电动自行车铅酸锂电池的保养

作者：Iflowpower – 便携式电站供应商

摘要：提高铅酸蓄电池的使用寿命，除了提高生产工艺要素外，蓄电池的保养与修复也是一个很重要的环节，有效的蓄电池保养与修复方法有助于延长蓄电池的使用寿命。 阐述了电动车的工作原理及寿命的意义,分析了电动自行车蓄电池充放电过程中存在的问题,提出了延长蓄电池寿命的方法,介绍了一些日常维护的方法及现有修复仪器的使用方法。 关键词：电动自行车;铅酸蓄电池;维护 0 引言 汽车能源系统是电动汽车商业化的重要障碍，无论是现在还是可以预见的未来，电动汽车最重要的方面都将与开发不同种类的能源有关。

电动汽车有电池、燃料电池、超级电容器、飞轮等多种类型。 由于电池的技术成熟度和经济性，蓄电池在当前及未来很长一段时间内都将成为电动汽车重要的车载能源。 长期以来，电动自行车电池存在的重要问题是使用寿命短，经常不能达到正常使用期限。

从国内外电动自行车电池的使用情况发现，其除了制造材料和生产工艺外，还存在着一些问题。 本文分析了铅酸蓄电池充电及不当放电对蓄电池寿命的影响，并提出了一些在使用过程中有助于延长蓄电池寿命的维护方法，以及相关修复仪器的使用方法。 1电动汽车铅酸电池目前可采用以下四种动力蓄电池，即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池。

胶体铅酸蓄电池是铅酸蓄电池的改进型，其性能优于胶体电解液的阀控铅酸蓄电池。 镍氢蓄电池和锂离子电池成本太高，价格昂贵，没有得到进一步推广。 铅酸电池性能可靠，生产工艺成熟，价格低廉，是目前可商业化的电动汽车电池之一。

1）蓄电池工作原理铅酸蓄电池的负极是由海绵状的铅制成，正极是由中性铅制成，海绵状铅和中性铅都是活性物质，1.28的水溶液（电解液中）发生电化学反应。 放电反应：PB+PB02+2H2S04=2PBSO4+2H2O 充电反应：2PBSO4+2H2O=Pb+PBO2+2H2SO4 铅酸电池充电时，将正负极对正极的硫酸盐翻过来，将硫酸固定在其中。

该成分释放到电解液中，可使中性铅的正极再生，电解液中的硫酸浓度不断升高；海绵状铅与电解液中的硫酸反应，生成硫酸盐，电解液中的硫酸浓度逐渐降低。 2）蓄电池的组成及重要部件铅酸密封蓄电池由正、负极板，隔板及电解液，电池槽及连接条（或引线部件），端子及排气阀等组成。 一节电池一般由3节单色(6V电池)或者6节单色(12V电池)组合而成。

每片单片电池由多片负极板（其中负极板比正极板多一块）重叠叠放而成，中间有微纤维隔膜隔离。 将若干块正极板焊接在一起组成正极组，将相同数量的负极板焊接在一起组成孔组，将正、负极体安装在电池槽内组成单体电池。 单体电池或连接带，单体电池之间或连接带是串联连接在一起的。

电池槽盖采用密封胶粘接。 第一根尾单线从端子上引出，引出正极和负极。 极板是电池的核心部件，被称为电池的“心脏”。

极性硫化是电池常见故障之一，也是电池损坏的重要因素之一。 该隔板被称为电池的“第三电极”。 用于隔离正、负极，防止短路。

作为电解质的载体，它能吸收大量电解液，并利用离子的扩散（离子导电）。 对于密封电池来说，隔膜还充当着正极板向负极板输送氧气的“通道”，使其顺利建立起氧气循环，减少水分的流失。 使用超细玻璃纤维是防止驱动电池损坏的关键。

电解液主要由蒸馏水和​​硫酸组成，并混合了一些添加剂。 重要用途：一是参加电化学反应，是电池活性物质之一；二是产生电能，在电池中是通过离子在电解液中的迁移，使电化学反应能够顺利进行。 2、电池充放电问题及其危害电动汽车电池一般在一年左右就要更换新电池，对于电动汽车用户来说是一个比较重的负担。

