电动车铅酸蓄电池的正确使用和维护保养

电动车铅酸蓄电池的正确使用和维护保养

摘要：提高铅酸电池的使用寿命，除需要对生产技术要素进行改进外，电池的维护和修复也是一个很重要的环节，有效的电池维护和修复方法有助于延长电池寿命。本文描述了电动车铅酸蓄电池工作原理及寿命的定义，分析了电动自行车电池充放电过程中的问题，提出了延长电池使用寿命的方法，介绍一些日常的维护方法以及现有修复仪器的使用情况。 关键词：电动自行车；铅酸蓄电池；维护

0 引言

车载能源系统是电动车商业化的主要障碍，无论是现在还是可以预见的将来，电动车发展的大多数重要方面都会与开发不同种类的能源有关。电动车的车载能源包括蓄电池、燃料电池、超级电容和飞轮等多个种类。而由于蓄电池的技术成熟性和经济性，蓄电池在现在和将来很长一段时间内，都将成为电动车的主要车载能源。长期以来，电动自行车蓄电池存在的主要问题就是使用寿命短，往往达不到正常的使用期限便不能使用了。从国内外电动自行车蓄电池使用情况看，发现它们除了有制造材料和生产工艺方面的问题，更多的却是使用过程中充放电不当所造成的。本文主要针对铅酸蓄电池充电和放电不当对蓄电池使用寿命的影响问题进行分析，提出一些对用户在使用过程中有助于延长电池寿命的维护方法，以及相关的修复仪器的使用情况。

1 电动车铅酸蓄电池

目前能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池，即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子蓄电池。胶体铅酸蓄电池是铅酸蓄电池的改进型，用胶体电解液代换硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面都优于阀控铅酸蓄电池。镍氢蓄电池和锂离子蓄电池成本太高，价格昂贵，还没有得到进一步推广使用。而铅酸蓄电池由于性能可靠，生产工艺成熟，价格低廉，是目前业已商品化的可用于电动车的电池之一。

1)蓄电池电池工作原理

铅酸蓄电池的负极是海绵状的铅制成，正极是二氧化铅制成，海绵状的铅和二氧化铅均为活性物质，在比重为1．28的硫酸水溶液(电解液)中进行电化学反应。

放电反应：Pb+Pb02+2H2S04=2PbSO4+2H2O

充电反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4

铅酸蓄电池充电时，变成硫酸铅的正负两极的海绵状的铅，把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，在电流作用下能重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状的铅，电解液中的硫酸浓度不断增大；反之，放电时，正极中的氧化铅和负极板上的海绵状的铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，而电解液中的硫酸浓度渐渐降低。

2)电池的组合与主要构件

铅酸密封蓄电池由正、负极板、隔板和电解液、电池槽及连接条(或铅零件)、接线端子和排气阀等组成。一只蓄电池一般由3个单格(6V电池)或6个单格(12V电池)组合而成。

每个单格由若干片正极板与若干片负极板(负极板比正极板多一片)，间隔重叠而成，中间用超细玻璃纤维隔板隔离。数片正极板用铅合金焊接在一起组成正极群，同样数片负极板用铅合金焊接在一起组成负极群，正、负两极群都装于电池槽内组成单体蓄电池。单体电池之间用铅零件或连接条从单格之间的电池槽隔板顶端(或穿孔或穿壁焊)以串联形式连在一起。电池槽盖用密封胶粘结。首尾单格作引出端子，引出正负极。

极板是蓄电池的核心部件，被誉为蓄电池的“心脏”。极板硫化是铅蓄电池常见的故障，也是电池损坏的主要因素之一。隔板被誉为蓄电池“第三电极”。它用以隔离正、负极，防止短路。作为电解液的载体，它能够吸收大量电解液，起到离子良好扩散(离子导电)的作用。对密封蓄电池而言，隔板还作为正极板产生氧气到达负极板的“通道”，使其顺利地建立氧循环，减少水损失。采用超细玻璃纤维是让隔板式蓄电池实现免维护的关键。电解液主要由蒸馏水与硫酸组成，配以一些添加剂混合而成。主要作用：一是参与电化学反应，是蓄电池活性物质之一；二是起导电作用，蓄电池使用时通过电解液中离子迁移，起到导电作用，使电化学反应得以顺利进行。

2 蓄电池充放电问题及其危害

电动车电池一般一年左右就要更换新电池，对电动车用户来说是一个比较重的负担。正常使用蓄电池的充放电循环可达300次以上，而实际使用过程中往往发现蓄电池的寿命远远低于这个充放电循环次数。蓄电池的一个工作循环为充电与放电过程，因此，充放电过程对蓄电池寿命起着至关重要的影响。

1)充电不足和过充电

当铅酸蓄电池充电不足时，正负两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，部分硫酸铅得不到及时还原而残留在极板上，残留的硫酸铅又会析出并在极板上重新结晶。如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣、寿命降低。

反之如果电池过充，负极产生的氧气量大于负极的吸附能力，使得蓄电池内压增大，导致气体外溢，电解液减少，还可能导致活性物质软化或脱落，活性物质因脱落而减少，使蓄电池容量下降，当极板上活性物质减少到一定的程度后，蓄电池便不能发挥作用，电池寿命大大缩短。当前许多电动自动车的电池，使用一年甚至几个月，大量电池就出现失水胀肚的报废原凶，归根结底，大都是严重地过充电导致热失控造成的。

2)大电流放电与过放电

蓄电池放电过程中主要的损坏因素有两个：一是大电流放电。一般的铅酸电池最大放电电流为12A，而电动自行车选用胶体电池，所以最大放电电流更小。电动自行车在采用电起动时，蓄电池属于大电流放电，这时极板表面快速生成一层硫酸铅，它隔绝了电解液与深层中的活性物质发生反应，使蓄电池内阻增大、电压降低，速率提高，不能发挥出应有的效能。如果驾驶人员常连续使用电起动，使得蓄电池更进一步过度地大电流放电。这样造成短时间内生成大量的硫酸铅，体积过分膨胀，对活性物质的结合力下降，使极板变形、弯曲，加速活性物质脱落，直至极板断裂损坏。二是过放电，过放电可加剧板栅腐蚀，在板栅活性物质界面产生高电阻层，并引起正极活性物质软化脱落，使电池放电容量迅速下降，促使电池早期失效。

