Blei-Säure-Batterien sind seit 1859 die am weitesten verbreiteten Produkte im Batteriebereich, beispielsweise in Automobilen, Lokomotiven und Schiffen. Es gibt Blei-Säure-Batterien in Flugzeugen und Notstromgeräten, und Blei-Säure-Batterien werden in diesen Bereichen gut angenommen. Aber warum gibt es Beschwerden über die Verwendung der gleichen Produkte auf Elektrofahrrädern? Es wird allgemein berichtet, dass die Lebensdauer zu kurz ist. Warum ist das? Als nächstes analysieren wir die Gründe, die die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien unter verschiedenen Aspekten beeinflussen;

1. Lebensausfall durch das Funktionsprinzip von Blei-Säure-Batterien;

Der Lade- und Entladevorgang von Blei-Säure-Batterien ist ein elektrochemischer Reaktionsprozess. Beim Laden bildet Bleisulfat Bleioxid und beim Entladen wird Bleioxid zu Bleisulfat reduziert. Bleisulfat ist eine sehr leicht zu kristallisierende Substanz. Wenn die Konzentration von Bleisulfat im Batterieelektrolyten zu hoch oder die statische Ruhezeit zu lang ist, sammelt es sich zu kleinen Kristallen. Diese kleinen Kristalle ziehen die umgebende Schwefelsäure an. Blei ist wie ein Schneeball und bildet große inerte Kristalle. Das kristalline Bleisulfat kann beim Laden nicht mehr zu Bleioxid reduziert werden, sondern fällt aus und haftet an der Elektrodenplatte, was zu einer Verringerung des Arbeitsbereichs der Elektrodenplatte führt. Dieses Phänomen wird Vulkanisation genannt. Auch Altern genannt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Batteriekapazität allmählich ab, bis sie unbrauchbar wird. Wenn sich eine große Menge Bleisulfat ansammelt, zieht es Bleipartikel an und bildet Bleizweige. Die Überbrückung zwischen den positiven und negativen Platten führt zu einem Kurzschluss der Batterie. Wenn sich auf der Oberfläche der Elektrodenplatte oder der versiegelten Kunststoffbox Lücken befinden, sammeln sich in diesen Lücken Bleisulfatkristalle an und es treten Dehnungsspannungen auf, die schließlich zum Bruch der Elektrodenplatte oder des Gehäuses führen, was zu irreparablen Schäden führt Folgen. Der Akku ist physisch beschädigt. Ein wichtiger Mechanismus, der zum Ausfall und zur Beschädigung von Blei-Säure-Batterien führt, ist daher die Vulkanisation, die durch die Batterie selbst nicht verhindert werden kann.

2. Gründe für das besondere Arbeitsumfeld von Elektrofahrrädern

Solange es sich um eine Batterie handelt, wird sie während des Gebrauchs vulkanisiert, aber Blei-Säure-Batterien in anderen Bereichen haben eine längere Lebensdauer als Elektrofahrräder. Dies liegt daran, dass die Blei-Säure-Batterie eines Elektrofahrrads eine Arbeitsumgebung hat, die anfällig für Vulkanisation ist.

①Tiefenentladung
Die im Auto verwendete Batterie entlädt sich beim Zünden nur in eine Richtung. Nach der Zündung lädt der Generator die Batterie automatisch auf, ohne eine Tiefentladung der Batterie zu verursachen. Es ist jedoch unmöglich, ein Elektrofahrrad während der Fahrt aufzuladen, und es überschreitet oft 60% der Tiefentladung. Während der Tiefentladung steigt die Bleisulfatkonzentration und die Vulkanisation wird sehr ernst.

