Análise de danos no carregador

O eletrólito na bateria de chumbo-ácido é tão valioso quanto o sangue no corpo humano, e uma vez que o eletrólito se perde, significa que a bateria está condenada. O eletrólito é composto por ácido sulfúrico diluído e água. Durante o processo de carga, é difícil evitar a perda de água, e o modo de carga é diferente, a perda de água também é diferente. No modo comum de carga em três etapas, a perda de água durante a carga é mais do que duas vezes maior que no modo de pulso Collin! Além da vida natural da bateria, há uma vida útil de perda de água: quando uma bateria individual perde mais de 90 gramas de água, a bateria está condenada. A temperatura ambiente (25 ° C), a perda de água do carregador comum é de aproximadamente 0,25 gramas, enquanto a do pulso Colin é de 0,12 gramas. A temperaturas elevadas (35 ° C), a perda de água do carregador comum é de 0,5 gramas, enquanto a do pulso Colin é de 0,23 gramas. De acordo com este cálculo, o carregador comum ficará seco após 250 ciclos, e o pulso Colin ficará seco após 600 ciclos. Como resultado, o pulso Collin pode aumentar a vida útil da bateria em mais do que o dobro.

① perda de água ② Vulcanização ③ desbalanceamento ④ fuga térmica (barril cheio)

Os dois primeiros (1) e (2) correspondem a 97% dos danos à bateria no mercado.

(1) Análise ① : As principais causas da perda de água na bateria de chumbo-ácido

carregador de veículo elétrico

O eletrólito na bateria de chumbo-ácido é tão valioso quanto o sangue no corpo humano, e uma vez que o eletrólito se perde, significa que a bateria está condenada. O eletrólito é composto por ácido sulfúrico diluído e água. Durante o processo de carga, é difícil evitar a perda de água, e o modo de carga é diferente, a perda de água também é diferente. No modo comum de carga em três etapas, a perda de água durante a carga é mais do que duas vezes maior que no modo de pulso Collin! Além da vida natural da bateria, há uma vida útil de perda de água: quando uma bateria individual perde mais de 90 gramas de água, a bateria está condenada. A temperatura ambiente (25 ° C), a perda de água do carregador comum é de aproximadamente 0,25 gramas, enquanto a do pulso Colin é de 0,12 gramas. A temperaturas elevadas (35 ° C), a perda de água do carregador comum é de 0,5 gramas, enquanto a do pulso Colin é de 0,23 gramas. De acordo com este cálculo, o carregador comum ficará seco após 250 ciclos, e o pulso Colin ficará seco após 600 ciclos. Como resultado, o pulso Collin pode aumentar a vida útil da bateria em mais do que o dobro.

O grande problema da bateria de chumbo-ácido durante o processo de carga é a extração de gases.

De acordo com os estudos das causas e regras da formação de gases no processo de carga de baterias de chumbo-ácido pelo cientista americano J.A.Mas, para alcançar uma taxa muito baixa de formação de gases, as baterias de chumbo-ácido podem aceitar a curva de corrente de carga conforme mostrado a seguir:

A fórmula para a curva crítica de evolução de gás é: I=I0e-at %h^2

No processo de carga, a corrente de carga excede a parte da curva crítica de evolução de gás, o que só pode levar à reação eletrolítica de água da bateria, gerando gás e aumento de temperatura, e não melhora a capacidade da bateria.

① Na fase de carga com corrente constante, a corrente de carga permanece constante, a eletricidade carregada aumenta rapidamente e a voltagem sobe;

Na fase de carga com voltagem constante, a voltagem de carga permanece constante, a eletricidade carregada continua a aumentar e a corrente de carga diminui;

③ A bateria está cheia, a corrente cai abaixo da corrente de conversão de carga flutuante e a voltagem de carga diminui até a voltagem de flutuação;

(4) Durante a fase de flutuação, a voltagem de carga permanece na voltagem de flutuação;

A etapa comum de recarga em três fases é a recarga com corrente constante, que principalmente leva em consideração que o design do circuito é mais conveniente, não necessariamente para melhorar o desempenho da bateria.

No final da recarga com corrente constante e no início da recarga com tensão constante (área sombreada), a corrente excede a curva crítica de evolução de gás, causando a produção de gás na bateria e levando à redução da vida útil.

