什么铅酸蓄电池修复模式好?
我们这个“电池充电与管理”论坛讨论还是非常激烈的,特别是那个电池修复的问题.不过大家讨论多了,语气就重了,变成了口水战,脱离了技术讨论的实质.所以我再这里开个新话题.大家集中就“什么铅酸蓄电池修复模式好?”的这个话题从技术层面谈到一下.此帖严禁灌水和无关的激烈言辞.否则一律删除.
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@abt-bj
现在电池按照容量来计算,还是以铅酸蓄电池为主.我在本论坛上转载了电动车技术服务中心的张老的文章.铅酸蓄电池以其容量大为优势,是其他电池目前还无法取代的.另外,其大电流放电的特性,也决定了在启动电池方面的优势.而铅,作为重金属存在着一定的毒性,延长铅蓄电池的寿命,不仅仅是可以降低运行成本以外,还是环保的需要,也是拓展铅酸蓄电池的应用领域的一个重要问题.所以,铅酸蓄电池在延长使用寿命以后,销售量不仅仅没有减少,而且增加了,但是对环境的污染确可以不增加.
要了解铅酸蓄电池的修复,首先要把以前的关于铅酸蓄电池失效模式的帖子复制在这里.然后针对不同的失效模式谈修复方法.
《铅酸蓄电池的失效模式——朱松然老师如是说》
铅酸蓄电池在使用初期,随着使用时间的增加,其放电容量也增加,逐渐达到最大值;然后,随着放电次数的增加,放电容量减少.电池在达到规定的使用期限时,对容量有一定的要求.牵引电池的容量不得低于80%;对于启动电池,应不低于70%.电动助力车电池标准规定也为70%.
一、铅酸蓄电池的失效模式
由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异,最终导致蓄电池失效的原因各异.归纳起来,铅酸蓄电池的失效有下述几种情况:
1、正极板的腐蚀变型
目前生产上使用的合金有3类:传统的铅锑合金,锑的含量在4%~7%质量分数;低锑或超低锑合金,锑的含量在2%质量分数或者低于1%质量分数,含有锡、铜、镉、硫等变型晶剂;铅钙系列,实际为铅—钙-锡-铝四元合金,钙的含量在0.06%~0.1%质量分数.上述合金铸成的正极板栅,在蓄电池充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二氧化铅,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效;或者由于二氧化铅腐蚀层的形成,使铅合金产生应力,使板栅长大变形,这种变形超过4%时将使极板整体遭到破坏,活性物质与板栅接触不良而脱落,或在汇流排处短路.
2、正极板活性物质脱落、软化
除板栅长大引起活性物质脱落之外,随着充放电反复进行,二氧化铅颗粒之间的结合也松弛,软化,从板栅上脱落下来.
板栅的制造、装配的松紧和充放电条件等一系列因素,都对正极板活性物质的软化、脱落有影响.
3、不可逆硫酸盐化
蓄电池过放电并且长期在放电状态下贮存时,其负极将形成一种粗大的、难以接受充电的硫酸铅结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化.轻微的不可逆硫酸盐化,尚可用一些方法使它恢复,严重时,则电极失效,充不进电.
4、容量过早的损失
当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效.
5、锑在活性物质上的严重积累
正极板栅上的锑随着循环,部分地转移到负极板活性物质的表面上,由于H+在锑上还原比在铅上还原的超电势约低200mV,于是在锑积累时充电电压降低,大部分电流均用于水分解,电池不能正常充电因而失效.
对充电电压只有2.30V而失效的铅酸蓄电池负极活性物质的锑含量进行过化验,发现在负极活性物质的表面层,锑的含量达0.12%~0.19%质量分数.对某些电池,例如潜艇用蓄电池,对电池析氢良有一定的限制.曾对析氢超过标准的蓄电池负极活性物质化验,平均锑的含量达到0.4%质量分数.
6、热失效
对于少维护电池,要求充电电压不超过单格2.4V.在实际使用中,例如在汽车上,调压装置可能失控,充电电压过高,从而充电电流过大,产生的热将使电池电解液温度升高,导致电池内阻下降;内阻的下降又加强了充电电流.电池的温升和电流过大互相加强,最终不可控制,使电池变形、开裂而失效.虽然热失控不是铅酸蓄电池经常发生的失效模式,但也屡见不鲜.使用时应对充电电压过高、电池发热的现象予以注意.
7、负极汇流排的腐蚀
一般情况下,负极板栅及汇流排不存在腐蚀问题,但在阀控式密封蓄电池中,当建立氧循环时,电池上部空间基本上充满了氧气,汇流排又多少为隔膜中电解液沿极耳上爬至汇流排.汇流排的合金会被氧化,进一步形成硫酸铅,如果汇流排焊条合金选择不当,汇流排有渣夹杂及缝隙,腐蚀会沿着这些缝隙加深,致使极耳与汇流排脱开,负极板失效.
8、隔膜穿孔造成短路
个别品种的隔膜,如PP(聚丙烯)隔膜,孔径较大,而且在使用过程中PP熔丝会发生位移,从而造成大孔,活性物质可在充放电过程中穿过大孔,造成微短路,使电池失效.
二、影响铅酸蓄电池寿命的因素
铅酸蓄电池的失效是许多因素综合的结果,既决定于极板的内在因素,诸如活性物质的组成.晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等,也取决于一系列外在因素,如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存时间等.这里介绍主要的外部因素.
1、放电深度
放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止.100%深度指放出全部容量.铅酸蓄电池寿命受放电深度影响很大.设计考虑的重点就是深循环使用、浅循环使用还是浮充使用.若把浅循环使用的电池用于深循环使用时,则铅酸蓄电池会很快失效.
因为正极活性物质二氧化铅本身的互相结合不牢,放电时生成硫酸铅,充电时又恢复为二氧化铅,硫酸铅的摩尔体积比氧化铅大,则放电时活性物质体积膨胀.若一摩尔氧化铅转化为一摩尔硫酸铅,体积增加95%.这样反复收缩和膨胀,就使二氧化铅粒子之间的相互结合逐渐松弛,易于脱落.若一摩尔二氧化铅的活性物质只有20%放电,则收缩、膨胀的程度就大大降低,结合力破坏变缓慢,因此,放电深度越深,其循环寿命越短.
2、过充电程度
过充电时有大量气体析出,这时正极板活性物质遭受气体的冲击,这种冲击会促进活性物质脱落;此外,正极板栅合金也遭受严重的阳极氧化而腐蚀,所以电池过充电时会使应用期限缩短.
3、温度的影响
铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长.在10℃~35℃间,每升高1℃,大约增加5~6个循环,在35℃~45℃之间,每升高1℃可延长寿命25个循环以上;高于50℃则因负极硫化容量损失而降低了寿命.
电池寿命在一定温度范围内随温度升高而增加,是因为容量随温度升高而增加.如果放电容量不变,则在温度升高时其放电深度降低,固寿命延长.
4、硫酸浓度的影响
酸密度的增加,虽对正极板容量有利,但电池的自放电增加,板栅的腐蚀也加速,也促使二氧化铅的松散脱落,随着蓄电池中使用酸密度的增加,循环寿命下降.
5、放电电流密度的影响
随着放电电流密度增加,电池的寿命降低,因为在大电流密度和高酸浓度条件下,促使正极二氧化铅松散脱落.
《铅酸蓄电池的失效模式——朱松然老师如是说》
铅酸蓄电池在使用初期,随着使用时间的增加,其放电容量也增加,逐渐达到最大值;然后,随着放电次数的增加,放电容量减少.电池在达到规定的使用期限时,对容量有一定的要求.牵引电池的容量不得低于80%;对于启动电池,应不低于70%.电动助力车电池标准规定也为70%.
一、铅酸蓄电池的失效模式
由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异,最终导致蓄电池失效的原因各异.归纳起来,铅酸蓄电池的失效有下述几种情况:
1、正极板的腐蚀变型
目前生产上使用的合金有3类:传统的铅锑合金,锑的含量在4%~7%质量分数;低锑或超低锑合金,锑的含量在2%质量分数或者低于1%质量分数,含有锡、铜、镉、硫等变型晶剂;铅钙系列,实际为铅—钙-锡-铝四元合金,钙的含量在0.06%~0.1%质量分数.上述合金铸成的正极板栅,在蓄电池充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二氧化铅,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效;或者由于二氧化铅腐蚀层的形成,使铅合金产生应力,使板栅长大变形,这种变形超过4%时将使极板整体遭到破坏,活性物质与板栅接触不良而脱落,或在汇流排处短路.
2、正极板活性物质脱落、软化
除板栅长大引起活性物质脱落之外,随着充放电反复进行,二氧化铅颗粒之间的结合也松弛,软化,从板栅上脱落下来.
