對(duì)于電動(dòng)自行車電池的壽命,很多人都會(huì)很糾結(jié)。一組電動(dòng)車電池(也就是電瓶)能用多長(zhǎng)時(shí)間呢?為什么有些人的電瓶能用2-3年,而有些人的電瓶卻用不到一年就報(bào)廢了?到底電動(dòng)車電池的壽命有多長(zhǎng)呢?一般來(lái)說(shuō):電動(dòng)自行車所用鉛蓄電池屬消耗品,其使用壽命只有1.5-2.5年,壽命長(zhǎng)短與用戶的日常使用維護(hù)有很大的關(guān)系。
電動(dòng)車電池壽命短的原因
1、鉛酸蓄電池工作原理方面的原因
鉛酸蓄電池充放電的過(guò)程是電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程,充電時(shí),硫酸鉛形成氧化鉛,放電時(shí)氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結(jié)晶的物質(zhì),當(dāng)電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過(guò)高或靜態(tài)閑置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),就會(huì)“抱成”團(tuán),結(jié)成小晶體,這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛,就象滾雪球一樣形成大的惰性結(jié)晶,結(jié)晶后的硫酸鉛充電時(shí)不但不能再還原成氧化鉛,還會(huì)沉淀附著在電極板上,造成了電極板工作面積下降,這一現(xiàn)象叫硫化,也就是常說(shuō)的老化。這時(shí)電池容量會(huì)逐漸下降,直至無(wú)法使用。
2、電動(dòng)自行車特殊工作環(huán)境的原因
只要是鉛蓄電池,在使用的過(guò)程中都會(huì)硫化,但其它領(lǐng)域的鉛酸電池卻比電動(dòng)自行車上使用的鉛酸電池有著更長(zhǎng)的壽命,這是因?yàn)殡妱?dòng)自行車的鉛酸電池有著一個(gè)更容易硫化的工作環(huán)境。
①深度放電
用在汽車上的鉛蓄電池只是在點(diǎn)火時(shí)單向放電,點(diǎn)火后發(fā)電機(jī)會(huì)對(duì)電池自動(dòng)充電,不造成電池深度放電。而電動(dòng)自行車在騎行時(shí)不可能充電,經(jīng)常會(huì)超過(guò)60%的深度放電,深放電時(shí),硫酸鉛濃度增加,硫化就會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。
②大電流放電
電動(dòng)車20公里巡航電流一般是4A,這個(gè)值已經(jīng)高于其它領(lǐng)域的電池工作電流,而超速超載的電動(dòng)車的工作電流就更大。電池制造商都進(jìn)行過(guò)1C充電70%,2C放電60%的循環(huán)壽命試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)這樣的壽命試驗(yàn),可達(dá)到充放電循環(huán)350次壽命的電池很多,但是實(shí)際在用的效果就相差甚遠(yuǎn)了。這是因?yàn)榇箅娏鞴ぷ髟黾恿?0%的放電深度,電池會(huì)加速硫化。所以,電動(dòng)三輪摩托車的電池壽命更短,因?yàn)槿喣ν熊嚨能嚿硖兀ぷ麟娏鬟_(dá)6A以上。
③充放電頻率高
用在后備供電領(lǐng)域的電池,只有在停電時(shí)才會(huì)放電,如果一年停8次電,要達(dá)到10年的壽命,只用做到80次循環(huán)充電壽命,而電動(dòng)車一年充放電循環(huán)300次以上很常見。
④短時(shí)充電
由于電動(dòng)自行車是交通工具,可充電的時(shí)間不多,要在8小時(shí)內(nèi)完成36伏或48伏的20安時(shí)充電,這就必須提高充電電壓(一般為單節(jié)2.7~2.9伏),當(dāng)充電電壓超過(guò)單節(jié)電池的析氧電壓(2.35伏)或析氫電壓(2.42伏)時(shí),電池就會(huì)因過(guò)度析氧而開閥排氣,造成失水,使電解液濃度增加,電池的硫化現(xiàn)象加重。
⑤放電后不能及時(shí)充電
作為交通工具,電動(dòng)自行車的充電及放電被完全分離開來(lái),放電后很難有條件及時(shí)充電,而放電后形成的大量硫酸鉛如果超過(guò)半小時(shí)不充電還原為氧化鉛,就會(huì)硫化結(jié)成晶體。
3、鉛蓄電池生產(chǎn)方面的原因
針對(duì)電動(dòng)自行車用鉛酸蓄電池的特殊性,各個(gè)電池制造商采取了多種方法。*典型的方法如下:
①增加極板數(shù)量。
把原設(shè)計(jì)的單格5片6片制改為6片7片制,7片8片制,甚至8片9片制??繙p薄極板厚度和隔板,增加極板數(shù)量來(lái)提高電池容量。
②提高電池的硫酸比重
原來(lái)浮充電池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之間,而電動(dòng)自行車的電池的硫酸比重一般都在1.36~1.38左右,這樣可以提供較大的電流,提升電池的初期容量。
③增加正極板活性物質(zhì)氧化鉛的用量和比例。
增加氧化鉛就增加了參與放電的電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì),也就增加了放電時(shí)間,增加了電池容量。
通過(guò)這些措施,電池的初期容量滿足了電動(dòng)自行車的容量要求,特別是改善了電池的大電流放電的特性。但是,極板增加了,硫酸的容量就減少了,電池發(fā)熱導(dǎo)致大量失水,同時(shí),電池的微短路和鉛枝搭橋的概率增加了。提高硫酸比重增加了電池的初期容量,但是,硫化現(xiàn)象就更嚴(yán)重。密封電池的*基本原理之一就是正極板析氧以后,氧氣直接到負(fù)極板,被負(fù)極板吸收而還原為水,考核電池這個(gè)技術(shù)指標(biāo)的參數(shù)叫做“密封反應(yīng)效率”,這種現(xiàn)象叫做“氧循環(huán)”。這樣,電池的失水很少,實(shí)現(xiàn)了“免維護(hù)”,就是免加水。
為此,都要求負(fù)極板容量做的比正極板容量大一些,又稱為負(fù)極過(guò)渡。增加正極板活性物質(zhì)必然使得,負(fù)極過(guò)渡減少了,氧循環(huán)變差了,失水增加了,又會(huì)造成硫化。這些措施雖然提升了電池的初期容量,但是卻會(huì)造成失水和硫化,而失水和硫化又會(huì)相互促成,*終結(jié)果卻是犧牲電池的壽命。
還有就是極群組裝虛焊問(wèn)題。容易產(chǎn)生虛焊的地方是極板。而每個(gè)電池的單格有15片極板,就是15個(gè)焊點(diǎn),一個(gè)電池有6個(gè)單格,就有90個(gè)焊點(diǎn),一組電池由3個(gè)12V電池組成,就有270個(gè)焊點(diǎn)。如果一個(gè)焊點(diǎn)存在虛焊,該單格容量就下降,進(jìn)而該單格形成電池落后,造成整個(gè)電池都落后,電池就會(huì)形成嚴(yán)重的不均衡,使這組電池提前失效。就算虛焊控制在萬(wàn)分之一,平均每37組電池就會(huì)有一組電池存在虛焊,這是**不能夠允許的。而鉛鈣合金板柵的電池,在焊接的時(shí)候會(huì)析出鈣而掩蓋虛焊問(wèn)題,這樣,很多電池制造商寧愿采用低銻合金的板柵而沒有采用鉛鈣合金。而低銻合金的板柵析氧析氫電壓更低,電池出氣量大,失水相對(duì)嚴(yán)重,電池更容易硫化。