A corrente que excede a curva crítica de evolução de gás faz com que a bateria produza gás e aumento de temperatura, sem se converter em energia da bateria, reduzindo assim a eficiência de carga.

(2) Análise ② a causa da sulfatação da bateria de chumbo-ácido

A retenção a longo prazo da bateria, a supercarga e a subcarga prolongadas durante o processo de carga e a descarga com corrente elevada durante o uso podem facilmente causar a sulfatação da bateria. Sua aparência é: inchada, pesada, chamamos isso de "dano falso" da bateria. Substância sulfurada aderida à placa, reduzindo a área de reação entre o eletrólito e a placa, fazendo com que a capacidade da bateria diminua rapidamente. A perda de água aumentará a sulfatação da bateria; a sulfatação aumentará a perda de água da bateria, formando facilmente um ciclo vicioso.

(3) Análise ③ : o desequilíbrio das baterias de chumbo-ácido

Uma bateria consiste em três ou quatro células. Devido a problemas no processo de fabricação, não é possível alcançar um equilíbrio eficaz para cada bateria; carregadores comuns usam a corrente média, de modo que uma única bateria com pequena capacidade se enche primeiro, formando sobrecarga, e, ao descarregar, a bateria de menor capacidade se esgota primeiro, causando subdescarga. A longo prazo, esse ciclo vicioso faz com que todo o conjunto de baterias fique defasado, levando à sucatação do grupo inteiro. Na etapa de flutuação do carregador de três estágios, há uma corrente pequena de 500mA, e sua função é compensar o carregamento e fazer com que a bateria esteja totalmente carregada. No entanto, isso também traz dois efeitos colaterais: 1) após estar cheia, a corrente excedente não é interrompida, a energia elétrica é convertida em energia térmica, ocorre decomposição da água, acelerando a distribuição da água; 2) carregamento com corrente pequena resulta em maior bifurcação de corrente, sendo mais propenso a causar desequilíbrio no pacote de baterias.

(4) Análise ④ : o problema de fuga térmica das baterias de chumbo-ácido

A deformação da bateria não é súbita, geralmente há um processo. Quando a bateria é carregada até 80% da capacidade, ela entra na área de carregamento de alta tensão. Nesse momento, oxigênio se precipita no eletrodo positivo, e o oxigênio passa pelo buraco na partição até o eletrodo negativo, onde o oxigênio é reativado no eletrodo negativo: 2Pb+O2(oxigênio)=2PbO+Q(calor); PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(calor). Quando a reação produz calor, ao atingir 90% da capacidade de carga, a taxa de geração de oxigênio aumenta, o eletrodo negativo começa a produzir hidrogênio, uma grande quantidade de gás aumenta a pressão interna da bateria acima da pressão do válvula, a válvula de segurança abre, o gás escapa, e o resultado final é perda de água. 2H2O é igual a 2H2 ↑ +O2 ↑ . À medida que o número de ciclos da bateria aumenta, a água vai diminuindo gradualmente, resultando nas seguintes condições para a bateria:

(1) O "canal" de oxigênio fica suave, e a oxidação gerada pelo eletrodo positivo pode facilmente alcançar o eletrodo negativo através do "canal";

(2) A capacidade térmica é reduzida, a capacidade térmica da bateria é muito grande, após a perda de água, a capacidade térmica da bateria é drasticamente reduzida, e o calor gerado faz com que a temperatura da bateria suba rapidamente;

(3) Devido ao fenômeno de retração do separador de fibra de vidro ultrafina na bateria após a perda de água, a adesão com as placas positivas e negativas fica pior, a resistência interna aumenta, e o calor gerado durante o processo de carga e descarga aumenta. Após esse processo, o calor gerado no interior da bateria só pode ser dissipado através da ranhura da bateria. Se a dissipação de calor for menor que a produção de calor, a temperatura aumenta. À medida que a temperatura sobe, o sobrepotencial de evolução de gás da bateria diminui, o volume de gás emitido aumenta, uma grande quantidade de oxidação do eletrodo positivo passa pelo "canal", reage na superfície do eletrodo negativo, emite uma grande quantidade de calor, fazendo com que a temperatura suba rapidamente, formando um ciclo vicioso, conhecido como "escape térmico".