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楼主: 电固狂人
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发表于 2008-2-22 12:06 | 只看该作者
磨刀不误砍柴工,学理论指导实践,少走弯路。
  建议读者掌握以下内容,本着急用现学的原则,可先看带“*”的内容:本网站本栏目有免费《铅蓄电池技术》第一版下载
1,《铅蓄电池技术》第二版第13页-21页,这部分内容囊括了铅蓄电池的主要电化学反应,反应物,生成物,与PH、电势的关系。
2*,315-319页,介绍了马斯三定律和极化的概念。是快速充电的理论基础,30多年来没有异议。马斯先生阐述的解决极板接受能力,降低电解液温度,消除极化,减小析气的经典做法,就是大脉冲电流充电的间隙,对电池进行短暂放电。至今仍然指导着全世界充电器的研制,也是我国电动车行业近几年风行的“负脉冲”充电器的理论依据。

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发表于 2008-2-22 12:07 | 只看该作者
4*,关于阴极硫化和去硫化。硫化产生的原因,世界有两种不同观点,并且都有试验做证明和依据:一是认为电解液中硫酸铅饱和,低温扰动会返还到极板,在负极形成大晶体硫酸铅,大晶体硫酸铅导电极差;二是认为电解液中活性剂的存在,降低了硫酸铅的溶解度,负极板对活性剂的吸附提高了铅析出的超电势,同样使硫酸铅转化为铅的过程受阻,这是更重要的。
关于去硫化,轻度的可用小电流0.05C恒流长时间充,中度的、严重的,可用“水疗”,这些办法全世界都用了几十年了,缺点就是时间长。朱松然老师《铅蓄电池技术》第二版在两个地方论述了硫化和去硫化,第211页-213页和第324页都有论述,其中对第二种观点朱老师讲“若认为吸附是造成不可逆硫酸盐化的原因,则可以用高电流密度(100毫安/平方厘米)充电”。朱老师也指出这种方法产生气体特别是阳极产生大量气体冲刷活性物质的副作用,当然,朱老师如果还是电子技术专家,这个问题是不难解决的。
关于使用添加剂活化液,强化液使硫酸盐化的电极重新活化的问题,朱老师对国产L-50和美国VFBC进行了试验,并在213-214页公布了情况。关于其它添加剂的内容在书中还有几处,对于阳极添加剂,阴极添加剂,电解液添加剂还讲解了机理。
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发表于 2008-2-22 12:08 | 只看该作者
*,关于阳极软化的原因和予防,见158-160页。世界化学界对阳极软化的三种观点,在这里都可以看到。
6*,关于阴、阳极短路的三种情况,见325页、169页等。
7*,关于电池的早期失效, 160-163有精彩的论述。特别是胶体电池的早期失效及其恢复:用适当电流放电到零伏,然后再进行正常充放的方法,非常容易操作和实现。164页介绍了日本解决铅钙合金板栅的蓄电池早期失效(PCL)的问题,在电解液里加添加剂解决的专利,有具体配方。
8,关于活性物质的电化当量见11页;阳极活性物质的成分和形成,见154页;阴极活性物质的成分和形成,见178-179页。影响电池寿命的主要是阳极和板栅,122页-127页重点细致的分析了板栅问题。
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发表于 2008-2-22 12:09 | 只看该作者
9,关于多孔电极的理论,有多种模型,见25页、26-36页、36-43页。从不同角度观察分析电池容量、寿命、故障,提出相应的解决方案。
10*,关于使用时充、放电电池发热的问题。充电有三种热,放电有两种热,共同的是,电流克服两极极化和电池内阻做的功为放热,Q=I(U-E)t,见58页。充电的另一项放热为氧循环产生的热,氧循环发热见261-262页。根据热力学第二定律,有个热效应,充电为放热,放电为吸热,理论计算值大约为每安时292焦耳。80页-83页,阐述了内阻的定义和测量;极化参见318页。
11*,关于钝化。钝化对电池而言是不好的,也是不可避免的,阴阳极都存在钝化问题。朱老师在158-160页讲解了阳极钝化,在179页讲解了阴极钝化,都给出了定义,并进行了分析,给出降低钝化的措施。
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发表于 2008-2-22 12:09 | 只看该作者
12,关于电导。中学阶段学的电阻导电一般指自由电子导电,计算电阻值的公式R=ρ*L/S,式中R为电阻,基本单位为欧姆,ρ是电阻系数,L为导体长度,S为均匀导体的横截面积;对半导体空穴导电,溶液的离子导电提到了一下;电池里则是三种都有,主要还是离子导电。这里引入一个新的概念“电导率”,电导率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数。在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。水的电导是衡量水质的一个很重要的指标。它能反映出水中存在的电解质的程度。根据水溶液中电解质的浓度不同,则溶液导电的程度也不同。通过测定溶液的导电度来分析电解质在溶解中的溶解度。这就是电导仪的基本分析方法。X
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发表于 2008-2-22 13:59 | 只看该作者
