Od 1859 roku akumulatory kwasowo-ołowiowe są najczęściej stosowanymi produktami w dziedzinie akumulatorów, takich jak samochody, lokomotywy i statki. W samolotach i urządzeniach do zasilania awaryjnego znajdują się akumulatory kwasowo-ołowiowe, a akumulatory kwasowo-ołowiowe są dobrze przyjmowane na tych obszarach. Ale dlaczego pojawiają się skargi dotyczące używania tych samych produktów w rowerach elektrycznych? Powszechnie mówi się, że żywotność jest zbyt krótka. Dlaczego to? Następnie analizujemy przyczyny, które wpływają na żywotność akumulatorów kwasowo-ołowiowych z różnych aspektów;

1. Awaria życia spowodowana zasadą działania akumulatorów kwasowo-ołowiowych;

Proces ładowania i rozładowywania akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest procesem reakcji elektrochemicznej. Podczas ładowania siarczan ołowiu tworzy tlenek ołowiu, a podczas rozładowywania tlenek ołowiu jest redukowany do siarczanu ołowiu. Siarczan ołowiu jest substancją bardzo łatwo krystalizującą. Gdy stężenie siarczanu ołowiu w elektrolicie akumulatora jest zbyt wysokie lub czas bezczynności statycznej jest zbyt długi, zbierze się on w małe kryształy. Te małe kryształki przyciągają otaczający kwas siarkowy. Ołów jest jak śnieżka, tworząca duże obojętne kryształy. Krystalicznego siarczanu ołowiu nie można już zredukować do tlenku ołowiu po naładowaniu, ale wytrąca się i przywiera do płytki elektrody, powodując zmniejszenie obszaru roboczego płytki elektrody. Zjawisko to nazywa się wulkanizacją. Nazywany również starzeniem się. W tym czasie pojemność baterii będzie się stopniowo zmniejszać, aż stanie się bezużyteczna. Gdy gromadzi się duża ilość siarczanu ołowiu, przyciąga on cząsteczki ołowiu, tworząc ołowiane gałęzie. Zmostkowanie między dodatnią i ujemną płytą spowoduje zwarcie akumulatora. Jeśli na powierzchni płytki elektrody lub szczelnie zamkniętym plastikowym pudełku znajdują się szczeliny, kryształy siarczanu ołowiu gromadzą się w tych szczelinach i wystąpi naprężenie rozszerzające, które ostatecznie spowoduje pęknięcie płytki elektrody lub pęknięcie powłoki, co skutkuje nieodwracalnym konsekwencje. Bateria jest fizycznie uszkodzona. Dlatego ważnym mechanizmem prowadzącym do awarii i uszkodzenia akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest wulkanizacja, której sam akumulator nie jest w stanie zapobiec.

2. Przyczyny szczególnego środowiska pracy rowerów elektrycznych

Dopóki jest to akumulator, będzie wulkanizowany podczas użytkowania, ale akumulatory kwasowo-ołowiowe stosowane w innych dziedzinach mają dłuższą żywotność niż rowery elektryczne. Dzieje się tak, ponieważ akumulator kwasowo-ołowiowy roweru elektrycznego ma środowisko pracy podatne na wulkanizację.

①Głębokie rozładowanie
Akumulator zastosowany w samochodzie rozładowuje się tylko w jednym kierunku podczas zapłonu. Po zapłonie generator automatycznie naładuje akumulator, nie powodując głębokiego rozładowania akumulatora. Nie da się jednak naładować roweru elektrycznego podczas jazdy, a często przekracza on 60% głębokiego rozładowania. Podczas głębokiego rozładowania wzrasta stężenie siarczanu ołowiu, a wulkanizacja będzie bardzo poważna.

②Wysoki prąd rozładowania
Prąd przelotowy roweru elektrycznego przez 20 kilometrów wynosi zwykle 4 A, co już jest wyższe niż jego wartość. Prąd roboczy akumulatora w innych obszarach, a także prąd roboczy rowerów elektrycznych z nadmierną prędkością i przeciążeniem jest jeszcze większy. Producenci baterii przeprowadzili testy cyklu życia 70% w 1C i 60% w 2C. Po takim teście żywotności wiele akumulatorów ma żywotność 350 cykli ładowania i rozładowania, ale rzeczywisty efekt jest zupełnie inny. Dzieje się tak, ponieważ praca wysokoprądowa zwiększy głębokość rozładowania o 50%, a akumulator przyspieszy wulkanizację. Dlatego też, ponieważ nadwozie motocykla trójkołowego jest zbyt ciężkie, a prąd roboczy jest większy niż 6A, żywotność akumulatora elektrycznego motocykla trójkołowego jest krótka.

③Ładowanie i rozładowywanie wysokiej częstotliwości
Akumulator używany w dziedzinie zasilania awaryjnego zostanie rozładowany dopiero po odcięciu zasilania. Jeśli zasilanie zostanie odcięte 8 razy w roku, osiągnie 10-letnią żywotność i będzie wymagało jedynie 80-krotnego ładowania. Dożywotnia bateria do rowerów elektrycznych ładuje się i rozładowuje ponad 300 razy w roku.

④Ładowanie krótkoterminowe
Ponieważ rowery elektryczne są środkiem transportu, czas ładowania nie jest zbyt długi. Aby zakończyć ładowanie 36 V lub 48 V 20 A w ciągu 8 godzin, gdy napięcie ładowania przekracza napięcie wydzielania tlenu w ogniwie (2.35 V), konieczne jest zwiększenie napięcia ładowania (zwykle 2.7~2.9 V dla ogniwa) . Lub gdy napięcie uwalniania wodoru (2.42 V), z powodu uwolnienia zbyt dużej ilości tlenu, akumulator otworzy zawór wydechowy, co spowoduje utratę wody i zwiększenie stężenia elektrolitu oraz zwiększenie wulkanizacji akumulatora .

⑤Nie można naładować na czas po rozładowaniu
Jako środek transportu ładowanie i rozładowywanie rowerów elektrycznych jest całkowicie oddzielone. Po naładowaniu i zredukowaniu do tlenku ołowiu będzie się siarczać i tworzyć kryształy.

3. Przyczyny produkcji baterii
Ze względu na specyfikę akumulatorów kwasowo-ołowiowych do rowerów elektrycznych wielu producentów akumulatorów przyjęło różne metody. Najbardziej typowa metoda jest następująca:

① Zwiększ liczbę plansz.
Zmień oryginalny projekt pojedynczej siatki z 5 bloków i 6 bloków na 6 bloków i 7 bloków, 7 bloków i 8 bloków, a nawet 8 bloków i 9 bloków. Zmniejszając grubość płyt elektrodowych i separatorów oraz zwiększając liczbę płyt elektrodowych, można zwiększyć pojemność akumulatora.

② Zwiększyć zawartość kwasu siarkowego w akumulatorze.
Ciężar właściwy kwasu siarkowego oryginalnego akumulatora pływającego wynosi zwykle od 1.21 do 1.28, podczas gdy ciężar właściwy kwasu siarkowego akumulatora do rowerów elektrycznych wynosi zwykle od 1.36 do 1.38, co może zapewnić większy prąd i zwiększyć prąd początkowy. pojemność baterii.

③Ilość i stosunek nowo dodanego tlenku ołowiu jako materiału aktywnego elektrody dodatniej.
Dodatek tlenku ołowiu zwiększa ilość nowych substancji reakcji elektrochemicznej biorących udział w rozładowaniu, co również na nowo wydłuża czas rozładowania i zwiększa pojemność akumulatora.