Faktoren, die die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien beeinflussen
Der Ausfall von Blei-Säure-Batterien ist das Ergebnis einer Kombination vieler Faktoren, die durch die internen Faktoren der Platten bestimmt wird, wie beispielsweise die Zusammensetzung der Wirkstoffe. Kristallform, Porosität, Plattengröße, Gittermaterial und -struktur usw. hängen auch von einer Reihe äußerer Faktoren ab, wie z. B. Entladungsstromdichte, Elektrolytkonzentration und -temperatur, Entladungstiefe, Wartungsbedingungen und Lagerzeit. Die wichtigsten externen Faktoren werden hier beschrieben.
◤ Entladetiefe ◥
Die Entladungstiefe ist das Ausmaß, in dem die Entladung während des Gebrauchs beginnt und endet. 100 % Tiefe bedeutet volle Kapazitätsfreisetzung. Die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien wird stark von der Entladetiefe beeinflusst. Der Schlüsselpunkt bei der Designüberlegung ist die Verwendung mit tiefen Zyklen, die Verwendung mit flachen Zyklen oder die Verwendung mit schwebender Ladung. Wenn eine Batterie mit flachem Zyklus für einen tiefen Zyklus verwendet wird, fällt die Blei-Säure-Batterie schnell aus.
Da das positive aktive Material Bleidioxid selbst nicht fest miteinander verbunden ist, wird beim Entladen Bleisulfat erzeugt, das beim Laden wieder zu Bleidioxid wird. Das Molvolumen von Bleisulfat ist größer als das von Bleioxid, und das Volumen des aktiven Materials dehnt sich während der Entladung aus. Wird ein Mol Bleioxid in ein Mol Bleisulfat umgewandelt, erhöht sich das Volumen um 95 %. Auf diese Weise löst die wiederholte Schrumpfung und Ausdehnung allmählich die gegenseitige Bindung zwischen den Bleidioxidpartikeln, die leicht abfallen können. Wenn nur 20 % des aktiven Materials von einem Mol Bleidioxid abgegeben werden, wird der Grad der Schrumpfung und Ausdehnung stark reduziert und die Schädigung der Bindungskraft wird langsam sein. Je tiefer die Entladungstiefe ist, desto kürzer ist daher die Zykluslebensdauer.
◤ Der Grad der Überladung ◥
Während des Überladens wird eine große Menge Gas ausgeschieden. Zu diesem Zeitpunkt wird das aktive Material der positiven Platte durch das Gas beaufschlagt, und dieser Aufprall fördert das Abfallen des aktiven Materials; Die Bewerbungsfrist wird verkürzt.
◤ Der Einfluss der Temperatur ◥
Die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien steigt mit der Temperatur. Zwischen 10 °C und 35 °C werden für jeden Anstieg um 1 °C ungefähr 5 bis 6 Zyklen hinzugefügt, und zwischen 35 °C und 45 °C kann jeder Anstieg um 1 °C die Lebensdauer um mehr als 25 Zyklen verlängern; Die Sulfidierungskapazität der negativen Elektrode geht verloren und die Lebensdauer wird verkürzt.
Die Batterielebensdauer nimmt über einen bestimmten Temperaturbereich mit der Temperatur zu, da die Kapazität mit der Temperatur zunimmt. Bleibt die Entladekapazität unverändert, nimmt die Entladetiefe mit steigender Temperatur ab und die Lebensdauer des Feststoffes verlängert sich.
◤ Die Wirkung der Schwefelsäurekonzentration ◥
Obwohl die Erhöhung der Säuredichte der Kapazität der positiven Platte zuträglich ist, erhöht sich die Selbstentladung der Batterie, die Korrosion des Gitters beschleunigt sich ebenfalls und es fördert auch das Lösen und Ablösen von Bleidioxid. Mit der Erhöhung der in der Batterie verwendeten Säuredichte nimmt die Zyklenlebensdauer ab.
◤ Einfluss der Entladestromdichte ◥
Wenn die Entladungsstromdichte zunimmt, nimmt die Lebensdauer der Batterie ab, weil unter den Bedingungen einer hohen Stromdichte und einer hohen Säurekonzentration bewirkt wird, dass sich das Bleidioxid der positiven Elektrode löst und abfällt.
Ein weiterer Fehlermodus ist Wasserverlust. Bei offenen Batterien ist Wasserverlust eine normale Wartung und bei versiegelten Batterien sollte er nicht unter strenger Kontrolle auftreten. Daher ist der Wasserverlust nicht in der Ausfallart enthalten. Das Problem des Wasserverlusts aus verschlossenen Batterien konzentriert sich auf Elektrofahrräder. Dies liegt daran, dass der konstante Ladespannungswert zu hoch ist.
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