Selhání olověných baterií může být způsobeno různými příčinami, jako je vulkanizace, ztráta vody, tepelný únik, odlupování aktivního materiálu, měknutí desek atd. Dále je postupně představíme a analyzujeme.

1. Vulkanizace

Proces nabíjení a vybíjení olověných akumulátorů je procesem elektrochemické reakce. Při vybíjení vzniká síran olovnatý a při nabíjení se síran olovnatý redukuje na oxid olovnatý. Tento proces elektrochemické reakce je za normálních okolností cyklicky reverzibilní, ale síran olovnatý je sůl, která snadno krystalizuje. Když je koncentrace síranu olovnatého v elektrolytickém roztoku v baterii příliš vysoká nebo doba statického nečinnosti příliš dlouhá, „zadrží“ Tyto malé krystaly pak přitahují okolní síran olovnatý a vytvářejí velké inertní krystaly jako sněhové koule, které ničí původně reverzibilní cyklus a činí síran olovnatý částečně nevratným. Když je krystalizovaný síran olovnatý nabitý, nemůže být redukován na oxid olovnatý, ale také adsorbován na mřížce, Výsledkem je zmenšení pracovní plochy sítě, olověný akumulátor ztrácí vodu vlivem tepla a kapacita olověného akumulátoru se snižuje. Tento jev se nazývá vulkanizace. Také známý jako stárnutí. Vulkanizace může také vést ke „komplikacím“, jako je zkrat, aktivní relaxace a odlupování materiálu a deformace a prasknutí mřížky.

Dokud se jedná o olověnou baterii, bude během používání vulkanizována, ale olověná baterie v jiných oborech má delší životnost než olověná baterie používaná v elektrokolech. Je to proto, že olověná baterie elektrických vozidel má snazší pracovní prostředí vulkanizace. Na rozdíl od startovací baterie pro automobily je po zapálení a vybití automobilové baterie baterie vždy v plovoucím stavu a síran olovnatý vzniklý vybitím se rychle přemění na oxid olovnatý. Když je elektromobil vybitý, není možné současně nabíjet, což způsobuje kyselinu sírovou. Hromadí se velké množství olova. Pokud je hluboce vybitý, koncentrace síranu olovnatého bude v tuto chvíli vyšší a je obtížné po jízdě elektromobil včas nabít. Síran olovnatý vytvořený výbojem se nemůže včas nabít a přeměnit na oxid olovnatý a budou se tvořit krystaly. Proto se životnost cyklu velmi liší podle hloubky vybití. Čím větší je hloubka výboje, tím menší je počet cyklů, čím menší je hloubka výboje, tím větší je počet cyklů. Podle výsledků testu se hloubka vybití a počet cyklů vztahují k následující tabulce:

Některé olověné baterie nabíjejí 70 % 1C a 60 % 2C vybíjejí, protože se používá nepřetržitý cyklus vysokého proudu, který ničí podmínky pro tvorbu velkých krystalů síranu olovnatého, takže nemusí být vidět, že olověná baterie vulkanizace poškozuje baterii. . Pokud se test uprostřed zastaví, objeví se problém vulkanizace olověného akumulátoru. Kvůli velké hmotnosti baterie někteří uživatelé často dobíjejí baterii po vícenásobném použití a vybití, takže olověný akumulátor není po vybití včas nabit a vulkanizace olověného akumulátoru je vážnější. Navíc podíl kyseliny sírové v olověných bateriích je poměrně vysoký, což je také důležitý faktor při vulkanizaci olověných baterií. Vulkanizace olověných baterií ničí schopnost záporné desky cirkulovat kyslík, což má za následek zrychlenou ztrátu vody. Tímto způsobem je podíl kyseliny sírové v olověném akumulátoru vyšší, což usnadňuje vulkanizaci olověného akumulátoru. Stupeň vulkanizace olověných akumulátorů proto může být různý, ale dopad na životnost olověných akumulátorů je běžný.

2. Ztráta vody

Jedním z nejzákladnějších principů utěsněných olověných baterií je, že po vývinu kyslíku na kladné desce se vývin vodíku kyslíku přímo na zápornou desku a záporná deska redukuje na vodu. Parametr pro hodnocení technického indexu olověných akumulátorů se nazývá „účinnost reakce těsnění“. Tento jev se nazývá "kyslíkový cyklus". Tímto způsobem je ztráta vody olověného akumulátoru velmi malá a je realizována "bezúdržbovost", to znamená, že se nedodává žádná voda. Ale tento kyslíkový cyklus uzavřených olověných baterií je na elektrických kolech narušen, což způsobuje velké ztráty vody v baterii.

