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[综合] 从铅酸电池原理讲明为何通过内阻测试寿命不靠谱

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发表于 2024-3-22 09:53:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

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化学变化方程式:
铅酸蓄电池中的正极活性物质(二氧化铅)与负极活性物质(海绵铅)和电解液(30%-40%的稀硫酸溶液),反应生成硫酸铅和水。
化学方程式为:
PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)→2PbSO4(s)+2H2O(l)

                               
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铅酸电池的结构:
QQ截图20240322082539.png
这是6个化学反应池,这里会装满硫酸,然后正负极的极板会泡在硫酸里,这样就可以进行反应了。
铅酸化学反应的电压是2V(固定的电动势,不受剂量多少变化),所以想要12V电压,就需要做6个化学反应池,然后串联起来。
QQ截图20240322082829.png
这个是附着了铅粉的极板。这就是用于存储电量的物质,当电池满电时,正负极分别是铅与二氧化铅,亏电时正负极都是硫酸铅,充电就是把硫酸铅还原成铅与二氧化铅,放电则反之。
两块极板中间夹一张用于绝缘的PVC就是一个最简单的铅酸电池。
QQ截图20240322082923.png
这是极板骨架,一来用于附着铅粉,二来提供电子通道(就是导电),把电子通过外部线路转移到正极(放电)负极(充电)
铅酸电池寿命减少的原因:
1、硫化,正常反应的硫酸铅是粉末状,这种状态的硫酸铅充电后可以恢复成铅与二氧化铅,但是硫酸铅一旦结晶后,导电性能会大幅下降,充电也无法恢复,这时候因为活性物质减少,电池的容量会减少,又因硫酸铅附着,电池内阻也会轻微增大。(怕过放)
2、极板活性物质脱落,硫酸铅的摩尔质量是303,铅的摩尔质量是207,二氧化铅的摩尔质量是239,可以看出硫酸铅的摩尔质量比较大。这样放电的时候,生成的硫酸铅体积会大,极板附着的活性物质会因膨胀掉落,掉落的活性物质脱离里骨架无法导电,从而减少了活性物质。这种情况容量会减少,但内阻不会增大。(怕过放、怕震动)
3、电解液干涸,电解液在使用中,受电池发热、通电电解等原因,电解液会逐渐减少,会造成栅极无法充分的泡近电解液里,造成部分活性物质无法通电,容量会减少,内阻会增大。(怕过冲)
铅酸电池寿命检测:
为什么笔者说内阻测试不靠谱呢。实际上很多电池店会用内阻测试+CCA测试来简单测试电池寿命(叫你买新时),但是绝不愿意通过这种简单测试来做售后。
原因其实很简单,因为不准。栅极的骨架是电池内部串联导路的其中一环,骨架断一些(骨架是个网状,中间断了,电流也可以通过周边导通),内阻就会明显增大,活性物质也不会损失多少,容量和性能也完全属于正常的,所以他们不会对这种电池做售后。
同理,外加各品牌电池的内部电路设计不同(有些品牌采用放射状的骨架),电解液的浓度不同等等,造成出厂的内阻都不太相同。而电池寿命主要原因的硫化,要到结晶非常厉害的时候,内阻才会明显变大。
所以单纯靠内阻测试和CCA测试来判断电池寿命是不靠谱的。应该先补充电解液,静置3小时等待浓度均衡,然后进行充电,再进行放电测试,检测剩余容量多少,从而判断寿命。
题外话:
现在的铅酸电池基本属于无售后状态,因为电池的易损的特性,造就了特别的售后条款,电池的老化是不属于售后范围的,即硫化、脱落、电解液干涸造成的容量减少是不在售后范围的,质保的范围只有内部断路之类的硬性故障。
大家都觉得后换电池,新出的电池寿命不好的原因也在于此。因为压根不用做售后,你要是说电池不行了,我就提回去充放一下,大多数容量又及格了;就算不及格,也能赖在你使用不当上面。最后不但电池无法成功售后,还浪费自己一大堆时间。
企业既然不担心售后,自然做的差不多就行了,在用料上面,能用便宜的骨架就绝不用贵的骨架,能多和泥的铅粉就绝不多放铅,最终就成了恶性循环。
我个人其实是挺喜欢铅酸电池的,虽然它是重金属电池,但却是百分百回收的电池,不管是内部的铅,还是外部的壳,都可以做到回收再利用。安全性又没得说,火烧都不会起火,如今却没有企业愿意再投入研究了,惋惜。




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IlovePLC + 30 優秀文章
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hongo + 12 優秀文章
jf201006 + 18 謝謝分享
nokia5320 + 9
qijianjie12 + 50 谁说没人研究,俺们公司,坦ke和火pao用的.
家睦 + 60

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发表于 2024-3-22 10:16:10 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
铅酸电池,是可靠性,安全性,稳定性好的电池,唯一就是体积重量是缺点
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发表于 2024-3-22 10:17:57 | 显示全部楼层
铅酸电池主要是耐操,并且不需要保护板。即使损坏也是老化的结果,其实是极板老化并且由于从极板脱落的物质堆积在底层导致容量下降,此时测量内阻来判断电池好坏并不可靠。
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发表于 2024-3-22 10:21:02 | 显示全部楼层
就能量密度低了点,安全性没得说,不过由于环保不让加这加那所以现在的铅酸比以前的差不少...
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发表于 2024-3-22 10:28:23 | 显示全部楼层
相较于锂电池,铅酸电池能量密度低,寿命短
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发表于 2024-3-22 10:34:04 | 显示全部楼层
水电池比阀控式电池怎么了
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发表于 2024-3-22 10:36:01 | 显示全部楼层
内阻变大只是寿命快到的其中一个表现
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发表于 2024-3-22 10:45:15 | 显示全部楼层
铅酸化学反应的电压是2V(固定的电动势,不受剂量多少变化)
-----------------
这个是错的,电动势随浓度变化的
详见能斯特方程

