Phân tích hư hại bộ sạc

Dung dịch điện giải trong ắc-quy chì-axit có giá trị như máu trong cơ thể người, và một khi dung dịch điện giải bị mất đi, điều đó có nghĩa là ắc-quy đã hỏng. Dung dịch điện giải được tạo thành từ axit sunfuric loãng và nước. Trong quá trình sạc, rất khó để tránh mất nước, và chế độ sạc khác nhau cũng dẫn đến mức độ mất nước khác nhau. Chế độ sạc ba giai đoạn thông thường, lượng nước mất đi trong quá trình sạc nhiều hơn gấp đôi so với chế độ xung Collin! Ngoài tuổi thọ tự nhiên của ắc-quy, còn có tuổi thọ do mất nước: một cell ắc-quy mất hơn 90 gram nước, ắc-quy sẽ bị hỏng. Ở nhiệt độ phòng (25 ° C), lượng nước mất đi của bộ sạc thông thường là khoảng 0.25 gram, trong khi đó Colin pulse là 0.12 gram. Ở nhiệt độ cao (35 ° C), lượng nước mất đi của bộ sạc thông thường là 0.5 gram, trong khi đó Colin pulse là 0.23 gram. Theo cách tính này, bộ sạc thông thường sẽ khô sau 250 chu kỳ, và Colin pulse sẽ khô sau 600 chu kỳ. Kết quả là, Collin pulse có thể kéo dài tuổi thọ pin hơn gấp đôi.

① lượng nước mất đi ② Lưu hóa ③ không cân bằng ④ hiện tượng chạy nhiệt (thùng trống)

Hai nguyên nhân đầu tiên (1) và (2) chiếm 97% thiệt hại pin trên thị trường.

(1) Phân tích ① : Các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng mất nước của pin chì-axit

bộ sạc xe điện

Dung dịch điện giải trong ắc-quy chì-axit có giá trị như máu trong cơ thể người, và một khi dung dịch điện giải bị mất đi, điều đó có nghĩa là ắc-quy đã hỏng. Dung dịch điện giải được tạo thành từ axit sunfuric loãng và nước. Trong quá trình sạc, rất khó để tránh mất nước, và chế độ sạc khác nhau cũng dẫn đến mức độ mất nước khác nhau. Chế độ sạc ba giai đoạn thông thường, lượng nước mất đi trong quá trình sạc nhiều hơn gấp đôi so với chế độ xung Collin! Ngoài tuổi thọ tự nhiên của ắc-quy, còn có tuổi thọ do mất nước: một cell ắc-quy mất hơn 90 gram nước, ắc-quy sẽ bị hỏng. Ở nhiệt độ phòng (25 ° C), lượng nước mất đi của bộ sạc thông thường là khoảng 0.25 gram, trong khi đó Colin pulse là 0.12 gram. Ở nhiệt độ cao (35 ° C), lượng nước mất đi của bộ sạc thông thường là 0.5 gram, trong khi đó Colin pulse là 0.23 gram. Theo cách tính này, bộ sạc thông thường sẽ khô sau 250 chu kỳ, và Colin pulse sẽ khô sau 600 chu kỳ. Kết quả là, Collin pulse có thể kéo dài tuổi thọ pin hơn gấp đôi.

Vấn đề lớn của pin chì-axit trong quá trình sạc là hiện tượng giải phóng khí.

Theo nghiên cứu về nguyên nhân và quy luật giải phóng khí trong quá trình sạc của pin chì-axit bởi nhà khoa học Mỹ J.A.Mas, để đạt được tỷ lệ giải phóng khí rất thấp, pin chì-axit có thể chấp nhận đường cong dòng sạc như sau:

Công thức cho đường cong tiến hóa khí quan trọng là: I=I0e-at %h^2

Trong quá trình sạc, dòng điện sạc vượt qua phần của đường cong tiến hóa khí quan trọng, điều này chỉ có thể dẫn đến phản ứng phân giải nước điện phân của pin để tạo ra khí và làm tăng nhiệt độ, nhưng không cải thiện được dung lượng của pin.

① Trong giai đoạn sạc dòng điện không đổi, dòng điện sạc giữ nguyên, lượng điện đã nạp tăng nhanh chóng và điện áp cũng tăng;

Trong giai đoạn sạc điện áp không đổi, điện áp sạc giữ nguyên, lượng điện đã nạp tiếp tục tăng và dòng điện sạc giảm;

③ Pin đã đầy, dòng điện giảm dưới mức dòng chuyển đổi sạc nổi và điện áp sạc giảm xuống mức điện áp sạc nổi;

(4) Trong giai đoạn sạc nổi, điện áp sạc giữ ở mức điện áp sạc nổi;

Giai đoạn sạc ba giai đoạn phổ biến là sạc dòng điện không đổi, chủ yếu là để xem xét việc thiết kế mạch điện thuận tiện hơn, chứ không phải để làm cho hiệu suất pin tốt nhất.

Tại giai đoạn cuối của sạc dòng điện không đổi và giai đoạn đầu của sạc điện áp không đổi (khu vực bóng), dòng điện vượt quá đường cong tiến hóa khí giới hạn, gây ra hiện tượng tiến hóa khí của pin và dẫn đến sự suy giảm tuổi thọ.

