Oplader schade analyse

De elektrolyt in de lood-zuur accu is even waardevol als het bloed in het menselijk lichaam, en zodra de elektrolyt verloren gaat, betekent dit dat de accu afgeschreven wordt. De elektrolyt bestaat uit verdunnen zwavelzuur en water. Tijdens het opladen is het moeilijk om waterverlies te voorkomen, en het verschil in oplaadmethode beïnvloedt ook het waterverlies. Bij een gewone drie-fases oplaadmethode is het waterverlies tijdens het opladen meer dan twee keer zo groot als bij de Collin pulsmodus! Naast de natuurlijke levensduur van de accu, bestaat er ook een waterverliesleven: wanneer een enkele accu meer dan 90 gram water verliest, is de accu afgeschreven. Bij kamertemperatuur (25 ° Bij 35 graden Celsius is het waterverlies van de gewone oplader ongeveer 0,25 gram, terwijl dat van de Colin puls 0,12 gram. Bij hoge temperaturen (35 ° Celsius), is het waterverlies van de gewone oplader 0,5 gram, terwijl dat van de Colin puls 0,23 gram. Volgens deze berekening wordt de gewone oplader droog na 250 cycli, en de Colin puls na 600 cycli. Hierdoor kan de Collin puls de batterijleven duizend verdubbelen.

① waterverlies ② Vulkanisatie ③ onbalans ④ thermische wegloop (volle trommel)

De eerste twee (1) en (2) verantwoorden 97% van de batterijschade op de markt.

(1) Analyse ① : De hoofdoorzaken van waterverlies in lood-zuur batterijen

oplaadstation voor elektrische auto

De elektrolyt in de lood-zuur accu is even waardevol als het bloed in het menselijk lichaam, en zodra de elektrolyt verloren gaat, betekent dit dat de accu afgeschreven wordt. De elektrolyt bestaat uit verdunnen zwavelzuur en water. Tijdens het opladen is het moeilijk om waterverlies te voorkomen, en het verschil in oplaadmethode beïnvloedt ook het waterverlies. Bij een gewone drie-fases oplaadmethode is het waterverlies tijdens het opladen meer dan twee keer zo groot als bij de Collin pulsmodus! Naast de natuurlijke levensduur van de accu, bestaat er ook een waterverliesleven: wanneer een enkele accu meer dan 90 gram water verliest, is de accu afgeschreven. Bij kamertemperatuur (25 ° Bij 35 graden Celsius is het waterverlies van de gewone oplader ongeveer 0,25 gram, terwijl dat van de Colin puls 0,12 gram. Bij hoge temperaturen (35 ° Celsius), is het waterverlies van de gewone oplader 0,5 gram, terwijl dat van de Colin puls 0,23 gram. Volgens deze berekening wordt de gewone oplader droog na 250 cycli, en de Colin puls na 600 cycli. Hierdoor kan de Collin puls de batterijleven duizend verdubbelen.

Een groot probleem bij het opladen van lood-zuur batterijen is gasvorming.

Volgens onderzoek naar de oorzaken en regels van gasvorming tijdens het opladen van lood-zuur batterijen door de Amerikaanse wetenschapper J.A.Mas, om een zeer lage gassnelheid te bereiken, kunnen lood-zuur batterijen de volgende oplaadcourantcurve accepteren:

De formule voor de kritieke gasontwikkelingscurve is: I=I0e-at %h^2

Tijdens het opladen overschrijdt de oplaadstroom het deel van de kritieke gasontwikkelingscurve, wat alleen kan leiden tot de elektrolyse van water in de batterij om gas en temperatuurstijging te veroorzaken, en niet tot een verbetering van de capaciteit van de batterij

① In de fase van constante stroom opladen blijft de oplaadstroom constant, neemt de opgeladen elektriciteit snel toe, en stijgt de spanning;

In de fase van constante spanning opladen blijft de oplaadspanning constant, neemt de opgeladen elektriciteit voortdurend toe, en neemt de oplaadstroom af;

③ De batterij is vol, de stroom daalt onder de conversiestroom voor zweeflading, en neemt de oplaadspanning af naar de zweefspanning;

(4) Tijdens de zweeflade fase blijft de oplaadspanning gelijk aan de zweefspanning;

De gangbare drie-fases oplaadcyclus is constante stroom opladen, wat voornamelijk wordt gedaan om het ontwerp van de schakeling gemakkelijker te maken, niet om de prestaties van de accu te verbeteren.

In de late fase van constante stroom opladen en de vroege fase van constante spanning opladen (schemerzone), overschrijdt de stroom de kritieke gasvormingscurve, waardoor gasvorming in de accu optreedt en de levensduur afneemt.

