電動汽車蓄電池壽命短的原因

從1859年，法國人加斯東普蘭特發現了鉛酸充放電的現象后，鉛酸蓄電池一直是電池領域應用最廣泛的產品，如汽車、機車、輪船、飛機、后備供電設備上都有鉛酸蓄電池，但我們并有聽到很多來自這些領域對鉛酸蓄電池的不滿，然而，為何同樣的產品到了電動自行車上卻是名符其實的怨聲載道。下面我們從幾個方面闡述出現這一問題的原因。

1、鉛酸蓄電池工作原理方面的原因

鉛酸蓄電池充放電的過程是電化學反應的過程，充電時，硫酸鉛形成氧化鉛，放電時氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結晶的物質，當電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態閑置時間過長時，就會抱成團，結成小晶體，這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛，就象滾雪球相同形成大的惰性結晶，結晶后的硫酸鉛充電時不但不能再還原成氧化鉛，還會沉淀附著在電極板上，造成了電極板工作面積下降，這一現象叫硫化，也就是常說的老化。這時電池容量會逐漸下降，直至無法使用。當硫酸鉛大量堆集時還會吸引鉛微粒形成鉛枝，正負極板間的鉛枝搭橋就造成電池短路。假如極板表面或密封塑殼有縫隙，硫酸鉛結晶就會在這些縫隙內堆積，并出現膨脹張力，最終使極板斷裂脫落或外殼破裂，造成電池不可修復性物理損壞。所以，導致鉛酸蓄電池失效和損壞的重要機理就是電池本身無法防止的硫化。

2、電動自行車特殊工作環境的原因

只要是蓄電池，在使用的過程中都會硫化，但其它領域的鉛酸電池卻比電動自行車上使用的鉛酸電池有著更長的壽命，這是因為電動自行車的鉛酸電池有著一個更容易硫化的工作環境。

①深度放電

用在汽車上的蓄電池只是在點火時單向放電，點火后發電機會對電池自動充電，不造成電池深度放電。而電動自行車在騎行時不可能充電，經常會超過60%的深度放電，深放電時，硫酸鉛濃度新增，硫化就會相當嚴重。

②大電流放電

電動汽車20公里巡航電流一般是4A，這個值已經高于其它領域的電池工作電流，而超速超載的電動汽車的工作電流就更大。電池制造商都進行過1C充電70%，2C放電60%的循環壽命試驗。經過這樣的壽命試驗，可達到充放電循環350次壽命的電池很多，但是實際在用的效果就相差甚遠了。這是因為大電流工作新增了50%的放電深度，電池會加速硫化。所以，電動三輪摩托車的電池壽命更短，因為三輪摩托車的車身太重，工作電流達6A以上。

③充放電頻率高

用在后備供電領域的電池，只有在停電時才會放電，假如一年停8次電，要達到10年的壽命，只用做到80次循環充電壽命，而電動汽車一年充放電循環300次以上很常見。

④短時充電

由于電動自行車是交通工具，可充電的時間不多，要在8小時內完成36伏或48伏的20安時充電，這就必須提高充電電壓(一般為單節2.7~2.9伏)，當充電電壓超過單節電池的析氧電壓(2.35伏)或析氫電壓(2.42伏)時，電池就會因過度析氧而開閥排氣，造成失水，使電解液濃度新增，電池的硫化現象加重。

⑤放電后不能及時充電

作為交通工具，電動自行車的充電及放電被完全分離開來，放電后很難有條件及時充電，而放電后形成的大量硫酸鉛假如超過半小時不充電還原為氧化鉛，就會硫化結成晶體。3、蓄電池生產方面的原因

針對電動自行車用鉛酸蓄電池的特殊性，各個電池制造商采取了多種方法。最典型的方法如下：

①新增極板數量。

把原設計的單格5片6片制改為6片7片制，7片8片制，甚至8片9片制?？繙p薄極板厚度和隔板，新增極板數量來提高電池容。

②提高電池的硫酸比重。

原來浮充電池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之間，而電動自行車的電池的硫酸比重一般都在1.36～1.38左右，這樣可以供應較大的電流，提升電池的初期容量。

③新增正極板活性物質氧化鉛的用量和比例。

新增氧化鉛就新增了參與放電的電化學反應物質，也就新增了放電時間，新增了電池容量。

通過這些措施，電池的初期容量滿足了電動自行車的容量要求，特別是改善了電池的大電流放電的特性。但是，極板新增了，硫酸的容量就減少了，電池發熱導致大量失水，同時，電池的微短路和鉛枝搭橋的概率新增了。提高硫酸比重新增了電池的初期容量，但是，硫化現象就更嚴重。密封電池的最基本原理之一就是正極板析氧以后，氧氣直接到負極板，被負極板吸收而還原為水，考核電池這個技術指標的參數叫做密封反應效率，這種現象叫做氧循環。這樣，電池的失水很少，實現了免維護，就是免加水。為此，都要求負極板容量做的比正極板容量大一些，又稱為負極過渡。新增正極板活性物質必然使得，負極過渡減少了，氧循環變差了，失水新增了，又會造成硫化。這些措施雖然提升了電池的初期容量，但是卻會造成失水和硫化，而失水和硫化又會相互促成，最終結果卻是犧牲電池的壽命。

還有就是極群組裝虛焊問題。容易出現虛焊的地方是極板。而每個電池的單格有15片極板，就是15個焊點，一個電池有6個單格，就有90個焊點，一組電池由3個12V電池組成，就有270個焊點。假如一個焊點存在虛焊，該單格容量就下降，進而該單格形成電池落后，造成整個電池都落后，電池就會形成嚴重的不均衡，使這組電池提前失效。就算虛焊控制在萬分之一，平均每37組電池就會有一組電池存在虛焊，這是絕對不能夠允許的。而鉛鈣合金板柵的電池，在焊接的時候會析出鈣而掩蓋虛焊問題，這樣，很多電池制造商寧愿采用低銻合金的板柵而沒有采用鉛鈣合金。而低銻合金的板柵析氧析氫電壓更低，電池出氣量大，失水相對嚴重，電池更容易硫化。