板栅的制造、装配的松紧和充放电条件等一系列因素,都对正极板活性物质的软化、脱落有影响.
3、不可逆硫酸盐化
蓄电池过放电并且长期在放电状态下贮存时,其负极将形成一种粗大的、难以接受充电的硫酸铅结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化.轻微的不可逆硫酸盐化,尚可用一些方法使它恢复,严重时,则电极失效,充不进电.
4、容量过早的损失
当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效.
5、锑在活性物质上的严重积累
正极板栅上的锑随着循环,部分地转移到负极板活性物质的表面上,由于H+在锑上还原比在铅上还原的超电势约低200mV,于是在锑积累时充电电压降低,大部分电流均用于水分解,电池不能正常充电因而失效.
对充电电压只有2.30V而失效的铅酸蓄电池负极活性物质的锑含量进行过化验,发现在负极活性物质的表面层,锑的含量达0.12%~0.19%质量分数.对某些电池,例如潜艇用蓄电池,对电池析氢良有一定的限制.曾对析氢超过标准的蓄电池负极活性物质化验,平均锑的含量达到0.4%质量分数.
6、热失效
对于少维护电池,要求充电电压不超过单格2.4V.在实际使用中,例如在汽车上,调压装置可能失控,充电电压过高,从而充电电流过大,产生的热将使电池电解液温度升高,导致电池内阻下降;内阻的下降又加强了充电电流.电池的温升和电流过大互相加强,最终不可控制,使电池变形、开裂而失效.虽然热失控不是铅酸蓄电池经常发生的失效模式,但也屡见不鲜.使用时应对充电电压过高、电池发热的现象予以注意.
7、负极汇流排的腐蚀
一般情况下,负极板栅及汇流排不存在腐蚀问题,但在阀控式密封蓄电池中,当建立氧循环时,电池上部空间基本上充满了氧气,汇流排又多少为隔膜中电解液沿极耳上爬至汇流排.汇流排的合金会被氧化,进一步形成硫酸铅,如果汇流排焊条合金选择不当,汇流排有渣夹杂及缝隙,腐蚀会沿着这些缝隙加深,致使极耳与汇流排脱开,负极板失效.
8、隔膜穿孔造成短路
个别品种的隔膜,如PP(聚丙烯)隔膜,孔径较大,而且在使用过程中PP熔丝会发生位移,从而造成大孔,活性物质可在充放电过程中穿过大孔,造成微短路,使电池失效.
二、影响铅酸蓄电池寿命的因素
铅酸蓄电池的失效是许多因素综合的结果,既决定于极板的内在因素,诸如活性物质的组成.晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等,也取决于一系列外在因素,如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存时间等.这里介绍主要的外部因素.
1、放电深度
放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止.100%深度指放出全部容量.铅酸蓄电池寿命受放电深度影响很大.设计考虑的重点就是深循环使用、浅循环使用还是浮充使用.若把浅循环使用的电池用于深循环使用时,则铅酸蓄电池会很快失效.
因为正极活性物质二氧化铅本身的互相结合不牢,放电时生成硫酸铅,充电时又恢复为二氧化铅,硫酸铅的摩尔体积比氧化铅大,则放电时活性物质体积膨胀.若一摩尔氧化铅转化为一摩尔硫酸铅,体积增加95%.这样反复收缩和膨胀,就使二氧化铅粒子之间的相互结合逐渐松弛,易于脱落.若一摩尔二氧化铅的活性物质只有20%放电,则收缩、膨胀的程度就大大降低,结合力破坏变缓慢,因此,放电深度越深,其循环寿命越短.
2、过充电程度
过充电时有大量气体析出,这时正极板活性物质遭受气体的冲击,这种冲击会促进活性物质脱落;此外,正极板栅合金也遭受严重的阳极氧化而腐蚀,所以电池过充电时会使应用期限缩短.
3、温度的影响
铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长.在10℃~35℃间,每升高1℃,大约增加5~6个循环,在35℃~45℃之间,每升高1℃可延长寿命25个循环以上;高于50℃则因负极硫化容量损失而降低了寿命.
电池寿命在一定温度范围内随温度升高而增加,是因为容量随温度升高而增加.如果放电容量不变,则在温度升高时其放电深度降低,固寿命延长.
4、硫酸浓度的影响
酸密度的增加,虽对正极板容量有利,但电池的自放电增加,板栅的腐蚀也加速,也促使二氧化铅的松散脱落,随着蓄电池中使用酸密度的增加,循环寿命下降.
5、放电电流密度的影响
随着放电电流密度增加,电池的寿命降低,因为在大电流密度和高酸浓度条件下,促使正极二氧化铅松散脱落.
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要了解铅酸蓄电池的修复,首先要把以前的关于铅酸蓄电池失效模式的帖子复制在这里.然后针对不同的失效模式谈修复方法.《铅酸蓄电池的失效模式——朱松然老师如是说》铅酸蓄电池在使用初期,随着使用时间的增加,其放电容量也增加,逐渐达到最大值;然后,随着放电次数的增加,放电容量减少.电池在达到规定的使用期限时,对容量有一定的要求.牵引电池的容量不得低于80%;对于启动电池,应不低于70%.电动助力车电池标准规定也为70%.一、铅酸蓄电池的失效模式由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异,最终导致蓄电池失效的原因各异.归纳起来,铅酸蓄电池的失效有下述几种情况:1、正极板的腐蚀变型目前生产上使用的合金有3类:传统的铅锑合金,锑的含量在4%~7%质量分数;低锑或超低锑合金,锑的含量在2%质量分数或者低于1%质量分数,含有锡、铜、镉、硫等变型晶剂;铅钙系列,实际为铅—钙-锡-铝四元合金,钙的含量在0.06%~0.1%质量分数.上述合金铸成的正极板栅,在蓄电池充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二氧化铅,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效;或者由于二氧化铅腐蚀层的形成,使铅合金产生应力,使板栅长大变形,这种变形超过4%时将使极板整体遭到破坏,活性物质与板栅接触不良而脱落,或在汇流排处短路.2、正极板活性物质脱落、软化除板栅长大引起活性物质脱落之外,随着充放电反复进行,二氧化铅颗粒之间的结合也松弛,软化,从板栅上脱落下来.板栅的制造、装配的松紧和充放电条件等一系列因素,都对正极板活性物质的软化、脱落有影响.3、不可逆硫酸盐化蓄电池过放电并且长期在放电状态下贮存时,其负极将形成一种粗大的、难以接受充电的硫酸铅结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化.轻微的不可逆硫酸盐化,尚可用一些方法使它恢复,严重时,则电极失效,充不进电.4、容量过早的损失当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效.5、锑在活性物质上的严重积累正极板栅上的锑随着循环,部分地转移到负极板活性物质的表面上,由于H+在锑上还原比在铅上还原的超电势约低200mV,于是在锑积累时充电电压降低,大部分电流均用于水分解,电池不能正常充电因而失效.对充电电压只有2.30V而失效的铅酸蓄电池负极活性物质的锑含量进行过化验,发现在负极活性物质的表面层,锑的含量达0.12%~0.19%质量分数.对某些电池,例如潜艇用蓄电池,对电池析氢良有一定的限制.曾对析氢超过标准的蓄电池负极活性物质化验,平均锑的含量达到0.4%质量分数.6、热失效对于少维护电池,要求充电电压不超过单格2.4V.在实际使用中,例如在汽车上,调压装置可能失控,充电电压过高,从而充电电流过大,产生的热将使电池电解液温度升高,导致电池内阻下降;内阻的下降又加强了充电电流.电池的温升和电流过大互相加强,最终不可控制,使电池变形、开裂而失效.虽然热失控不是铅酸蓄电池经常发生的失效模式,但也屡见不鲜.使用时应对充电电压过高、电池发热的现象予以注意.7、负极汇流排的腐蚀一般情况下,负极板栅及汇流排不存在腐蚀问题,但在阀控式密封蓄电池中,当建立氧循环时,电池上部空间基本上充满了氧气,汇流排又多少为隔膜中电解液沿极耳上爬至汇流排.汇流排的合金会被氧化,进一步形成硫酸铅,如果汇流排焊条合金选择不当,汇流排有渣夹杂及缝隙,腐蚀会沿着这些缝隙加深,致使极耳与汇流排脱开,负极板失效.8、隔膜穿孔造成短路个别品种的隔膜,如PP(聚丙烯)隔膜,孔径较大,而且在使用过程中PP熔丝会发生位移,从而造成大孔,活性物质可在充放电过程中穿过大孔,造成微短路,使电池失效.二、影响铅酸蓄电池寿命的因素铅酸蓄电池的失效是许多因素综合的结果,既决定于极板的内在因素,诸如活性物质的组成.晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等,也取决于一系列外在因素,如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存时间等.这里介绍主要的外部因素.1、放电深度放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止.100%深度指放出全部容量.铅酸蓄电池寿命受放电深度影响很大.设计考虑的重点就是深循环使用、浅循环使用还是浮充使用.若把浅循环使用的电池用于深循环使用时,则铅酸蓄电池会很快失效.因为正极活性物质二氧化铅本身的互相结合不牢,放电时生成硫酸铅,充电时又恢复为二氧化铅,硫酸铅的摩尔体积比氧化铅大,则放电时活性物质体积膨胀.若一摩尔氧化铅转化为一摩尔硫酸铅,体积增加95%.这样反复收缩和膨胀,就使二氧化铅粒子之间的相互结合逐渐松弛,易于脱落.若一摩尔二氧化铅的活性物质只有20%放电,则收缩、膨胀的程度就大大降低,结合力破坏变缓慢,因此,放电深度越深,其循环寿命越短.2、过充电程度过充电时有大量气体析出,这时正极板活性物质遭受气体的冲击,这种冲击会促进活性物质脱落;此外,正极板栅合金也遭受严重的阳极氧化而腐蚀,所以电池过充电时会使应用期限缩短.3、温度的影响铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长.在10℃~35℃间,每升高1℃,大约增加5~6个循环,在35℃~45℃之间,每升高1℃可延长寿命25个循环以上;高于50℃则因负极硫化容量损失而降低了寿命.电池寿命在一定温度范围内随温度升高而增加,是因为容量随温度升高而增加.如果放电容量不变,则在温度升高时其放电深度降低,固寿命延长.4、硫酸浓度的影响酸密度的增加,虽对正极板容量有利,但电池的自放电增加,板栅的腐蚀也加速,也促使二氧化铅的松散脱落,随着蓄电池中使用酸密度的增加,循环寿命下降.5、放电电流密度的影响随着放电电流密度增加,电池的寿命降低,因为在大电流密度和高酸浓度条件下,促使正极二氧化铅松散脱落.
