चार्जर क्षति विश्लेषण

लीड-ऐसिड बैटरी में इलेक्ट्रालाइट, मानव शरीर में रक्त के बराबर महत्वपूर्ण है, और एक बार जब इलेक्ट्रालाइट खो दिया जाता है, तो यह यानी कि बैटरी समाप्त हो गई है। इलेक्ट्रालाइट पतले सल्फ्यूरिक एसिड और पानी से बना होता है। चार्जिंग की प्रक्रिया के दौरान, पानी के खोने से बचना मुश्किल है, और चार्जिंग मोड अलग होता है, तो पानी का खोना भी अलग होता है। सामान्य तीन-फज़ा चार्जिंग मोड, चार्जिंग के दौरान पानी के खोने की मात्रा कॉलिन पल्स मोड की तुलना में दोगुनी अधिक होती है! बैटरी के प्राकृतिक जीवन के अलावा, पानी का खोना भी एक जीवन है: एकल बैटरी 90 ग्राम से अधिक पानी खो देती है, तो बैटरी समाप्त हो जाती है। कमरे के तापमान पर (25 ° सामान्य चार्जर का पानी का नुकसान (35 सेल्सियस पर) लगभग 0.25 ग्राम है, जबकि कॉलिन पल्स का 0.12 ग्राम है। उच्च तापमान पर (35 ° सेल्सियस), सामान्य चार्जर का पानी का नुकसान 0.5 ग्राम है, जबकि कॉलिन पल्स का 0.23 ग्राम है। इस गणना के अनुसार, सामान्य चार्जर 250 चक्रों के बाद सूख जाएगा, और कॉलिन पल्स 600 चक्रों के बाद सूख जाएगा। इस प्रकार, कॉलिन पल्स बैटरी की जिंदगी को दोगुनी से अधिक बढ़ा सकता है।

① पानी का नुकसान ② वल्कनाइज़ेशन ③ असंतुलन ④ थर्मल रनअवे (भरे हुए ड्रम)

पहले दो ((1) और (2)) बाजार पर बैटरी क्षति का 97% गिनती करते हैं।

(1) विश्लेषण ① : लीड-ऐसिड बैटरी के पानी के नुकसान के मुख्य कारण

विद्युत वाहन चार्जर

लीड-ऐसिड बैटरी में इलेक्ट्रालाइट, मानव शरीर में रक्त के बराबर महत्वपूर्ण है, और एक बार जब इलेक्ट्रालाइट खो दिया जाता है, तो यह यानी कि बैटरी समाप्त हो गई है। इलेक्ट्रालाइट पतले सल्फ्यूरिक एसिड और पानी से बना होता है। चार्जिंग की प्रक्रिया के दौरान, पानी के खोने से बचना मुश्किल है, और चार्जिंग मोड अलग होता है, तो पानी का खोना भी अलग होता है। सामान्य तीन-फज़ा चार्जिंग मोड, चार्जिंग के दौरान पानी के खोने की मात्रा कॉलिन पल्स मोड की तुलना में दोगुनी अधिक होती है! बैटरी के प्राकृतिक जीवन के अलावा, पानी का खोना भी एक जीवन है: एकल बैटरी 90 ग्राम से अधिक पानी खो देती है, तो बैटरी समाप्त हो जाती है। कमरे के तापमान पर (25 ° सामान्य चार्जर का पानी का नुकसान (35 सेल्सियस पर) लगभग 0.25 ग्राम है, जबकि कॉलिन पल्स का 0.12 ग्राम है। उच्च तापमान पर (35 ° सेल्सियस), सामान्य चार्जर का पानी का नुकसान 0.5 ग्राम है, जबकि कॉलिन पल्स का 0.23 ग्राम है। इस गणना के अनुसार, सामान्य चार्जर 250 चक्रों के बाद सूख जाएगा, और कॉलिन पल्स 600 चक्रों के बाद सूख जाएगा। इस प्रकार, कॉलिन पल्स बैटरी की जिंदगी को दोगुनी से अधिक बढ़ा सकता है।

लीड-ऐसिड बैटरी के चार्जिंग की प्रक्रिया में गैस निकालना बड़ी समस्या है।

अमेरिकी वैज्ञानिक J.A.Mas के अध्ययन के अनुसार, लीड-ऐसिड बैटरी के चार्जिंग की प्रक्रिया में गैसिंग के कारणों और नियमों को ध्यान में रखते हुए, बहुत कम गैसिंग दर प्राप्त करने के लिए, लीड-ऐसिड बैटरी को निम्नलिखित चार्जिंग वर्तमान वक्र स्वीकार सकता है:

