一、引言
在我们的日常生活中,铅酸电池可谓是无处不在。从汽车的启动电源到电动自行车的动力来源,从通讯设备的稳定支撑到工业设备的能量供应,铅酸电池都发挥着至关重要的作用。它不仅为我们的出行提供了便利,还保障了通讯的畅通和工业生产的顺利进行。
铅酸电池的蓄电量对于其性能的重要性不言而喻。蓄电量的大小直接决定了铅酸电池能够提供的电能多少,进而影响到其在各种应用场景中的表现。对于汽车来说,足够的蓄电量能够确保顺利启动和各种电子设备的正常运行;对于电动自行车而言,蓄电量越大,行驶的里程就越远;在通讯设备和工业设备中,稳定的蓄电量能够保证设备在关键时刻不出现断电的情况,确保工作的连续性。
总之,无论是在哪个领域,铅酸电池的蓄电量都是衡量其性能的关键指标之一。提高铅酸电池的蓄电量,不仅能够提升其使用价值,还能为我们的生活和工作带来更多的便利。
二、常见的提升铅酸电池蓄电量方法
(一)增加极板数量
一种常见的方法是增加极板数量。通过减薄极板厚度和隔板,将原设计的单格极板数量增加,例如从 5 片 6 片制改为 6 片 7 片制,甚至 8 片 9 片制,从而提高电池容量。然而,这种方法也带来了一些问题。极板增加后,硫酸的容量相对减少,电池在使用过程中更容易发热,进而导致大量失水。同时,电池内部微短路和铅枝搭桥的概率也会增加,这些问题都会对电池的性能和寿命产生不利影响。
(二)提高硫酸比重
提高电池的硫酸比重也是一种手段。电动自行车电池的硫酸比重通常在 1.36~1.38 左右,相比之下,浮充电池的硫酸比重一般在 1.21~1.28 之间。较高的硫酸比重能够提供更大的电流,提升电池的初期容量,尤其改善了电池的大电流放电特性。但是,这一措施也存在弊端。提高硫酸比重会使硫化现象更加严重,因为密封电池的氧循环会受到影响。密封电池依靠正极板析氧后,氧气直接到负极板被吸收还原为水来实现免维护,而提高硫酸比重会导致氧循环变差,失水增加,进而造成硫化,最终牺牲电池的寿命。
(三)增加正极板活性物质氧化铅用量和比例
增加正极板活性物质氧化铅的用量和比例同样可以提高电池容量。氧化铅增加后,参与放电的电化学反应物质增多,放电时间延长,电池容量得以提升。不过,这也会导致负极过渡减少,使得氧循环变差,失水增加,同样会造成硫化问题。
(四)解决极群组装虚焊问题
极群组装中的虚焊问题对电池容量有着重要影响。容易产生虚焊的地方主要是极板,每个电池单格有 15 片极板,即 15 个焊点,一个电池有 6 个单格,总共 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,该单格容量会下降,进而导致整个电池落后,造成电池不均衡,提前失效。尽管铅钙合金板栅的电池在焊接时会析出钙掩盖虚焊问题,但许多电池制造商仍选择低锑合金板栅,因为铅钙合金板栅存在析钙问题。然而,低锑合金板栅析氧析氢电压更低,电池出气量大,失水相对严重,更容易硫化。
三、通过加水提升铅酸电池蓄电量
(一)哪些蓄电池需要补水
铅酸电池在使用过程中,其蓄电量会受到多种因素的影响,其中水分含量是一个关键因素。不同容量下降程度的铅酸电池对补水的需求也各不相同。
容量下降到 20% 以下的严重缺水,必须补水。当铅酸电池的容量下降至如此低的程度时,说明其内部水分严重不足,若不及时补水,电池的性能将进一步恶化,甚至可能无法正常使用。
容量下降到 40% 以下、20% 以上的缺水较多,建议补水修复。在这个容量下降范围内,电池的缺水情况较为明显,补水修复可以在一定程度上提升电池的性能和蓄电量。
