电动车蓄电池维修知识问答

　山西一电动车用户问：用户如何使用电池可以延长电池的使用寿命？
    答：有经验的用户都知道电池的费用是电动自行车最大的消耗，所以用户非常关心延长电池的使用寿命的问题。首先要假定充电器没有问题，用户是否正确使用对电池的寿命至关重要。使用电池的注意事项如下：
    1、不要随便更换充电器，不要去掉控制器的限速。
    各个制造商的充电器一般都有个性化需求，在没有把握的时候不要随意更换充电器。如果续行里程要求比较长，必须为了异地充电而配备多个充电器，就把白天补足充电的充电器采用另外补充的充电器，而晚间采用原配的充电器。去掉控制器的限速，虽然可以提高一些车的速度，除了会降低车的安全性以外，也会降低电池的使用寿命。
    2、保护好充电器。
    一般的使用说明书上面都有关于保护充电器的说明。很多用户没有看说明书的习惯，往往除了问题以后才想起找说明书看，经常为时已晚，所以先看说明书是非常必要的。为了降低成本，现在的充电器基本上都没有做高耐振动的设计，这样，充电器一般不要放在电动自行车的后备箱和车筐中。特殊的情况下，必须要移动，也要把充电器用泡沫塑料包装好，防止发生振动的颠簸。很多充电器经过振动以后，其内部的电位器会漂移，使得整个参数漂移，导致充电状态不正常。另外需要注意的就是充电的时候要保持充电器的通风，否则不但影响充电器的寿命，还可能发生热漂移而影响充电状态。这样都会对电池形成损伤。所以，保护好充电器也是非常重要的。
    3、每天都充电。
    即便您的续行能力要求不长，充一次电可以使用2到3天，但是还是建议您每天都充电，这样使电池处于浅循环状态，电池的寿命会延长。一些早期使用手机用户以为电池最好是基本使用完了以后再充电，这个看法是不对的，铅酸蓄电池的记忆效益没有那么强烈。经常放完电对电池的寿命影响比较大。多数充电器在指示灯变灯指示充满电以后，电池充入电量可能是97％～99％。虽然仅仅欠充电1％～3％的电量，对续行能力的影响几乎可以忽略，但是也会形成欠充电积累，所以电池充满电变灯以后还是尽可能继续进行浮充电，对抑制电池硫化也是有好处的。
    4、及时充电。
    电池放电以后就开始了硫化过程，在12小时开始，就出现了明显的硫化。及时充电，可以清除不严重的硫化，如果不及时充电，这些硫化结晶将要聚积而逐步形成粗大的结晶，一般的充电器对这些粗大的结晶是无能为力的，会逐步形成电池容量的下降，缩短了电池的使用寿命。所以，除了每天充电以外，还要注意，使用完了以后要尽早的充电，尽可能使电池电量处于饱满状态。
    5、定期深放电。
    电池定期进行一次深放电也有利于"活化"电池，可以略微提升电池的容量。一般的方法是，定期对电池进行一次完全放电。完全放电的方法是在平坦路面正常负荷的条件下骑车到第一次欠压保护。注意，我们特别强调第一次欠压保护。电池在第一次欠压保护以后，电池经过一段时间以后，电压还会上升，又恢复到非欠压状态，这时候如果再使用电池，对电池的伤害很大。在完成完全放电以后，对电池进行完全充电。会感觉电池容量有所提升。
    6、养成一些节电的好习惯。
    尽可能利用滑行。如下坡的时候，尽可能的利用提前断电滑行减速。在即将遇到红绿灯的时候提前进入滑行，最大限度的减少刹车。一位朋友告诉我，他是宁愿多转一次湾也要减少一次刹车，这是有道理的。
    启动的时候，最好加入骑行助力，不仅仅可以提高启动速度，而且可以减少电池的电量损失和寿命损伤。
    7、注意充电的环境。
    充电最佳的环境温度是25℃。现在多数充电器没有适应环境温度的自动控制系统，所以多数充电器都是按照环境温度25℃设计的，所以在25℃条件下充电比较好。否则，就难免出现冬季欠充电和夏季过充电的问题。而环境温度真正在25℃的时候比较少，这样就必然有夏季过充电冬季欠充电的问题。好在现在多数家庭都具有室内调温的条件，这样，充电的时候，最好把电池和充电器安排在有通风并且调温的环境里。
    特别提示的是电池处在北方冬季在室外低温状态进入温暖的室内的时候，电池的表面会出现结霜凝露。为了避免结霜凝露引起的电池漏电，应该在电池温度上升到与室内温度接近并且干燥以后再进行充电。
    8、充分利用维修条件