3 蓄电池的运行维护

1)蓄电池正确维护

蓄电池的寿命主要是由其内在质量决定的。蓄电池在一定意义上是可以通过修复来延长使用寿命，但这是有条件的。正常的蓄电池，若能有良好的使用维护，就能充分发挥蓄电池潜力，达到应有的使用寿命；否则，不但不能充分发挥蓄电池潜力，而且使用寿命也会明显缩短。

(1)要及时充电

蓄电池放电时就开始了盐化反应(硫化反应)，及时充电可以将具有活性的硫酸铅及时转化为活性的海绵状的铅和二氧化铅，若放置12小时以上，活性的硫酸铅就会再次结晶成为较大晶体颗粒，成为不可逆盐化(硫化)。如果每次骑行都需要及时充电，使电池处于浅循环状态，会延长电池的使用寿命。遇到电池系统有两只电池端电压低于2．18V，或电池放电量在20％以上或搁置停用时间超过3个月，或全浮充电运行达6个月等情况，应及时对电池进行充电。

(2)选择与蓄电池匹配的充电器

充电器决定了对蓄电池的充电电流大小、充电的控制方式，直接影响蓄电池的寿命。蓄电池组的容量和电压决定了充电的参数，所以，充电器应采用充电参数与蓄电池特性匹配和有防止热火、失控保护的充电器。确保电池可充满，不会因欠充造成电池容量不正常的衰减，又要确保电池在全寿命期间不会因过充而产生热失控。

(3)养成良好的骑行方法

首先，不要在无初速度状态下直接电启动，骑行时，遇到爬坡，可以适当加上人力骑行，切忌突然加速。因为在上述情况下，瞬间电流可达到十几安培，长时间大电流放电会加重盐化，会因电池温度过高形成失水、极板变形、活性物质脱落等现象，使电池寿命缩短；骑行中应根据路况巧妙利用滑行，尽量减少强行刹车和反复启动，这样既可以节约能源，又可以延长蓄电池的使用寿命。滑行过程是不耗电的，就电池来说，偶尔让它休息一下比较好，电池内的两种物质发生化学反应时，就会产生电力。但是它们发生化学反应时，其实是从一端流到另一端的。物质在它们原始位置时的化学反应是最大的，所以暂停供电时段就给这些成分一个均衡的机会。如果这些液态物质回流到它们应该处的位置，电池就能够产生更大的电力。所以，用不同的骑行方法对电池的保护是有用的。此外，减小车身自重，去掉不必要的装饰件，不要搭载重物。

(4)要尽量少深度放电，但也要定期深度放电用在汽车上的铅酸蓄电池只是在点火时单向放电，点火后发电机会对电池自动充电，不造成电池深度放电。而电动自行车在骑行时不可能充电，经常会超过60％的深度放电，深度放电时，硫酸铅浓度增加，会在极板深处生成较多的硫酸铅。但也有必要进行定期深度放电，一般2个月进行1～2次深度放电，对电池容量的提升是有益的。所谓深度放电是指在平坦路面上，正常负荷条件下骑行到第一次欠压保护的完全放电，或者用放电仪进行完全放电，也就是使每个单体电压下降到1．75V。然后再给电动车进行完全充电，这样会使电池容量略有提升。

(5)启用电压一温度补偿功能

蓄电池对温度非常敏感，电池电压与环境温度有关，建议启用电压一温度补偿功能。单只电压一温度补偿系数要视电池类型而区别，通常可取2～3．6mV／℃。

2)蓄电池修复仪器的使用

近年来，国内的蓄电池各种各样的脉冲修复仪多得让人眼花缭乱，其功能也被说得天花乱坠。不同型号的仪表测量结果的差异性较大，由于各种测量仪的测量频率、测量方法(相位差法、有效值法、调制解调法、比较法等等)和测量电流相差较大，使得使用不同的测量仪对同一块电池的测量结果相差较大。造成用户选择仪表的困难，以及对于仪表测量结果的可信度的怀疑。

(1)可除硫充电器

可除硫充电器的工作原理：周期性地采用10％～20％的过充电的方法，还原电池的硫酸铅结晶。可除硫充电器可以在充电时除硫，但会造成欠充或过充，也忽略了电池放电过程才是最主要的硫化过程这一事实。所以，效果并不理想，大部分用户在具备电动车配备的充电器后会放弃这种重复投资的除硫方式。

(2)铅酸蓄电延生器

据称，只要将铅酸蓄电延生器接在电池组上，靠电池组自身供电，可在充电、存放和放电时都能对电池有修复作用，可延长电池寿命一倍上，但经过试验，效果并不明显。

(3)蓄电池延寿修复器

利用电子的脉冲功能，通过设备发出电子脉冲波，连续清除极板上的硫酸结晶物，去除铅酸蓄电池的硫化现象，并有效防止新的硫化结晶物的产生，从而使废旧蓄电池恢复原动力，实现铅酸蓄电池再生。经过近几年的实践验证，是一个行之有效、切实可行的方法。

蓄电池延寿修复器的工作原理：根据原子物理学和固体物理学的原理，硫离子具有5个不同的能级状态，每一个特定的能级都有唯一的谐振频率，处于亚稳定能级状态的离子会趋向或迁落到最稳定的最低能级(共价键能级)，通过提供给一定的能量阻止这种情况发生，使得被激活的分子迁移到更高的能级状态，从而才能转化为溶解于电解液的自由离子，参与电化学反应。

蓄电池延寿修复器的作用：①通过连续充放特殊脉冲电流，把覆盖电极板上的硫酸铅沉淀物逐渐催化分解，且不会损伤电极板；②将硫酸铅分解为铅、二氧化铅、水，还原在电解溶液中，还原蓄电池容量，延长使用寿命(剥离的硫酸铅还原在电解液中)；③蓄电池在大电流放电或深度放电时，极板析气会产生大量的气泡，这些附在极板上的绝缘的气泡使电极板有效面积减少，造成极板的不可逆损伤。蓄电池延寿修复器产生的特殊脉冲可以清除极板上的这些气泡，保护了蓄电池电极板，非常有效地延长了蓄电池寿命。