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发表于 2008-2-22 14:37 | 只看该作者
溶液的电导率与离子的种类有关。同样浓度电解质,它们的电导率也不一样。通常是强酸的电导率最大,强碱和它与强酸生成的盐类次之,而弱酸和弱碱的电导率最小。因此,通过对水的电导的测定,对水质的概况就有了初步的了解。电阻率的倒数即称之为电导率L。在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。电导L的计算式如下式所示: L=l/R=S/l0电导的单位用姆欧又称西门子。用S表示,由于S单位太大。常采用毫西门子,微西门子单位1S=103mS=106μS。这里引入另一个新的概念当量电导。液体的电导仅说明溶液的导电性能与几何尺寸间的关系,未体现出溶液浓度与电性能的关系。为了能区分各种介质组成溶液的导电性能,必须在电导率的要领引入浓度的关系,这就提出了当量电导的概念。所谓的当量电导就是指把1g当量电解质的溶液全部置于相距为1cm的两板间的溶液的电导,符号“λ”。由于在电导率的基础上引入了浓度的概念。因此各种水溶液的导电来表示和比较了。
在水质监测中,一般通过对溶液电导的测量可掌握水中所溶解的总无机盐类的浓度指标。即使在纯水中也存在着H+和OH-两种离子,经常说,纯水是电的不良导体,但是严格地说水仍是一种很弱的电解质。理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS.cm-1,电阻为18.3MΩ.cm(25℃)。
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发表于 2008-2-22 14:39 | 只看该作者
充电器的有关知识

充电器的分类:用有、无工频(50赫兹)变压器区分,可分为两大类。货运三轮充电器一般使用带工频变压器的充电机,体积大、重量大,费电,但是可靠,便宜;电动自行车和电摩则使用所谓开关电源式充电器,省电,效率高,但是易坏。
开关电源式充电器的正确操作是:充电时,先插电池,后加市电;充足后,先切断市电,后拔电池插头。如果在充电时先拔电池插头,特别是充电电流大(红灯)时,非常容易损坏充电器。
常用的开关电源式充电器又分半桥式和单激式两大类,单激类又分为正激式和反激式两类。半桥式成本高,性能好,常用于带负脉冲的充电器;单激式成本低,市场占有率高。
关于负脉冲充电器
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发表于 2008-2-22 14:44 | 只看该作者
关于负脉冲充电器
铅酸电池已经有100多年的历史了,开始全球普遍沿引老的观点和操作规程:充、放电率为0.1C(C是电池容量)寿命较长。美国人麦斯先生为解决快速充电问题,1967年向全世界公布了他的研究成果,用大于1C率脉冲电流充电,充电间歇时对电池放电。放电有利于消除极化、降低电解液温度、提高极板接受电荷的能力。
我国一些科技工作者在1969年前后,根据麦斯先生的三定律制作成功了多种品牌的快速充电机。充电循环过程是:大电流脉冲充电→切断充电通路→对电池短暂放电→停止放电→接通充电通路→大电流脉冲充电……
2000年前后,有人将这一原理用到了电动车充电器中,充电过程中,不切断充电通路,用小电阻将电池短路瞬间,进行放电。短路时由于不切断充电通路,在充电通路中串连了电感。一般在1秒内短路3-5毫秒(1秒=1000毫秒),由于电感里的电流不能跳变,短路时间短促,可以保护充电器的电源转换部分。如果把充电电流方向叫正,放电自然为负了,电动车业就出现了名词“负脉冲充电器”,而且称可以延长电池寿命等等。
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发表于 2008-2-22 14:46 | 只看该作者
关于三段式充电器
近几年,电动车普遍使用了所谓三段式充电器,第一个阶段叫恒流阶段,第二个阶段叫恒压阶段,第三个阶段叫涓流阶段。从电子技术角度针对电池而言:第一个阶段叫充电限流阶段,第二个阶段叫高恒压阶段,第三个阶段叫低恒压阶段比较贴切。第二阶段和第三阶段转换时,面板指示灯相应变换,大多数充电器第一、二阶段是红灯,第三阶段变绿灯。第二阶段和第三阶段的相互转换是由充电电流决定的,大于某电流进入第一第二阶段,小于某电流进入第三阶段。这个电流叫转换电流,也叫转折电流。
早期充电器,包括名牌车配套的充电器,虽然也变灯,但实际是恒压限流充电器,并不是三阶段充电器。一般这类就一个稳定电压值,44.2V左右,对当时的高比重硫酸的电池还凑合。
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发表于 2008-2-22 14:47 | 只看该作者
首先讨论涓流阶段的低恒压值,参考电压为42.5V左右。此值高将使电池失水,容易使电池发热变形;此值低不利于电池充足电。此值在南方要低于41.5V;胶体电池要低于41.5V,如在南方还要低一点儿。这个参数是相对严格的,不可以大于参考值。
其次讨论第二阶段的高恒压值,参考电压为44.5V左右。此值高有利于快速充足电,但是容易使电池失水,充电后期电流下不来,结果使电池发热变形;此值低不利于电池快速充足电,有利于向涓流阶段转换。这个值虽然没有第一个值那样严格,但是也不要过高。
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发表于 2008-2-22 14:48 | 只看该作者
