Desde 1859, as baterias de chumbo-ácido têm sido os produtos mais amplamente usados ​​na área de baterias, como automóveis, locomotivas e navios. Existem baterias de chumbo-ácido em aviões e equipamentos de energia de reserva, e as baterias de chumbo-ácido são bem recebidas nessas áreas. Mas por que há reclamações sobre o uso dos mesmos produtos em bicicletas elétricas? É geralmente relatado que o tempo de vida é muito curto. Por que é isso? A seguir, analisamos os motivos que afetam a vida útil das baterias de chumbo-ácido em vários aspectos;

1. Falha de vida causada pelo princípio de funcionamento das baterias de chumbo-ácido;

O processo de carga e descarga de baterias de chumbo-ácido é um processo de reação eletroquímica. Ao carregar, o sulfato de chumbo forma óxido de chumbo e, ao descarregar, o óxido de chumbo é reduzido a sulfato de chumbo. O sulfato de chumbo é uma substância muito fácil de cristalizar. Quando a concentração de sulfato de chumbo no eletrólito da bateria é muito alta ou o tempo de inatividade estático é muito longo, ele se reúne para formar pequenos cristais. Esses pequenos cristais atraem o ácido sulfúrico circundante. O chumbo é como uma bola de neve, formando grandes cristais inertes. O sulfato de chumbo cristalino não pode mais ser reduzido a óxido de chumbo quando carregado, mas irá precipitar e aderir à placa do eletrodo, resultando em uma redução na área de trabalho da placa do eletrodo. Este fenômeno é denominado vulcanização. Também chamado de envelhecimento. Neste momento, a capacidade da bateria diminuirá gradualmente até que se torne inutilizável. Quando uma grande quantidade de sulfato de chumbo se acumula, ele atrai partículas de chumbo para formar ramos de chumbo. A ligação entre as placas positivas e negativas causará um curto-circuito na bateria. Se houver lacunas na superfície da placa do eletrodo ou na caixa de plástico selada, cristais de sulfato de chumbo se acumularão nessas lacunas e ocorrerá a tensão de expansão, o que acabará fazendo com que a placa do eletrodo ou o invólucro quebre, resultando em irreparável consequências. A bateria está fisicamente danificada. Portanto, um mecanismo importante que leva à falha e danos das baterias de chumbo-ácido é a vulcanização que não pode ser evitada pela própria bateria.

2. Razões para o ambiente especial de trabalho das bicicletas elétricas

Enquanto for uma bateria, ela será vulcanizada durante o uso, mas as baterias de chumbo-ácido em outras áreas têm uma vida útil mais longa do que as bicicletas elétricas. Isso ocorre porque a bateria de chumbo-ácido de uma bicicleta elétrica tem um ambiente de trabalho sujeito à vulcanização.

① Descarga profunda
A bateria usada no carro descarrega apenas em uma direção durante a ignição. Após a ignição, o gerador carregará automaticamente a bateria sem causar uma descarga profunda da bateria. No entanto, é impossível carregar uma bicicleta elétrica durante a condução e muitas vezes excede 60% da descarga profunda. Durante a descarga profunda, a concentração de sulfato de chumbo aumenta e a vulcanização será muito séria.

② Descarga de alta corrente
A corrente de cruzeiro de uma bicicleta elétrica por 20 quilômetros é geralmente 4A, que já é maior do que seu valor. A corrente de trabalho da bateria em outras áreas, assim como a corrente de trabalho de excesso de velocidade e sobrecarga de bicicletas elétricas é ainda maior. Os fabricantes de baterias realizaram testes de ciclo de vida de 70% a 1C e 60% a 2C. Após esse teste de vida, muitas baterias têm uma vida útil de 350 ciclos de carga e descarga, mas o efeito real é bem diferente. Isso ocorre porque a operação com alta corrente aumentará a profundidade da descarga em 50% e a bateria irá acelerar a vulcanização. Portanto, como o corpo da motocicleta de três rodas é muito pesado e a corrente de trabalho é superior a 6A, a vida útil da bateria da motocicleta de três rodas elétrica é curta.

③ Carregamento e descarga de alta frequência
A bateria usada no campo de alimentação de reserva só será descarregada após o corte de energia. Se a energia for cortada 8 vezes por ano, atingirá uma vida útil de 10 anos e só precisará ser recarregada 80 vezes. Ao longo da vida, é comum que as baterias de bicicletas elétricas carreguem e descarreguem mais de 300 vezes por ano.

④Cobrança de curto prazo
Como as bicicletas elétricas são um meio de transporte, não há muito tempo para carregar. A fim de completar o carregamento de 36 V ou 48 V 20 A hora em 8 horas, quando a tensão de carregamento exceder a tensão de evolução de oxigênio da célula (2.35 V), é necessário aumentar a tensão de carregamento (geralmente 2.7 ~ 2.9 V para a célula) . Ou quando o hidrogênio liberar tensão (2.42 volts), devido à liberação de muito oxigênio, a bateria irá abrir a válvula de exaustão, o que causará a perda de água e aumentará a concentração do eletrólito, e aumentará a vulcanização da bateria .

⑤ Não pode ser cobrado a tempo após a alta
Como meio de transporte, o carregamento e o descarregamento das bicicletas elétricas são totalmente separados. Quando carregado e reduzido a óxido de chumbo, ele sulfetará e formará cristais.

3. Razões para a produção da bateria
Tendo em vista a particularidade das baterias de chumbo-ácido para bicicletas elétricas, muitos fabricantes de baterias adotaram uma variedade de métodos. O método mais comum é o seguinte:

① Aumente o número de placas.
Mude o design original de uma grade única de 5 blocos e 6 blocos para 6 blocos e 7 blocos, 7 blocos e 8 blocos, ou mesmo 8 blocos e 9 blocos. Reduzindo a espessura das placas e separadores do eletrodo e aumentando o número de placas do eletrodo, a capacidade da bateria pode ser aumentada.

② Aumente a proporção de ácido sulfúrico na bateria.
A gravidade específica do ácido sulfúrico da bateria flutuante original é geralmente entre 1.21 e 1.28, enquanto a gravidade específica do ácido sulfúrico da bateria da bicicleta elétrica é geralmente entre 1.36 e 1.38, o que pode fornecer mais corrente e aumentar a corrente inicial. Capacidade de carga.

③A quantidade e a proporção de óxido de chumbo recém-adicionado como um material ativo de eletrodo positivo.
A adição de óxido de chumbo aumenta as novas substâncias de reação eletroquímica envolvidas na descarga, o que também aumenta o tempo de descarga e aumenta a capacidade da bateria.