महत्वपूर्ण गैस उत्पादन वक्र के लिए सूत्र है: I=I0e-at %h^2

चार्जिंग प्रक्रिया में, चार्जिंग करंट महत्वपूर्ण गैस उत्पादन वक्र के हिस्से से अधिक होता है, जो केवल बैटरी की विद्युत-अभिक्रिया को गैस और तापमान बढ़ाने के लिए उत्पन्न करता है और बैटरी की क्षमता में सुधार नहीं करता है

① निरंतर धारा चार्जिंग चरण में, चार्जिंग करंट स्थिर रहता है, चार्ज की बिजली तेजी से बढ़ती है, और वोल्टेज बढ़ता है;

निरंतर वोल्टेज चार्जिंग चरण में, चार्जिंग वोल्टेज स्थिर रहता है, चार्ज की बिजली जारी रहती है, और चार्जिंग करंट कम होता है;

③ बैटरी पूरी हो जाती है, करंट फ्लोटिंग चार्ज कनवर्शन करंट से नीचे गिर जाता है, और चार्जिंग वोल्टेज फ्लोटिंग चार्ज वोल्टेज तक कम हो जाता है;

(4) फ्लोटिंग चार्जिंग चरण के दौरान, चार्जिंग वोल्टेज फ्लोटिंग चार्ज वोल्टेज पर स्थिर रहता है;

सामान्य तीन-चरण का चार्जिंग स्टेज है निरंतर धारा चार्जिंग, जो मुख्य रूप से सर्किट के डिज़ाइन को अधिक सुविधाजनक बनाने के लिए होती है, न कि बैटरी की प्रदर्शन को बहुत अच्छा बनाने के लिए।

निरंतर धारा चार्जिंग के बादी चरण और निरंतर वोल्टेज चार्जिंग के प्रारंभिक चरण (छाया वाला क्षेत्र) में, धारा आवश्यक गैस उत्पादन वक्र से अधिक हो जाती है, जिससे बैटरी का गैस उत्पादन होता है और इसकी उम्र कम हो जाती है।

आवश्यक गैस उत्पादन वक्र से अधिक धारा बैटरी को गैस उत्पन्न करने और तापमान बढ़ाने का कारण बनती है, और यह बैटरी शक्ति में नहीं परिवर्तित होती है, इसलिए चार्जिंग की दक्षता कम हो जाती है।

(2) विश्लेषण ② कारण: लेड-ऐसिड बैटरी की भस्मीकरण

लंबे समय तक बैटरी को चार्जिंग प्रक्रिया में अधिक या कम चार्ज करना और उपयोग की प्रक्रिया में बड़ी धारा के छुटकारे के कारण बैटरी का वल्केनाइज़ेशन होना आसान है। इसका बाहरी रूप है: हल्का, फूला हुआ, जिसे हम 'झूठा नुकसान' कहते हैं। सल्फाइड पदार्थ सल्फेट प्लेट पर चिपक जाता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट और प्लेट के बीच की अभिक्रिया क्षेत्र कम हो जाता है, जिससे बैटरी की क्षमता तेजी से कम हो जाती है। पानी की कमी बैटरी के वल्केनाइज़ेशन को बढ़ाती है; वल्केनाइज़ेशन बैटरी के पानी की कमी को बढ़ाता है, और यह आसानी से एक बदतरीन चक्र बना देता है।