    不少电动自行车的经销商可以提供电池检修和维修的服务，应该充分利用这些服务。一些品牌的电动自行车提出对电池的检修。如：对电池进行定期检修，可以减少对电池的损伤。对电池的荷电状态的修复就可以缓解"电池落后"的失效，而这些对配备了维修能力的经销商来说是轻而易举的。对于失水来说，在电池容量70％的时候补水就比电池容量40％的时候补水的效果要好。甚至一些品牌的产品还提出：到规定的时间不检修就相当于放弃电池的保用期。使消费者受到不应该发生的损失。所以，消费者要充分的利用电池检修的条件延长增加电池的使用寿命。
    通过这些方法，用户可以大大延长电池的使用寿命。一些用户的续行里程比较短，电池的使用寿命相对比较长，一些问题也相对难以发现。所以，第4条说到的"深放电"措施也是及时发现电池问题的一个有效方法，不要等电池问题严重的时候就难以处理了。
  　　无锡某经销商问：铅酸电池的工作原理是什么？
    答：铅酸电池是一种使用最广泛的电池，它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，我们把这二种物质称为活性物质，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。
    铅酸电池的化学反应原理如下
    负极反应：Pb+HSO4- PbSO4+H++2e
    正极反应：PbO2+2e+HSO4-+3H+ PbSO4+2H2O
    电极反应：PbO 2 +2 H+ +2HSO 4- +Pb 2Pb 2 SO 4 +2 H 2 O
    充电状态 放电状态
    从上述反应原理可以看到，在放电时，正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，所以叫"双硫酸盐化反应"。在正常情况下，所生成的硫酸铅结构疏松，并且其晶体非常细小，电化学活性很高，这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程，电池实现了储存电能和释放电能的作用。
      南京李先生问：铅酸电池的硫酸盐化的原因与危害是什么？
    答：硫酸铅在形成之后一段时间内活性较高，如果在这一段时间内没有及时充电或者充电不完全，使它未及时转化为正负极活性物质，硫酸铅则会在温度低时再重新结晶，在结晶质硫酸铅上析出，这样一次又一次地重复，使结晶颗粒不断增大，成为导电性能差、难以溶解、充电时难以恢复的硫酸铅结晶，即通常所说的不可逆盐化（本手册所称的盐化均指此类盐化）。电池失效的原因有多种，如致命的电极板栅腐蚀、电极板栅的严重变形、电极活性物质的脱落、电池内部短路或断路等理化原因，但是，统计表明，绝大多数电池的失效都是由电极活性物质的不可逆硫酸盐化造成的。这种盐化物在充电时难以恢复为二氧化铅及海绵状铅，对电池具有很大的危害：
    ★它的形成消耗了活性物质，使电池的有效容量降低，长期如此将导致电池报废；
    ★不仅它本身在充电时难以恢复，而且会阻塞多孔电极的空隙，妨碍电解液通过，增加内阻；
    ★充放电时发热更多，电池温度升高，会加大极板的腐蚀与变形，使活性物质脱落导致电池的结构性报废；
    ★使充电效率下降，充电时间延长，造成时间及能源的浪费；
    ★导致更严重的电解水现象，电池容易失水干涸；
    ★由于容量下降，输出功率不足，为保持一定的输出就只能加大放电深度，会造成硫酸盐化更加严重，形成恶性循环；
    ★由于消耗了硫酸，导致电解液密度下降，大电流放电能力降低，性能下降。
      电池使用过程中形成不可逆硫酸盐化的主要原因包括：
     ◆经常性的深度放电及过放电，没有及时充电或充电不足；
     ◆在亏电状态下电池长期搁置不用即贫存；
     ◆电池组中电池性能不一致，存在差异过大的落后电池；表现为电池组中某一个电池的容量明显低于其它电池，造成整个电池组电压下降，充电时落后电池因最先被充满而其余电池仍需充电而形成过充电，放电时该落后电池又因最先被放空从而形成过放电，从而导致硫酸盐化进一步加剧，使得落后程度更加严重，形成恶性循环；
     ◆电解液密度过大；
     ◆电池环境温度的变化。
  内蒙古一位电动车用户问：什么电池比较好？
    答：目前电动自行车使用的电池品种不少。除了使用量最大的阀控密封式铅酸蓄电池以外，还有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等等。
    其中，以铅酸蓄电池为数量最多。铅酸蓄电池的价格最低，也最常用，中国是全世界铅酸蓄电池最大的生产国。其含污染的成分比较少，可回收性好。缺点是比容小。也就是说，在同样的容量下，电池重量和体积都大。目前的铅酸蓄电池基本上是由浮充类型的电池发展而来的。浮充电池不适应快速充电和大电流放电，虽然技术人员的花费了大量的心血进行了卓有成效的改进，可以进入实用了，但是其寿命还是非常不理想的。