家用的蓄电池延寿修复器是利用脉冲电波形对蓄电池进行修复和维护的，是需要长期使用的。蓄电池延寿修复器一般有二种方式接在蓄电池上(并联)。一种是有二个插头，一个插头插在电瓶充电接座上，另一个插头与充电器插头对接；另一种是有红、黑二根接线，分别接在电瓶组的正、负极上。这种方式对安装要求高些，需要打开电瓶组的盒子，用电烙铁将接线焊在正、负极上，再用双面胶将蓄电池延寿修复器固定在电瓶组盒内的空档中。安装好以后24小时工作，能更好地起到修复和维护蓄电池的作用。在实践中证实：后一种方式更适合对电动自行车蓄电池的修复和维护。

4 结束语

上述蓄电池使用过程中充放电不当对蓄电池所造成的破坏是不容忽视，它直接影响到蓄电池使用寿命。通过对铅酸蓄电池充放电过程进行分析，进一步了解

充放电不当对蓄电池损坏的影响，提高用户的维护意识。让用户自主加入到维护工作当中来，对蓄电池的使用来说，无疑是可行的、有现实意义的。

蓄电池/电瓶是电动自行车的动力源，又是一种易耗品，并且价格较高，因此使蓄电池保持良好的工作状态，延长其使用寿命，无论从环保或经济角度讲，都有很大的实用价值。 以下是蓄电池的一些保养方法（下面是从普通电动车用户角度讲，对维修以及电池本身的质量我们在这里不讲述，读者可以参考我们后面的讲解或其他资料）：

1、新购回来的电动车应先充足电再使用。因为许多电动车在商店已搁置了几个月，甚至半年以上，所以必须先充足电后再使用，充足电后最好不要立即使用，需静置十分钟左右。

2、电瓶拿下来充电，安装的时候，电瓶在电动自行车上安装要牢固，以防骑行时电瓶受振动损害。 电池在搬运中，禁止摔掷、滚翻、重压。

3、经常清除电瓶盖上的灰尘、污物，注意保持电瓶干燥、清洁，以防电瓶自行放电。

4、绝对不能让电瓶长期处于电量不足的状态，并且要养成每天晚上为电瓶充电的良好习惯。长期不用，应该充满电，放置阴凉干燥处，并定期充电（一般10天）。

5、电动自行车刚起动时，要用脚踏（无脚踏的可以用脚推地面的方式）帮助起动，上坡时候，用脚踏帮助电动车上坡，以免放电电流过大而损坏电瓶。

6、骑行时，要注意不能让电瓶过放电，蓄电池放电到终止电压后，继续放电称为过放电。过放电容易引起电瓶严重亏电，从而大大地缩短其使用寿命。所以蓄电池使用时应尽量避免深度放电，做到浅放勤充，一般情况应做到：蓄电池以放电深度为50%时充一次电最佳。

电动自行车上一般都设有欠压保护功能，当电瓶电量显示器只有一只显示灯亮时，应该关闭电源，使用脚踏，并尽量尽可能快对电瓶进行充电，以免电瓶过放电。

蓄电池放电到终止电压时内阻较大，电解液浓度非常稀薄，特别是极板孔内及表面几乎处于中性，过放电时内阻有发热倾向，体积膨胀，放电电流较大时，明显发热甚至出现发热变形，这时硫酸铅浓度特别大，生存晶枝短路的可能性增大，况且此时硫酸铅会结晶成较大颗粒，即形成不可逆硫酸盐化，将进一步增大内阻，充电恢复能力很差，甚至无法修复。

蓄电池使用时应防止过放电，采取“欠压保护”是很有效的措施。另外，由于电动车“欠压保护”是由控制器控制的，但控制器以外的其他一些设备如电压表、指示灯等耗电电器是由蓄电池直接供电的，其电源的供给一般不受控制器控制，电动车锁开关一旦合上就开始用电。虽然电流小，但若长时间放电1-2周就会出现过放电。因此，不得长时间开锁，不用时应立即关掉。

7、避免过充电，当充电器显示充满就停止充电，不能一充电就一夜甚至几天。过充电会促使极板活性物质硬化脱落，并产生失水和蓄电池变形。蓄电池在高温季节运行，主要存在过充电的问题。因此，夏天应尽量降低蓄电池温度，保证良好的散热，防止在烈日暴晒后即充电，并应远离热源。

避免过充电，另外要选择充电器参数要与蓄电池良好匹配，要充分了解蓄电池在高温季节的运行状况，以及整个使用寿命期间的变化情况。使用时不要将蓄电池置于过热环境中，特别是充电时应远离热源。蓄电池受热后要采取降温措施，待

蓄电池温度恢复正常时方可进行充电。蓄电池的安装位置应尽可能保证良好散热，发现过热时应停止充电，应对充电器和蓄电池进行检查。蓄电池放电深度较浅时或环境温度偏高时应缩短充电时间。

8、避免长期亏电，长期亏电会使极板硫化。在低温情况下，充电主要存在充电接受能力差、充电不足造成电池亏电的问题。低温时应采取保温防冻措施，特别是充电时应放在温暖的环境中，有利于保证充足电，防止不可逆硫酸盐化的产生，延长蓄电池的使用寿命。

9、防止短路，在安装或使用时应特别小心，所用工具应采取绝缘措施，连线时应先将电池以外的电器连好，经检查无短路，最后连上蓄电池，布线规范应良好绝缘，防止重叠受压产生破裂。禁止用电池短路的方法来检测蓄电池的带电情况，以防止发生爆炸造成人员伤亡