电池的充放电循环次数可达300次以上，而实际使用中经常发现电池的充放电循环次数远低于这个值。 电池的一个工作循环就是一个充电和放电的过程，因此充放电过程对电池的寿命有着至关重要的影响。 1）充电不足、过充电铅酸蓄电池在充电时，正、负极板中的硫酸铅不能完全转化成海绵状铅，部分硫酸铅来不及及时还原而残留在极板上，残留的硫酸铅就会在极板上析出并重新结晶。

如果长期充电不足，产生的硫酸盐铅结晶会造成极板硫化，蓄电池质量差，寿命降低。 反之，如果电池过充，负极出现的氧气量大于负极的吸附能力，这样电池内压升高，造成气体外溢，电解液流失，也会造成活性物质软化或者脱落，活性物质脱落造成电池容量的降低，当活性物质减少到一定程度时，电池就不能发挥其使用了，电池的寿命缩短。 目前，很多电动自动车的电池，使用一年甚至几个月后，大量电池就在没有电池的肚子里丢失而报废，而且大多数都是严重过充导致发热而损失的。

2）大电流放电与过放电蓄电池损坏有两个重要因素：一是大电流放电。 一般铅酸电池最大放电电流为12A，而电动自行车选择的是胶体电池，因此最大放电电流较小。 当电动自行车在大电流启动的时候，蓄电池是大电流放电。

此时极板表面迅速生成铅，使电解液中反应物质与深层隔离，使电池内阻增大，电压下降。 速率增加，无法发挥性能。 如果驾驶员继续使用电启动，蓄电池将进一步以过度过大的电流放电。

这样在短时间内就会产生大量的硫酸盐，体积过度膨胀，使活性物质的结合力降低，而使极板变形、弯曲，加速活性物质的脱落，直至极板断裂损坏。 二是过度放电，过度放电会加剧栅腐蚀，在栅活性物质界面处出现高阻层，并造成正极活性物质软化、脱落，使电池放电容量降低，电池早期失效。 3 蓄电池的运行维护1）蓄电池的正确维护蓄电池的重要意义在于其内在的质量。

电池在一定意义上可以延长使用寿命，但这是有条件的。 正常的蓄电池，如果有良好的使用和保养，就可以充分发挥蓄电池的潜能，达到使用寿命的目的；否则，不但蓄电池的潜能发挥不出来，而且使用寿命也会大大缩短。 （1）电池在充电时放电，充电时会开始发生盐化反应（硫化反应），适时充电，使活性铅转化为海绵状的硫酸铅和活性铅，放置12个小时后，活性硫酸铅会再次结晶成较大的晶体颗粒，这就是不可逆的盐化反应（硫化反应）。

如果每次骑行都及时充电，电池就会在浅循环中延长使用寿命。 当电池系统出现两处电池侧电压低于2.18V，或电池放电超过20%或搁置失活时间超过3个月，或完全浮充运行时间6个月时。

收费。 （2）选择与电池相匹配的充电器充电器决定了电池的充电电流的大小，而充电方法则直接影响电池的寿命。 电池组的容量、电压决定了充电的参数，因此充电器应与电池特性相匹配，并采用防止发热、失控的充电器。

保证电池能够充满，不会因为电池容量的化身而导致电池容量异常，同时也保证电池不会因为过充而溢流。 （3）养成良好的骑行方法首先，不要在实例开始时直接骑行，遇到爬坡，可以添加人力骑行，避免突然加速。 因为瞬间电流可达十几安培，长期的大电流放电会使盐分增加，使蓄电池温度升高而结水、极性变形、活性物质脱落，使蓄电池的寿命缩短；骑行时应根据路况巧妙利用滑行，尽量减少强行刹车和反复启动，这样既能节省电能，又能延长蓄电池的使用寿命。

如果滑行过程没消耗完，就电池来说，偶尔让它休息一下，电池里的两种物质有电的时候就会有电。 但当它们发生化学反应时，实际上是从一端到另一端。 物质在原位时发生的化学反应，因此，当电源暂停供应时，正是这些成分达到平衡的机会。

如果这些液体物质回到原来的位置，电池就能有更大的电力。 所以，采用不同的骑行方法来保护电池是有用的。 另外，减轻车身重量，去掉不必要的装饰部分，不要承载过重的物品。