Dòng điện vượt quá đường cong tiến hóa khí giới hạn chỉ khiến pin sinh ra khí và nhiệt độ tăng lên, không chuyển hóa thành năng lượng pin, do đó hiệu suất sạc bị giảm xuống.

(2) Phân tích ② : nguyên nhân gây ra hiện tượng lưu huỳnh hóa của ắc quy chì

Việc giữ pin trong thời gian dài, sạc quá mức hoặc thiếu sạc trong quá trình sạc, và xả dòng điện lớn trong quá trình sử dụng có thể dễ dàng gây ra hiện tượng lưu hóa của pin. Biểu hiện bên ngoài là: nặng hơn, phồng lên, chúng ta gọi đó là "hỏng giả" của pin. Chất sunfat lưu huỳnh bám vào tấm cực, làm giảm diện tích phản ứng giữa chất điện giải và tấm cực, khiến dung lượng pin giảm nhanh chóng. Sự mất nước sẽ tăng cường hiện tượng lưu hóa của pin; Lưu hóa sẽ làm tăng sự mất nước của pin, và dễ dàng hình thành một vòng lặp tiêu cực.

(3) Phân tích ③ : sự mất cân bằng của ắc quy chì-axit

Một pin gồm ba hoặc bốn cell. Do các vấn đề trong quá trình sản xuất, không thể đạt được sự cân bằng hiệu quả cho mỗi pin, các bộ sạc thông thường sử dụng dòng trung bình, khiến pin có dung lượng nhỏ hơn đầy trước và dẫn đến hiện tượng quá nạp, khi xả điện, pin có dung lượng nhỏ hết trước và dẫn đến hiện tượng phóng điện quá mức. Về lâu dài, vòng lặp xấu này làm cho cả cụm pin tụt hậu, khiến toàn bộ cụm pin bị loại bỏ. Giai đoạn sạc nổi của bộ sạc ba giai đoạn có dòng nhỏ 500mA, vai trò của nó là bù sạc và làm cho pin đầy. Tuy nhiên, nó cũng mang lại hai tác dụng phụ: 1, sau khi đầy, dòng dư thừa không bị ngắt, năng lượng điện chuyển thành nhiệt năng, phân hủy nước, tăng tốc độ mất nước; 2, sạc với dòng nhỏ, hiện tượng phân nhánh dòng lớn hơn, dễ gây ra sự mất cân bằng của cụm pin.

(4) Phân tích ④ : vấn đề chạy trốn nhiệt của ắc quy chì-axit

Biến dạng ắc quy không xảy ra đột ngột, thường có một quá trình. Khi ắc quy được sạc đến 80% dung lượng, nó bước vào khu vực sạc cao áp. Lúc này, oxi được tạo ra trên cực dương, và oxi đi qua lỗ trên vách ngăn đến cực âm, oxi được tái hoạt hóa trên tấm cực âm: 2Pb+O2(oxy)=2PbO+Q(nhiệt); PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(nhiệt). Khi phản ứng sinh nhiệt, khi dung lượng sạc đạt 90%, tốc độ tạo oxi tăng lên, cực âm bắt đầu tạo hydro, một lượng lớn khí làm tăng áp suất nội bộ của ắc quy vượt quá áp lực van, van an toàn mở, khí thoát ra ngoài, và biểu hiện cuối cùng là mất nước. 2H2O bằng 2H2 ↑ +O2 ↑ . Khi số chu kỳ sạc xả của ắc quy tăng lên, nước dần dần giảm đi, dẫn đến các điều kiện sau cho ắc quy:

(1) Kênh "oxy" trở nên trơn tru, và oxit sinh ra bởi cực dương có thể dễ dàng đạt đến cực âm thông qua "kênh";

(2) Dung lượng nhiệt bị giảm xuống, dung lượng nhiệt của pin rất lớn, sau khi mất nước, dung lượng nhiệt của pin bị giảm đáng kể, và nhiệt sinh ra khiến nhiệt độ của pin tăng nhanh;

(3) Do hiện tượng co rút của màng phân cách sợi thủy tinh siêu mịn trong pin sau khi mất nước, sự bám dính với các tấm cực dương và cực âm trở nên kém hơn, điện trở nội bộ tăng lên, và nhiệt sinh ra trong quá trình sạc và xả cũng tăng lên. Sau quá trình trên, nhiệt sinh ra bên trong pin chỉ có thể tản nhiệt qua khe cắm pin. Nếu lượng tản nhiệt ít hơn lượng nhiệt sinh ra, nhiệt độ sẽ tăng lên. Khi nhiệt độ tăng, điện thế vượt của quá trình sinh khí trong pin giảm xuống, thể tích khí sinh ra tăng lên, một lượng lớn oxit từ cực dương đi qua "kênh", phản ứng trên bề mặt của cực âm, phát ra một lượng lớn nhiệt, khiến nhiệt độ tăng nhanh chóng, hình thành chu kỳ tiêu cực, được gọi là "bỏ chạy nhiệt".