技術(shù)動(dòng)態(tài)：電動(dòng)助力車電池的修復(fù)技術(shù)

　　1 前言

　　電動(dòng)助力車的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性已被人們所認(rèn)識(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)電動(dòng)車保有量已達(dá)到3000萬(wàn)輛，且每年以600萬(wàn)輛的數(shù)量增加，其市場(chǎng)(Rialto)發(fā)展規(guī)模迅猛。若按每輛車配3個(gè)12V10Ah鉛酸電池計(jì)，每年需要供應(yīng)1800萬(wàn)個(gè)電池，還不包括替換電池。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委預(yù)測(cè)未來(lái)(Futura)10年中國(guó)電動(dòng)自行車將形成1000億元的市場(chǎng)(Rialto)，其中配套電池160億元，15年內(nèi)將有480億元的替換市場(chǎng)(Rialto)，而使用的電池95%仍然是VRLA電池。電池廠對(duì)電池保證使用壽命是1年，實(shí)際使用壽命在15個(gè)月左右。影響電池壽命有3個(gè)原因：制造質(zhì)量，充電器的模式以及參數(shù)設(shè)置，還有用戶使用情況。大量實(shí)驗(yàn)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(yán)重；②整組電池中有個(gè)別電池性能特別差；③內(nèi)阻很大，充電時(shí)電壓很高，無(wú)法充電。除此之外，全國(guó)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(fù)技術(shù)，延長(zhǎng)電動(dòng)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(shù)對(duì)舊的VRLA電池進(jìn)行修復(fù)達(dá)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(dòng)轉(zhuǎn)入帶有負(fù)脈沖的間隙脈沖充電，隨著被修復(fù)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(dāng)電池修復(fù)充電后期，正負(fù)脈沖電量的比例逐漸減小，平均電流降低，避免長(zhǎng)期大電流充電對(duì)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(dá)到較好的修復(fù)效果，充電電流要不小于0.3CA，負(fù)脈沖電流為0.2CA左右，正負(fù)脈沖的時(shí)間及間隔要恰當(dāng)。

　　2 修復(fù)儀器及工具

　　（1）MCZ電池修復(fù)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(cè)儀DRJ48-10。

　　（3）萬(wàn)用表。

　　（4）針筒、溫度計(jì)。

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

　　3 修復(fù)技術(shù)工藝

　　（1）電池可修復(fù)性的判斷，有以下情況視為電池不可修復(fù)。

　　①電池外殼變形；②漏液；③短路，開(kāi)路；④補(bǔ)加液后用針筒或滴管抽出多余電解液時(shí)，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(fù)充電后擱置24h，12V電池的開(kāi)壓低于13.20V，表明電池內(nèi)部有微短路；⑥修復(fù)后電池放電容量低于額定容量的85%。

　　（2）補(bǔ)加稀酸。

　　①當(dāng)電池已使用10個(gè)月以上，修復(fù)充電時(shí)電壓很快上升至15V（對(duì)12V電池而言），同時(shí)外殼發(fā)熱，表明電池內(nèi)部電解液很少或干涸，修復(fù)前需加電解液；

　　②稀硫酸的配制：將濃度為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(gè)單格電池加入電解液，加入量以蓋(Guy)滿電池的極群為準(zhǔn)，靜置2h以上轉(zhuǎn)入下道工序；

　　④修復(fù)充電后要將多余的電解液吸出，至極群上方無(wú)多余的電解液。

　　（3）預(yù)放電。

　　實(shí)驗(yàn)表明被修復(fù)的電池以小電流放電至10V后再進(jìn)行修復(fù)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(shí)產(chǎn)生比較疏松的PbSO4，利于再充電。

　　（4）修復(fù)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(fù)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(zhǎng)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(shí)間在10-12h。

　　（5）容量檢測(cè)和修復(fù)效果。

　　當(dāng)電池修復(fù)后，至少擱置2h，測(cè)量開(kāi)路電壓，用容量檢測(cè)儀在規(guī)定的電流放電，至每只電池的電壓達(dá)到10.5V，計(jì)算其容量，在20-30℃環(huán)境下放電容量至少達(dá)到額定容量的95%以上。

　　（6）再修復(fù)。

　　有些電池長(zhǎng)期不用或者嚴(yán)重失水，一次修復(fù)很難恢復(fù)容量，需要再次修復(fù)。其條件為：充電24h電池開(kāi)路電壓大于13.2V，電解液無(wú)棕色微粒，第一次修復(fù)的容量≥80%，可按上述方法進(jìn)行第二次修復(fù)。

　　（7）配組再充電。

　　因?yàn)橛械碾姵厥菃蝹�(gè)修復(fù)，有的是整組修復(fù)，修復(fù)時(shí)較長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)充電，所以各電池內(nèi)阻特性各不相同。為保證使用時(shí)整組電池的性能，修復(fù)后的電池要根據(jù)開(kāi)路電壓和放電容量進(jìn)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(duì)電動(dòng)助力車電池的修復(fù)

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

　　4.2 對(duì)通信用大容量VRLA電池的修復(fù)

　　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(cè)量開(kāi)路電壓，除1號(hào)電池外，其它的電池開(kāi)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(dòng)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(shù)加以修復(fù)。

　　（2）變幅脈沖修復(fù)技術(shù)也可用于電池廠生產(chǎn)中的落后電池性能的恢復(fù)，減少報(bào)廢，提高經(jīng)濟(jì)效益。