注意到:朱松然老师没有说电池一个重要的失效项目——失水.
可能是:对于开口电池来说,失水属于正常维修,对于密封电池来说,在严格的控制之下不应该出现.这样,没有把失水列入失效模式.
但是,最近发生很多.密封电池失水的问题,集中在电动自行车方面.是因为充电的恒压值过高.而基站的电池也因为环境温度恶劣而形成高温失水.
可能是:对于开口电池来说,失水属于正常维修,对于密封电池来说,在严格的控制之下不应该出现.这样,没有把失水列入失效模式.
但是,最近发生很多.密封电池失水的问题,集中在电动自行车方面.是因为充电的恒压值过高.而基站的电池也因为环境温度恶劣而形成高温失水.
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@abt-bj
注意到:朱松然老师没有说电池一个重要的失效项目——失水.可能是:对于开口电池来说,失水属于正常维修,对于密封电池来说,在严格的控制之下不应该出现.这样,没有把失水列入失效模式.但是,最近发生很多.密封电池失水的问题,集中在电动自行车方面.是因为充电的恒压值过高.而基站的电池也因为环境温度恶劣而形成高温失水.
国外对电池失水有2种看法:一种是电池的寿命很长,基本上不考虑;一种认为应该考虑慢性失水.
而中国的电池不同,其一是电池使用环境差.中国不少基站电池处于没有空调的状态,导致夏季温升过高,电池没有做好温度补偿,导致夏季处于过充电状态,形成失水.
其二是电动自行车电池,为了保证8小时充满电,采用了过高的恒压值,超过了析氢电压,导致失水.所以中国国内出现了动力电池大量失水的问题和基站电池失水的问题.
在检修基站电池看,不仅仅有失水的,还出现电池热失控而鼓胀的.检查电池的浮充电压是按照25℃设置的,就发生了电池高温时,电压没有依据温度系数下调的状态,导致电池过充电失水,甚至热失控.这种现象在长江以南屡见不鲜.这也是采用密封电池代替防酸隔爆电池以后的新问题.
而中国的电池不同,其一是电池使用环境差.中国不少基站电池处于没有空调的状态,导致夏季温升过高,电池没有做好温度补偿,导致夏季处于过充电状态,形成失水.
其二是电动自行车电池,为了保证8小时充满电,采用了过高的恒压值,超过了析氢电压,导致失水.所以中国国内出现了动力电池大量失水的问题和基站电池失水的问题.
在检修基站电池看,不仅仅有失水的,还出现电池热失控而鼓胀的.检查电池的浮充电压是按照25℃设置的,就发生了电池高温时,电压没有依据温度系数下调的状态,导致电池过充电失水,甚至热失控.这种现象在长江以南屡见不鲜.这也是采用密封电池代替防酸隔爆电池以后的新问题.
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@abt-bj
国外对电池失水有2种看法:一种是电池的寿命很长,基本上不考虑;一种认为应该考虑慢性失水.而中国的电池不同,其一是电池使用环境差.中国不少基站电池处于没有空调的状态,导致夏季温升过高,电池没有做好温度补偿,导致夏季处于过充电状态,形成失水.其二是电动自行车电池,为了保证8小时充满电,采用了过高的恒压值,超过了析氢电压,导致失水.所以中国国内出现了动力电池大量失水的问题和基站电池失水的问题.在检修基站电池看,不仅仅有失水的,还出现电池热失控而鼓胀的.检查电池的浮充电压是按照25℃设置的,就发生了电池高温时,电压没有依据温度系数下调的状态,导致电池过充电失水,甚至热失控.这种现象在长江以南屡见不鲜.这也是采用密封电池代替防酸隔爆电池以后的新问题.
《分析GFM电池热失控的原因》(摘录)
GMF电池是引进美国GNB技术制造的固定型密封电池,正极板采用低锑的专利合金,负极板采用铅钙系列合金.电池使用过几年以后.正极板的锑的成分迁移到负极板表面,降低了负极板析氢电位,导致负极板也容易出现析氢而失水.
由于电池有处在高温环境的工作条件,浮充电压没有跟随降低,也形成失水.
由于电池部分失水,改善了电池的氧循环通道,在高温状态,正极板析氧,负极板吸收形成氧复合发热.这样的恶性循环形成热失控而电池鼓胀.
GMF电池是引进美国GNB技术制造的固定型密封电池,正极板采用低锑的专利合金,负极板采用铅钙系列合金.电池使用过几年以后.正极板的锑的成分迁移到负极板表面,降低了负极板析氢电位,导致负极板也容易出现析氢而失水.
由于电池有处在高温环境的工作条件,浮充电压没有跟随降低,也形成失水.
由于电池部分失水,改善了电池的氧循环通道,在高温状态,正极板析氧,负极板吸收形成氧复合发热.这样的恶性循环形成热失控而电池鼓胀.
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@abt-bj
《分析GFM电池热失控的原因》(摘录)GMF电池是引进美国GNB技术制造的固定型密封电池,正极板采用低锑的专利合金,负极板采用铅钙系列合金.电池使用过几年以后.正极板的锑的成分迁移到负极板表面,降低了负极板析氢电位,导致负极板也容易出现析氢而失水.由于电池有处在高温环境的工作条件,浮充电压没有跟随降低,也形成失水.由于电池部分失水,改善了电池的氧循环通道,在高温状态,正极板析氧,负极板吸收形成氧复合发热.这样的恶性循环形成热失控而电池鼓胀.
电池热失控的原因我的见解.
由于电池酸度过高,电瓶相对电压就较高,为了要充足电,就要采用较高电压充电,由于现在的充电机都是大电流恒流加恒压制,电瓶的电压波动对充电电流有较大影响.
由于某种原因,(电池硫化,酸度变化,温度变化,充电机电压变化,电池轻度老化等)使充电电流过大,大于电瓶吸收能力时,正极就有氧析出,被负极板吸收,发热,生成水,生成的水分降低了负极板的酸度,导至电瓶端电压下降,又由于充电后期是恒压制,所以充电电流上升,电解氧越多,负极生成水越多,电瓶电压越低,充电电流就越大,造成恶性循环,电池发热起鼓而烧毁.
要克服此现象,就不能用恒流恒压型充电机.
由于电池酸度过高,电瓶相对电压就较高,为了要充足电,就要采用较高电压充电,由于现在的充电机都是大电流恒流加恒压制,电瓶的电压波动对充电电流有较大影响.