蓄电池在短路状态时，其短路电流可达数百安培。短路接触越牢，短路电流越大，因此所有连接部分都会产生大量热量，在薄弱环节发热量更大，会将连接处熔断，产生短路现象。蓄电池局部可能产生可爆气体或充电时集存的可爆气体，在连接处熔断时产生火花，会引起蓄电池爆炸；若蓄电池短路时间较短或电流不是特别大时，可能不会引起连接处熔断现象，但短路仍会有过热现象，会损坏连接条周围的粘结剂，使其留下漏液等隐患。因此，蓄电池绝对不能有短路产生，在安装或使用时应特别小心，所用工具应采取绝缘措施，连线时应先将电池以外的电器连好，经检查无短路，最后连上蓄电池，布线规范应良好绝缘，防止重叠受压产生破裂。

10、避免蓄电池长时间大电流放电，将极大地损伤电池内部结构。建议车主每次启动时间不能超过5秒。需要两次连续启动，中间要间隔10－15秒的时间。

11、防止在阳光下暴晒，阳光下暴晒会使蓄电池温度增高，蓄电池各活性物质的活度增加，影响蓄电池使用寿命。

12、放电后的蓄电池应及时补充电，不得搁置12小时以上

如何延长电动车铅酸蓄电池寿命

一、令人头痛的电动车电池问题

对于电动自行车来说，发展势头异常迅猛。近几年每年的实际产量都超过社会保有量，这是一个惊人的数据，这表明着电动车的产销上正经历着最辉煌的历史。身在这个红红火火的市场，赚钱并不是太困难的事。但是，每个优势行业都有“软肋”，如果要问在这个行业中搏击的老板级人物，什么是经销电动车最头痛的问题，唯一的答案就是电池寿命短。

现在大部分厂家都承诺电池质保一年，商家当然就这么宣传，可是半年后问题出来了，大量的用户回来，他们不是来二次消费的，也不是介绍朋友来购车的，而是来更换电池。就算电池厂家履行保修承诺，用户们也不会满意，他们会认为这是电动车的质量问题，经销商花费了大量的精力，还是不能避免被投诉。也许这个问题出在电池制造商那里，可是电池制造商也有苦衷，电池的设计及循环放电试验都表明，电池的循环寿命的确是一年半甚至两年，生产时也严格按照工艺流程控制质量，可半年后很多电池就会老化。有的厂家开始尝试用寿命更长的固体电池、镍电池甚至锂电池代替铅电池，但高昂的成本在以上班族为主消费群的市场面前失去了竞争优势，很多富有开拓和进取精神的厂商被无情地打败。我们都

知道，诸如电视、计算机等很多电子产品的寿命可长达十年，但厂家也只提供一年的质保，而电动车电池最多就两年的寿命，电池制造商们却要硬撑着质保一年，这是为掩饰电动车电池寿命不理想这个无可奈何的现实，同时为稳定用户的消费信心。这个“硬着头皮”质保的方法短期内还能抵挡片刻，时间长了，问题总会凸现出来。所以，这个行业里出现了很多游击队式的厂商，他们以半年为周期，不建立固定客户群，以损害整个行业利益为代价而谋取着他们个人的利益。 那么如何提高电池的寿命，如何改进电池的的使用环境等等问题都是大家非常失望但又关心的问题。为了弄清楚延长电池寿命的途径，首先就要弄清楚电池的失效机理，以便对症下药。

二、电动车铅蓄电池寿命短的原因

从1859年，法国人加斯东普兰特发现了铅酸充放电的现象后，铅酸蓄电池一直是电池领域应用最广泛的产品，如汽车、机车、轮船、飞机、后备供电设备上都有铅酸蓄电池，但我们并有听到很多来自这些领域对铅酸蓄电池的不满，然而，为什么同样的产品到了电动自行车上却是名符其实的“怨声载道”。下面我们从几个方面阐述产生这一问题的原因。

1、铅酸蓄电池工作原理方面的原因

铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，充电时，硫酸铅形成氧化铅，放电时氧化铅又还原为硫酸铅。而硫酸铅是一种非常容易结晶的物质，当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时，就会“抱成”团，结成小晶体，这些小晶体再吸引周围的硫酸铅，就象滚雪球一样形成大的惰性结晶，结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅，还会沉淀附着在电极板上，造成了电极板工作面积下降，这一现象叫硫化，也就是常说的老化。这时电池容量会逐渐下降，直至无法使用。当硫酸铅大量堆集时还会吸引铅微粒形成铅枝，正负极板间的铅枝搭桥就造成电池短路。如果极板表面或密封塑壳有缝隙，硫酸铅结晶就会在这些缝隙内堆积，并产生膨胀张力，最终使极板断裂脱落或外壳破裂，造成电池不可修复性物理损坏。所以，导致铅酸蓄电池失效和损坏的主要机理就是电池本身无法避免的硫化。

2、电动自行车特殊工作环境的原因

只要是铅蓄电池，在使用的过程中都会硫化，但其它领域的铅酸电池却比电动自行车上使用的铅酸电池有着更长的寿命，这是因为电动自行车的铅酸电池有着一个更容易硫化的工作环境。

①深度放电

用在汽车上的铅蓄电池只是在点火时单向放电，点火后发电机会对电池自动充电，不造成电池深度放电。而电动自行车在骑行时不可能充电，经常会超过60%的深度放电，深放电时，硫酸铅浓度增加，硫化就会相当严重。

②大电流放电

电动车20公里巡航电流一般是4A，这个值已经高于其它领域的电池工作电流，而超速超载的电动车的工作电流就更大。电池制造商都进行过1C充电70％，2C放电60％的循环寿命试验。经过这样的寿命试验，可达到充放电循环350次寿命的电池很多，但是实际在用的效果就相差甚远了。这是因为大电流工作增加了50%的放电深度，电池会加速硫化。所以，电动三轮摩托车的电池寿命更短，因为三轮摩托车的车身太重，工作电流达6A以上。

③充放电频率高

用在后备供电领域的电池，只有在停电时才会放电，如果一年停8次电，要达到10年的寿命，只用做到80次循环充电寿命，而电动车一年充放电循环300次以上很常见。

④短时充电

由于电动自行车是交通工具，可充电的时间不多，要在8小时内完成36伏或48伏的20安时充电，这就必须提高充电电压（一般为单节2.7~2.9伏），当充电电压超过单节电池的析氧电压（2.35伏）或析氢电压（2.42伏）时，电池就会因过度析氧而开阀排气，造成失水，使电解液浓度增加，电池的硫化现象加重。 ⑤放电后不能及时充电