容量下降到 60% 以下、40% 以上的缺水不多,有条件补水修复效果更好。虽然这类电池的缺水程度相对较轻,但通过补水修复,仍有可能进一步提高其蓄电量和使用寿命。
容量下降不到 60% 的基本不缺水,无需补充。如果电池的容量下降程度在这个范围内,通常表明其水分含量基本正常,不需要进行补水操作。
(二)加水办法步骤
准备工作:用蒸馏水和纯硫酸配置电解液是加水的重要前提。按照比例,500ml 蒸馏水加入 0.5ml 纯硫酸,配置出合适的电解液。同时,准备好工具,如改锥、可以用一次性针管代替的吸管、透明聚乙烯管(直径要适合吸管吸口)以及 ABS 胶等。
撬开盖板:铅酸蓄电池的盖板有的是 ABS 胶粘接的,有的是用搭扣连接的。在撬开盖板时,一定要小心谨慎,注意不要损坏盖板。成功撬开后,可以看到 6 个安全阀的橡胶帽。
打开橡胶帽:露出排气孔,去掉橡胶帽周围的填充物。通过排气孔,可以看到铅酸蓄电池的内部情况。
注入电解液:用滴管吸入配制好的电解液,从排气孔注入。要确保电解液恰好覆盖极板 1mm,这个量的控制非常关键,过多或过少都可能影响电池的性能。
覆盖排气孔:用透气的遮挡物覆盖灌好电解液的铅酸蓄电池排气孔,防止灰尘落入。静置 24h,观察排气孔内部是否有流动的电解液(游离酸),如果没有则需要再补充电解液。
充电:在排气孔向上套上 20cm 长的透明聚乙烯套管,在没有覆盖的条件下对标称 12V 的铅酸蓄电池进行 16.2V 恒压限流充电。充电时最好把铅酸蓄电池放在耐酸的容器内,防止溢出的电解液污染环境和腐蚀设备。在充电到红灯开始闪烁 3h 以后,认为铅酸蓄电池初次充电充满。充满电后检查电解液情况,如有需要,吸出多余电解液。
(三)注意事项
电解液高度:电解液的高度应控制在高过极板 1.0 - 1.5mm 的范围内。对于有两条红线的铅酸蓄电池,电解液不得超过上红线。如果电解液太满,会从铅酸蓄电池上盖小孔中溢出。因为电解液是导电的,一旦流到铅酸蓄电池正、负两极之间,就会形成自放电回路,影响电池性能。遇此情况应将电解液擦掉,或用水冲洗擦净。
防止杂质:在加电解液时若有东西不慎掉入,千万不能用金属物去捞,应用木棒夹出杂质。如用铁丝或铜丝去捞,金属分子会在硫酸的腐蚀下进入铅酸蓄电池形成自放电,损坏铅酸蓄电池。
四、其他提升铅酸电池蓄电量的技巧
(一)选择升级款铅酸电池
在提升铅酸电池蓄电量方面,选择升级款铅酸电池是一个不错的选择。例如天能长跑王二代、超威 A8 石墨烯电池、天能 A6 石墨烯电池等,这些电池在技术上进行了升级,即使在天冷之后也能拥有较好的性能。石墨烯电池作为一种新型的铅酸电池,在生产工艺和材料上都有了很大的改进。它采用了更先进的生产工艺,如真空合膏技术、蜂窝状高能电极、汇流排直连铸焊结构、双层双效隔板、四段法极板固化工艺、连铸连扎连冲连涂极板等。同时,石墨烯电池中还加入了新型材料,如石墨烯、碳纤维、复合稀土合金等。这些材料的加入,使得石墨烯电池具有更强的动力、更好的低温性能和更长的使用寿命。
(二)正确的充电方式
尽量不要 “用完再充”,避免电池过度放电造成铅板硫化,影响蓄电能力和寿命。铅酸电池在使用过程中,如果经常用完再充电,会导致电池过度放电。过度放电会使铅板表面形成硫化物,从而影响电池的蓄电能力和寿命。因此,在使用铅酸电池时,应尽量避免用完再充,及时给电池充电,保持电池的电量在一定水平以上。
