电动车铅酸蓄电池使用寿命研究
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作者: 龙德刚
（天津力神电池股份有限公司，天津 300384）
摘 要：电动车作为方便、快捷、省力的个人交通工具逐渐被人们广泛应用。蓄电池时电动车的重要组成部分，也是电动车动力来源，因铅蓄电池生产技术本质因素、充电器与电池匹配以及用户使用方法不当等因素，导致铅蓄电池寿命不长，大大影响了电动车使用和发展，现就提高铅蓄电池使用寿命给出建议。
关键词：铅蓄电池；使用寿命；影响因素；改善方法
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）01-0280-01
1 提高铅蓄电池使用寿命的本质因素
1.1 铅绒短路
蓄电池循环使用中，正负电极上的活性物质和添加剂脱离，一部分电解液中，一部分形成固体。随着充放电进行，溶解的这部分物质在负极沉淀下来，未溶解和添加剂也在负极附近沉淀。随着时间延长，沉淀逐渐增多，最终导致正负极局部连接，造成微短路。随着时间延长，微短路点逐渐增加，导致温度升高，电容降低，析氢增加。
1.2 板栅腐蚀
充电过程中正板栅被腐蚀氧化成硫酸铅和二氧化铅，导致强度下降导电能力下降，活性物质脱离，最终丧失功能。
1.3 活性物质软化、脱落
在蓄电池充放电循环时，二氧化铅晶体发生晶型转变，致使网状结构受到消弱和破坏，最终导致软化和脱落。
1.4 成盐的不可逆反应
铅蓄电池在放电过程中最终生成不可逆的硫酸铅晶体，使电极逐渐失效，充电能力下降。而正极自放电导致活性物质损失，并生成不可逆的硫酸铅沉淀，最终损坏电极。另外正极上的微量锑循环时转移到负极，使充电电压降低，部分电流被水分解消耗，导致蓄电池不能正常充电。
2 改善铅蓄电池的本质因素及提高电池性能方法
2.1 防止铅绒短路，改善蓄电池装配
正负极板交叉组合，用耐腐蚀、强度大、绝缘材料隔板将正负极分隔。连接同名极板耳、极柱，形成极群。
2.2 制备合金板栅，提高耐腐蚀性
提高板栅耐腐蚀性是提高蓄电池寿命的有效途径。正极板栅制造时加入配备适当的Sb、As、Cu、Ce元素，提高耐腐蚀性，提高板栅强度。负极加入适量的硫酸钡和酸性添加剂等材料。
2.3 加入纳米碳，改善蓄电池性能
纳米碳材料能大幅度改善蓄电池性能，延长蓄电池使用寿命。纳米碳对正负极容量有一定改善，也因为尺寸小增加活性物质空隙，提高反应率。纳米吸附在硫酸铅表面，能使硫酸铅沉淀活化，电解出铅离子，充电是也能形成二氧化铅，从而减缓了铅的成盐进程。纳米碳的加入还能改善电池的均一性，改善电池组中想多落后电池，延长寿命。
2.4 选用优势隔板
聚丙烯复合隔板与橡胶隔板相比化学稳定性强、耐腐蚀、强度大、孔径小、孔率大、电阻低，采用聚丙烯复合隔板能改善蓄电池性能，延长寿命。
2.5 辅助系统
蓄电池装配中加入高效辅助系统，冷水柱系统和酸液搅拌系统。这两个系统能有效保护高温或高电流时热失控，保护了蓄电池性能。使蓄电池长期在适宜的温度范围内工作，延长了蓄电池寿命。
3 影响铅蓄电池的外在因素
铅蓄电池使用寿命的外在因素主要包括放电电流、温度、放电深度、维护状况以及保存状况等。放电深度越大，寿命则越短。随着电解液浓度增加，电池寿命降低。过充电也会缩短蓄电池使用寿命。
3.1 电池组均衡性控制
同种型号、规格、原材料、生产工艺的蓄电池单体，其电压、内阻、电容、充电、自放电等参数存在着离散型差异。单体电池配组使用后，各单节电池的差异会变得突出和极化，使得处于两极的单节电池性能退化，最终在落后单体的负作用下整组实效。如果某一单节电池不满足行驶需要，则需整组更换电池，导致电动车使用成本大幅上升。所以要及时检查，及时更换电池组中最小容量的电池，避免整组更换提高成本。
3.2 放电深度控制
蓄电池使用过程中，应尽量避免深度放电。深度放电时，铅酸电池极板会发生大幅涨缩，导致活性物质晶体结构变化，加速活性物质脱落，对电池造成不可逆损伤，尽量保持及时充电。蓄电池都有自放电的特性，长期不用，电量也会逐渐消失，所以要求对储存不用蓄电池要经常充电，保持电量。
3.3 过充电控制
过充电对铅酸电池损害很大，过充电会导致极板损伤，使蓄电池丧失功能。可加入适当添加剂，减缓过充电腐蚀。
3.4 欠充电
电池组中落后的电池因为容量变小会造成电池组的充电不足，长期使用后就会导致电池组达不到容量要求，导致整组电池容量减少，逐渐损坏。铅酸电池也会因为长期低容量状态而导致极板的不可逆成盐。外部导线连接处逐渐被腐蚀也会是电阻增大，使充电容量减少，输出动力减弱。
3.5 蓄电池与充电器的匹配
蓄电池与电驱动系统的匹配是很重要的，特别是与充电器的匹配。制造质量是蓄电池发挥实效的前提，但只有与相应充电器匹配，才能发挥优势。适合的充电参数要求确保电池可充满，不会因为欠充电导致电池容量不正常衰减，也要确保在使用寿命期间不会因为过充电造成电池严重失水和产生热失控。
电动车铅蓄电池延长寿命要从电池本质因素和外在因素一起考虑，本质因素是长寿命的基础，而外在因素、用户使用方法等是蓄电池长寿命的保证。虽然进步的科技和日常生活都要求高能、低耗、低污染、可再生的蓄电池，但铅蓄电池在目前以及未来的几年里还是电动车的主要动力来源，所以提高铅蓄电池使用寿命仍需要不断研究、不断深入。
参考文献
［1］郭自强.长寿命电动自行车阀控铅酸蓄电池［J］.电池工业,2007,12（5）291-293.
［2］刘广林.铅酸蓄电池工业技术.第一版［M］.北京：物质出版社，1992,1-3.
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