蓄電池對充電的基本要求
充電電流應小于或等于蓄電池可接收充電電流。否則,過剩的電流會使電解液過快地消耗掉,產(chǎn)生以下危害:加 大蓄電池的失水率,增加維護工作量,對于免維護電池,會造成蓄電池的早期失效;產(chǎn)生酸霧,造成環(huán)境污染,危害工人身體健康;使充電效率降低,造成能源的嚴重浪費。充電過程,是放電電化學反應的逆反應過程,如果充電電化學反應過程在理想的狀態(tài)下進行,這個過程應該是互為逆反應,即充入的電量與放出的電量應基本相等。但在嚴重析氣的狀態(tài)下,有效充電電化學反應過程消耗的電能達不到總電量的40%,即浪費電能60%以上。氣體的產(chǎn)生聚集在蓄電池多孔電極內(nèi)部,減少了電解質(zhì)與多孔電極的接觸面積,即充電電化學反應界面大幅度減小,使充電化學反應速度降低,充電十分困難,充電時間延長。
嚴重的析氣會損害蓄電池:①大量氣體的產(chǎn)生對極板活性物有沖刷作用,使活性物質(zhì)容易松軟和脫落。②在較高的極化電壓下,正極板的板柵會產(chǎn)生嚴重腐蝕,生成Pb02,這種腐蝕物與電化學生存的Pb02是完全不同的,是一種不可逆的氧化物,導電較差,并使板柵變形,脆裂,失去骨架和導電作用。因此在充電時應盡可能防止過充電。長期充電不足,未反應的活性物質(zhì)會產(chǎn)生不可逆的高陽性的大顆粒PbS04晶粒(即不可逆硫酸鹽化)使蓄電池容量下降,內(nèi)阻加大,充電難度加大,造成蓄電池早期損壞。
蓄電池要盡量保證充足電,防止不可逆硫酸鹽化。蓄電池充電深度對循環(huán)壽命影響很大,基本呈指數(shù)變化。這是由于正極活性物為Pb02,其結(jié)合牢度不高,放電時轉(zhuǎn)化成PbS04充電時又轉(zhuǎn)化成PbO2,而PbSO4的體積遠比PbO2體積大(其體積之比約為2:1)。因此,對正極板而言,活性物將會膨脹收縮反復進行,使其粒子之間的連接逐漸脫落,使蓄電池活性物失去放電特性成為“陽極泥”,使蓄電池性能下降,直至壽命終止。放電深度越深,膨脹收縮量越大,對活性物結(jié)合力破壞越大,壽命越短;反之則循環(huán)壽命越長。從理論上講蓄電池使用時應盡量避免深放電,應做到淺放勤充,前提是有特別匹配的充電器與之匹配。但是實際使用中,由于蓄電池充電受蓄電池充電器性能和蓄電池本身的離散及充電習慣及充電速度影響,充電器的電壓均比較高,或多或少都存在過充電。
特別是充電多數(shù)在夜間進行,時間一般在6-10小時,平均8小時左右,若是淺放電,其充電很快就會到達末期,這時充電效率變低,會產(chǎn)生過充電。過充電時間比較長,加上頻繁充電,就會使蓄電池壽命因充電受到較大影響。最理想的充電要求根據(jù)實際情況而定,要參考平時運行頻率、里程情況、蓄電池廠提供的說明,以及配套的電池充電器性能等參數(shù)制定充電頻次。按絕大多數(shù)用戶的情況,蓄電池以放電深度為50%-70%時充一次電最佳,這樣可使蓄電池壽命達到最佳效果。實際使用時可折算成騎行里程,在需要時充一次電。溫度對充電的影響蓄電池在高溫季節(jié)運行,主要存在過充電的問題。蓄電池溫度增高時,各活性物質(zhì)的活度增加,正極析氧電位一下降,負極析氧電位也下降(負值下降),因此,充電時充電反應速度快,充電電流大,充電時需要的充電電壓較低。
蓄電池放電到終止電壓時內(nèi)阻較大,電解液濃度非常稀薄,特別是極板孔內(nèi)及表面幾乎處于中性,過放電時內(nèi)阻有發(fā)熱傾向,體積膨脹,放電電流較大時,明顯發(fā)熱(甚至出現(xiàn)發(fā)熱變形),這時硫酸鉛濃度特別大,存在枝晶體短路的可能性增大,況且此時硫酸鉛會結(jié)晶成較大顆粒,即形成不可逆硫酸鹽化,將進一步增大內(nèi)阻,充電恢復能力很差,甚至無法修復。蓄電池使用時應防止過放電,采取“欠壓保護”是很有效的措施。另外,由于電動車“欠壓保護”是由控制器控制的,但控制器以外的其他一些設備如電壓表、指示燈等耗電電器是由蓄電池直接供電的,其電源的供給一般不受控制器控制,電動車鎖(開關)一旦合上就開始用電。雖然電流小,但若長時間放電(1-2周)就會出現(xiàn)過放電。因此,不得長時間開鎖,不用時應立即關掉。前面已經(jīng)對過充電進行了闡述,過充電會加大蓄電池的水損失,會加速板柵腐蝕,活性物質(zhì)軟化,會增加蓄電池變形的幾率。