    镍氢电池的比容比铅酸蓄电池好很多，单体电池的寿命也比较好，其大电流充放电特性也比铅酸蓄电池好。问题是镍氢电池串连电池组的管理问题比较多，一旦发生过充电以后，就会形成单体电池隔板熔化的问题，导致整组电池迅速失效。所以，国产的镍氢电池的关键技术问题还是充电器和电池管理系统的问题，而这个问题还没有引起各个电池制造商和车厂足够的重视。所以，镍氢电池的发展收到很大的制约。
    镍镉电池的大电流大电流特性比镍氢电池好，其抗过充电特性也比镍氢电池好，中国又是世界上镍镉电池的生产大国。一些人提出镉污染的问题，中国现在还在大量的向欧洲出口镍镉电池及其应用产品，欧洲到2006年才开始限制。据中央电视台播放的消息，神州五号还是采用镍镉电池的。这是其相对比较高的可靠性的优点使该品种电池还在应用与宇航设备上。这样，电动自行车方面过早的使镍镉电池退出应用是否有一些过激。而镍镉电池的成本和充电器的成本都明显低于镍氢电池，只要回收处理好了，还是应该保留这个电池品种的。
    锂离子电池的比容要好于镍氢电池，对于同样容量的铅酸蓄电池来说，锂离子电池的重量相当于一台笔记本电脑，这样老弱妇孺就都可以使用了。其寿命也可以比镍氢电池做得好。目前的手机电池基本上都是采用这种电池。锂电池的内阻相对比较大，在电动自行车上使用会出现电池即将完全放电的时候感觉车的动力不足。锂离子电池更主要的问题是在过充电和过放电状态电池会发生爆炸，手机电池都是使用的单体电池，再经过良好的保护电路来配合使用，基本上杜绝了电池爆炸的问题。而在电动自行车上使用，必须要使用串连电池组，而串连电池组的保护电路的复杂程度远远超过单体电池的保护电路，其材料成本也大大增加。目前一个良好的锂电池保护电路的成本与锂电池的成本接近电池本身的价格。而聚合物锂电池的爆炸杀伤力低于锂离子电池，但是，也存在着爆炸和燃烧的可能性。这也是与锂离子电池一样需要解决问题的。
    锌空电池以其比容大、污染小而着称于世。电池采用换电的方法，更新电池锌板。更换一次锌板可以使用160公里到220公里。上海已经在全国率先垂范的开展了锌空电池在电动自行车方面的应用，在全市设立了数十个换电网点，开创了锌空电池在电动自行车方面应用的先河。其局限性是：暂时还无法在上海以外的地方开展应用试验，同时其使用成本也是铅酸蓄电池的数倍。如果，再进一步扩大其应用范围，有进一步降低使用成本的可能性。
      山西一位经销商问：铅酸蓄电池也分类吗？目前分为多少种类？各自有什么特点？
    答：电动自行车上面使用的铅酸蓄电池主要有：高容量的动力型阀控密封式铅酸蓄电池和胶体电池。国内着名的品牌有沈阳松下、上海海宝、浙江天能和超威，胶体电池有华富。这几个电池制造商的电池覆盖面比较宽。沈阳松下的电池采用11片极板，初期容量不大，但是寿命相对很长。海宝采用17片极板，兼顾了初期容量和寿命，而天能和超威的初期容量相对最大，寿命不如前者。再就是硫酸比重，松下最低，海宝次之，天能和超威最高。硫酸比重低的电池的初期容量不好，但是寿命比较好，而硫酸比重高的恰恰相反。
    鉴于一些车厂没有或者缺少对电池检验能力，对电池就采用"跑圈"的方法来检验电池的容量。这样的检验方法，使得一些小的电池制造商采取不适当的提高电池的硫酸比重，增加正极板活性物质用量（导致电池负极过渡不足，失水大）。甚至采取减少极板数量的方法来降低成本。这样的电池的寿命不长，这样的电池常见于滑板车的电池。并且这样的配套这样电池的滑板车还出口，给国际市场上形成中国产品不良的印象。
      辽宁的王先生问：什么是电池的容量？
    答：电池使用条件不同，电池能够放出的容量也不同。为了标定电池的容量，就定义了电池的额定容量。额达容量是电池制造的时候，规定电池在一定的放电条件下，应该放出的最低限度的电量，单位是Ah（安时）。
    所规定的电池放电条件有：电池放电的电流，一般就是放电率；放电的终止电压，放电电流不同，终止放电电压也不相同；放电温度，电池低温时放电容量小，高温时放电容量大，为了统一放电容量就规定了放电温度。
    放电率是针对蓄电池放电电流的大小，分别为时间率和电流率。
    放电时间率是指在一定的放电条件下，放电到终止电压的时间长短。依据IEC标准，放电率分别为20小时率（20Hr）、10小时率（10Hr）、5小时率（5Hr）、3小时率（3Hr）、2小时率（2Hr）、1小时率（1Hr）、0.5小时率（0.5Hr）等等。