(3) विश्लेषण ③ : लीड-ऐसिड बैटरी का असंतुलन

एक बैटरी में तीन या चार सेल होते हैं। उत्पादन प्रक्रिया की समस्याओं के कारण, प्रत्येक बैटरी के बीच प्रभावी संतुलन को प्राप्त करना संभव नहीं है। सामान्य चार्जर औसत धारा का उपयोग करते हैं, इस प्रकार एक छोटी क्षमता वाली बैटरी पहले भर जाती है और अधिक चार्जिंग (ओवरचार्ज) का निर्माण होता है। डिस्चार्ज करते समय, छोटी क्षमता वाली बैटरी पहले ख़ाली हो जाती है और अधिक डिस्चार्ज (ओवरडिस्चार्ज) का निर्माण होता है। दीर्घकालिक रूप से, यह बदतरी का चक्र पूरे समूह की बैटरी को पीछे छोड़ देता है और पूरे समूह की बैटरी को ख़राब कर देता है। तीन-स्टेज चार्जर की फ़्लोटिंग चार्जिंग चरण में 500mA की छोटी धारा होती है, और इसका कार्य चार्जिंग का पूरा करना है और बैटरी को पूरी तरह से भरना। हालांकि, यह दो गुणात्मक प्रभाव भी लाता है: 1. भरने के बाद, अतिरिक्त धारा को बंद नहीं किया जाता है, विद्युत ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जल का विघटन होता है और जल का वितरण तेजी से होता है; 2. छोटी धारा चार्जिंग, जिससे धारा का विभाजन बढ़ जाता है, बैटरी पैक के असंतुलन को बढ़ावा देता है।

(4) विश्लेषण ④ : लीड-एसिड बैटरी की थर्मल रनावे समस्या

बैटरी का विकृत होना अचानक नहीं होता, इसमें आमतौर पर एक प्रक्रिया होती है। जब बैटरी को अपनी क्षमता के 80% तक चार्ज किया जाता है, तो यह उच्च-वोल्टेज चार्जिंग क्षेत्र में प्रवेश करती है। इस समय, धनात्मक प्लेट पर ऑक्सीजन उत्पन्न होता है, और ऑक्सीजन पार्टीशन के छेद के माध्यम से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर पहुँचता है, और ऋणात्मक प्लेट पर ऑक्सीजन पुन: सक्रिय हो जाता है: 2Pb+O2(ऑक्सीजन)=2PbO+Q(ऊष्मा); PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(ऊष्मा). जब प्रतिक्रिया ऊष्मा उत्पन्न करती है, और चार्जिंग क्षमता 90% पहुँच जाती है, तो ऑक्सीजन उत्पन्न करने की दर बढ़ जाती है, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड शुरू करता है हाइड्रोजन उत्पन्न करना, बड़ी मात्रा में गैस बैटरी के अंदर के दबाव को वैल्व दबाव से अधिक कर देती है, सुरक्षा वैल्व खुलता है, गैस बाहर निकल जाती है, और अंतिम परिणाम पानी की कमी होती है। 2H2O बराबर है 2H2 ↑ +O2 ↑ . जैसे-जैसे बैटरी के साइकिल की संख्या बढ़ती है, पानी धीरे-धीरे कम होता है, जिससे बैटरी के लिए निम्नलिखित परिस्थितियाँ होती हैं:

(1) ऑक्सीजन "चैनल" सुगम हो जाता है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड द्वारा उत्पन्न ऑक्सीकरण आसानी से "चैनल" के माध्यम से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड तक पहुँच सकता है;

(2) ऊष्मा क्षमता कम हो जाती है, बैटरी की ऊष्मा क्षमता बहुत बड़ी होती है, पानी की कमी के बाद, बैटरी की ऊष्मा क्षमता बहुत कम हो जाती है, और उत्पन्न ऊष्मा बैटरी के तापमान को तेजी से बढ़ाती है;

(3) बैटरी में पानी की कमी के बाद, अत्यधिक सूक्ष्म ग्लास फाइबर सेपारेटर के सिंकन घटने के कारण, धनात्मक और ऋणात्मक प्लेटों के साथ चिपकावट खराब हो जाती है, आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है, और चार्ज और डिसचार्ज प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न ऊष्मा बढ़ जाती है। उपरोक्त प्रक्रिया के बाद, बैटरी के अंदर उत्पन्न ऊष्मा को केवल बैटरी स्लॉट के माध्यम से बाहर निकाला जा सकता है। यदि ऊष्मा का विसर्जन ऊष्मा उत्पादन से कम होता है, तो तापमान बढ़ता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, बैटरी की गैस उत्पन्न करने वाली ओवरपोटेंशियल कम होती है, गैस उत्पादन का आयतन बढ़ता है, धनात्मक ध्रुव का बड़ी मात्रा में ऑक्सीकरण 'चैनल' के माध्यम से ऋणात्मक ध्रुव की सतह पर क्रिया करता है, बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करता है, जिससे तापमान तेजी से बढ़ता है और एक बदतरीका चक्र बनता है, जिसे 'थर्मल रनवे' कहा जाता है।