉛的樹枝樹干形狀的排列。

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