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阀控铅酸蓄电池劣化程度与放电特性的关系研究


    (2) 电池输出容量的小幅差异也可以在放电曲线上表现出来。
     对于第(2)点,通过将放电曲线展开研究,发现放电初期曲线有所交错,这部分将在3.2.3进行研究;进入平台后,曲线之间的交叉幅度很小,一直持续到放电终止。

 

图4-1 一致性好的电池常温低倍率放电曲线

 

      图4-2是一组运行了7年的Panasonic的电池放电曲线。由于其劣化严重,已经从使用现场拆回,用于试验研究。对电池组浮充后,将浮充电压过高的电池旁路,继续充电至全部充满。放电过程亦将先达到放电电压下限的电池旁路,继续对剩余电池放电,在整个放电过程保持电流恒定,测量放电曲线。

 


图4-2不同劣化程度的一组电池放电曲线

      从图4-2可以发现,电池的放电规律与从图3-1所得一致,虽然电池的放电曲线为非线性,但该图明示了可以根据短时间放电预测电池的实际SOH的可行性。现场的其它电池组数据也证实了类似的放电规律。

五、初始跌落分析
      VRLA电池由满充电状态转入放电以后,出现一段短时间的电压跌落,然后回升到放电平台电压,这一现象被称为Coupe De Fouet,最初被英国科学家D. Brendt 和E.Voss 于1965年发现,并且作了分析研究,认为是由充饱的二氧化铅正电极表面和铅离子和紧挨的酸铅晶体分子团引起的。因此,该现象只出现在完全充电的VRLA电池上,而且只在正极出现,负极没有该现象。
“初期跌落”是一个复杂的电化学现象,近年来很少有文献从电池电化学反应机理上研究该现象,在一些与电池检测相关的研究中一般都引用35年前的参考文献。
      VRLA电池的老化是和可利用的活性物质减少相关,多方面的失效皆导致此,例如板栅腐蚀、硫化、活性物质颗粒结构变化引起有效表面积减小和局部电阻增大,而这些变化会导致放电容量减少和Coupe De Fouet电压值变化。实验数据亦表明放电容量与Coup de Fouet 值的相关性很强。

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