QQ截图20240322104402.png

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发表于 2024-3-22 10:54:38 | 显示全部楼层
满电情况下,内阻小的电池容量不一定好,但是内阻大的是一定不行。
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发表于 2024-3-22 10:59:00 | 显示全部楼层
学习了,虽然知道好处多多,但依然选锂电,因为55kg
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发表于 2024-3-22 11:10:32 | 显示全部楼层
感谢分享,学习了解了
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发表于 2024-3-22 11:21:29 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
摩尔质量和体积那一段有待商榷
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发表于 2024-3-22 11:37:52 | 显示全部楼层
首先  内阻和cca是简单判断电瓶质量的一种手段,而且是有效手段。内阻和cca都不正常的电瓶,容量必然和正常的不一样。如果作为汽车启动电瓶,启动能力必然会明显下降。如果作为电池组使用,也会导致整个电池组的容量变小。网状结构断裂,就相当于电极变细,必然会对电池有影响。在大电流下,放电容量肯定减少。内阻和cca正常,不一定电池是好的,进一步检测需要测容量。但是内阻和cca都不正常的,电池肯定就有问题了。
其次,现在的铅酸都有有保修,只不过保修比较苛刻,也和商家良心有关。得电池容量低于标称60%左右才能给保修。正常衰减,不在保修范围。至于为什么现在电瓶不抗用,下边说。
18年以后,环保严格要求,铅酸电池配方已经减少重金属的含量了,也就导致地现在新出地电瓶不抗用,不超过3年,基本都不行了,容量衰减很多。
再有,铅酸可不是烧也不起火,不起火是烧的不够狠。前两天一个群友的铅酸电动车就烧了,烧的只剩架子了。电池都烧化了。而且电池仓明显起火。

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玫瑰余香 + 12 我也感觉内阻和cca都不过的,必然好不到哪.
扬扬fe + 21 我很贊同

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发表于 2024-3-22 12:13:19 | 显示全部楼层
楼主好专业,顶一个!
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发表于 2024-3-22 12:14:40 | 显示全部楼层
铅酸电池,是可靠性,安全性,稳定性好,但没法扩大就业。但一个新的技术可以提供大量创收就业。
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发表于 2024-3-22 12:17:46 | 显示全部楼层
mmmmmc1024 发表于 2024-3-22 11:37
首先  内阻和cca是简单判断电瓶质量的一种手段,而且是有效手段。内阻和cca都不正常的电瓶,容量必然和正常 ...

哪是线路短了引起可燃物烧起来,电瓶烧不起来。
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 楼主| 发表于 2024-3-22 12:34:31 | 显示全部楼层
mmmmmc1024 发表于 2024-3-22 11:37
首先  内阻和cca是简单判断电瓶质量的一种手段,而且是有效手段。内阻和cca都不正常的电瓶,容量必然和正常 ...

环保要求是要禁止使用铅铅锑镉合金,要求使用铅钙等环保型合金。而铅钙合金有铅钙锡铝合金、铅钙锡银合金,这两种的抗腐蚀能力都比铅铅锑镉合金要强。环保导致铅酸电池质量下降只不过是个借口,生产厂家跟本就想生产仅仅满足售后要求的产品,一来减少成本,二来计划性报废。

资料来源:
2012年《铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策》
2012年铅蓄电池行业准入条件(工业和信息化部公告2012年第18号)
《铅钙锡银合金电极行为的研究》-阮立-台州市质量技术监督检测研究院

铅酸电池里的铅、二氧化铅、硫酸均是不可燃的,所以铅酸电池不可燃。
锂电池里面的电解质是有机电解质,且锂电池使用过程中会长锂枝晶,会在电池完全正常的情况下莫名其妙的刺穿隔膜,造成短路,然后喷火燃烧,所以锂电池会自燃。

最近很多媒体、自媒体都在混淆这一区别,凡是锂电池起火的,一律不说具体电池类型,凡是铅酸电池电动车因电路起火的,就把电路问题也归纳到铅酸电池的头上。具体的原因不用我说,大家都猜得到。

世界很假,他们只希望我们知道他们想让我们知道的事情。要不是想多薅几块家元在论坛用,我也懒得写文章科普。

如果写在知乎、贴吧等非会员制的中文网上,甚至会有一大堆水军带着一大堆精神股东来抨击你,我光靠用爱发电又怎么干得过这群职业玩家。———中文网的没落史

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发表于 2024-3-22 12:53:46 | 显示全部楼层
在电动车着火的新闻影响下,安全的铅酸电池的电车躺枪不少
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发表于 2024-3-22 13:20:52 | 显示全部楼层
gl542400 发表于 2024-3-22 12:17
哪是线路短了引起可燃物烧起来,电瓶烧不起来。

电瓶本身相对不易燃,但是可以燃烧,不是电瓶被火烧都不会起火。题主说的是火烧都不会起火 。
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发表于 2024-3-22 13:24:10 | 显示全部楼层
重跟大就是他的缺点
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