由于某种原因,(电池硫化,酸度变化,温度变化,充电机电压变化,电池轻度老化等)使充电电流过大,大于电瓶吸收能力时,正极就有氧析出,被负极板吸收,发热,生成水,生成的水分降低了负极板的酸度,导至电瓶端电压下降,又由于充电后期是恒压制,所以充电电流上升,电解氧越多,负极生成水越多,电瓶电压越低,充电电流就越大,造成恶性循环,电池发热起鼓而烧毁.
要克服此现象,就不能用恒流恒压型充电机.
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@abt-bj
《分析GFM电池热失控的原因》(摘录)GMF电池是引进美国GNB技术制造的固定型密封电池,正极板采用低锑的专利合金,负极板采用铅钙系列合金.电池使用过几年以后.正极板的锑的成分迁移到负极板表面,降低了负极板析氢电位,导致负极板也容易出现析氢而失水.由于电池有处在高温环境的工作条件,浮充电压没有跟随降低,也形成失水.由于电池部分失水,改善了电池的氧循环通道,在高温状态,正极板析氧,负极板吸收形成氧复合发热.这样的恶性循环形成热失控而电池鼓胀.
严格的说,如果热失控电池达到塑料外壳开裂的状态,一般就放弃修理了.这样的电池既便打算在外壳上涂胶,堵塞漏气点,也难以用肉眼看到气密性.这样,堵塞漏气的检验方法可以采用进水的方法检验气密性.但是,经过这样检验的气密性当时没有问题,可靠性没有保证.
克服热失控的方法有多种.
其中比较常用的是降低恒压值.而这个做法一般是以牺牲恒压为特点.降低恒压值,可以缓解热失控发生的概率,但是,会带来欠充电和充电恢复时间比较长的缺陷.
最好的方法还是采用逻辑控制,使充电电流不能够反升;同时,采用具有温度系数控制的恒压值.我通过这样的方法屡试不爽.
克服热失控的方法有多种.
其中比较常用的是降低恒压值.而这个做法一般是以牺牲恒压为特点.降低恒压值,可以缓解热失控发生的概率,但是,会带来欠充电和充电恢复时间比较长的缺陷.
最好的方法还是采用逻辑控制,使充电电流不能够反升;同时,采用具有温度系数控制的恒压值.我通过这样的方法屡试不爽.
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注意到:朱松然老师没有说电池一个重要的失效项目——失水.可能是:对于开口电池来说,失水属于正常维修,对于密封电池来说,在严格的控制之下不应该出现.这样,没有把失水列入失效模式.但是,最近发生很多.密封电池失水的问题,集中在电动自行车方面.是因为充电的恒压值过高.而基站的电池也因为环境温度恶劣而形成高温失水.
前面说了,中国电动车和基站的电池失水严重.
电动车失水,纯粹是应付8小时充电,不得不提高充电电压.这样,超过了负极板析氢电压.而氢是没有循环通道的,所以形成失水.而一些电动车配备的电池,本身还采用低锑合金系列,导致负极板中后期失水电压更低.形成了严重的失水.所以,中国电动车电池失水是第一位的失效原因.
而基站的电池失水,基本上是没有空调、空调不足、空调损坏等原因形成的.这样超过了充电器的温度调节范围,导致电池高温失水.甚至发生热失控而鼓胀.
失水,就要通过补水,而不是补酸的方法来解决.我多次提供了阀控密封式铅酸蓄电池补水方法可参考.
这里补充说一下,失水不是水分挥发或者蒸发,而是把水电解了.希望网友看到本帖子以后,不要再不知不觉的按照惯例说水分蒸发了.
电动车失水,纯粹是应付8小时充电,不得不提高充电电压.这样,超过了负极板析氢电压.而氢是没有循环通道的,所以形成失水.而一些电动车配备的电池,本身还采用低锑合金系列,导致负极板中后期失水电压更低.形成了严重的失水.所以,中国电动车电池失水是第一位的失效原因.
而基站的电池失水,基本上是没有空调、空调不足、空调损坏等原因形成的.这样超过了充电器的温度调节范围,导致电池高温失水.甚至发生热失控而鼓胀.
失水,就要通过补水,而不是补酸的方法来解决.我多次提供了阀控密封式铅酸蓄电池补水方法可参考.
这里补充说一下,失水不是水分挥发或者蒸发,而是把水电解了.希望网友看到本帖子以后,不要再不知不觉的按照惯例说水分蒸发了.
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容量过早的损失(PCL)的修复方法
容量过早的损失的特征.
当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效. 差不多每一个循环电池容量会下降5%,容量下降的速度比较快和早.
前几年,铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降.分析正极板没有软化,但是就是正极板容量极低.
现在,对产生这个现象的原因基本上已经找到解决方法了.
1、自己正极板锡的含量.对于深循环的电池基本上采用1.5%~2%的锡的含量.
2、提高装配压力.
3、电解液酸的含量不宜过高.
在使用中注意:
1、避免起始充电电流连续过低;
2、减少深度放电;
3、避免过充电太多;
4、不要通过过高的活性物质利用率来提高电池容量.
对产生早期容量损失的电池,可以恢复.
首先是要起始充电电流增加到0.3C~0.5C,然后采用小电流补足充电;
其次充满电的电池最好搁置在40℃~60℃条件下贮存;
以小于0.05C的小电流放电到0V.电池电压达到标称电压一半以后的放电会很慢.
这样反复几次,电池的容量还可以恢复.
容量过早的损失的特征.
当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效. 差不多每一个循环电池容量会下降5%,容量下降的速度比较快和早.
前几年,铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降.分析正极板没有软化,但是就是正极板容量极低.
现在,对产生这个现象的原因基本上已经找到解决方法了.
1、自己正极板锡的含量.对于深循环的电池基本上采用1.5%~2%的锡的含量.
2、提高装配压力.
3、电解液酸的含量不宜过高.
在使用中注意:
1、避免起始充电电流连续过低;
2、减少深度放电;
3、避免过充电太多;
4、不要通过过高的活性物质利用率来提高电池容量.
对产生早期容量损失的电池,可以恢复.
首先是要起始充电电流增加到0.3C~0.5C,然后采用小电流补足充电;
其次充满电的电池最好搁置在40℃~60℃条件下贮存;
以小于0.05C的小电流放电到0V.电池电压达到标称电压一半以后的放电会很慢.
这样反复几次,电池的容量还可以恢复.
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@abt-bj
容量过早的损失(PCL)的修复方法容量过早的损失的特征.当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效.差不多每一个循环电池容量会下降5%,容量下降的速度比较快和早.前几年,铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降.分析正极板没有软化,但是就是正极板容量极低.现在,对产生这个现象的原因基本上已经找到解决方法了.1、自己正极板锡的含量.对于深循环的电池基本上采用1.5%~2%的锡的含量.2、提高装配压力.3、电解液酸的含量不宜过高.在使用中注意:1、避免起始充电电流连续过低;2、减少深度放电;3、避免过充电太多;4、不要通过过高的活性物质利用率来提高电池容量.对产生早期容量损失的电池,可以恢复.首先是要起始充电电流增加到0.3C~0.5C,然后采用小电流补足充电;其次充满电的电池最好搁置在40℃~60℃条件下贮存;以小于0.05C的小电流放电到0V.电池电压达到标称电压一半以后的放电会很慢.这样反复几次,电池的容量还可以恢复.
注意事项:
一定要鉴别电池是否是在前20个循环发生.如果对于中后期发生容量下降的电池,采用这个方法只能够破坏电池的正极板,而导致正极板软化.
一定要鉴别电池是否是在前20个循环发生.如果对于中后期发生容量下降的电池,采用这个方法只能够破坏电池的正极板,而导致正极板软化.
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@abt-bj
注意事项:一定要鉴别电池是否是在前20个循环发生.如果对于中后期发生容量下降的电池,采用这个方法只能够破坏电池的正极板,而导致正极板软化.
铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降主要原因是电池失衡引起的,
铅钙合金系列的电池的充足电压较高,一般12V的电池充电电压大于16V
当充电机的电压过低时,就易引起电池失衡,现象是这样发生的,当一组电瓶在装在一起用时,电瓶的每格自放电不可能绝对相等,自放电大一点点的电瓶,每次用恒压充电机都不能完全充足电,未充足电的格未出现析气反应,极板接触电解液的相对面积就大,自放电就大,
而自放电小的格,每次都能充足电,当充足电后再过充一点电时,即出现析气反应,生成气体,极板接触电解液面相对减小,自放电就减小,同时充电电压升高,关断充电机,
结果自放电小,电压高的格自放电越来越小,每次都能充足电,而自放电大的格自放电越来越大,每次都不能充足电,而且电量越用越小,长期不充足就会硫化而失效.
