鉛酸蓄電池主要物質:硫酸鉛PbSO4,水H2O,氧氣鉛PbO2,硫酸H2SO4,鉛Pb
物理參數:電流I,電壓U,内阻R,儲電位{電動勢}E,溫升和析氣電壓Ux
儲電量=充電量—析氣功耗—内阻損耗:充電量=∫IUdt,∫IEdt=儲電量 析氣功耗,析氣功耗=∫I²(U-Ux)dt ,内阻損耗=∫I²Rdt
放電量=儲電量—内阻損耗:放電量=∫IUdt,儲電量=∫IEdt,内阻損耗=∫I²Rdt
能量損耗轉為熱能,溫度上升的後果:儲電位下降,内阻上升,析氣電壓下降
蓄電池由幾隻12V的單體電池串聯,通常采用【儲電 恒壓 浮充】三段式充電
新電池的單體儲電位和内阻存在差别,随着充放電次數的增加,單體電池的物理參數和物質含量差别逐步發生變化
恒流儲電模式充電電流恒定:單體電壓,失水量,内阻和溫升的差别逐步變大,單體PbSO4含量和H2SO4濃度的差别逐步變大
恒功率模式電流前高後低:單體電壓,失水量,内阻和溫升的差别變化很小,單體PbSO4含量和H2SO4濃度的差别變化很小
【1】儲電期電流影響儲電量和失水量
充電電壓U=E IR;儲電量=∫IEdt-析氣功耗,析氣功耗大失水多,能量損耗大溫升高
1)儲電前期:蓄電池儲電位低内阻小,電壓低于析氣電壓,儲電量=∫IEdt
電流大的好處:∫IEdt大儲電量多,後續儲電位上升快儲電能力強
2)儲電後期:蓄電池儲電位高内阻大,電壓大于析氣電壓;能量損耗正比于電流的平方
電流小的好處:能量損耗小儲電量多,溫升低失水量少,電壓上升慢儲電時間長
3)轉恒壓儲電位E=14.5–IR
電流小的好處:内阻分壓低儲電位高,儲電時間長儲電量多
4)恒壓期電流 I={14.7–E}/R
儲電位高和溫升低的好處:電流下降快恒壓時間短,析氣功耗小失水量少,内阻上升慢
5)恒流儲電模式:儲電前期電流小,儲電後期電流大,轉恒壓電流大,儲電時間短儲電量少,恒壓時間長失水量多
6)恒功率儲電模式:儲電前期電流大,儲電後期電流小,轉恒壓電流小,儲電時間長儲電量多,恒壓時間短失水量少
【2】恒流模式充電的蓄電池壽命短
【恒流 恒壓 浮充】三段式充電:充電電流設置不合理,單體充電電壓差别大,儲電時間短恒壓時間長,低電壓單體充電不足,高電壓單體過度充電
1)儲電期和恒壓10分鐘的單體電壓上升量差别大;轉恒壓和恒壓期的單體電壓差别大;單體内阻,失水量,溫升的差别大;單體PbSO4含量和H2SO4濃度的差别大
最低電壓由新電池的14.50V逐步下降到小于14.45V:充電不足化學反應不充分,充電後PbSO4含量高;析氣功耗小失水量少;内阻小溫升低放電量多,放電後PbSO4含量高;單體電池的PbSO4含量高,容易形成硫酸鉛晶體硫化,儲電量随着硫化加深而下降
最高電壓由新電池的14.75V逐步上升到大于14.80V:過度充電化學反應充分,充電後PbSO4含量低,析氣功耗大失水量多;内阻大溫升高放電量少,放電後PbSO4含量低;{失水多 PbSO4含量低}➡️H2SO4濃度高内阻大,儲電量随着内阻上升而下降
2)硫化和内阻大共存縮短蓄電池使用壽命
充電電壓小于14.45V的單體:PbSO4含量高硫化儲電能力下降,酸濃度低内阻小,再充電電壓上升慢,充電不足增加硫化加深
充電電壓大于14.80V的單體:過度充電失水多,H2SO4濃度高内阻大,再充電電壓上升快,過度充電增加内阻上升更快
硫化加深儲電量逐步減少,内阻上升快儲電量下降快,蓄電池硫化和内阻大共存,容量下降快使用壽命短
【3】恒功率模式充電的蓄電池壽命長
【恒功率 恒壓 浮充】三段式充電:充電電流設置合理,單體充電電壓差别小,儲電時間長恒壓時間短,低電壓單體充電足,高電壓單體過度充電少
1)儲電期和恒壓13分鐘的單體電壓上升量差别小;轉恒壓和恒壓期的單體電壓差别小;單體内阻,失水量,溫升的差别小;單體PbSO4含量和H2SO4濃度的差别小
單體電池的最低電壓大于14.55V:充電足内阻小充電量多;能量損耗小儲電量多;失水量少内阻上升慢;内阻小溫升低放電量多;内阻緩慢上升容量緩慢下降
單體電池的最高電壓小于14.90V:過充少内阻大充電量多;能量損耗大儲電量少;失水量多内阻上升快;内阻大溫升高放電量少,内阻正常上升容量正常下降
2)零硫化内阻上升慢延長蓄電池使用壽命
内阻小單體:充電電壓大于14.55V,再充電電壓還是大于14.55V,充電足失水比較少,内阻緩慢上升,儲電量緩慢下降
内阻大單體:充電電壓小于14.90V,再充電電壓還是小于14.90V,過充少失水比較多,内阻正常上升,儲電量正常下降
低電壓單體充電足零硫化,儲電量下降不受硫化影響,高電壓單體過充少正常失水,蓄電池容量下降慢使用壽命長
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