如何解決電池的性能退化問題
發布時間:2012-12-18 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】電池的性能退化一方麵是使用和老化的自然結果,另一方麵則由於缺乏維護、苛刻的使用環境以及不良的充電操作等等加速其劣化。下麵將探討充電電池各種難以克服的問題、其原因及彌補這些問題的方法。
高的自放電率
gezhongdianchidoucunzaizifangdian,danshiyongbudanghuicushizhezhongzhuangtaidefazhan。zifangdianlvchengjianjinxianguilv,zuigaodefangdianlvchuxianzaigangchongdianzhihou,ranhouzhujianjianxiao。
鎳基電池表現出較高的自放電率。在正常環境溫度下,新的鎳鎘電池充電後,在第一個24h期間其電高量約減少10%。此後,自放電率穩定至每個月約10%。通常溫度較高,其放電率也增大。一般的準則是:溫度每升高10℃自放電率增大1倍。鎳金屬氫化物電池的自放電率比鎳鎘電池約大30%。
鎳(nie)基(ji)電(dian)池(chi)經(jing)過(guo)數(shu)百(bai)次(ci)循(xun)環(huan)後(hou)其(qi)自(zi)放(fang)電(dian)率(lv)也(ye)增(zeng)大(da),電(dian)池(chi)的(de)極(ji)板(ban)開(kai)始(shi)膨(peng)脹(zhang)從(cong)而(er)更(geng)緊(jin)密(mi)地(di)擠(ji)壓(ya)電(dian)極(ji)之(zhi)間(jian)的(de)隔(ge)膜(mo),形(xing)成(cheng)金(jin)屬(shu)樹(shu)枝(zhi)狀(zhuang)晶(jing)體(ti),這(zhe)是(shi)結(jie)晶(jing)體(ti)生(sheng)長(chang)的(de)結(jie)果(guo)(記憶效應),從而損壞了電池隔膜,增大了自放電率。如果鎳基電池在24h的自放電達30%時,應予棄用。
鎳離子電池在充電後的第一個24h的自放電率為5%。此後下降至每月1%-2%,電池的安全保護電路增加約3%。高的循環次數和老化對鋰基電池的自放電率沒有影響。鉛酸電池的自放電率約每月5%或者每年50%,重複性的深度循環充放電則使自放電增大。
電dian池chi自zi放fang電dian的de百bai分fen率lv可ke用yong電dian池chi分fen析xi儀yi加jia以yi測ce定ding,但dan此ci程cheng序xu需xu要yao數shu小xiao時shi。測ce得de的de電dian池chi內nei阻zu常chang可ke反fan映ying電dian池chi的de內nei阻zu是shi否fou過guo高gao。此ci參can數shu可ke用yong阻zu抗kang計ji測ce量liang或huo用yong電dian池chi分fen析xi儀yi的de歐ou姆mu測ce試shi程cheng序xu。
電池的匹配
即(ji)使(shi)采(cai)用(yong)了(le)現(xian)代(dai)化(hua)的(de)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu),電(dian)池(chi)的(de)容(rong)量(liang)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)準(zhun)確(que)預(yu)測(ce),尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)鎳(nie)基(ji)電(dian)池(chi)。製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),將(jiang)每(mei)個(ge)電(dian)池(chi)以(yi)其(qi)容(rong)量(liang)的(de)大(da)小(xiao)加(jia)以(yi)檢(jian)測(ce)並(bing)分(fen)類(lei)。高(gao)容(rong)量(liang)“A”類電池通常以優質級價格按特殊用途電池出售;中等容量“B”類電池應用於工業和商業產品;低端“C”類電池則以廉價出售。通過循環充放電並不能改善低端類別電池的容量。購買低價的可充電電池所得的是低電池容量。
在以多個電池組成的電池組中,電池的匹配應控製在±2.5%以(yi)內(nei)。在(zai)組(zu)成(cheng)電(dian)池(chi)個(ge)數(shu)多(duo)的(de)電(dian)池(chi)組(zu)中(zhong),以(yi)及(ji)需(xu)輸(shu)出(chu)大(da)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)和(he)在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)池(chi)組(zu),需(xu)要(yao)更(geng)嚴(yan)格(ge)的(de)電(dian)池(chi)容(rong)差(cha)控(kong)製(zhi)。在(zai)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)電(dian)池(chi)組(zu)中(zhong)的(de)各(ge)個(ge)電(dian)池(chi)如(ru)果(guo)稍(shao)有(you)小(xiao)的(de)失(shi)配(pei),在(zai)經(jing)過(guo)數(shu)次(ci)充(chong)電(dian)循(xun)環(huan)後(hou),將(jiang)能(neng)互(hu)相(xiang)平(ping)衡(heng)自(zi)行(xing)適(shi)應(ying)。電(dian)池(chi)之(zhi)間(jian)能(neng)否(fou)很(hen)好(hao)地(di)平(ping)衡(heng)適(shi)應(ying),關(guan)係(係)到(dao)電(dian)池(chi)組(zu)是(shi)否(fou)具(ju)有(you)較(jiao)長(chang)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
為何電池的匹配如此重要?這是因為一個“弱”電池含有的容量較小,它比“強”電池更快地放充電。這種放電過程的不平衡導致“弱”電池在放電經過低電壓時,電池極性會反轉。在充電時“弱”電池在被充過程中首先進入發熱過充狀態,而此時較強的電池仍能正常地接受充電並不發熱。在這兩種情況下“弱”電池處於不利的狀態,使它變得更“弱”而導致嚴重的失配。
優(you)質(zhi)電(dian)池(chi)比(bi)低(di)質(zhi)量(liang)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)容(rong)量(liang)更(geng)為(wei)一(yi)致(zhi)也(ye)更(geng)為(wei)均(jun)衡(heng)。對(dui)高(gao)端(duan)大(da)功(gong)率(lv)工(gong)具(ju)應(ying)選(xuan)用(yong)高(gao)質(zhi)量(liang)電(dian)池(chi),因(yin)其(qi)在(zai)大(da)負(fu)荷(he)和(he)極(ji)端(duan)的(de)溫(wen)度(du)環(huan)境(jing)下(xia)可(ke)有(you)高(gao)的(de)耐(nai)久(jiu)性(xing)。雖(sui)付(fu)出(chu)高(gao)成(cheng)本(ben),然(ran)而(er)其(qi)回(hui)報(bao)是(shi)電(dian)池(chi)組(zu)有(you)更(geng)長(chang)的(de)壽(shou)命(ming)。
