技術動態(tài)：電動助力車電池的修復技術

　　1 前言

　　電動助力車的實用性、經(jīng)濟性和環(huán)保性已被人們所認識。據(jù)統(tǒng)計，目前全國電動車保有量已達到3000萬輛，且每年以600萬輛的數(shù)量增加，其市場(Rialto)發(fā)展規(guī)模迅猛。若按每輛車配3個12V10Ah鉛酸電池計，每年需要供應1800萬個電池，還不包括替換電池。國家經(jīng)貿(mào)委預測未來(Futura)10年中國電動自行車將形成1000億元的市場(Rialto)，其中配套電池160億元，15年內(nèi)將有480億元的替換市場(Rialto)，而使用的電池95%仍然是VRLA電池。電池廠對電池保證使用壽命是1年，實際使用壽命在15個月左右。影響電池壽命有3個原因：制造質(zhì)量，充電器的模式以及參數(shù)設置，還有用戶使用情況。大量實驗數(shù)據(jù)表明，鉛酸電池的性能衰減表現(xiàn)為：①電池失水嚴重；②整組電池中有個別電池性能特別差；③內(nèi)阻很大，充電時電壓很高，無法充電。除此之外，全國還有大量的UPS用的鉛酸蓄電池也因使用條件或供電條件變化影響整組電池的壽命。采用有效的修復技術，延長電動自行車和UPS用的VRLA電池的使用壽命可大大降低成本，節(jié)約資源，有利環(huán)保。

　　使用一種變幅脈沖充電技術對舊的VRLA電池進行修復達到較好的效果，其充電模式是：起始大電流恒流充電，根據(jù)電池的內(nèi)阻和電壓變化特性可自動轉(zhuǎn)入帶有負脈沖的間隙脈沖充電，隨著被修復電池極板表面硫酸鉛層被擊穿，電壓降低，充電電流隨之改變。當電池修復充電后期，正負脈沖電量的比例逐漸減小，平均電流降低，避免長期大電流充電對極板的損傷，也保證整組電池充分活化和內(nèi)阻趨于一致。要達到較好的修復效果，充電電流要不小于0.3CA，負脈沖電流為0.2CA左右，正負脈沖的時間及間隔要恰當。

　　2 修復儀器及工具

　　（1）MCZ電池修復儀，規(guī)格36V/3A，12V/3A，12V/5A，36V/5-30A（可調(diào)），48V/1-20A（可調(diào)）。

　�。�2）容量檢測儀DRJ48-10。

　�。�3）萬用表。

　　（4）針筒、溫度計。

　�。�5）變幅脈沖充電器，型號：MCZ36V/2A，MCZ48V/2A，MCZ12V/5A。

　　3 修復技術工藝

　�。�1）電池可修復性的判斷，有以下情況視為電池不可修復。

　�、匐姵赝鈿ぷ冃危虎诼┮�；③短路，開路；④補加液后用針筒或滴管抽出多余電解液時，發(fā)現(xiàn)電解液有棕色沉淀物，表明極板的上端已疏松脫落；⑤修復充電后擱置24h，12V電池的開壓低于13.20V，表明電池內(nèi)部有微短路；⑥修復后電池放電容量低于額定容量的85%。

　�。�2）補加稀酸。

　�、佼旊姵匾咽褂�10個月以上，修復充電時電壓很快上升至15V（對12V電池而言），同時外殼發(fā)熱，表明電池內(nèi)部電解液很少或干涸，修復前需加電解液；

　�、谙×蛩岬呐渲疲簩�濃度為98%的純硫酸30ml，加入1000ml純水中，其比重為1.05-1.07g/cm3;

　　③用滴管或針筒逐個單格電池加入電解液，加入量以蓋(Guy)滿電池的極群為準，靜置2h以上轉(zhuǎn)入下道工序；

　�、苄迯统潆姾笠獙⒍嘤嗟碾娊庖何�出，至極群上方無多余的電解液。

　�。�3）預放電。

　　實驗表明被修復的電池以小電流放電至10V后再進行修復充電效果更好，這是由于小電流放電電解液更容易浸到極板內(nèi)部，還使表面有些鈍化層的活性物質(zhì)在小電流放電時產(chǎn)生比較疏松的PbSO4，利于再充電。

　　（4）修復充電。

　　采用變幅脈沖充電器的模式，充電電流一般≥0.3CA，充電電壓15.8-16.2V，負脈沖電流為0.2CA左右，充電電流隨著電壓的升高逐步減小，避免長期處于大電流、高電壓充電，損壞極板或造成微短路。一般充電電量為額定容量的120%左右，時間在10-12h。

　�。�5）容量檢測和修復效果。

　　當電池修復后，至少擱置2h，測量開路電壓，用容量檢測儀在規(guī)定的電流放電，至每只電池的電壓達到10.5V，計算其容量，在20-30℃環(huán)境下放電容量至少達到額定容量的95%以上。

　�。�6）再修復。

　　有些電池長期不用或者嚴重失水，一次修復很難恢復容量，需要再次修復。其條件為：充電24h電池開路電壓大于13.2V，電解液無棕色微粒，第一次修復的容量≥80%，可按上述方法進行第二次修復。

　�。�7）配組再充電。

　　因為有的電池是單個修復，有的是整組修復，修復時較長時間處于過充電，所以各電池內(nèi)阻特性各不相同。為保證使用時整組電池的性能，修復后的電池要根據(jù)開路電壓和放電容量進行配組，并用變幅脈沖充電器充電以調(diào)整各電池的內(nèi)阻。

　　4 結(jié)果

　　4.1 對電動助力車電池的修復

　　用變幅脈沖修復儀和修復技術在很多地方做了大量的修復工作（不少于1000組），修復后電池的使用壽命可延長10-12個月，再返修率小于5%。下面將介紹部分電池的修復情況。

　　4.2 對通信用大容量VRLA電池的修復

　　8只松下12V100Ah電池和2只大力神(Titan)舊電池使用1年多，擱置1年多，分別加入稀硫酸靜置15h，用兩階段脈沖充電，第一階段10A充電至每只電池電壓14.5V，轉(zhuǎn)5A充電，總充電容量112Ah。擱置36h后測量開路電壓，除1號電池外，其它的電池開路電壓正常，故抽取3只電池以8A電流放電至10.5V．

　　5 結(jié)論

　�。�1）大部分電動助力車、通信電力車、汽車等用的VRLA電池采用普通模式充電，工作1年左右性能衰減都可以用變幅脈沖充電技術加以修復。

　�。�2）變幅脈沖修復技術也可用于電池廠生產(chǎn)中的落后電池性能的恢復，減少報廢，提高經(jīng)濟效益。