问题的根源就是不能使用恒压充电机,采用恒压充电机,恒压值过低就会出现以上现象,恒压值过高就会使电池热失控,
最好的办法是采用多种电流,多种电压的多段式充电机.而且充电终了时要有一个电压较高而电流较小的小电流长充来平衡电池电量.
铅钙合金系列的电池的充足电压较高,一般12V的电池充电电压大于16V
当充电机的电压过低时,就易引起电池失衡,现象是这样发生的,当一组电瓶在装在一起用时,电瓶的每格自放电不可能绝对相等,自放电大一点点的电瓶,每次用恒压充电机都不能完全充足电,未充足电的格未出现析气反应,极板接触电解液的相对面积就大,自放电就大,
而自放电小的格,每次都能充足电,当充足电后再过充一点电时,即出现析气反应,生成气体,极板接触电解液面相对减小,自放电就减小,同时充电电压升高,关断充电机,
结果自放电小,电压高的格自放电越来越小,每次都能充足电,而自放电大的格自放电越来越大,每次都不能充足电,而且电量越用越小,长期不充足就会硫化而失效.
问题的根源就是不能使用恒压充电机,采用恒压充电机,恒压值过低就会出现以上现象,恒压值过高就会使电池热失控,
最好的办法是采用多种电流,多种电压的多段式充电机.而且充电终了时要有一个电压较高而电流较小的小电流长充来平衡电池电量.
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@xingyong
铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降主要原因是电池失衡引起的,铅钙合金系列的电池的充足电压较高,一般12V的电池充电电压大于16V当充电机的电压过低时,就易引起电池失衡,现象是这样发生的,当一组电瓶在装在一起用时,电瓶的每格自放电不可能绝对相等,自放电大一点点的电瓶,每次用恒压充电机都不能完全充足电,未充足电的格未出现析气反应,极板接触电解液的相对面积就大,自放电就大,而自放电小的格,每次都能充足电,当充足电后再过充一点电时,即出现析气反应,生成气体,极板接触电解液面相对减小,自放电就减小,同时充电电压升高,关断充电机,结果自放电小,电压高的格自放电越来越小,每次都能充足电,而自放电大的格自放电越来越大,每次都不能充足电,而且电量越用越小,长期不充足就会硫化而失效.问题的根源就是不能使用恒压充电机,采用恒压充电机,恒压值过低就会出现以上现象,恒压值过高就会使电池热失控,最好的办法是采用多种电流,多种电压的多段式充电机.而且充电终了时要有一个电压较高而电流较小的小电流长充来平衡电池电量.
“铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降主要原因是电池失衡引起的,”
又错了!
恰恰相反,是PCL引起的失恒,而不是失恒引起的PCL.
还有错!
“铅钙合金系列的电池的充足电压较高,一般12V的电池充电电压大于16V ”
见到过电信、电力、移动、联通、网通使用的电池吗?如果采用16V恒压给6个单格电池充电,电池很快就会失水而失效.他们使用的也是铅钙合金的电池.如果采用12V电池充电到16V,36V电动车电池就要充电到48V,没有任何电池制造商敢给配套.这是电池杀手!
这也不对!
“极板接触电解液的相对面积就大,自放电就大,” 自放电的原因不是电解液与极板接触面积有关.在测试电池自放电的时候,也不是在充电状态测试,而是在贮存的状态测试,所以,没有气泡覆盖.
又错了!
恰恰相反,是PCL引起的失恒,而不是失恒引起的PCL.
还有错!
“铅钙合金系列的电池的充足电压较高,一般12V的电池充电电压大于16V ”
见到过电信、电力、移动、联通、网通使用的电池吗?如果采用16V恒压给6个单格电池充电,电池很快就会失水而失效.他们使用的也是铅钙合金的电池.如果采用12V电池充电到16V,36V电动车电池就要充电到48V,没有任何电池制造商敢给配套.这是电池杀手!
这也不对!
“极板接触电解液的相对面积就大,自放电就大,” 自放电的原因不是电解液与极板接触面积有关.在测试电池自放电的时候,也不是在充电状态测试,而是在贮存的状态测试,所以,没有气泡覆盖.
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@abt-bj
“铅钙合金系列的电池经常莫名其妙的出现几只电池容量下降主要原因是电池失衡引起的,”又错了!恰恰相反,是PCL引起的失恒,而不是失恒引起的PCL.还有错!“铅钙合金系列的电池的充足电压较高,一般12V的电池充电电压大于16V”见到过电信、电力、移动、联通、网通使用的电池吗?如果采用16V恒压给6个单格电池充电,电池很快就会失水而失效.他们使用的也是铅钙合金的电池.如果采用12V电池充电到16V,36V电动车电池就要充电到48V,没有任何电池制造商敢给配套.这是电池杀手!这也不对!“极板接触电解液的相对面积就大,自放电就大,”自放电的原因不是电解液与极板接触面积有关.在测试电池自放电的时候,也不是在充电状态测试,而是在贮存的状态测试,所以,没有气泡覆盖.
谁说要用16V的恒压来充电瓶了,早就说过了,恒压充电最不好的地方就是恒压值太高就会热失控,恒压值太低就会失衡,不高不低两种现象都有.
正因为多格串联使用,自放电不一致才会使一些自放电小的格子充电电压会大于2.7V/格,如时间过长的话,不出现氧化钙才是怪事呢,而自放电大的格子每次不等充足电,就会因为自放电小的格子的电压过高而关机,所以就会硫化甚至在放电的时侯,这些没充足电的格子会反极.
这就是恒压充电机的绝病,也是高频充电机的发展带来的坏处,我早就说过了,以前的电瓶能用10年,而现在的电瓶只能用1年,半年,甚至是只有二三个月,难道我说错了吗,大家有没有试过,使用早期的充电法,任何电瓶我看都不止用几个月吧,早就说过了,随着技术的越来越先进,电瓶的寿命却越来越短,是发展方向错了,充电机成本越来越低,卖价却未见降低,电瓶损坏率却越来越大,还猛在研究电瓶,研究个屁,都是在考滤商业利益最大化,最终损害的就是用户,电动车发展已走上了岐途,电瓶的发展也走上了岐途,老式充电法,各种书上都有,不用我介绍了吧,老式充电机从不采用恒压法充电,充电电压大家可以去看一下,最终到底有多高.不象现代的一些人,假冒老学究,动手就是过充电损寿啊,损寿,损寿,人家的电瓶可以用10年,你的行嘛????????
正因为多格串联使用,自放电不一致才会使一些自放电小的格子充电电压会大于2.7V/格,如时间过长的话,不出现氧化钙才是怪事呢,而自放电大的格子每次不等充足电,就会因为自放电小的格子的电压过高而关机,所以就会硫化甚至在放电的时侯,这些没充足电的格子会反极.
这就是恒压充电机的绝病,也是高频充电机的发展带来的坏处,我早就说过了,以前的电瓶能用10年,而现在的电瓶只能用1年,半年,甚至是只有二三个月,难道我说错了吗,大家有没有试过,使用早期的充电法,任何电瓶我看都不止用几个月吧,早就说过了,随着技术的越来越先进,电瓶的寿命却越来越短,是发展方向错了,充电机成本越来越低,卖价却未见降低,电瓶损坏率却越来越大,还猛在研究电瓶,研究个屁,都是在考滤商业利益最大化,最终损害的就是用户,电动车发展已走上了岐途,电瓶的发展也走上了岐途,老式充电法,各种书上都有,不用我介绍了吧,老式充电机从不采用恒压法充电,充电电压大家可以去看一下,最终到底有多高.不象现代的一些人,假冒老学究,动手就是过充电损寿啊,损寿,损寿,人家的电瓶可以用10年,你的行嘛????????
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@xingyong
谁说要用16V的恒压来充电瓶了,早就说过了,恒压充电最不好的地方就是恒压值太高就会热失控,恒压值太低就会失衡,不高不低两种现象都有.正因为多格串联使用,自放电不一致才会使一些自放电小的格子充电电压会大于2.7V/格,如时间过长的话,不出现氧化钙才是怪事呢,而自放电大的格子每次不等充足电,就会因为自放电小的格子的电压过高而关机,所以就会硫化甚至在放电的时侯,这些没充足电的格子会反极.这就是恒压充电机的绝病,也是高频充电机的发展带来的坏处,我早就说过了,以前的电瓶能用10年,而现在的电瓶只能用1年,半年,甚至是只有二三个月,难道我说错了吗,大家有没有试过,使用早期的充电法,任何电瓶我看都不止用几个月吧,早就说过了,随着技术的越来越先进,电瓶的寿命却越来越短,是发展方向错了,充电机成本越来越低,卖价却未见降低,电瓶损坏率却越来越大,还猛在研究电瓶,研究个屁,都是在考滤商业利益最大化,最终损害的就是用户,电动车发展已走上了岐途,电瓶的发展也走上了岐途,老式充电法,各种书上都有,不用我介绍了吧,老式充电机从不采用恒压法充电,充电电压大家可以去看一下,最终到底有多高.不象现代的一些人,假冒老学究,动手就是过充电损寿啊,损寿,损寿,人家的电瓶可以用10年,你的行嘛????????
