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電動自転車に使用した鉛蓄電池の寿命が長いのはなぜですか?
1859年以来、鉛蓄電池は、自動車、機関車、船舶など、電池分野で最も広く使用されている製品です。 飛行機やバックアップ電源には鉛蓄電池が搭載されており、これらの分野で好評を博しています。 しかし、なぜ電動自転車で同じ製品を使用することに不満があるのですか? 一般的に寿命が短すぎると報告されています。 どうしてこれなの? 次に、鉛蓄電池の寿命に影響を与える理由をさまざまな側面から分析します。
1.鉛蓄電池の動作原理によって引き起こされる寿命の失敗。
鉛蓄電池の充電および放電プロセスは、電気化学反応プロセスです。 充電時に硫酸鉛は酸化鉛を形成し、放電時に酸化鉛は還元されて硫酸鉛になります。 硫酸鉛は非常に結晶化しやすい物質です。 電池の電解液中の硫酸鉛の濃度が高すぎるか、静的アイドル時間が長すぎると、硫酸鉛が集まって小さな結晶を形成します。 これらの小さな結晶は周囲の硫酸を引き付けます。 鉛は雪玉のようなもので、大きな不活性結晶を形成します。 結晶性硫酸鉛は、帯電すると酸化鉛に還元できなくなりますが、沈殿して電極板に付着し、電極板の作業領域が減少します。 この現象は加硫と呼ばれます。 老化とも呼ばれます。 このとき、バッテリー容量は使用できなくなるまで徐々に減少します。 硫酸鉛が大量に蓄積すると、鉛粒子を引き付けて鉛の枝を形成します。 正極板と負極板をつなぐと、バッテリーが短絡します。 電極板や密閉されたプラスチックの箱の表面に隙間があると、これらの隙間に硫酸鉛の結晶が蓄積し、膨張張力が発生し、最終的に電極板が破損したり、シェルが破損したりして、修復不能になります。結果。 バッテリーが物理的に損傷しています。 したがって、鉛蓄電池の故障や損傷につながる重要なメカニズムは、電池自体では防ぐことができない加硫です。
2.電動自転車の特別な作業環境の理由
バッテリーであれば使用時に加硫されますが、他の分野の鉛蓄電池は電動自転車よりも長寿命です。 これは、電動自転車の鉛蓄電池は加硫しやすい作業環境にあるためです。
①深部放電
車に使用されているバッテリーは、点火時に一方向にのみ放電します。 点火後、発電機はディープバッテリー放電を引き起こすことなくバッテリーを自動的に充電します。 ただし、走行中の電動自転車の充電は不可能であり、深放電の60%を超えることがよくあります。 深部放電中は硫酸鉛の濃度が高くなり、加硫が非常に深刻になります。
②大電流放電
20キロの電動自転車の巡航電流は通常4Aであり、すでにその値よりも高くなっています。 他の地域でのバッテリーの動作電流、および過速度および過負荷の電動自転車の動作電流はさらに大きくなります。 バッテリーメーカーは、70Cで1%、60Cで2%のサイクル寿命テストを実施しました。 このような寿命試験の後、多くのバッテリーの寿命は350回の充電と放電のサイクルですが、実際の効果はまったく異なります。 これは、大電流動作により放電深度が50%増加し、バッテリーが加硫を加速するためです。 そのため、三輪二輪車のボディが重くなり、動作電流が6Aを超えるため、電動三輪車のバッテリー寿命が短くなります。
③高周波充電・放電
バックアップ電源の分野で使用されるバッテリーは、電源が遮断された後にのみ放電されます。 8年に10回電源を切ると、80年の寿命になり、300回の充電で済みます。 生涯、電動自転車のバッテリーは年にXNUMX回以上充電および放電するのが一般的です。
④短期充電
電動自転車は移動手段であるため、充電時間はあまりありません。 36時間以内に48Vまたは20V8A時間の充電を完了するには、充電電圧がセルの酸素発生電圧(2.35V)を超えたときに、充電電圧(通常はセルの2.7〜2.9V)を上げる必要があります。 。 または、水素放出電圧(2.42ボルト)の場合、酸素の放出が多すぎるため、バッテリーが排気バルブを開き、水分が失われ、電解質の濃度が高くなり、バッテリーの加硫が増加します。 。
⑤放電後、時間内に充電できません
輸送手段として、電動自転車の充電と放電は完全に分離されています。 帯電して酸化鉛に還元されると、硫化して結晶を形成します。
3.バッテリー製造の理由
電動自転車用の鉛蓄電池の特殊性を考慮して、多くの電池メーカーはさまざまな方法を採用しています。 最も一般的な方法は次のとおりです。
①ボードの数を増やします。
5ブロックと6ブロックの単一グリッドの元の設計を6ブロックと7ブロック、7ブロックと8ブロック、さらには8ブロックと9ブロックに変更します。 電極板とセパレーターの厚みを薄くし、電極板の数を増やすことで、電池容量を増やすことができます。
②バッテリー中の硫酸の割合を増やします。
元のフローティングバッテリーの硫酸比重は通常1.21〜1.28ですが、電動自転車バッテリーの硫酸比重は通常1.36〜1.38であり、より多くの電流を供給し、初期電流を増やすことができます。 バッテリー容量。
③正極活物質として新たに添加した酸化鉛の量と比率。
酸化鉛の添加により、放電に関与する新しい電気化学反応物質が増加します。これにより、放電時間が新たに増加し、バッテリー容量が増加します。