最后讨论转换电流,参考电流为300毫安左右。此值高有利于电池寿命,不容易发热变形,但不利于电池快速充足电;此值低(对外行)有利于充足电,但是由于较长时间高电压充电,容易使电池失水,使电池发热变形。特别个别电池出现问题时,充电电流降不到转折电流以下时,会连累好电池也被充坏。给出的参考值有一定范围,正负50毫安甚至100毫安都是允许的,但是不允许小于200毫安。
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发表于 2008-2-22 14:49 | 只看该作者
目前,市场上出现了很多高恒压值为46.5V、低恒压值为41.5V、转折电流大于500毫安的反激式廉价充电器。
如果是四块12V电池的充电器即48V充电器,前两个参数为前述电压参考值除以三乘以四。高恒压值为59.5V左右、低恒压值为56.5V左右。
电池如果比10Ah大,将第三个参数电流值适当增大,例如17Ah电池可大到500毫安。
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发表于 2008-2-22 14:49 | 只看该作者
买新充电器要检查三段式充电器的三个重要参数,用户一般可以自己测得第三阶段的低恒压值。方法是,不接电池,给充电器加市电,用数字万用表的200V直流电压档测充电器的输出电压。另两个参数高恒压值和转折电流一般需要专用工具才能测得。
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发表于 2008-2-22 14:50 | 只看该作者
再补充一些正确的充电方法:1,变绿灯后再接着充2-3小时。2,原则是浅放(电)勤充(电),就是骑行不足够远,也要及时充电,避免放光再充电。3,长期不骑,要定期(2-3个月)充电一次。4,长期浅放的电池,3个月左右,作一次深放电,就是所谓放光再充电,有利于电池深部的长期不动的物质的活化。放光的意思是,骑到控制器电池欠压保护动作为止。
需要提醒客户几点:1,一般新电池投入使用8-10个月后,要对电池进行检查和维护。2,一般名牌车配套的充电器是经过筛选的,通常不用测试,但是单独到市场上采购的非配套充电器,一定要进行前述三个参数的测试。3,有一种不带工频变压器的可控硅充电机,直接整流市电为电池充电,电流可到30A,电压12V-80V可调,未彻底切断市电前,千万不要摸电池,货运三轮使用这类充电机的客户特别要注意安全。
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发表于 2008-2-22 14:51 | 只看该作者
电池的各种失效模式中,只能说某一种原因占主要地位。我们可以认为一只旧的电池,其各种原因都是存在的。也就是说,我们说一只电池硫化的时候,并不是说它只有硫化,而是说,影响电池性能的主要问题是硫化。其它如失水、正极板栅腐蚀、正极活性物质组份的变化、正极活性物质结构的变化等等肯定在一定程度上存在。这也就是通常我们不能通过消除硫化使电池完全恢复的原因。
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发表于 2008-2-22 14:51 | 只看该作者
对维修效果,解剖观察是最重要的基本功,以后不要轻易用钢锯锯,微小的震动也会破坏原貌,建议用加热的锯条进行热切割。关于阴、阳极板是交错的,而且阴极比阳极多一块,这样最外面的是阴极极板。根据我的经验,你讲的腐蚀了的是阳极极板,阳极寿命最短。维修单格是维修电池的最高境界,说白了,维修阳极是维修电池的最高境界。
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发表于 2008-2-22 14:52 | 只看该作者
如果板栅(类似那个钢筋)完好,中间填充的物质掉了,一般商业维修的意义不大了,这些填充物叫铅膏,经化成后多数形成活性物质,其中阳极经若干次充、放电循环后,就会逐渐变质脱离相互连接,这就是你讲的阳极软化。长时间大电流放电会加速阳极软化,电摩电池的损坏这类情况居多。板栅(类似那个钢筋)腐蚀断,注意断开位置,如果是焊接处,那就是我在前面讲的,即使是相同物质由于晶格不同,在电解液里也形成电池。电池长时间不通电不好,经常通电,电压过高、过低都会加剧板栅腐蚀。
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发表于 2008-2-22 14:54 | 只看该作者
请大家马上作试验1:喝口普通水(自来水、纯净水、茶水都行),吐到手心,取一个铝质硬币放到水中,然后将万用表表笔,黑表笔接触铝币,红表笔插入水中。如果表在电压档,电压可到0.6伏特;如果表在电流档(如是指针表,请用50微安档),电流可到30微安以上。解释:由于水就是电解质,铜表笔和铝币分别是正、负极板,形成了电池。用1元镀镍币,结果一样。但是,用新的5角铜币,正负极相反,虽然都是铜材,但是有差异,当然电势接近,所以电流要小很多。
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发表于 2008-2-22 14:54 | 只看该作者
任何不同金属在电解液里都可以形成电池,因为其电极电势不同;即使是相同金属,由于某种原因,例如机械碰撞或焊接局部受热变形也会造成电势不同,在电解液里同样可以形成电池(由此极板很容易从汇流排的焊接处腐蚀断裂)。很多非金属也有电极电势,在电解液里也可以形成电池。二氧化铅是可以导电的,它的导电机理既有自由电子导电,又有半导体空穴导电。
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