“如时间过长的话,不出现氧化钙才是怪事呢,”
请注意定义:
PCL——早期容量损失.一般指20个充电周期以内的.不是使用使用过长的电池.
请注意定义:
PCL——早期容量损失.一般指20个充电周期以内的.不是使用使用过长的电池.
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@xingyong
谁说要用16V的恒压来充电瓶了,早就说过了,恒压充电最不好的地方就是恒压值太高就会热失控,恒压值太低就会失衡,不高不低两种现象都有.正因为多格串联使用,自放电不一致才会使一些自放电小的格子充电电压会大于2.7V/格,如时间过长的话,不出现氧化钙才是怪事呢,而自放电大的格子每次不等充足电,就会因为自放电小的格子的电压过高而关机,所以就会硫化甚至在放电的时侯,这些没充足电的格子会反极.这就是恒压充电机的绝病,也是高频充电机的发展带来的坏处,我早就说过了,以前的电瓶能用10年,而现在的电瓶只能用1年,半年,甚至是只有二三个月,难道我说错了吗,大家有没有试过,使用早期的充电法,任何电瓶我看都不止用几个月吧,早就说过了,随着技术的越来越先进,电瓶的寿命却越来越短,是发展方向错了,充电机成本越来越低,卖价却未见降低,电瓶损坏率却越来越大,还猛在研究电瓶,研究个屁,都是在考滤商业利益最大化,最终损害的就是用户,电动车发展已走上了岐途,电瓶的发展也走上了岐途,老式充电法,各种书上都有,不用我介绍了吧,老式充电机从不采用恒压法充电,充电电压大家可以去看一下,最终到底有多高.不象现代的一些人,假冒老学究,动手就是过充电损寿啊,损寿,损寿,人家的电瓶可以用10年,你的行嘛????????
现在的充电器基本上都是恒压限流的.20年以前的电信的充电器就开始改这样的了.
电池的使用寿命可不是如同你说的那样.我的驾龄不短了,1971年就有驾照了.早年开过的车不少,从东方红、热特、51嘎斯到解放,还有康拜因.北方的电池基本上一年一次更新.秋收以后的电池卸下来,3个月充电一次,第二年也就刚刚开始使用,就无法启动了.没有见到过汽车启动电池在寒冷的北大荒能够使用跨3年的.
美国资料介绍的使用16年的电池的充电器恰恰也是恒压限流转浮充的.
电池的寿命是否长,与充电恒压值的设置和调整有关,也与使用条件有关.
国内的电池在基站上使用的条件是:3个月做一次深循环充电器就不错了.电池的深循环寿命为80次.按照每年充放电4次计算,可以使用20年.所以,除非故障,一般的电池的深循环放电很少.但是电荒来了以后,频频的出现深放电,几乎每天都发生,电池寿命降也是必然的.
电池的使用寿命可不是如同你说的那样.我的驾龄不短了,1971年就有驾照了.早年开过的车不少,从东方红、热特、51嘎斯到解放,还有康拜因.北方的电池基本上一年一次更新.秋收以后的电池卸下来,3个月充电一次,第二年也就刚刚开始使用,就无法启动了.没有见到过汽车启动电池在寒冷的北大荒能够使用跨3年的.
美国资料介绍的使用16年的电池的充电器恰恰也是恒压限流转浮充的.
电池的寿命是否长,与充电恒压值的设置和调整有关,也与使用条件有关.
国内的电池在基站上使用的条件是:3个月做一次深循环充电器就不错了.电池的深循环寿命为80次.按照每年充放电4次计算,可以使用20年.所以,除非故障,一般的电池的深循环放电很少.但是电荒来了以后,频频的出现深放电,几乎每天都发生,电池寿命降也是必然的.
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(摘自朱松然老师的《铅蓄电池技术》)
正常的铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶,充电时比较容易地还原为铅.如果电池地使用和维护不善,例如经常充电不足或过放电,负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅.这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原,要求充电电压很高,由于充电时充电接受能力很差,大量析出气体.这种现象通常发生在负极,被称为不可逆硫酸盐化,它引起蓄电池容量下降,甚至成为蓄电池寿命终止的原因.
一般认为,这种不可逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶,粗大结晶形成之后溶解度减少.
硫酸铅的重结晶使晶体变大,是由于多晶体系倾向与减少小其表面自由能的结果.从结晶过程的规律可知,小结晶尺寸的溶解度大于大结晶尺寸的溶解度.
因此,当长期存放或过放电时,大量的硫酸铅存在,再加上硫酸浓度和温度的波动,个别的硫酸铅晶体就可以依附靠近小晶体的溶解而长大.
有人提出与上述完全不同的观点,认为不可逆硫酸盐化常常与电解液中存在大量表面活性物质有关,这些表面活性物质作为杂质存在.由于吸附减小了硫酸铅的溶解度,充电时会使铅离子还原的极限电流下降.
表面活性物质也会吸附在正极上,但它不至于引起不可逆硫酸盐化,因为正极在充电时进行阳极氧化过程,其电势足以破坏表面活性物质,使之被氧化为水和二氧化碳.
防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电.蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救.一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电......如此反复数次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度.
若认为吸附是造成硫酸盐化的原因,则可以用高电流密度充电(达100mA./cm2).在这样的电流密度下,负极可以达到很负的电势值,这时远离零电荷点,使 φ-φ(0)<0,改变了电极表面带电的符号,表面活性物质会发生脱附,特别是对阴离子型的表面活性物质,这种有害的表面活性物质从电极表面上脱附以后,就可以使充电顺利进行.目前国内几乎没有人使用这种方法处理不可逆硫酸盐化,可能出于以下考虑:高电流密度下极化和欧姆压降增加,这部分能量转化为热,使蓄电池内部温度升高,同时又有大量的气体析出,尤其是正极大量气析出气体,其冲刷作用易使活性物质脱落.
正常的铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶,充电时比较容易地还原为铅.如果电池地使用和维护不善,例如经常充电不足或过放电,负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅.这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原,要求充电电压很高,由于充电时充电接受能力很差,大量析出气体.这种现象通常发生在负极,被称为不可逆硫酸盐化,它引起蓄电池容量下降,甚至成为蓄电池寿命终止的原因.
一般认为,这种不可逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶,粗大结晶形成之后溶解度减少.
硫酸铅的重结晶使晶体变大,是由于多晶体系倾向与减少小其表面自由能的结果.从结晶过程的规律可知,小结晶尺寸的溶解度大于大结晶尺寸的溶解度.
因此,当长期存放或过放电时,大量的硫酸铅存在,再加上硫酸浓度和温度的波动,个别的硫酸铅晶体就可以依附靠近小晶体的溶解而长大.
有人提出与上述完全不同的观点,认为不可逆硫酸盐化常常与电解液中存在大量表面活性物质有关,这些表面活性物质作为杂质存在.由于吸附减小了硫酸铅的溶解度,充电时会使铅离子还原的极限电流下降.
表面活性物质也会吸附在正极上,但它不至于引起不可逆硫酸盐化,因为正极在充电时进行阳极氧化过程,其电势足以破坏表面活性物质,使之被氧化为水和二氧化碳.
防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电.蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救.一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电......如此反复数次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度.
若认为吸附是造成硫酸盐化的原因,则可以用高电流密度充电(达100mA./cm2).在这样的电流密度下,负极可以达到很负的电势值,这时远离零电荷点,使 φ-φ(0)<0,改变了电极表面带电的符号,表面活性物质会发生脱附,特别是对阴离子型的表面活性物质,这种有害的表面活性物质从电极表面上脱附以后,就可以使充电顺利进行.目前国内几乎没有人使用这种方法处理不可逆硫酸盐化,可能出于以下考虑:高电流密度下极化和欧姆压降增加,这部分能量转化为热,使蓄电池内部温度升高,同时又有大量的气体析出,尤其是正极大量气析出气体,其冲刷作用易使活性物质脱落.
