因此在电动自行车上,电池组的均衡一致性对电池的使用寿命有相当大的影响。如何提高电池组的均衡一致性,是每个电池生产厂家面对的一个难题,但对于消费者来说,如何合理地使用,也会对电池的均衡一致性造成一定的影响,从而影响电池的使用寿命。根据对电池多年来的研究和实际使用,建议消费者采用以下方法合理地使用电池;(1)电动车骑行速度:不大于20km/h。(2)骑行距离:10-30km/天,放电深度小于等于70%(每2个月进行一次深放电)。(3)充电频率:每天一次。(4)载重量:单人骑行(可携带一名10岁以下儿童一名)。按照上述方法,质量较好的电动自行车以正常使用可以达到3-4年,甚至5年,且电池能使用1年半左右。原因是铅酸蓄电池在放电后期存在一个电压突降的拐点,即10.5V/只,而此后如果电池继续放电,就会使落后电池产生过放,久而久之,造成电池组的均衡一致性变差,整组电池失效。蓄电池行业标准上对电池的循环寿命要求为70%放电,即10Ah电池5A放电84min,限压14.7-15.0V,限流3A充电4.6h为一次循环。一般生产厂家的蓄电池均能达到350次,好一点的企业可达500次以上。这表明电池放电深度越浅,电池的循环寿命越长,电池的使用周期越长。因此,消费者普遍认为充一次电为一次循环的观点是错误的,要想使自己使用的电池寿命延长,就必须时刻使电池处于完全充电状态,长时间的亏电状态下,电池的负极板极易盐化,造成电池容量的损失,影响电池的使用寿命。
定义:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。英语:Lead-acidbattery。放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。
电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。排气式蓄电池的电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。老式普通蓄电池一般寿命在2年左右,而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展,铅酸蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。
铅酸蓄电池最明显的特征是其顶部有可拧开的塑料密封盖,上面还有通气孔。这些注液盖是用来加注纯水、检查电解液和排放气体之用。按照理论上说,铅酸蓄电池需要在每次保养时检查电解液的密度和液面高度,如果有缺少需添加蒸馏水。但随着蓄电池制造技术的升级,铅酸蓄电池发展为铅酸免维护蓄电池和胶体免维护电池,铅酸蓄电池使用中无需添加电解液或蒸馏水。主要是利用正极产生氧气可在负极吸收达到氧循环,可防止水分减少。铅酸水电池大多应用在牵引车、三轮车、汽车起动等,而免维护铅酸蓄电池应用范围更广,包括不间断电源、电动车动力、电动自行车电池等。铅酸蓄电池根据应用需要分为恒流放电(如不间断电源)和瞬间放电(如汽车启动电池)。
当放电进行时,硫酸溶液的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/ml时应停止使用进行充电
充电:2PbSO?+2H?O=PbO?+Pb+2H?SO?(电解池)
铅蓄电池
铅蓄电池(4张)
放电:PbO?+Pb+2H?SO?=2PbSO?+2H?O(原电池)
阳极:PbSO?+2H?O-2e‐===PbO?+4H﹢+SO?2‐
阴极:PbSO?+2e‐===Pb+SO?2‐
负极:Pb+SO?2‐-2e===PbSO?
正极:PbO?+4H﹢+SO42‐+2e‐===PbSO?+2H?O
历史
蓄电池是1859年由法国人普兰特(Plante)发明的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。
普兰特(G.Plante)于1859年发明铅酸蓄电池,已经历了近150年的发展历程,铅酸蓄电池在理论研究方面,在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步,不论是在交通、通信、电力、特种还是在航海、特种各个经济领域,铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。
到20世纪初,铅酸蓄电池历经了许多重大的改进,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而,开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;②气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池,希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。
1912年ThomasEdison发表专利,提出在单体电池的上部空间使用铂丝,在有电流通过时,铂被加热,成为氢、氧化合的催化剂,使析出的H2与O2重新化合,返回电解液中。但该专利未能付诸实现:①铂催化剂很快失效;②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出,电池内部仍有气体发生;③存在爆炸的危险。
60年代,美国Gates公司发明铅钙合金,引起了密封铅酸蓄电池开发热,世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。
1969年,美国登月计划实施,密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源,最后镉镍电池被采用,但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。
1969-1970年,美国EC公司制造了大约350,000只小型密封铅酸蓄电池,该电池采用玻璃纤维棉隔板,贫液式系统,这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池,但当时尚未认识到其氧再化合原理。
1975年,GatesRutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下,获得了一项D型密封铅酸干电池的发明专利,成为今天VRLA的电池原型。
1979年,GNB公司在购买Gates公司的专利后,又发明了MFX正板栅专利合金,开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。
1984年,VRLA电池在美国和欧洲得到小范围应用。
1987年,随着电信业的飞速发展,VRLA电池在电信部门得到迅速推广使用。
1991年,英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试,发现VRLA电池并不象厂商宣传的那样,电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象,这引起了电池工业界的广泛讨论,并对VRLA电池的发展前途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问,此时,VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50%,原来提到的“密封免维护铅酸电池”名称正式被“VRLA电池”取代,原因是VRLA电池是一种还需要管理的电池,采用“免维护”容易引起误解。
1992年,针对1991年提出的问题,电池专家和生产厂家的技术员纷纷发表文章提出对策和看法,其中DrDaridFeder提出利用测电导的方法对VRLA电池进行监测。I.c.Bearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。这些文章对VRLA电池的发展和推广应用起了很大的促进作用。
1992年,世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加,在亚洲国家电信部门提倡全部采用VRLA电池;1996年VRLA电池基本取代传统的富液式电池,VRLA电池已经得到了广大用户的认可。