技術動態：電動助力車電池的修復技術

　　1 前言

　　電動助力車的實用性、經濟性和環保性已被人們所認識。據統計，目前全國電動車保有量已達到3000萬輛，且每年以600萬輛的數量增加，其市場(Rialto)發展規模迅猛。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。國家經貿委預測未來(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：制造質量，充電器的模式以及參數設置，還有用戶使用情況。大量實驗數據表明，鉛酸電池的性能衰減表現為：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，節約資源，有利環保。

　　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，根據電池的內阻和電壓變化特性可自動轉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，規格36V/3A，12V/3A，12V/5A，36V/5-30A（可調），48V/1-20A（可調）。

　　（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。

　　①電池外殼變形；②漏液；③短路，開路；④補加液后用針筒或滴管抽出多余電解液時，發現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。

　　①當電池已使用10個月以上，修復充電時電壓很快上升至15V（對12V電池而言），同時外殼發熱，表明電池內部電解液很少或干涸，修復前需加電解液；

　　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以上轉入下道工序；

　　④修復充電后要將多余的電解液吸出，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部，還使表面有些鈍化層的活性物質在小電流放電時產生比較疏松的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整各電池的內阻。

　　4 結果

　　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中的落后電池性能的恢復，減少報廢，提高經濟效益。