Aby bylo zajištěno plné nabití baterie do 8 hodin, při třístupňovém nabíjení konstantním napětím omezujícím proud, například konstantní napětí 36voltové nabíječky je 44,4 voltů a je zde 18 článků ve třech samostatných článků a napětí na článek je 2,466 V. Tímto způsobem značně převyšuje 2,35 V napětí pro vývoj kyslíku kladné desky baterie a 2,42 V napětí pro vývoj vodíku na záporné desce. Aby se zkrátila indikace doby nabíjení, produkty některých výrobců nabíječek zvyšují proud z konstantního napětí na plovoucí nabíjení, takže po úplném nabití indikace nabíjení není plně nabitý a plovoucí napětí se zvyšuje, aby se dorovnalo. . Tímto způsobem plovoucí napětí mnoha nabíječek překračuje napětí jednoho článku 2,35 V, takže během fáze plovoucího nabíjení se stále uvolňuje velké množství kyslíku. Kyslíkový cyklus olověných akumulátorů není dobrý, takže se také neustále vyčerpává během fáze plovoucího nabíjení.

Sada 36voltových olověných baterií má 3 samostatné články, každý jednotlivý článek má 6 článků a každý článek má více než 15 kladných a záporných mřížkových desek a sada baterií má alespoň 270 pájených spojů. Tisícina virtuálního svařování nevyhnutelně povede ke skupině 4 baterií, které jsou nekvalifikované, a deska olova a vápníku velmi snadno způsobí virtuální svařování kvůli srážení vápníku, takže výrobci baterií obecně používají desky ze slitiny s nízkým obsahem antimonu a slitiny s nízkým obsahem antimonu Napětí uvolňující plyn baterie je nižší, výstup plynu baterie je větší a ztráta vody je vážnější.

Standardní podíl kyseliny sírové pro plovoucí olověné baterie by měl být mezi 1,21 a 1,28. Pro splnění požadavků velkokapacitního a silnoproudého vybíjení elektrokol se však podíl kyseliny sírové v bateriích pohybuje obecně kolem 1,36 až 1,38. Vzhledem k tomu, že podíl kyseliny sírové v baterii je poměrně vysoký, je vulkanizace baterie poměrně závažná. Vulkanizace baterií s vysokou měrnou hmotností kyseliny sírové je zřejmá od vybití baterie do nabití následujícího dne. Tímto způsobem se dále snižuje schopnost záporné desky cirkulovat kyslík. Poté, co baterie ztratí vodu, hlavní ztrátou je voda, přičemž složení kyseliny sírové je ekvivalentní dalšímu zvyšování podílu kyseliny sírové, což usnadňuje vulkanizaci olověného akumulátoru. Proto vulkanizace olověných baterií zhoršuje ztrátu vody a ztráta vody zhoršuje vulkanizaci. Pro uživatele je „utěsnění“ nutné, jinak budou následky přetečení kyseliny katastrofální, ale přehnaně prosazovat v oblasti elektromobilů koncept „bezúdržbovosti“ je nevhodné.

3. Tepelný únik

Po nabití olověného akumulátoru na 70% je polarizační napětí olověného akumulátoru poměrně vysoké, postupně se začíná zvyšovat vedlejší reakce nabíjení a začíná elektrolýza vody. Poté, co napětí nabitého článku dosáhne 2,35 V, začne kladná deska vyvíjet kyslík a po dosažení 2,42 V záporná deska začne vyvíjet vodík. V tomto okamžiku se nabitá elektrická energie přemění na chemickou energii a zvýší se energie přeměněná na elektrolyzovanou vodu. Zda plynování během nabíjecího procesu závisí na nabíjecím napětí a množství plynování závisí na nabíjecím proudu po dosažení plynovacího napětí. Proto během nabíjecího procesu, poté, co nabíjecí napětí vstoupí do konstantního napětí, se napětí začne blížit nejvyšší, a nabíjecí proud také udržuje limitní hodnotu proudu. V této době je vývoj plynu největší. Po zadání konstantního napětí by se měl postupně snižovat nabíjecí proud a postupně by se měl snižovat i vývoj plynu. Samotné nabíjení je exotermická reakce. Obecně platí, že tepelný design olověných baterií může řídit nárůst teploty. Po velkém vývinu plynu olověného akumulátoru se kyslík na záporné desce složí do vody a výhřevnost je mnohem vyšší než při nabíjení. Utěsněná olověná baterie předpokládá, že záporná deska bude mít dobrou schopnost cirkulace kyslíku, cirkulace kyslíku však bude generovat teplo. Proto je kyslíkový cyklus dvousečný meč. Výhodou je snížení ztrát vody,