作为交通工具，电动自行车的充电及放电被完全分离开来，放电后很难有条件及时充电，而放电后形成的大量硫酸铅如果超过半小时不充电还原为氧化铅，就会硫化结成晶体。

3、铅蓄电池生产方面的原因

针对电动自行车用铅酸蓄电池的特殊性，各个电池制造商采取了多种方法。最典型的方法如下：

①增加极板数量。

把原设计的单格5片6片制改为6片7片制，7片8片制，甚至8片9片制。靠减薄极板厚度和隔板，增加极板数量来提高电池容量。

②提高电池的硫酸比重。

原来浮充电池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之间，而电动自行车的电池的硫酸比重一般都在1.36～1.38左右，这样可以提供较大的电流，提升电池的初期容量。

③增加正极板活性物质氧化铅的用量和比例。

增加氧化铅就增加了参与放电的电化学反应物质，也就增加了放电时间，增加了电池容量。

通过这些措施，电池的初期容量满足了电动自行车的容量要求，特别是改善了电池的大电流放电的特性。但是，极板增加了，硫酸的容量就减少了，电池发热导致大量失水，同时，电池的微短路和铅枝搭桥的概率增加了。提高硫酸比重增加了电池的初期容量，但是，硫化现象就更严重。密封电池的最基本原理之一就是正极板析氧以后，氧气直接到负极板，被负极板吸收而还原为水，考核电池这个技术指标的参数叫做“密封反应效率”，这种现象叫做“氧循环”。这样，电池的失水很少，实现了“免维护”，就是免加水。为此，都要求负极板容量做的比正极板容量大一些，又称为负极过渡。增加正极板活性物质必然使得，负极过渡减少了，氧循环变差了，失水增加了，又会造成硫化。这些措施虽然提升了电池的初期容量，但是却会造成失水和硫化，而失水和硫化又会相互促成，最终结果却是牺牲电池的寿命。

还有就是极群组装虚焊问题。容易产生虚焊的地方是极板。而每个电池的单格有15片极板，就是15个焊点，一个电池有6个单格，就有90个焊点，一组电池由3个12V电池组成，就有270个焊点。如果一个焊点存在虚焊，该单格容量就下降，进而该单格形成电池落后，造成整个电池都落后，电池就会形成严重的不均衡，使这组电池提前失效。就算虚焊控制在万分之一，平均每37组电池就会有一组电池存在虚焊，这是绝对不能够允许的。而铅钙合金板栅的电池，在焊接的时候会析出钙而掩盖虚焊问题，这样，很多电池制造商宁愿采用低锑合金的板栅而没有采用铅钙合金。而低锑合金的板栅析氧析氢电压更低，电池出气量大，

失水相对严重，电池更容易硫化。

4、电动自行车生产方面的原因

大多数车的控制器都留了一个线损插头，很多经销商以去掉限速来招揽顾客。一些车厂干脆就去掉限速器出厂，既可以吸引看重车速的客户，也能降低成本，这样的车在高速行驶时电流非常大，会严重缩短电池寿命。 12V铅酸电池的最低保护电压为10.5V，如果是36V电池组，最低保留电压就是31.5V，目前大多数车厂采用的控制器欠压保护电压也都是31.5V。表面上看这是正确的，但是，实际当36V电池组只剩下31.5V电压时，由于电池存在容量差，肯定就会有一个电池电压低于10.5V，该电池就处于过放电状态。这时候，过放电的电池容量急剧下降，这时对电池的损伤影响不仅仅是该单只电池，而是影响整组电池的寿命。其实，在电池电压低于32V以后一直到27V，所增加的续行能力不到2公里，而对电池的损伤却非常大。只要出现这样的情况10次，电池的容量就会低于标称容量的70%。另外，一些用户发现电池在欠压以后，过10分钟，电池又不欠压了，就又采取给电行驶，这对电池破坏更大，而大多数车的说明书没有给用户以警示。目前多数控制器内部都有可调的电位器，而这个可调的电位器的振动漂移是比较严重的。在价格竞争中，面对更注重车外表的用户群，很少有产品采用抗振动的精密多圈电位器，这样的控制器发生振动后漂移也不奇怪。

5、充电设备的原因

业界广为流传的一句话就是：电池不是用坏的，是充坏的。为了满足电动自行车电池的短时高容量充电，在三段式恒压限流充电中，不得不通过提高恒压值到

2.47V～2.49V。这样，大大超过电池正极板析氧电压和负极板析氢电压。一些充电器制造商的产品为了降低充电时间的指示，提高了恒压转浮充的电流，而使得充电指示充满电以后，还没有充满电，就靠提高浮充电压来弥补。这样，很多充电器的浮充电压超过单格电压2.35V，这样在浮充阶段还在大量析氧。而电池的氧循环又不好，这样在浮充阶段也在不断的排气。恒压值高了，保证了充电时间，但是牺牲的是失水和硫化。恒压值低了，充电时间和充入电量又难以保证。在改善电池的电池板栅合金、提高析气电位、改善氧循环性能，提高密封反应效率的基础上，控制充电最高充电电压在2.42V以下，也就是在析氢电位以下。这样做必然会导致充电时间的延长，这就必须在大电流充电（限流充电）的状态下，加入去极化的负脉冲，改善电池的充电接受能力，在大电流充电的时候多充入一些电量，缩短充电时间。70％的2C电流充电，是电池在充电接受能力比较大的时候，对电池采用大电流充电，对电池的损伤比较小。电池基本上没有高于严重析氢电压。一旦高于析氢电压，电池也会快速的失水。使用这类充电器，必须采用连续充放电，如果中途停止几天充电，电池就会产生比较严重的硫化而提前失效。而用户使用电池，是无法保证每次使用以后，都能够及时充电的，一年以内发生数次没有及时充电的情况，电池的硫化就会积累。多数充电器制造商都说车厂因为价格因素不接受可以保证电池寿命的充电器。应该承认，这是大多数小企业是如此，但是，有发展的、规模性大企业确实出高价也买不到好的充电器。一些充电器制造商把某些功能夸大，成品的功效没有其宣传的那样好。还有不少功能是属于卖概念的功能，实效有限。