（4）尽量少放电，但也要定期深度放电。汽车上的铅酸蓄电池只是在点火时进行单向放电，而发电机在点火后会自动对蓄电池进行充电，并不会造成蓄电池的深度放电。 电动自行车在骑行的时候不可能一直充电，经常进行60%以上的深度放电，深度放电后，极板中的深层硫酸盐会使硫酸盐中的铅浓度升高。 但也要定期进行深度放电，一般2个月进行1至2次深度放电，这样对电池容量有益。

所谓深度放电，是指在正常负载情况下，将第一次欠压保护完全放电，或者用放电仪器完全放电，即电压降至1.75V以下。 然后再给电动车充电，这样会使电池容量稍微提高一些。

（5）开启电压温度补偿功能 电池对温度、电池电压和环境温度非常敏感，建议开启电压温度补偿功能。 单体电压温度补偿系数随电池类型不同而不同，通常为2～3.6mv/℃。

2）蓄电池修复仪器的使用 近年来，国内蓄电池的各种脉冲修复仪器琳琅满目，其功能也说好说坏。 不同型号的电表测量结果差别很大，由于测量频率、测量方法（相位差法、有效值法、调制解调、比较法等）和测量电流的差异，使得使用不同的测量仪器对同一块电池的测量结果存在差异。

仪器仪表选择的难易程度，以及仪表测量结果的可信度。 （1）过硫充电器的工作原理 过硫充电器可以除去蓄电池中的硫：一种定期利用10%~20%的过充电来减少蓄电池细胞结晶化的方法。 除了充电器在充电时加硫，会造成过充或过放之外，还要忽略电池的放电过程是事实，而电池的放电过程是事实。

因此，效果不理想时，大多数用户在为电动车配备充电器之后就会放弃这种重复的硫投资。 （2）铅酸储存延时器，俗称“长寿命铅酸储存延时器”，只要把铅酸储存延时器接在电池组上，就可以通过对电池的充电、储存、放电等方式进行修复，可以延长电池的使用寿命。 电池寿命延长了一倍，但是经过实验，效果并不明显。

（3）蓄电池延时修复器利用电子脉冲功能，通过装置发射电子脉冲波，不断清除极板上的硫酸结晶，解除铅酸蓄电池的硫化，并有效防止新的硫化结晶的产生，从而恢复劳力蓄电池，使废旧蓄电池再生利用。 经过近几年的实践，这是一个有效、实用的方法。 电池延长修复的工作原理：根据原子物理和固体物理原理，硫离子具有五个不同能级，每个特定能级都有独特的共振频率，处于亚稳态。

离子会趋向或移动到最稳定的最低能级（共价键能级），这是通过供给一定的能量来实现的，使得活化的分子移动到更高的能量级，这样就溶解了电解质的自由离子，参与电化学反应。 蓄电池修复剂的使用方法：1通过不断充电特制的脉冲电流，使覆盖极板上的铅沉淀物逐渐分解，而不损坏极板；2通过硫酸盐分解成铅，铅变成水，水溶于电解液中，降低蓄电池的容量，延长使用寿命（剥离硫酸盐）；3当蓄电池放电或者深度放电时，会产生大量的气泡，这些附着在极板上的绝缘气泡减少了极板的有效面积，造成极板不可逆的损坏。 蓄电池延长修复中的特殊脉冲可以清除极板上的这些气泡，保护蓄电池极板，非常有效的延长蓄电池的寿命。

家用蓄电池延长修复器是利用脉冲电波形对蓄电池进行修复保养，需要长期使用。 蓄电池延长固定器一般有两种接在蓄电池上的方式（并联）。 一种是两个插头，一个插头插在充电器上，另一个插头接在充电器插头上；另一种是红、黑两根接线，分别接电瓶的正极和负极。

此方式对安装要求较高，需要打开电池组的包装盒，将正、负极上的接线焊接好，然后用双面胶将电池延长线固定在电池组内的空气单元中。 安装后24小时工作，更好地放置和维护电池的使用。 实践中：后一种方式更适合电动自行车电池的修复与保养。

4结束语电池在使用过程中由于充电不当而造成的破坏是不容忽视的，它直接影响电池的使用寿命。 通过对铅酸蓄电池充放电过程的分析，进一步了解蓄电池损坏对蓄电池损坏的影响，提高用户的维护意识。 让用户参与到维护工作中来，对于电池的使用来说无疑是可行的。