尽量不要 “经常充电”,防止频繁充电加速电池循环,缩短使用寿命。频繁充电也会对铅酸电池的寿命产生不利影响。频繁充电会加速电池的循环次数,使电池内部的化学反应更加频繁,从而缩短电池的使用寿命。因此,在使用铅酸电池时,应尽量避免频繁充电,根据电池的实际使用情况合理安排充电时间。
(三)根据季节调整充电策略
冬天能白天充电就不要拖到晚上,利用白天和晚上的温差提升充电效率。在冬天,白天和晚上的温差较大。白天温度相对较高,此时充电可以利用温度优势,提升充电效率。而晚上温度较低,充电效率会受到影响。因此,在冬天,尽量选择白天充电,避免拖到晚上。
切勿在下半夜充电,尤其是磷酸铁锂电池,避免在 0 摄氏度以下充电产生安全隐患。下半夜温度通常较低,对于磷酸铁锂电池来说,在 0 摄氏度以下充电可能会产生安全隐患。因此,切勿在下半夜充电,特别是对于磷酸铁锂电池,要严格遵守充电温度要求,确保充电安全。
尽量在室内充电,或在避风环境充电,为电池加装保暖衣也可增加温度。在冬天,室外温度较低,不利于电池充电。因此,尽量选择在室内充电,或者在避风的环境中充电。此外,为电池加装保暖衣也可以增加电池的温度,提高充电效率。但在加装保暖衣时,要注意选择合适的材料,避免影响电池的散热。
合理变通充电时间,适当延长涓流充电时间,让电池充得更满,但整体充电时间不超过 10 个小时。在冬天,由于温度较低,电池的充电速度会变慢。为了让电池充得更满,可以适当延长涓流充电时间。涓流充电是在电池充满电后,以小电流继续充电的过程,可以进一步提高电池的容量。但要注意,整体充电时间不应超过 10 个小时,避免过度充电对电池造成损害。
五、结论
提升铅酸电池蓄电量的方法有很多,但在实际应用中,我们需要根据具体情况选择合适的方法,并正确使用和维护铅酸电池,以确保其性能和寿命。
增加极板数量、提高硫酸比重、增加正极板活性物质氧化铅用量和比例以及解决极群组装虚焊问题等方法,虽然可以在一定程度上提高铅酸电池的蓄电量,但也存在一些弊端,如电池发热、失水、硫化等问题,这些问题会影响电池的性能和寿命。因此,在使用这些方法时,需要谨慎操作,并注意控制好各项参数,以避免出现不良后果。
通过加水提升铅酸电池蓄电量是一种较为常见的方法,但需要注意的是,只有在特定情况下才需要补水,并且补水的方法和步骤要正确,否则可能会对电池造成损害。在加水过程中,要注意电解液的高度和防止杂质进入电池内部,以确保电池的性能和安全。
选择升级款铅酸电池也是一个不错的选择,如天能长跑王二代、超威 A8 石墨烯电池、天能 A6 石墨烯电池等,这些电池在技术上进行了升级,具有更强的动力、更好的低温性能和更长的使用寿命。但在选择升级款铅酸电池时,需要根据自己的实际需求和预算进行选择,以确保选择到最适合自己的电池。
正确的充电方式也是提高铅酸电池蓄电量的关键。尽量不要 “用完再充” 和 “经常充电”,避免电池过度放电和频繁充电对电池寿命造成不利影响。在冬天,要根据季节调整充电策略,选择白天充电、避免下半夜充电、在室内充电或为电池加装保暖衣等,以提高充电效率和安全性。
总之,正确使用和维护铅酸电池是提高其蓄电量的关键。我们需要根据实际情况选择合适的方法,并注意控制好各项参数,以确保电池的性能和寿命。
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时间 2024/12/09
审核编辑 黄宇
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铅酸电池
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