6、其它原因

不少电池在单体测试中，可以获得比较好的结果，但是，对于串连电池组来说，由于容量、开路电压、荷电状态、硫化程度各不相同，这个差异会在串连电池组被扩大，状态差的单体会影响整组电池，其寿命明显下降。

从电池在生产线上充电，到用户购车后配车使用这段时间要经过很多环节，间隔时间甚至会长达数月，在这期间，由于没对电池进行补充电，自放电产生的硫酸铅大量堆积结晶，用户刚买到的新电池可能是已经老化甚至报费的电池。 电池厂家在执行质保时，对回收电池并不是完全的淘汰。电池返退以后，电池制造商重新进行充放电检验，在检验中往往会发现有60％以上的单体电池是不符合返退条件的电池。其原因也就是在串连电池组中，个别的电池落后形成整组电池功能下降而引起整组返退。不少电池制造商对返退电池采取配组、补水、除硫、包装后，又重新提供给用户，以提高电池的有效使用寿命，降低报废率，减少电池制造商的部分理索赔的损失，所以，很多经销商已经感觉到厂家提供的电池明显“一代不如一代”。

三、如何解决电池的硫化

要减小电池的硫化，延长电池的使用寿命，首先就要改善电动自行车的工作环境。减小车身自重，去掉不必要的装饰件，适当限速，不搭载重物，长时间不使用电动自行车时要做补充充电，最好每次放电后都能及时充电，做好欠压保护，严防电池过放电，对于标称24V的欠压保护应该设在21.5V～22V，对于标称36V的欠压保护应该选32.5V±0.5V，对于标称48V的应该设在44V～45V。这样的电压对续行能力仅仅减少不到2公里，但是可以有效延长电池的使用寿命。每三个月定期到专业维修点检修电池，及时补水。这些方法简ヒ仔校 贸杀竞艿停 细褡袷厝从幸欢 讯取Ｋ 裕 梢允褂米 诺纳璞附 谐 蛭 ぃ 庑┓椒ㄓ校?

1.使用台式快速除硫设备

台式快速除硫设备的工作原理是高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿消除硫化。这种方法速度快，见效快，可以获得暂时的消除硫化的效果，但是，高电压大电流能击除硫也能除活性物质,在消除硫化中带来严重失水和正极板软化的问题，对电池产生致命的损伤，经过这类设备除硫两次后的电池基本都会报废。另外，目前的专业维修点进行一次除硫收费基本在60~80元之间，最多能延长电池寿命半年，并没有为用户来显著的经济利益。目前,市场上的专业电池维护店主都已经明白了这种方法的危害.于是,又出现了脉冲放电除硫的设备,其实,根本原理并没有变,只是从恒高压恒大电流变成了瞬时峰值高压,还是会损伤极板活性物质,用过这类产品的朋友应该很清楚这点.

2.选择可除硫充电器

目前可除硫充电器有三种工作原理，一种是类同于台式快速除硫设备的工作原理，采用高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿除硫，上面已经说明了这种方法对电池寿命会构成致命伤害，已被市场否定。第二种是采用快速的脉冲前沿的充放电脉冲，利用瞬间峰值，在充电过程中干扰电池的硫化。另一种是周期性的采用10％～20％的过充电的方法，还原电池的硫酸铅结晶。这两种充电器都可以在充电时除硫，但会造成欠充或过充，也忽略了电池放电过程才是最主要的硫化过程这一事实，所以，效果并不理想，大部分用户在具备电动车配备的充电器后会放弃这种重复投资的除硫方式。

3.使用在线式铅酸蓄电池延生器

在线式铅酸蓄电池延生器与电池并联，可二十四小时阻止及消除硫化。这种方法修复比较慢，修复时间比较长，往往在120小时以上，但无论是充电还放电过程都能阻止和消除硫化，修复效果很好。因为采用低电压低电流，延生器不会对电

池极板产生强大冲击而导致失水和软化，这是一种用户一次投入就可以持之以恒的维护方式，特别是对于质量较好的新电池，可延长电池寿命2~5倍，而且一次投入，可伴随电动自动车，下一次更换电池，延生器还可以继续使用，能为用户节约大量的经济成本。如果用户一年更换一次电池，一组电池280元，用户10年就要花费2800元在电池的更换上，就保守的计算，如果使用延生器延长电池寿命两倍，10年也可节约近一半的电池费用。

采取这个方法的意义很大。首先是给用户带来了实实在在的经济效益，减少了用户的麻烦。其次是提高了车厂的声誉，为拓展生产提供了条件。第三，为电动车经销商解决了电池质保的难甚，减少投诉，提高信誉度，增加了利润点，同时，在店面销售上也增加了促成交易的销售方案。第四，可以大大减少电池制造商的理索赔费用。第五，改善电动自行车的形象，拓展电动自行车整体市场的发展。第六，提高电池的利用率，有利于环保。

要是懒得看上面的就看这里6几个小技巧

电动自行车特殊工作环境的原因

只要是铅蓄电池，在使用的过程中都会硫化，但其它领域的铅酸电池却比电动自行车上使用的铅酸电池有着更长的寿命，这是因为电动自行车的铅酸电池有着一个更容易硫化的工作环境。

①深度放电

用在汽车上的铅蓄电池只是在点火时单向放电，点火后发电机会对电池自动充电，不造成电池深度放电。而电动自行车在骑行时不可能充电，经常会超过60%的深度放电，深放电时，硫酸铅浓度增加，硫化就会相当严重。 ②大电流放电

电动车20公里巡航电流一般是4A，这个值已经高于其它领域的电池工作电流，而超速超载的电动车的工作电流就更大。电池制造商都进行过1C充电70％，2C放电60％的循环寿命试验。经过这样的寿命试验，可达到充放电循环350次寿命的电池很多，但是实际在用的效果就相差甚远了。这是因为大电流工作增加了50%的放电深度，电池会加速硫化。所以，电动三轮摩托车的电池寿命更短，因为三轮摩托车的车身太重，工作电流达6A以上。