②Hochstromentladung
Der Reisestrom eines Elektrofahrrads für 20 Kilometer beträgt in der Regel 4A, was bereits über seinem Wert liegt. Der Arbeitsstrom des Akkus in anderen Bereichen sowie der Arbeitsstrom von Überdrehzahl- und Überlastungs-Elektrofahrrädern ist noch größer. Batteriehersteller haben Zyklenlebensdauertests von 70 % bei 1 °C und 60 % bei 2 °C durchgeführt. Nach einem solchen Lebensdauertest haben viele Akkus eine Lebensdauer von 350 Lade- und Entladezyklen, die tatsächliche Wirkung ist jedoch ganz anders. Dies liegt daran, dass der Hochstrombetrieb die Entladetiefe um 50 % erhöht und die Batterie die Vulkanisation beschleunigt. Da die Karosserie des dreirädrigen Motorrads zu schwer ist und der Arbeitsstrom größer als 6 A ist, ist daher die Batterielebensdauer des elektrischen dreirädrigen Motorrads kurz.

③Hochfrequenz Laden und Entladen
Die im Bereich der Notstromversorgung eingesetzte Batterie wird erst nach dem Abschalten der Stromversorgung entladen. Wenn der Strom 8 Mal im Jahr unterbrochen wird, erreicht es eine Lebensdauer von 10 Jahren und muss nur 80 Mal aufgeladen werden. Lebensdauer: Es ist üblich, dass Elektrofahrradbatterien mehr als 300 Mal pro Jahr geladen und entladen werden.

④Kurzzeitiges Laden
Da Elektrofahrräder ein Fortbewegungsmittel sind, gibt es nicht viel Ladezeit. Um den 36V oder 48V 20A Stundenladevorgang innerhalb von 8 Stunden abzuschließen, wenn die Ladespannung die Sauerstoffentwicklungsspannung der Zelle (2.35V) überschreitet, muss die Ladespannung erhöht werden (normalerweise 2.7~2.9V für die Zelle). . Oder wenn die Wasserstofffreisetzungsspannung (2.42 Volt) aufgrund der Freisetzung von zu viel Sauerstoff das Auslassventil öffnet, was zu Wasserverlust und einer Erhöhung der Elektrolytkonzentration führt und die Vulkanisation der Batterie erhöht .

⑤Kann nach der Entladung nicht rechtzeitig aufgeladen werden
Als Transportmittel sind das Laden und Entladen von Elektrofahrrädern komplett getrennt. Wenn es geladen und zu Bleioxid reduziert wird, sulfidiert es und bildet Kristalle.

3. Gründe für die Batterieproduktion
Angesichts der Besonderheit von Blei-Säure-Batterien für Elektrofahrräder haben viele Batteriehersteller eine Vielzahl von Verfahren übernommen. Die typischste Methode ist wie folgt:

① Erhöhen Sie die Anzahl der Bretter.
Ändern Sie das ursprüngliche Design eines einzelnen Rasters aus 5 Blöcken und 6 Blöcken in 6 Blöcke und 7 Blöcke, 7 Blöcke und 8 Blöcke oder sogar 8 Blöcke und 9 Blöcke. Durch Verringern der Dicke der Elektrodenplatten und Separatoren und Erhöhen der Anzahl der Elektrodenplatten kann die Batteriekapazität erhöht werden.

② Erhöhen Sie den Anteil an Schwefelsäure in der Batterie.
Das spezifische Schwefelsäuregewicht der ursprünglichen schwimmenden Batterie liegt normalerweise zwischen 1.21 und 1.28, während das spezifische Schwefelsäuregewicht der Elektrofahrradbatterie normalerweise zwischen 1.36 und 1.38 liegt, was mehr Strom liefern und den Anfangsstrom erhöhen kann. Batteriekapazität.

③Die Menge und das Verhältnis von Bleioxid, das neu als aktives Material für die positive Elektrode hinzugefügt wurde.
Die Zugabe von Bleioxid erhöht die an der Entladung beteiligten neuen elektrochemischen Reaktionsstoffe, was auch die Entladezeit neu erhöht und die Batteriekapazität erhöht.