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NEUTON和NUMAX延长铅酸电池寿命的五种方法NEUTON和NUMAX延长铅酸电池寿命的五种方法然高质量的电池前期更昂贵，但它们也更可靠，并且从长远来看，它们的预期寿命更长，可以让您收回投资。 它们的使用寿命与它们的使用方式直接相关......或滥用。只要知道你应该和不应该对电池做什么，就可以为你节省数千美元——如果你的电池组很大的话。让我们仔细看看电池，以及延长电池寿命的五种简单方法...... 在本文中，我们将研究电池过早失效的主要原因——它们是：
本文专门介绍铅蓄电池。还有许多其他类型的电池化学成分，例如锂，但这些信息专门与铅有关。 为了了解电池内部发生了什么，我们需要知道它是如何构造的，以及当我们放电和重新充电时会发生什么。 铅酸电池约为2V。因此，12V电池中有六个电池 - 每个电池包括两个铅板，这些铅板浸入稀硫酸（电解质）中 - 可以是液体或凝胶。氧化铅不是固体，而是海绵状，必须由网格支撑。在这种情况下，铅的孔隙率使其完全接近电解质，使化学反应在电池执行其存储和释放能量的任务时在整个极板厚度中相对容易地发生。 这种化学反应相当复杂 - 但我们只需要注意几件事：当电力从电池中获取时，硫酸从电解质中损失并与铅板结合形成硫酸铅。相反，对电池充电迫使硫酸盐离开铅板并再次返回到形成稀硫酸的电解质。我们需要注意的第二件事是，如果充电电压过高，或者保持时间过长，另一个化学反应就会真正开始：电解质中的水分解成氧气和氢气。 在电池充电的最后阶段，电解质中的水分解成氧气和氢气（电解）是正常的，但通常非常有限。湿电池需要定期补充（去离子）水，以补充随着时间的推移而流失的液体。低维护电池不需要充电——事实上，它们不能充电，因为它们是密封的。密封电池可防止氢气和氧气逸出;相反，它们在压力下重新结合，气体被捕获并在排放循环中被重新吸收。然而，这种电池配有压力释放阀，以防过度放气——这是由于在过高的电压下充电引起的。我们稍后将介绍充电电压。 在电子运动的驱动下，硫酸盐在铅板和电解质之间的循环来回传递听起来相当简单——那么可能出现什么问题呢？主要有三件事： 海绵状铅板可能会被一层硬质硫酸铅晶体覆盖，从而阻止进入板。这种情况称为硫酸化 - 最终它会拒绝对电池存储容量的所有访问。 铅的内聚结构分解，使一些铅脱落 - 板的这种劣化称为“脱落”。 电解质 - 无论是液体还是凝胶 - 分解并作为气体损失。电解质是化学反应的剂——当电解质大大减少或不存在时，电池就无法工作。 这些是导致电池容量损失不可接受的主要疾病，或者根本无法存储或释放能量。还有其他的。 更糟糕的是，这些破坏性事件中的任何一个带来的功能限制都会经常引发第二或第三种故障模式。 有几种方法可以在一周或更短的时间内摧毁全新的电池——我们将首先看看这些......但在我们这样做之前，让我们建立一些使用电池的一般规则，而不会对其造成任何缩短寿命的损坏。 在为我们的工作选择电池尺寸（容量）时，请记住，如果它永远不会耗尽超过其容量的一半，它将持续最长......换句话说，它永远不会在低于 50% 的荷电状态 （SOC） 下放电。 部分放电的电池应尽快充电。损坏是由于使它们处于部分充电状态而造成的......收费越低;电池处于放电状态的时间越长，损坏就越大。 在 50% SOC 和 80% SOC 之间循环电池是安全的——这样做也非常有效。但这种循环不能长时间持续。将耗尽的电池充电到大约 80% 的充电状态可以快速实现 - 但将电池恢复到 100% SOC 需要更长的时间，因为当它接近完全充电时，它可以接受充电的速率会大大降低。