③充放电频率高

用在后备供电领域的电池，只有在停电时才会放电，如果一年停8次电，要达到10年的寿命，只用做到80次循环充电寿命，而电动车一年充放电循环300次以上很常见。

④短时充电

由于电动自行车是交通工具，可充电的时间不多，要在8小时内完成36伏或48伏的20安时充电，这就必须提高充电电压（一般为单节2.7~2.9伏），当充电电压超过单节电池的析氧电压（2.35伏）或析氢电压（2.42伏）时，电池就会因过度析氧而开阀排气，造成失水，使电解液浓度增加，电池的硫化现象加重。

⑤放电后不能及时充电

作为交通工具，电动自行车的充电及放电被完全分离开来，放电后很难有条件及时充电，而放电后形成的大量硫酸铅如果超过半小时不充电还原为氧化铅，就会硫化结成晶体。

3、铅蓄电池生产方面的原因

针对电动自行车用铅酸蓄电池的特殊性，各个电池制造商采取了多种方法。最典型的方法如下：

①增加极板数量

把原设计的单格5片6片制改为6片7片制，7片8片制，甚至8片9片制。靠减薄极板厚度和隔板，增加极板数量来提高电池容量。

②提高电池的硫酸比重

原来浮充电池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之间，而电动自行车的电池的硫酸比重一般都在1.36～1.38左右，这样可以提供较大的电流，提升电池的初期容量。

③增加正极板活性物质氧化铅的用量和比例

增加氧化铅就增加了参与放电的电化学反应物质，也就增加了放电时间，增加了电池容量。

通过这些措施，电池的初期容量满足了电动自行车的容量要求，特别是改善了电池的大电流放电的特性。但是，极板增加了，硫酸的容量就减少了，电池发热导致大量失水，同时，电池的微短路和铅枝搭桥的概率增加了。提高硫酸比重增加了电池的初期容量，但是，硫化现象就更严重。密封电池的最基本原理之一就是正极板析氧以后，氧气直接到负极板，被负极板吸收而还原为水，考核电池这个技术指标的参数叫做“密封反应效率”，这种现象叫做“氧循环”。这样，电池的失水很少，实现了“免维护”，就是免加水。为此，都要求负极板容量做的比正极板容量大一些，又称为负极过渡。增加正极板活性物质必然使得，负极过渡减少了，氧循环变差了，失水增加了，又会造成硫化。这些措施虽然提升了电池的初期容量，但是却会造成失水和硫化，而失水和硫化又会相互促成，最终结果却是牺牲电池的寿命。

还有就是极群组装虚焊问题。容易产生虚焊的地方是极板。而每个电池的单格有15片极板，就是15个焊点，一个电池有6个单格，就有90个焊点，一组电池由3个12V电池组成，就有270个焊点。如果一个焊点存在虚焊，该单格容量就下降，进而该单格形成电池落后，造成整个电池都落后，电池就会形成严重的不均衡，使这组电池提前失效。就算虚焊控制在万分之一，平均每37组电池就会有一组电池存在虚焊，这是绝对不能够允许的。而铅钙合金板栅的电池，在焊接的时候会析出钙而掩盖虚焊问题，这样，很多电池制造商宁愿采用低锑合金的板栅而没有采用铅钙合金。而低锑合金的板栅析氧析氢电压更低，电池出气量大，失水相对严重，电池更容易硫化。

4、电动自行车生产方面的原因

大多数车的控制器都留了一个线损插头，很多经销商以去掉限速来招揽顾客。一些车厂干脆就去掉限速器出厂，既可以吸引看重车速的客户，也能降低成本，这样的车在高速行驶时电流非常大，会严重缩短电池寿命。

12V铅酸电池的最低保护电压为10.5V，如果是36V电池组，最低保留电压就是31.5V，目前大多数车厂采用的控制器欠压保护电压也都是31.5V。表面上看这是正确的，但是，实际当36V电池组只剩下31.5V电压时，由于电池存在容量差，肯定就会有一个电池电压低于10.5V，该电池就处于过放电状态。这时候，过放电的电池容量急剧下降，这时对电池的损伤影响不仅仅是该单只电池，而是影响整组电池的寿命。其实，在电池电压低于32V以后一直到27V，所增加的续行能力不到2公里，而对电池的损伤却非常大。只要出现这样的情况

10次，电池的容量就会低于标称容量的70%。另外，一些用户发现电池在欠压以后，过10分钟，电池又不欠压了，就又采取给电行驶，这对电池破坏更大，而大多数车的说明书没有给用户以警示。目前多数控制器内部都有可调的电位器，而这个可调的电位器的振动漂移是比较严重的。在价格竞争中，面对更注重车外表的用户群，很少有产品采用抗振动的精密多圈电位器，这样的控制器发生振动后漂移也不奇怪。

5、充电设备的原因

业界广为流传的一句话就是：电池不是用坏的，是充坏的。为了满足电动自行车电池的短时高容量充电，在三段式恒压限流充电中，不得不通过提高恒压值到2.47V～2.49V。这样，大大超过电池正极板析氧电压和负极板析氢电压。一些充电器制造商的产品为了降低充电时间的指示，提高了恒压转浮充的电流，而使得充电指示充满电以后，还没有充满电，就靠提高浮充电压来弥补。这样，很多充电器的浮充电压超过单格电压2.35V，这样在浮充阶段还在大量析氧。而电池的氧循环又不好，这样在浮充阶段也在不断的排气。恒压值高了，保证了充电时间，但是牺牲的是失水和硫化。恒压值低了，充电时间和充入电量又难以保证。在改善电池的电池板栅合金、提高析气电位、改善氧循环性能，提高密封反应效率的基础上，控制充电最高充电电压在2.42V以下，也就是在析氢电位以下。这样做必然会导致充电时间的延长，这就必须在大电流充电（限流充电）的状态下，加入去极化的负脉冲，改善电池的充电接受能力，在大电流充电的时候多充入一些电量，缩短充电时间。70％的2C电流充电，是电池在充电接受能力比较大的时候，对电池采用大电流充电，对电池的损伤比较小。电池基本上没有高于严重析氢电压。一旦高于析氢电压，电池也会快速的失水。使用这类充电器，必须采用连续充放电，如果中途停止几天充电，电池就会产生比较严重的硫化而提前失效。而用户使用电池，是无法保证每次使用以后，都能够及时充电的，一年以内发生数次没有及时充电的情况，电池的硫化就会积累。多数充电器制造商都说车厂因为价格因素不接受可以保证电池寿命的充电器。应该承认，这是大多数小企业是如此，但是，有发展的、规模性大企业确实出高价也买不到好的充电器。一些充电器制造商把某些功能夸大，成品的功效没有其宣传的那样好。还有不少功能是属于卖概念的功能，实效有限。