Za podmínky nabíjení konstantním napětím se na nabíjecím proudu podílí i proud kyslíkového cyklu, takže rychlost poklesu nabíjecího proudu je zpomalena. Teplo olověného akumulátoru způsobí, že nabíjecí proud bude klesat pomaleji, nebo dokonce proud zvýší. Působením vyhřívání baterie nabíjecí proud zvyšuje zahřívání, jakmile se proud zvýší. Tímto způsobem se nabíjecí proud vždy zvýší na proudovou limitní hodnotu. Baterie generuje vysoké teplo a akumuluje teplo, dokud pouzdro baterie neprojde tepelným změkčením a deformací. Při tepelné deformaci baterie je vnitřní tlak vzduchu vysoký, takže baterie bobtná. Jedná se o tepelný únik baterie, který poškozuje baterii. Jakmile je olověná baterie vážně oteklá, objevují se také problémy s únikem kyseliny a úniku plynu a olověná baterie akutně selže. Existuje mnoho důvodů, které způsobují vyboulení baterie. Pokud je nabíjecí napětí vysoké a vývin plynu je velký, dojde k tepelnému úniku. Pokud je skupina baterií nebo jednočlánková baterie vážně pozadu a hodnota konstantního nabíjecího napětí zůstane nezměněna, budou mít ostatní jednočlánkové baterie také relativně vysoké nabíjecí napětí, což také způsobí problémy s tepelným únikem. Aby se snížila pravděpodobnost tepelného úniku baterie, mnoho výrobců nabíječek snižuje hodnotu konstantního napětí na 43 voltů, což nevyhnutelně povede k podbití. Pokud je nabíjecí napětí vysoké a vývin plynu je velký, dojde k tepelnému úniku. Pokud je skupina baterií nebo jednočlánková baterie vážně pozadu a hodnota konstantního nabíjecího napětí zůstane nezměněna, budou mít ostatní jednočlánkové baterie také relativně vysoké nabíjecí napětí, což také způsobí problémy s tepelným únikem. Aby se snížila pravděpodobnost tepelného úniku baterie, mnoho výrobců nabíječek snižuje hodnotu konstantního napětí na 43 voltů, což nevyhnutelně povede k podbití. Pokud je nabíjecí napětí vysoké a vývin plynu je velký, dojde k tepelnému úniku. Pokud je skupina baterií nebo jednočlánková baterie vážně pozadu a hodnota konstantního nabíjecího napětí zůstane nezměněna, budou mít ostatní jednočlánkové baterie také relativně vysoké nabíjecí napětí, což také způsobí problémy s tepelným únikem. Aby se snížila pravděpodobnost tepelného úniku baterie, mnoho výrobců nabíječek snižuje hodnotu konstantního napětí na 43 voltů, což nevyhnutelně povede k podbití.

