年前的時候把新買不久的48V20A臺鈴電動車使用過後僅存電三格(滿電量七格)便放在地下停車場,過年回老家了回到鄭州時發現,鑰匙打不亮,充電也是充不進去,充電器指示燈直接顯示為綠燈,後來去維修時才得知是出現了電瓶“餓死”的現象。雖說電動車還在保質期以內,但是由於電瓶車餓死是由於長時間不充電導致的,屬於人為因素,所以不在維保範圍以內,只好找維修點維修。
深究一下電瓶車餓死的原因,就以我的臺鈴電瓶車電瓶為例,電瓶為鉛酸蓄電池,單體為12V,共4節,串聯而成,出現餓死的現象主要就是因為電瓶在電量不足的情況下長時間未充電造成了硫化。
首先了解一下鉛酸蓄電池的工作原理:通過充電將電能轉換成化學能儲存起來,使用時把化學能再次轉換成電能進行放電。
鉛酸蓄電池充滿電時,正極板上的活性物質是棕紅色的二氧化鉛(PbO2),負極板上的活性物質是青灰色絨狀的鉛(Pb),電解液為一定濃度的硫酸(純硫酸與蒸餾水的混合,一般我們電瓶車啟動電解液濃度為1.28g/ml)。
放電過程:正極板上的二氧化鉛得到電子,負極板上的鉛失去電子,分別產生二價鉛(Pb2+)並且與電解液中的硫酸發生作用,然後在各自極板上沉澱為硫酸鉛(PbSO4),析出的氧負離子(O2-)和氫離子(H+)化合成水。隨著放電的進行,電解液硫酸濃度不斷下降,正、負極板上的硫酸鉛遂漸積累,當此過程發展到一定程度,就會出現了放電極化現象,電池的電壓也越來越低,最後低到終止電壓,放電就終止了。概念式:
正極活性物質 電解液 負極活性物質 正極生成物 電解液生成物 負極生成物
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Pbo2 + H2S04 + Pb → PbSO4 + 2H20 + PbSo4
氧化鉛 稀硫酸 鉛 硫酸鉛 水 硫酸鉛
充電過程:由於外部接入充電器,極板上硫酸鉛各自被離解為二價鉛離子(Pb2+)和硫酸根負離子(SO4-2),在正極板附近的二價鉛離子氧化為正四價鉛(Pb4+),最終形成棕紅色的二氧化鉛(PbO2),在負極板附近的二價鉛離子還原成鉛,最後形成青灰色絨狀鉛(Pb),同時電解液中留下的氫離子(H+)和硫酸根負離子(SO4-2)化合成硫酸。隨著充電的進行,正負極硫酸鉛逐步溶解,電解液濃度不斷提高。當此過程發展到一定程度,就出現了充電極化現象,電池電壓也越來越高,最終恢復到滿電狀態。概念式:
正極生成物 電解液生成物 負極生物質 正極活性物 電解液 負極活性物質
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
PbSO4 + H20 + PbSO4 → Pbo2 + H2S04 + Pb
硫酸鉛 水 硫酸鉛 氧化鉛 稀硫酸 鉛
鉛酸蓄電池硫化現象就是硫酸鉛(PbSO4)微粒在電解液中溶解,達到飽和狀態,並且在溫度低的時候重新結晶,這種晶體導電性差,電阻值高,離解度低。時間久了晶體凝結越多,就會導致鉛酸蓄電池容量減少,電壓降低。
鉛酸蓄電池硫化除了長時間放置導致電池自放電率高,還有其他原因:
1. 持續過放電或者經常過放電或者小電流深放電(指小電流情況下放出了蓄電池額度80%的電,尤其注意開路時的電瓶自放電),另外電池的過放電時也會造成極板鉛層逐漸剝落,最終導致極板損壞,而鉛酸蓄電池在大電流放電(頻繁的剎車、啟動,以及過載)時也會導致其壽命降低。
2. 過充電或者經常充電不足。除硫化外過充電也會導致電解液熱反應加劇,造成蓄電池外殼膨脹,嚴重時還會充爆。
3. 在充電不足情況下,卻大電流工作(一般在超速模式,超過35km/h時就進入了大電流工作形式)。
4. 經常在高溫環境或者低溫環境下放置,比如酷暑下曝曬或者寒冬下外置。
5. 電
解液失水,一般在鉛酸蓄電池在出現了過充電、大電流放電、內阻增大、或者短路時都極易發熱並形成水蒸汽,水蒸汽雖然在密封的電池盒內會大部分被留住,但也有極少一部分會流失(依據電池殼材質的密度決定),時間久了就會導致電解液失水,而且功率越大的越容易出現電解液失水現象。
因此我們在使用電動車的時候,應注意避免以上原因導致的電瓶餓死,合理地進行充放電以及使用。
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