De stroom die de kritieke gasvormingscurve overschrijdt, veroorzaakt dat de accu alleen gas produceert en temperatuurstijging ondergaat, zonder dat dit wordt omgezet in accuvermogen, waardoor de oplaadefficiëntie daalt.

(2) Analyse ② de oorzaak van verzwaveling van loodzuren accu's

Langdurige batterijretentie, langdurig overladen en ondervladen tijdens het opladen, en een grote stroom ontlading tijdens het gebruik kan gemakkelijk leiden tot de verzwaveling van de batterij. De uiterlijke kenmerken hiervan zijn: opgezet, vol, wat we noemen de "schijnbeschadiging" van de batterij. Een zwaveldioxide laag hecht zich aan de platen, waardoor het reactieoppervlak tussen de elektrolyt en de plaat afneemt, zodat de capaciteit van de batterij snel afneemt. Waterverlies verhoogt de verzwaveling van de batterij; verzwaveling verhoogt het waterverlies van de batterij, waardoor er gemakkelijk een vicieuze cirkel ontstaat.

(3) Analyse ③ de onbalans van lood-zuur batterijen

Een accu bestaat uit drie of vier cellen. Vanwege problemen in het productieproces is het niet mogelijk om een effectief evenwicht van elke accu te bereiken; gewone opladers gebruiken het gemiddelde stroompeil, zodat een enkele accu met een kleine capaciteit als eerste vol wordt, waarna overophoping optreedt. Bij ontlading wordt de kleine capaciteit van de accu als eerste vrijgelaten, wat leidt tot overontlading. Uiteindelijk maakt deze schadelijke cyclus dat de hele set accu's achterblijft, waardoor de gehele set uiteindelijk wordt geschrapt. Tijdens de zwevende oplaadfase van de driestapsoplader is er een kleine stroom van 500mA, en zijn functie is om de oplading aan te vullen en de accu volledig te laden. Dit brengt echter twee neveneffecten met zich: 1. Na volledige oplading wordt de overbodige stroom niet onderbroken, elektrische energie wordt omgezet in warmte-energie, water splitsing versnelt de verdeling van water; 2. Kleinere stroom opladen resulteert in een grote stroomverdeling, wat vaker onbalans in de accupakketten veroorzaakt.

(4) Analyse ④ : het probleem van thermische wegloop bij lood-zuur accu's

De vervorming van de accu is niet plotseling, er is vaak een proces. Wanneer de accu wordt opgeladen tot 80% van de capaciteit, komt hij in het high-voltage opladegebied. Op dit moment wordt zuurstof afgezet op de positieve plaat, en zuurstof gaat door het gat in de scheiding naar de negatieve elektrode, en zuurstof wordt heractief op de negatieve plaat: 2Pb+O2(zuurstof)=2PbO+Q(warmte); PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(warmte). Wanneer de reactie warmte produceert, wanneer de oplaadcategorie 90% bereikt, neemt de zuurstofproductierate toe, de negatieve elektrode begint waterstof te produceren, een grote hoeveelheid gas verhoogt de interne druk van de accu boven de klepdruk, de veiligheidsklep opent zich, het gas ontsnapt, en de uiteindelijke uitkomst is waterverlies. 2H2O is gelijk aan 2H2 ↑ +O2 ↑ . Naarmate het aantal cycli van de accu toeneemt, neemt het water geleidelijk af, wat de volgende omstandigheden voor de accu veroorzaakt:

(1) Het zuurstof "kanaal" wordt glad, en de oxidatie die door de positieve elektrode wordt gegenereerd, kan gemakkelijk via het "kanaal" naar de negatieve elektrode reiken;

(2) De warmtecapaciteit is verminderd, de warmtecapaciteit van de batterij is zeer groot, na het verlies van water is de warmtecapaciteit van de batterij sterk verminderd, en de door de oxidatie geproduceerde warmte maakt dat de temperatuur van de batterij snel stijgt;

(3) Door het inkrimpingverschijnsel van de ultrafijn glasvezelseparator in de accu na waterverlies, wordt de aanhechting met de positieve en negatieve platen slechter, neemt de interne weerstand toe en neemt het warmteontstaan tijdens het opladen en ontladen toe. Na het bovenstaande proces kan de warmte die ontstaat binnenin de accu alleen worden afgevoerd via de accugaten. Als de afkoeling minder is dan het warmte-uitstoot, stijgt de temperatuur. Met de stijgende temperatuur neemt het overpotentieel van de gasvorming in de accu af, neemt het volume van de gasvorming toe, komt een groot deel van de oxidatie van de positieve elektrode door de "kanaal", reageert op het oppervlak van de negatieve elektrode, geeft een grote hoeveelheid warmte vrij, zodat de temperatuur snel stijgt, waardoor er een kwade cirkel ontstaat, het zogenaamde "thermische uitloop".