Další příčinou nabíjení a zahřívání olověných akumulátorů je vulkanizace. Vulkanizace přímo vede ke zvýšení vnitřního odporu baterie, což dále způsobuje, že olověná baterie během nabíjení vytváří teplo a teplo zvyšuje proud cirkulující kyslík. Proto se pravděpodobnost tepelného úniku vyskytuje u silně vulkanizovaných baterií. velmi velký. Z analýzy poruchového stavu olověných baterií elektrokol je dokázáno, že 90 % vadných baterií je doprovázeno vážnými ztrátami vody. Gelové baterie ztrácejí méně vody než běžné baterie, proto by jejich životnost měla být delší než u běžných baterií. Vnitřní samovybíjení gelové baterie není při skladování větší než u běžné baterie, což lze doložit srovnáním poklesu kapacity po skladování. Za stejných podmínek vnitřního tlaku jako u olověných baterií je vývoj plynu gelové baterie menší než u běžné baterie. A při každém otevření ventilu plyn odebere část tepla. Otevření ventilu koloidní olověné baterie je menší než u běžné olověné baterie a má menší ztráty vody. . Zvyšuje se vnitřní teplota baterie, velké je také samovybíjení a vyšší je vytvářené teplo. Proto za podmínek vysoké okolní teploty v létě, v důsledku poklesu úrovně vyvíjení plynu, je množství vyvíjeného plynu nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší. vývoj plynu gelové baterie je menší než u běžné baterie. A při každém otevření ventilu plyn odebere část tepla. Otevření ventilu koloidní olověné baterie je menší než u běžné olověné baterie a má menší ztráty vody. . Zvyšuje se vnitřní teplota baterie, velké je také samovybíjení a vyšší je vytvářené teplo. Proto za podmínek vysoké okolní teploty v létě, v důsledku poklesu úrovně vyvíjení plynu, je množství vyvíjeného plynu nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší. vývoj plynu gelové baterie je menší než u běžné baterie. A při každém otevření ventilu plyn odebere část tepla. Otevření ventilu koloidní olověné baterie je menší než u běžné olověné baterie a má menší ztráty vody. . Zvyšuje se vnitřní teplota baterie, velké je také samovybíjení a vyšší je vytvářené teplo. Proto za podmínek vysoké okolní teploty v létě, v důsledku poklesu úrovně vyvíjení plynu, je množství vyvíjeného plynu nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší. Otevření ventilu koloidní olověné baterie je menší než u běžné olověné baterie a má menší ztráty vody. . Zvyšuje se vnitřní teplota baterie, velké je také samovybíjení a vyšší je vytvářené teplo. Proto za podmínek vysoké okolní teploty v létě, v důsledku poklesu úrovně vyvíjení plynu, je množství vyvíjeného plynu nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší. Otevření ventilu koloidní olověné baterie je menší než u běžné olověné baterie a má menší ztráty vody. . Zvyšuje se vnitřní teplota baterie, velké je také samovybíjení a vyšší je vytvářené teplo. Proto za podmínek vysoké okolní teploty v létě, v důsledku poklesu úrovně vyvíjení plynu, je množství vyvíjeného plynu nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší. množství vyvíjeného plynu je nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší. množství vyvíjeného plynu je nejbližší a nárůst teploty je také vysoký. Tímto způsobem je pravděpodobnost, že koloidní olověné baterie vstoupí do tepelného úniku, mnohem větší.

4. Aktivní materiál odpadne a deska změkne

Aktivní složkou aktivního materiálu kladné desky olověného akumulátoru je oxid olovnatý. Oxid olovnatý se dělí na α-PbO2 a β-PbO2. Mezi nimi má α-PbO2 tvrdé fyzikální vlastnosti a relativně malou kapacitu. Plocha desky a nosná deska; β-PbO2 je připojen ke kostře složené z α-PbO2 a jeho nabíjecí kapacita je mnohem silnější než u α-PbO2. Po vybití oxidu olovnatého se vytvoří síran olovnatý a síran olovnatý se během nabíjení redukuje na oxid olovnatý. V silně kyselém prostředí může síran olovnatý vytvářet pouze β-PbO2 a uvolňování účinných látek je uvolňováním α-PbO2. Existuje mnoho důvodů pro uvolňování účinných látek:

1. Rozložení aktivního materiálu desky olověného akumulátoru je nerovnoměrné, což má za následek různé expanzní napětí a odpadávání při vybíjení.

2. Když je olověný akumulátor příliš vybitý a podpětí, β-PbO2 se výrazně sníží a α-PbO2 se bude podílet na vybíjecí reakci za vzniku síranu olovnatého.

3. Expanzní napětí krystalu sulfidu rostoucího na elektrodové desce také způsobí, že aktivní materiál odpadne. Jakmile kladná deska změkne, nosná porézní struktura se zničí a póry kladné desky se tlakem bateriové desky zhutní, čímž se zmenší skutečná plocha zapojená do reakce a kapacita olověného akumulátoru se sníží. Tímto způsobem je zabránění nadměrnému vybití, potlačení a odstranění sulfidace důležitými opatřeními pro kontrolu měknutí kladné desky. Při vybíjení má každý výboj, více či méně, vždy trochu α-PbO2 zapojeného do reakce.