重要的是，每 100 个周期至少留出必要的充电时间将电池恢复到 30% SOC，这是每月一次的电池。这有几个原因，我们将在稍后介绍。 切开的电池图像属于Sun.solanki，并且未经更改即可使用。 下周我们将看看当电池放电太深时会发生什么......然后以放电状态离开。 请订阅此页面，以便在发布时收到通知。 贾斯汀·泰尔斯 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 放电太深并使电池“没电”电池可能经历的最糟糕的处理（除了接收危险的高充电电压）是耗尽所有电量，然后存放而不重新充电。 当电池深度放电时（尤其是低于 20% SOC），极板会因硫晶体的广泛形成而受到机械损坏，从而破坏材料的内聚力。一些材料松动，开始脱落。随着电池的老化，这种退化过程无论如何都会发生，但深度放电电池会大大加速老化过程。 放电太深：如果电池处于放电状态，已经形成的微小硫酸盐晶体开始生长。板表面的硫酸盐开始硬化 - 最终在铅板周围形成坚硬的白色涂层，堵塞材料的孔隙率 - 并极大地阻碍驱动化学过程的离子扩散。到这个阶段，电池的容量以及接受或释放能量的能力将非常慢，以至于它将无法完成它被选择的工作。 例如，当车辆的前灯一直亮着，并且车辆在几天或几周内未使用时，就会发生这种电池损坏......或者电池在车间的架子上放置了几个月，并且已经自行放电，直到它变平。几乎毫无疑问，在这两种情况下，电池都必须回收利用。 如果任何损坏是可逆的，可以通过以正常方式为电池充电（如果充电可能会很慢）来逆转，然后施加均衡充电，直到电池电压达到 16V 或 17V（对于 12V 电池）一段时间，比如三个小时。这将迫使板的硫酸盐区域将硫酸盐释放回电解质中。不能保证成功，在几乎所有情况下都会有一些永久性的容量损失。 在这些高充电电压下要非常小心地密切监控电池，因为这也会导致电解液分离成气体。 电池充电过快电池充电的电流应不超过其容量的 20%。例如，如果电池的额定电流为 100 安培/小时，则其最大充电电流不应大于 20 安培。放电的电池能够在短时间内接受更高的充电率，但应避免这种充电。例如，高输出交流发电机似乎有望实现非常高效和快速的电池充电，但高充电电流会破坏铅板的内聚力，导致板材料脱落并加速老化。 起初，这种脱落“仅”会降低电池的容量——后来，随着丢失的材料积聚在电池底部，它最终会同时接触正极板和负极板，从而产生短路，电池将无法正常工作。电池将失去该电池的电压（其他电池的故障不会落后）。 电池充电过快的一个加剧因素是快速充电会增加电池的温度。特定电池的受控充电周期 - 在其三个充电阶段中每个阶段充电的电压 - 已经计算出假设电池温度为20oC（通常）在较高温度下应降低充电电压。未能降低充电电压会导致铅板的内聚力和电解质的气体（电解）受到更大的损害——这将迅速减少湿电池中电解质的数量。在密封电池中，如果有的话，问题更糟：压力阀会释放气体以避免电池外壳破裂，并且丢失的电解质无法更换。 值得注意的是，并非所有电池都是一样的，有些电池（例如螺旋电池）比其他电池更能承受快速充电的效果。 电池多次无法完全充电我们大多数人通过“观察电池电压”的粗略而现成的方法监控电池的充电状态。例如，在上面想象的快速充电装置中，电压攀升得如此之快，以至于给我们一种错觉，即我们的电池已充满电，因此我们可以终止充电周期，相信工作即将完成。尽管以这种方式充电和放电的电池实际上更“有效”（因为提供给电池的大部分能量都被电池吸收） - 短的急剧充电周期会导致持续的充电不足。反复充电不足会导致三个问题： 充电不足的电池板尚未将其所有硫酸盐返回到电解质中。如前所述，硫酸盐晶体放置一段时间后开始形成坚硬的涂层 - 硫酸化。