    随着电池放电，电池的端电压会逐步下降。在25℃条件下放电到能够再次反复充电使用的最低电压称为放电终止电压。放电率不同，放电终止电压也不相同。一般以10小时率放电的终止电压多数为1.8V/单格，以2小时率放电的终止电压一般为1.75V/单格。低于这个电压，虽然可以放出稍微多一点的电量，但是容易形成再次充电的容量下降，所以除非特殊情况不要放电到低于这个电压。
    电池的额定容量用C来表示，不同的放电率得到的电池容量会不同，例如：10小时率的放电电流表示的电流值为：I10=C10/10=0.1C10，2小时放电率的放电电流表示电流值为：I2=C2/2=0.5C2，1小时放电率的放电电流表示电流值为：I1=C1/1=1C2。
      湖南某电动车专卖店白经理问：电池放电电流对电池容量有什么影响？
    答：电池放电电流不同，所能够放出的容量也不相同，放电电流越大，能够放出的电量越小。例如，电动自行车常用的电流越5A，使用标称10Ah的电池就是2小时率放电。如果采用10小时率放电，可以达到12Ah。这样，该电池如果按照2小时率标称，应该是10Ah，如果按照10小时率标称就是12Ah。所以，看电池的容量不仅仅要看电池的容量，还要看电池的放电率。电动自行车的电池往往是标称为10Ah(2Hr),同一个电池也可以标12Ah(10Hr)和14Ah(20Hr)。再比如。14Ah（2Hr）的电池也可以标为17Ah(10Hr)。还有一些电池的容量标为20小时率，电池容量标称值大了，但是电池容量没有明显的变化。
      北京的张女士问：电池的使用寿命与放电有关系吗？
    答：一般的说，放电电流越大，电池的寿命越短；放电深度越深，电池的寿命也越短。
    铅酸蓄电池可以应付短时间的大电流放电，这时候放电深度不深。小电流放电，即便放电深度稍微深一些，电池电池的寿命影响也不大。最怕连续大电流放电且深度放电。所以，采用标称17Ah的电池提供给电摩使用，而电摩的时速在35公里的时候放电电流一般都在10A～17A，也就是在1C左右放电，所以放电电流比较大。这样的电池不仅仅容量要下降，而且使用寿命都相对比较短。并且多数电摩的用户的续行能力要求也相对于电动自行车要长一些，所以电摩的放电深度也相对要深一些。并且电摩的车速对要快一些，所以刹车和启动加速要频繁一些，对电池的消耗更大。所以电摩的电池的实际使用寿命一般都在3～6个月。
  浙江一电动车经销商问：电池在修复过程中需要注意哪些问题？
    答：电池的修复虽然没有成为一个行业，但是电池修复工作一直是存在的。不少电池制造商对保用期以内的返退电池采取"修旧利旧"的发生，把通过维修的电池重新提供给用户，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。这些修复方法为：
    1、重新配组
    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50％以上的电池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。
    2、补水
    鉴于部分电池制造商还是采用低锑合金的板栅，电池失水电平比较低，加上最高充电电压高于析氢电压，电池失水更加严重，形成了电池的第一位的失效原因。对此，一些电池制造商有意的改造了盖板，并且在排气阀下部设立了螺装结构，为打开电池形成了方便条件，这样，有电池制造商开展电池补水工作。对使用了半年的电池进行一次补水，可以延长电池的使用寿命，延长时间平均达到3个月以上。应该注意的是，每次补水以后，电池都利用处于过充电状态把电池由"准贫液"转为"贫液"状态，而这个过充电对提高电池容量是有好处的。
    3、消除硫化
    采用专门的设备，对电池进行消除硫化的处理。这里主要有2种方法，其一就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，但是对电池的寿命影响比较大。另外的方法就是采用小电流频率高达8KHz以上，利用大结晶谐振的方法来溶解，这种方法修复比较慢，修复效果也比较好，但是，修复时间比较长，往往在120小时以上。实际测试数据表明，对于补水以后没有达到60％补充容量的电池进行除硫处理，还有约2/3的电池可以达到60％以上的容量，甚至还有35％以上的电池的容量可以达到80％以上的容量。