Proto u běžně používané olověné baterie, bez ztráty vody, vulkanizace nebo nadměrného vybití, závisí životnost baterie na změkčení kladné desky. Kapacita baterie je ovlivněna aktivním materiálem a využitím. Olověné akumulátory elektrických vozidel mají určitý tvar a velikost a kvalita desek byla do určité míry omezena. Kapacitu lze zvýšit pouze zlepšením míry využití účinných látek. Pro zvýšení kapacity olověných akumulátorů je nutné zvýšit poréznost, zvýšit obsah PbO2 a podíl kyseliny sírové, tato opatření však urychlí měknutí kladné desky, což má za následek zrychlený pokles životnosti olověný akumulátor, a aktivní materiál se bude během procesu nabíjení a vybíjení roztahovat a smršťovat (zejména je to kladná deska), čím hlubší je hloubka vybíjení, tím větší je rozpínání a smršťování aktivního materiálu, což urychluje měknutí aktivního materiálu. Pokud je tedy počáteční kapacita příliš velká, přímo to ovlivňuje životnost olověného akumulátoru.

5. Zkrat

Zkrat olověného akumulátoru se týká spojení kladných a záporných skupin uvnitř olověného akumulátoru. Aby se zvýšila kapacita olověného akumulátoru, počet desek v olověných akumulátorech elektrických vozidel se obecně zvyšuje zvýšením počtu desek, díky čemuž je separátor relativně tenčí než separátory jiných akumulátorů, a krystaly síranu olovnatého na negativní desce rostou. Po nabití zůstane v separátoru malé množství síranu olovnatého. Jakmile se síran olovnatý ponechaný v separátoru zredukuje na olovo a nahromadí se příliš mnoho, olověná baterie bude mít mikrozkrat. Tento jev se nazývá "lead branch bridge". . Mikrozkrat lehce způsobí jednočlánkové napěťové zpoždění a když je vážný, dojde ke zkratu jednoho článku.

6. Problémy rovnováhy

Mnoho olověných baterií může dosáhnout lepších výsledků v jediném testu. U sériově zapojených olověných baterií se však v důsledku chyb původní konfigurace, jako je rozdíl v kapacitě a rozdíl v napětí naprázdno, baterie s vysokým napětím během nabíjení poškodí. Když se ztráta vody zvýší, baterie s nízkým napětím bude nedobitá a při vybití bude baterie s nízkým napětím přebitá, což má za následek vulkanizaci olověných baterií. Cyklusem nabíjení a vybíjení se vulkanizovaný monomer olověného akumulátoru snadněji vulkanizuje a tento rozdíl se zvětšuje, což v konečném důsledku ovlivňuje životnost celého akumulátoru.

7. Nelze nabíjet

Koncové vybíjecí napětí 12V olověného akumulátoru je 10,5V. Pokud se násilně vybije pod koncové napětí, má olověný akumulátor velkou šanci ztratit schopnost dobíjení. V ovladači elektrického vozidla je ochranné zařízení. Když olověný akumulátor dosáhne koncového napětí, ochranné zařízení násilně odpojí obvod, ale pokud se ochranné zařízení posune nahoru nebo se po výpadku napájení zvýší napětí baterie, nelze ochranné zařízení správně posoudit.

8. Samovybíjení olověného akumulátoru

Jev, že plně nabitý olověný akumulátor zůstává nevyužitý a postupně ztrácí svůj výkon, se nazývá samovybíjení. Samovybíjení je nevyhnutelné a za normálních okolností by denní rychlost vybíjení neměla překročit 0,35 %~0,5 %. Hlavní důvody samovybíjení olověných baterií: (1) V elektrodové desce nebo elektrolytu jsou nečistoty a mezi nečistotami a elektrodovou deskou nebo mezi různými nečistotami vzniká potenciální rozdíl, který se stává místní baterií. a prostřednictvím roztoku elektrolytu se vytvoří obvod pro generování místního proudu. Vybijte olověné akumulátory. (2) Oddělovač je rozbitý, což má za následek zkrat kladné a záporné desky. (3) Na povrchu pláště olověné baterie je elektrolyt nebo voda, která se stává vodičem mezi póly, způsobí vybití olověného akumulátoru. (4) Aktivní materiál příliš odpadává a ukládá se na spodní straně baterie, zkratuje desku a způsobuje vybití.

Výkonný a výkonný!

Distributoři a OEM obchod jsou srdečně vítáni.

Spojte se s profesionálním výrobcem olověných baterií,

www.gembattery.com

sales@gembattery.com

WhatsApp: +8615959276199