鋰li基ji電dian池chi從cong生sheng產chan線xian上shang下xia來lai時shi其qi本ben質zhi性xing能neng就jiu匹pi配pei得de很hen好hao。在zai電dian池chi組zu內nei部bu各ge單dan個ge電dian池chi需xu符fu合he嚴yan格ge的de容rong差cha是shi非fei常chang重zhong要yao的de。電dian池chi組zu所suo有you的de電dian池chi必bi須xu在zai統tong一yi的de時shi間jian之zhi內nei達da到dao充chong電dian滿man量liang,而er且qie在zai放fang電dian終zhong結jie時shi達da到dao同tong樣yang的de門men限xian電dian壓ya。電dian池chi組zu內nei置zhi的de保bao護hu電dian路lu應ying在zai電dian池chi出chu現xian不bu正zheng常chang的de工gong作zuo狀zhuang態tai時shi起qi到dao安an全quan保bao護hu作zuo用yong。
短路的電池
電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)常(chang)常(chang)無(wu)法(fa)解(jie)釋(shi)當(dang)電(dian)池(chi)還(hai)處(chu)於(yu)較(jiao)新(xin)的(de)狀(zhuang)態(tai)時(shi),為(wei)何(he)某(mou)些(xie)電(dian)池(chi)顯(xian)示(shi)出(chu)高(gao)的(de)漏(lou)電(dian)率(lv)或(huo)者(zhe)出(chu)現(xian)電(dian)氣(qi)短(duan)路(lu)。其(qi)可(ke)疑(yi)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)電(dian)池(chi)在(zai)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)能(neng)混(hun)入(ru)了(le)外(wai)來(lai)顆(ke)粒(li)雜(za)質(zhi)。另(ling)一(yi)種(zhong)是(shi)電(dian)極(ji)上(shang)的(de)粗(cu)糙(cao)點(dian)造(zao)成(cheng)對(dui)隔(ge)膜(mo)的(de)損(sun)傷(shang)。因(yin)此(ci)對(dui)電(dian)池(chi)應(ying)改(gai)善(shan)其(qi)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng),這(zhe)可(ke)大(da)大(da)地(di)減(jian)少(shao)電(dian)池(chi)的(de)“早期失效率”(infant mortality)。
shendufangdianzaochengdianchidejixingfanzhuanyehuidaozhidianchiduanlu。ruguoniejidianchizaidadianliufangdianzhichedifangguangshi,zhezhongzhuangtaiyekenengchuxian。gaodefanxiangdianliukezaochengyongjiuxingdedianduanlu。lingyizhongyuanyinshiyoubukekongdejingzhuangtidexingchengdaozhidegemosunshang,zhejiushisuoweidejiyixiaoying。
caiyongshunshidadianliumaichongshituxiu復duanludedianchi,qichenggonglvjiweiyouxian。zhezhongduanlukenengzanshibeizhengfa,danshiduigemocailiaodesunshangyirancunzai。zhezhongxiu復houdedianchichangbiaoxianyougaodefangdianlvbingqieduanluhaihuizaicichuxian。zaiyigeyilaohuadedianchizuzhonggenghuanmougeduanludianchibingfeikequ。chufeizhegexindianchizaidianchidianyaherongliangshangyudianchizuzhongdeqitadianchixingnengyiyangshipipeide。
電解液的損耗
dianchisuirandoushimifengde,danzaiqishiyongshoumingqijianhuisunshiyixiedianjieye,tebieshiruguoyouyucuxinbushidangchongdianchanshengguodadeqitiyaliyizhichuxianqitipaifang。yidanchuxianqitipaifang,zainiejidianchishangdedanhuangjiayadepaiqimifengdiankenengnanyiwanhaodizaifengbi,congerzaochengmifengdianzhouweidianjiqibaisefenmo,dianjieyedesunhaozuizhongjiangjiangdidianchirongliang。
滲透或是在氣閥調節的鉛酸電池(VRCA)中(zhong)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)損(sun)耗(hao)是(shi)一(yi)個(ge)久(jiu)已(yi)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)。其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)過(guo)充(chong)以(yi)及(ji)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)工(gong)作(zuo)造(zao)成(cheng)的(de)。用(yong)加(jia)水(shui)補(bu)充(chong)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)損(sun)耗(hao)成(cheng)效(xiao)是(shi)有(you)限(xian)的(de),雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)部(bu)分(fen)地(di)恢(hui)覆(fu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang),但(dan)電(dian)池(chi)的(de)性(xing)能(neng)將(jiang)不(bu)甚(shen)可(ke)靠(kao)。
如果正確地充電,鋰離子電池應不產生氣體以致出現排氣的問題。但是鋰離子電池在某些條件下也會產生內部壓力。某些電池內部配置——電路開關,當電池壓力達到某個臨界值時,該開關可切斷電流。另外有些電池則設計成一種可控的方式或打開安全隔膜以釋放氣體。
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