我们已经提到过，这种涂层会降低电池的容量——但它也会导致更高的耐充电性，需要更长的充电时间......这反过来又增加了充电不足的可能性，从而导致进一步的硫酸化。这是我们需要打破的恶化循环。 电解质的分层是我们尚未提到的条件——它发生在电解质长时间保持静止和“未混合”的情况下。酸 - 比水更稠密 - 落到电解质的底部，除非电解质以某种方式被搅动，否则会留在那里。这种搅动可能是当安装电池的车辆或船只开始移动或滚动时。在静态装置中，只有在充电期间达到放气电压并且通过电解液上升的气泡充分混合时，电解液才会混合。分层电解质在顶部较弱，在底部较强，结果更多的化学反应发生在铅板上。在这种情况下，盘子的底部完成所有工作，而盘子的顶部放假，这样盘子会比更均匀地分享工作时更快地老化。 最后 - 我们提到 12V 电池中有六个电池。这些电池永远不会完全相同 - 有些容量较低，有些充电速度较慢。重要的是要确保所有电池周期性地实现完全充电，以便它们彼此协调 - 如果不这样做，性能略差的电池会逐渐变得更糟：它们的容量下降，可以充电的速度变慢，并且它们的性能开始越来越落后， 与其他细胞相比。这种使细胞和谐的过程称为均衡。 滥：当电池在仍连接到电池充电器的同时“存储”时，经常会发生过度充电。由于无法接受更多的能量，电解质中的水会分解成氢气和氧气。电解液的液位将低于极板的液位，对极板的该部分造成无法弥补的损坏——最终电池将完全变干。 与其在储存期间让电池连续浮充，不如让它保持开路，每两周充电一次，以补充自放电损失的能量。 温度每种电池类型——深循环/启动器/湿电池/凝胶/螺旋电池/AGM/阀门调节——都有略有不同的充电要求或“充电算法”。这些充电算法规定了在进入新的充电阶段之前必须达到的电压。与这些预设限制的变化 - 甚至百分之几 - 都会对电池完成其充电周期过度充电还是充电不足产生巨大影响。正如我们上面所讨论的，充电不足和过度充电都会加速老化过程，或者缩短电池寿命。 为了建立电池的充电算法，必须假设电池将处于标准环境温度 - 标准通常为20°C。 但当然，温度通常是不合适的——在热带或极地地区使用的电池的储存温度将与假设的标准大不相同;安装在热机舱中的电池通常会经历 50°C;快速充电的电池温度也会从环境温度急剧攀升。 重要的是，电池充电设备具有电池温度检测能力，并对其充电电压应用温度补偿。例如，在充电周期开始时温度为 30°C 的电池在充电过程中可能会进一步上升 10°C。该电池的充电电压应降低0.5V，以避免损坏电池，尤其是特别容易受到高充电电压影响的电池 - 例如凝胶或吸收玻璃垫。 另一件事 - 在较高温度下，电池会经历加速的化学分解 - 温度每升高10°C高于假定的工作温度，电池的预期寿命就会减半。 总结：选择电池时，请确保它是必须完成的工作的正确类型......发动机启动或深循环;待机电源或电源浪涌。 确保电池组有能力轻松实现其目的。实际上，对于长寿命，这意味着指定的容量约为要求的四倍。 确保电池占空比包括电池可以缓慢达到 100% 充电状态的时间段，并允许超过该时间，以便电池可以均衡。这应该至少每 30 个周期一次。 安装自动负载关闭装置以防止电池电量低于 20%，例如 <>% SOC，可能是您可以做出的最佳投资。 硫酸化：铅和二氧化铅与硫酸反应形成硫酸铅 - 小晶体很容易变回铅，二氧化铅和硫酸。一段时间后，一些硫酸铅不会恢复，而是形成稳定的结晶涂层，在充电时不再溶解。如果电池在放电循环后完全充电，则可以减少硫酸盐。硫酸盐电池的铅较少，硫酸较少，阻碍电子的吸收，导致电池容量降低，并且只能提供其正常放电电流的一小部分。最好的预防方法是确保电池定期充满电。
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