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@abt-bj
(摘自朱松然老师的《铅蓄电池技术》)正常的铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶,充电时比较容易地还原为铅.如果电池地使用和维护不善,例如经常充电不足或过放电,负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅.这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原,要求充电电压很高,由于充电时充电接受能力很差,大量析出气体.这种现象通常发生在负极,被称为不可逆硫酸盐化,它引起蓄电池容量下降,甚至成为蓄电池寿命终止的原因.一般认为,这种不可逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶,粗大结晶形成之后溶解度减少.硫酸铅的重结晶使晶体变大,是由于多晶体系倾向与减少小其表面自由能的结果.从结晶过程的规律可知,小结晶尺寸的溶解度大于大结晶尺寸的溶解度.因此,当长期存放或过放电时,大量的硫酸铅存在,再加上硫酸浓度和温度的波动,个别的硫酸铅晶体就可以依附靠近小晶体的溶解而长大.有人提出与上述完全不同的观点,认为不可逆硫酸盐化常常与电解液中存在大量表面活性物质有关,这些表面活性物质作为杂质存在.由于吸附减小了硫酸铅的溶解度,充电时会使铅离子还原的极限电流下降.表面活性物质也会吸附在正极上,但它不至于引起不可逆硫酸盐化,因为正极在充电时进行阳极氧化过程,其电势足以破坏表面活性物质,使之被氧化为水和二氧化碳.防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电.蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救.一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电......如此反复数次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度. 若认为吸附是造成硫酸盐化的原因,则可以用高电流密度充电(达100mA./cm2).在这样的电流密度下,负极可以达到很负的电势值,这时远离零电荷点,使 φ-φ(0)
对于朱松然老师说的大电流密度充电的方法我验证了.并且认为,可以消除硫化的原因主要还是她老人家说的是电位的作用.
我在标准硫化试验样品对比试验中,看到了朱松然老师的预见,正极板严重的软化了.
我在标准硫化试验样品对比试验中,看到了朱松然老师的预见,正极板严重的软化了.
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@abt-bj
对于朱松然老师说的大电流密度充电的方法我验证了.并且认为,可以消除硫化的原因主要还是她老人家说的是电位的作用.我在标准硫化试验样品对比试验中,看到了朱松然老师的预见,正极板严重的软化了.
对正极板没有软化损伤的修复方法是脉冲充电.其原理如下:
按照原子物理学和固体物理学的原理,硫离子具有5个不同的能级状态,通常处于亚稳定能级状态的离子趋向与迁落到最稳定的共价键能级而存在.在最低能级(即共价键能级状态),硫以包含8个原子的环形分子形式存在,这8个原子的环形分子模式是一种稳定的组合,难以被打碎,形成电池的不可拟硫酸盐化——硫化.多次发生这样的情况,就形成了一层类似与绝缘层一样的硫酸铅结晶.
要打碎这些硫酸盐层的束缚,就要提升原子的能级到一定的程度,这时候在外层原子加带的电子被激活到下一个更高的能带,使原子之间解除束缚.每一个特定的能级都有唯一的谐振频率,必须提供给一些能量,才能够使得被激活得分子迁移到更高得能级状态,太低得能量无法达到跃迁所需要得能量要求,但是,过高的能量会使已经脱离了束缚而跃迁的原子处于不稳定状态,又回落到原来的能级.这样,必须通过多次谐振,是的其中一次脱离了束缚,达到最活跃的能级状态而又没有回落的原来的能级,这样,就转化为溶解于电解液的自由离子,而参与电化学反应.
很高的电压可以实现,就是大电流高电压充电的方法,谐振也可以实现,就是脉冲谐波谐振的方法.
从固体物理上来讲,任何绝缘层在足够高的电压下都可以击穿.一旦绝缘层被击穿,粗大的硫酸铅就会呈现导电状态.如果对高电阻率的绝缘施加瞬间的高电压,也可以击穿大的硫酸铅结晶.如果这个高电压足够短,并且进行限流,在打穿绝缘层的条件下,充电电流不大,也不至于形成大量析气.电池析气量强正相关于充电电流和充电时间,如果脉冲宽度足够短,占空比足够大,就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下,同时发生的微充电来不及形成析气.这样,实现了脉冲消除硫化.
按照原子物理学和固体物理学的原理,硫离子具有5个不同的能级状态,通常处于亚稳定能级状态的离子趋向与迁落到最稳定的共价键能级而存在.在最低能级(即共价键能级状态),硫以包含8个原子的环形分子形式存在,这8个原子的环形分子模式是一种稳定的组合,难以被打碎,形成电池的不可拟硫酸盐化——硫化.多次发生这样的情况,就形成了一层类似与绝缘层一样的硫酸铅结晶.
要打碎这些硫酸盐层的束缚,就要提升原子的能级到一定的程度,这时候在外层原子加带的电子被激活到下一个更高的能带,使原子之间解除束缚.每一个特定的能级都有唯一的谐振频率,必须提供给一些能量,才能够使得被激活得分子迁移到更高得能级状态,太低得能量无法达到跃迁所需要得能量要求,但是,过高的能量会使已经脱离了束缚而跃迁的原子处于不稳定状态,又回落到原来的能级.这样,必须通过多次谐振,是的其中一次脱离了束缚,达到最活跃的能级状态而又没有回落的原来的能级,这样,就转化为溶解于电解液的自由离子,而参与电化学反应.
很高的电压可以实现,就是大电流高电压充电的方法,谐振也可以实现,就是脉冲谐波谐振的方法.
从固体物理上来讲,任何绝缘层在足够高的电压下都可以击穿.一旦绝缘层被击穿,粗大的硫酸铅就会呈现导电状态.如果对高电阻率的绝缘施加瞬间的高电压,也可以击穿大的硫酸铅结晶.如果这个高电压足够短,并且进行限流,在打穿绝缘层的条件下,充电电流不大,也不至于形成大量析气.电池析气量强正相关于充电电流和充电时间,如果脉冲宽度足够短,占空比足够大,就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下,同时发生的微充电来不及形成析气.这样,实现了脉冲消除硫化.
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@abt-bj
对正极板没有软化损伤的修复方法是脉冲充电.其原理如下:按照原子物理学和固体物理学的原理,硫离子具有5个不同的能级状态,通常处于亚稳定能级状态的离子趋向与迁落到最稳定的共价键能级而存在.在最低能级(即共价键能级状态),硫以包含8个原子的环形分子形式存在,这8个原子的环形分子模式是一种稳定的组合,难以被打碎,形成电池的不可拟硫酸盐化——硫化.多次发生这样的情况,就形成了一层类似与绝缘层一样的硫酸铅结晶.要打碎这些硫酸盐层的束缚,就要提升原子的能级到一定的程度,这时候在外层原子加带的电子被激活到下一个更高的能带,使原子之间解除束缚.每一个特定的能级都有唯一的谐振频率,必须提供给一些能量,才能够使得被激活得分子迁移到更高得能级状态,太低得能量无法达到跃迁所需要得能量要求,但是,过高的能量会使已经脱离了束缚而跃迁的原子处于不稳定状态,又回落到原来的能级.这样,必须通过多次谐振,是的其中一次脱离了束缚,达到最活跃的能级状态而又没有回落的原来的能级,这样,就转化为溶解于电解液的自由离子,而参与电化学反应.很高的电压可以实现,就是大电流高电压充电的方法,谐振也可以实现,就是脉冲谐波谐振的方法.从固体物理上来讲,任何绝缘层在足够高的电压下都可以击穿.一旦绝缘层被击穿,粗大的硫酸铅就会呈现导电状态.如果对高电阻率的绝缘施加瞬间的高电压,也可以击穿大的硫酸铅结晶.如果这个高电压足够短,并且进行限流,在打穿绝缘层的条件下,充电电流不大,也不至于形成大量析气.电池析气量强正相关于充电电流和充电时间,如果脉冲宽度足够短,占空比足够大,就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下,同时发生的微充电来不及形成析气.这样,实现了脉冲消除硫化.
在脉冲修复产生以前,朱松然老师的方法很流行.我今年还看到有人在这样修复硫化的电池.
防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电.蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救.一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电......如此反复数次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度.
防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电.蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救.一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电......如此反复数次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度.
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@abt-bj
在脉冲修复产生以前,朱松然老师的方法很流行.我今年还看到有人在这样修复硫化的电池.防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电.蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救.一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电......如此反复数次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度.
实现脉冲消除硫化和抑制电池硫化的方法如下:
可以采用脉冲保护器和修复仪来处理.
一般使用2类修复方法.其一为在线修复,把可以产生脉冲源的保护器并联在电池的正负极柱上,使用电池或者充电器的电源或者使用外来的市电,就会有脉冲输出到电池上面.这种修复方式所需要的能源很少,比较慢,但是由于常年并联在电池极柱2端,慢也没有关系.对于没有硫化的电池,可以抑制电池的硫化.