6、其它原因

不少电池在单体测试中，可以获得比较好的结果，但是，对于串连电池组来说，由于容量、开路电压、荷电状态、硫化程度各不相同，这个差异会在串连电池组被扩大，状态差的单体会影响整组电池，其寿命明显下降。

从电池在生产线上充电，到用户购车后配车使用这段时间要经过很多环节，间隔时间甚至会长达数月，在这期间，由于没对电池进行补充电，自放电产生的硫酸铅大量堆积结晶，用户刚买到的新电池可能是已经老化甚至报费的电池。

电池厂家在执行质保时，对回收电池并不是完全的淘汰。电池返退以后，电池制造商重新进行充放电检验，在检验中往往会发现有60％以上的单体电池是不符合返退条件的电池。其原因也就是在串连电池组中，个别的电池落后形成整组电池功能下降而引起整组返退。不少电池制造商对返退电池采取配组、补水、除硫、包装后，又重新提供给用户，以提高电池的有效使用寿命，降低报废率，减少电池制造商的部分理索赔的损失，所以，很多经销商已经感觉到厂家提供的电池明显“一代不如一代”。

如何解决电池的硫化

要减小电池的硫化，延长电池的使用寿命，首先就要改善电动自行车的工作环境。减小车身自重，去掉不必要的装饰件，适当限速，不搭载重物，长时间不使用电动自行车时要做补充充电，最好每次放电后都能及时充电，做好欠压保护，严防电池过放电，对于标称24V的欠压保护应该设在21.5V～22V，对于标称36V的欠压保护应该选32.5V±0.5V，对于标称48V的应该设在44V～45V。这样的电压对续行能力仅仅减少不到2公里，但是可以有效延长电池的使用寿命。每三个月定期到专业维修点检修电池，及时补水。这些方法简单易行，经济成本很低，但要严格遵守却有一定难度。

可以使用专门的设备进行除硫维护，这些方法有：

1.使用台式快速除硫设备

台式快速除硫设备的工作原理是高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿消除硫化。这种方法速度快，见效快，可以获得暂时的消除硫化的效果，但是，高电压大电流能击除硫也能除活性物质,在消除硫化中带来严重失水和正极板软化的问题，对电池产生致命的损伤，经过这类设备除硫两次后的电池基本都会报废。另外，目前的专业维修点进行一次除硫收费基本在60~80元之间，最多能延长电池寿命半年，并没有为用户来显著的经济利益。目前,市场上的专业电池维护店主都已经明白了这种方法的危害.于是,又出现了脉冲放电除硫的设备,其实,根本原理并没有变,只是从恒高压恒大电流变成了瞬时峰值高压,还是会损伤极板活性物质,用过这类产品的朋友应该很清楚这点.

2.选择可除硫充电器

目前可除硫充电器有三种工作原理，一种是类同于台式快速除硫设备的工作原理，采用高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿除硫，上面已经说明了这种方法对电池寿命会构成致命伤害，已被市场否定。第二种是采用快速的脉冲前沿的充放电脉冲，利用瞬间峰值，在充电过程中干扰电池的硫化。另一种是周期性的采用10％～20％的过充电的方法，还原电池的硫酸铅结晶。这两种充电器都可以在充电时除硫，但会造成欠充或过充，也忽略了电池放电过程才是最主要的硫化过程这一事实，所以，效果并不理想，大部分用户在具备电动车配备的充电器后会放弃这种重复投资的除硫方式。

3.正确使用铅酸蓄电池正负脉冲充电器 为什么可让电池更长寿?

1、维护新电池：世界领先正负脉冲充电模式，在使用中能有效防止铅酸电池产生极化、硫化；

2、修复旧电池：智能检测电池硫化状态，对已经产生硫化的旧电池充电3次以上可完全恢复正常容量；

3、失水少：失水量是普通充电器的一半；

4、短路保护：防止意外短路损坏充电器；

5、反接保护：防止意外反接时损坏充电器；

6、过热保护：虽然有过热保护，但不可在高温环境温度下长时间使用；

7、设有温度补偿功能：随环境温度的变化，在充电过程中，能自动对充电电压进行调整，解决寒冷地区充电欠充的难题；

8、充电精度高：控制精度高，充电饱和而不失电解液；

铅酸蓄电池在正负脉冲充电器充电过程中，可在充电过程中正负脉冲电流及消除硫化。这种方法修复比较显著，在充电时候到达修复效果，而不损伤极板，但无论是充电过程都能阻止和消除硫化，修复效果很好。因为采用正负脉冲电流，不会对电池极板产生强大冲击而导致失水和软化，这是一种用户一次投入就可以持之以恒的维护方式，特别是对于质量较好的新电池，可延长电池寿命2~5倍，而且一次投入，可伴随电动自动车，下一次更换电池，正负脉冲充电器还可以继续使用，能为用户节约大量的经济成本。

首先是给用户带来了实实在在的经济效益，减少了用户的麻烦。其次是提高了车厂的声誉，为拓展生产提供了条件。第三，为电动车经销商解决了电池质保的难甚，减少投诉，提高信誉度，增加了利润点，同时，在店面销售上也增加了促成交易的销售方案。第四，可以大大减少电池制造商的理索赔费用。第五，改善电动自行车的形象，拓展电动自行车整体市场的发展。第六，提高电池的利用率，有利于环保。