電動助力車電池常見故障分析

電動助力車電池常見故障分析1．負(fù)極板的鈍化對于鉛酸蓄電池而言，通常在常溫、低倍率放電時，電池的容量、放電性能受限于正極板；而對于低溫(一15。C以下)高倍率(1小時率以上)放電時，電池的容量、放電性能受限于負(fù)極板。在低溫和高倍率放電的情況下，出現(xiàn)電池放電容量減小(特別是大電流放電時)、電池內(nèi)阻大的現(xiàn)象。此時用鎘電極測量，發(fā)現(xiàn)負(fù)極電勢明顯正移。將問題負(fù)極板用新的負(fù)極板代替，電池性能恢復(fù)。這種現(xiàn)象就是負(fù)極板的鈍化。電動助力車電池在使用4個月以后，發(fā)現(xiàn)行駛里程明顯減小，常常是由于負(fù)極板的鈍化所形成。負(fù)極板鈍化的實質(zhì)負(fù)極板鈍化是由于硫酸鹽層(PbS0。)將反應(yīng)物和電解液隔離所造成。(注：并非板柵和活物質(zhì)之間)影響鈍化的因素覆蓋在鉛電極上的PbS0。層的致密程度決定電極的鈍化程度，而致密程度取決于PbS0。沉淀時在硫酸溶液中的過飽和度，過飽和度越大，PbS04沉淀晶粒越致密，覆蓋層越致密。因此，影響PbS0。在硫酸溶液中過飽和度的因素也是影響鈍化的因素。影響PbS0。在硫酸溶液中過飽和度的因素有：放電時的電流密度：高電流密度放電，意味著在短時間內(nèi)有大量的鉛離子轉(zhuǎn)入溶液，然而，形成一個新的晶核需要有一個誘導(dǎo)時間，于是在這段時間內(nèi)只有離子產(chǎn)生，沒有消耗，就會形成較大的過飽和度。與低電流密度相比，就能形成數(shù)量較多、尺寸較小的晶核，從而形成致密的PbS0。鹽層而導(dǎo)致鈍化。硫酸含量：PbS0。在硫酸中的溶解度隨硫酸的含量的增加而減小。如果放電電流密度恒定，則放電時產(chǎn)生的鉛離子速度未變，在硫酸溶液中，由于硫酸鉛溶解度低，Pb他產(chǎn)生的速度未變，則等于Pb地濃度增高，易形成飽和，形成了較大的過飽和度，促進(jìn)了鈍化。這就提醒我們：在電池灌酸時盡量考慮用較低濃度的硫酸溶液，以避免負(fù)極板的鈍化。溫度：PbS0。在硫酸溶液中的溶解度，在蓄電池通常使用的硫酸含量的范圍內(nèi)，隨溶液溫度的提高而增加。如果放電電流密度恒定，則放電時產(chǎn)生的鉛離子速度未變，硫酸也未變，則低溫下和高溫相比溶液更易飽和，形成較大的過飽和度，促進(jìn)了鈍化。2．極板的硫化硫酸鹽化是鉛蓄電池特有的現(xiàn)象。引起硫酸鹽化的主要原因除了電池長時間處于充電不足或放電后未及時充電之外，失水也是十分重要的因素，因為電動助力車電池的貧液結(jié)構(gòu)要求高密度的電解液，失水后密度更高，使硫酸鹽化的速度加快。3．電池失水電動助力車電池依靠內(nèi)部的氫氧復(fù)合來實現(xiàn)控制失水的，充電電壓過高、充電流過大，會降低氧復(fù)合反應(yīng)效率，導(dǎo)致水分損失。此外，溫度偏高、排氣閥開啟壓力過低和容器采用水蒸氣及氧氣保持性能差的材料(如ABS)、容器密封性能不好等也會加快電池失水速度。失水大的另一原因是合金雜質(zhì)含量高。4．正極板柵的腐蝕與變形正極板柵的腐蝕實際上就是充電時鉛發(fā)生陽極氧化的過程，其結(jié)果是使合金表面生成氧化物膜。

此外，閥控電池的貧液結(jié)構(gòu)及內(nèi)壓力的存在，使氧氣易于向板柵方向擴(kuò)散至金屬氧化物膜界面上，并將基體Pb進(jìn)一步氧化。板柵腐蝕消耗水(Pb+0：=Pb0：)，而失水又使電液密度升高，會加快板柵的腐蝕。如果腐蝕嚴(yán)重會使極板彎曲變形，并引起隔板損壞與短路故障。5．正極活性物軟化在新的正極板中，活性物質(zhì)一部分以Q—pb0。的形式存在，隨著充放電循環(huán)的反復(fù)進(jìn)行，Q—pboz逐漸轉(zhuǎn)化為B—pb0：。由于B-pb0：的晶體尺寸小于Q—pb0：，且B—pboz晶粒之問的結(jié)合力差，因此使用后期活性物質(zhì)發(fā)生軟化并脫落。促使正極活性物質(zhì)軟化的原因有：充放電電流過大、低溫放電及電液密度過高、放電深度過大等。軟化速度快的另～原因是極板在生產(chǎn)過程中固化不好。電池采用緊裝配形式可以減緩軟化速度。6．極板短路引起短路的主要原因有正極板柵腐蝕、變形；極板的嚴(yán)重硫酸鹽化；焊接中的流鉛。7．熱失控?zé)崾Э厥窃诤銐撼潆姇r發(fā)生的一種打破充電平衡狀態(tài)的現(xiàn)象，此時，蓄電池的充電電流和溫度互相促進(jìn)增強(qiáng)，最后導(dǎo)致蓄電池因溫度過高而報廢，突出的表現(xiàn)為外殼鼓脹。隨著電池充電的進(jìn)行，電池的溫度逐漸升高，充電接受能力增強(qiáng)，電流增大，正極板上的氧氣量增加，在負(fù)極板上的吸收反應(yīng)速度增加，焦耳熱量增加，當(dāng)熱量增加的速度大于蓄電池的散熱速度時，蓄電池的溫度不能保持在一定的數(shù)值上，則蓄電池溫度增加，進(jìn)一步促使充電電流增加，如此造成惡性循環(huán)，終于導(dǎo)致熱失控。對于小密電池的電動自行車電池來說，熱失控是一個應(yīng)該引起重視的問題，其原因有：電池缺水；橡膠閥老化粘死；電池密封不好；極板合金問題；電解液中有雜質(zhì)或添加了某種不良添加劑；充電電壓設(shè)置過高；電池殼體質(zhì)量引起的滲水；電池散熱空間小或環(huán)境溫度較高。在配套車用充電器質(zhì)量差時，常常在恒壓充電階段(三段式充電器的第二個階段)隨充電的進(jìn)行，充電器內(nèi)溫度逐漸增加，造成電子元器件參數(shù)的漂移，結(jié)果恒壓值隨溫度增加而增加，