其二为离线式的,可以产生快速的脉冲,脉冲电流相对比较大,产生脉冲的频率比较高,脉冲占空比比较大.一些产品还具有自动控制.这种修复仪主要是用来修复已经硫化的电池.
可以采用脉冲保护器和修复仪来处理.
一般使用2类修复方法.其一为在线修复,把可以产生脉冲源的保护器并联在电池的正负极柱上,使用电池或者充电器的电源或者使用外来的市电,就会有脉冲输出到电池上面.这种修复方式所需要的能源很少,比较慢,但是由于常年并联在电池极柱2端,慢也没有关系.对于没有硫化的电池,可以抑制电池的硫化.
其二为离线式的,可以产生快速的脉冲,脉冲电流相对比较大,产生脉冲的频率比较高,脉冲占空比比较大.一些产品还具有自动控制.这种修复仪主要是用来修复已经硫化的电池.
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关于过充电修复
1、过充电和过放电在铅酸蓄电池制造的过程中是经常使用的.
我们知道,铅酸蓄电池在制造期间,正极板阿尔法氧化铅和贝塔氧化铅是均匀混合的,而不是类似于树枝和树叶的状态.因此,一些处于表面的阿尔法氧化铅参与放电生成贝塔氧化铅是必要的.这样,形成以阿尔法氧化铅为树干,贝塔氧化铅形成树叶的状态,可以形成电池的容量上升.这也就是国际标准和国内标准规定的电池容量测试允许3次充放电,而新电池每次充放电都表现为容量的提升.其实质就是电池正极板表面的阿尔法氧化铅转变为贝塔氧化铅导致电池容量上升的过程.这样,电池的化成过程和电池的初充电过程,需要过充电和过放电,来形成正极板阿尔法氧化铅和贝塔氧化铅的树枝树干形状的排列.
2、过充电修复
过充电可以恢复电池正负极板的活性物质利用率,但是,过充电往往会形成比较强烈的副反应.这些副反应主要表现为大量失水和析气过程中对正极板的冲刷而导致正极板软化.目前多少人看到了提高活性物质利用率这个效果,而无法实现即实现过充电修复,又不损伤电池正极板.这是我特别担心的问题.
如何利用过充电提高活性物质利用率,而减少电池的析气对正极板的冲刷和失水呢?
简单的方法就是在小电流的状态下,提高充电电压.
从电化学的教科书中都可以查到,如果充电电流低于5%C,氧循环开始增加,如果低于1%C电流充电,氧循环电流会大于副反应电流,如果充电电流在0.1%C,产生的氧气可以实现完全复合,这样实现不失水,也不冲刷正极板.而0.1%的充电电流,与电池自放电电流接近了,一些旧电池的自放电会增加,这样,0.1%C的电流充电,会被电池的自放电所吸收.这样,在电池外部就无法判断0.1%C的充电电流是否用于过充电.如果采用依据电池充电电压的方法判断,同时变流充电的方法,可以实现这个目的.
1、过充电和过放电在铅酸蓄电池制造的过程中是经常使用的.
我们知道,铅酸蓄电池在制造期间,正极板阿尔法氧化铅和贝塔氧化铅是均匀混合的,而不是类似于树枝和树叶的状态.因此,一些处于表面的阿尔法氧化铅参与放电生成贝塔氧化铅是必要的.这样,形成以阿尔法氧化铅为树干,贝塔氧化铅形成树叶的状态,可以形成电池的容量上升.这也就是国际标准和国内标准规定的电池容量测试允许3次充放电,而新电池每次充放电都表现为容量的提升.其实质就是电池正极板表面的阿尔法氧化铅转变为贝塔氧化铅导致电池容量上升的过程.这样,电池的化成过程和电池的初充电过程,需要过充电和过放电,来形成正极板阿尔法氧化铅和贝塔氧化铅的树枝树干形状的排列.
2、过充电修复
过充电可以恢复电池正负极板的活性物质利用率,但是,过充电往往会形成比较强烈的副反应.这些副反应主要表现为大量失水和析气过程中对正极板的冲刷而导致正极板软化.目前多少人看到了提高活性物质利用率这个效果,而无法实现即实现过充电修复,又不损伤电池正极板.这是我特别担心的问题.
如何利用过充电提高活性物质利用率,而减少电池的析气对正极板的冲刷和失水呢?
简单的方法就是在小电流的状态下,提高充电电压.
从电化学的教科书中都可以查到,如果充电电流低于5%C,氧循环开始增加,如果低于1%C电流充电,氧循环电流会大于副反应电流,如果充电电流在0.1%C,产生的氧气可以实现完全复合,这样实现不失水,也不冲刷正极板.而0.1%的充电电流,与电池自放电电流接近了,一些旧电池的自放电会增加,这样,0.1%C的电流充电,会被电池的自放电所吸收.这样,在电池外部就无法判断0.1%C的充电电流是否用于过充电.如果采用依据电池充电电压的方法判断,同时变流充电的方法,可以实现这个目的.
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@abt-bj
实现脉冲消除硫化和抑制电池硫化的方法如下: 可以采用脉冲保护器和修复仪来处理.一般使用2类修复方法.其一为在线修复,把可以产生脉冲源的保护器并联在电池的正负极柱上,使用电池或者充电器的电源或者使用外来的市电,就会有脉冲输出到电池上面.这种修复方式所需要的能源很少,比较慢,但是由于常年并联在电池极柱2端,慢也没有关系.对于没有硫化的电池,可以抑制电池的硫化.其二为离线式的,可以产生快速的脉冲,脉冲电流相对比较大,产生脉冲的频率比较高,脉冲占空比比较大.一些产品还具有自动控制.这种修复仪主要是用来修复已经硫化的电池.
以上方法虽然说的不错,但主要还是针对硫化现象,对正极过氧化却研究甚少,
要修复电瓶,不光要去硫化,还要能去氧化,只要能使电瓶恢复成新电瓶的成分与比例,就能使电瓶返老还童,当然了,老式补充充电法是没有去硫化作用,但用高压法不失为一招不错的招.当然了,长期的高压也是不行的,易使正极过氧化,所以又定义了电瓶要每半月到1月要深放电一次,电池的深放电就不易使正极板过充电而氧化.
其实电瓶修复和电瓶使用完全是两码事,第一,电瓶一般都刚加了水,即使在修复时会电解水,但因不是长期使用,失水就不是问题,因时间短,修复电池时采用高压并没有多大问题,电池放电到0V也不是大问题,因短时间就会立即充电,硫酸铅没有结晶的时间.最重要的就是能使正极板返回棕红色,才能真正修复电瓶,靠防止过氧化是没用的,
要修复电瓶,不光要去硫化,还要能去氧化,只要能使电瓶恢复成新电瓶的成分与比例,就能使电瓶返老还童,当然了,老式补充充电法是没有去硫化作用,但用高压法不失为一招不错的招.当然了,长期的高压也是不行的,易使正极过氧化,所以又定义了电瓶要每半月到1月要深放电一次,电池的深放电就不易使正极板过充电而氧化.
其实电瓶修复和电瓶使用完全是两码事,第一,电瓶一般都刚加了水,即使在修复时会电解水,但因不是长期使用,失水就不是问题,因时间短,修复电池时采用高压并没有多大问题,电池放电到0V也不是大问题,因短时间就会立即充电,硫酸铅没有结晶的时间.最重要的就是能使正极板返回棕红色,才能真正修复电瓶,靠防止过氧化是没用的,
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@xingyong
以上方法虽然说的不错,但主要还是针对硫化现象,对正极过氧化却研究甚少,要修复电瓶,不光要去硫化,还要能去氧化,只要能使电瓶恢复成新电瓶的成分与比例,就能使电瓶返老还童,当然了,老式补充充电法是没有去硫化作用,但用高压法不失为一招不错的招.当然了,长期的高压也是不行的,易使正极过氧化,所以又定义了电瓶要每半月到1月要深放电一次,电池的深放电就不易使正极板过充电而氧化.其实电瓶修复和电瓶使用完全是两码事,第一,电瓶一般都刚加了水,即使在修复时会电解水,但因不是长期使用,失水就不是问题,因时间短,修复电池时采用高压并没有多大问题,电池放电到0V也不是大问题,因短时间就会立即充电,硫酸铅没有结晶的时间.最重要的就是能使正极板返回棕红色,才能真正修复电瓶,靠防止过氧化是没用的,
我是告诉过网友,每隔一段时间进行一次完全放电,但是,不会告诉网友放电到0V的.一次放电到0V都会形成部分正极板软化.
放电到0V的做法不知道你做过没有,怎么放,多长时间?
你的“过氧化”在电化学方面没有定义.你给一个定义吧!
放电到0V的做法不知道你做过没有,怎么放,多长时间?
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