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作者: 阿童木 时间: 2005-6-22 21:47
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!

电动自行车电池的随机性PCL现象的研究
作者：乐军李浩平刘敏
电动自行车电池的使用寿命应该达到多少时间，根据统计资料全国电动自行车电池的平均寿命在10～11个月之间，但是按国家标准电动自行车电池的理论寿命都应该在一年半以上。在实际用户的使用中同品牌的电池最短寿命只有3个月，最长的电池寿命已接近4a了，究其原因电动自行车厂家说是电池质量不稳定，而电池厂家说是用户使用方法不当。用户讲是电动自行车的技术还没有过关，这一问题已经成为中国电动自行车的发展历史上引起市场几次大起大落的关键因素之一，电池行业对这一问题进行的研究很多，实际成果较少。至今市场上很多指导性的理论带有很强的片面性，有一些甚至是错误的。根据中国矿业大学电动车电池超长寿命研究中心连续3 a的跟踪研究和大量的电化学分析，我们将电动自行车特有的“随机性早期容量衰竭”现象的研究结果分述如下：

1  随机性早期容量衰竭产生的原因

      阀控式免维护铅酸电池的早期容量衰竭问题，是免维护铅酸电池出现后的一种特殊的电池故障，国内对于这一问题的深入研究进行的不多。由于中国生产和使用富液式铅酸电池的历史很长，这一行业中使用和维护人员中绝大多数人认为铅酸电池的技术简单，他们对于这种电池的使用性能和维护方法已经完全掌握了。在中国的电动自行车生产企业中，主管电池工作的技术人员多数都曾经从事过富液式铅酸电池的生产、使用或维护工作。他们认为富液式铅酸电池和免维护铅酸电池同属于铅酸电池系列，使用维护中可采用同样的方法，因此，几乎所有的电动自行车企业在售车时对用户都宣传“电池充电越勤，电池寿命越长”，甚至一些商家和维修人员对用户讲，“没事时，你就把电充上，这样对电池只有好处，没有坏处”。根据统计资料，在每个城市的电动自行车用户群中约有1／3的用户每天骑行路程很短(每天5～10km)，这些用户多数都采用电动自行车厂家传授的“勤充电”充电方法，因此这些用户的电动自行车电池除了30min／d左右骑行时间其余时间大部分都在充电。这就使这种用述条件具备，就会出现。而这一条件出现的随机性就构成了这一失效现象出现的随机性，这是一种电动自行车电池特有的早期容量衰竭现象。

3  随机性早期容量衰竭的隧道效应

      研究发现一组正常的电池极板，要充入和放出全部电容量，必须保证极板表层到深层的化学通道的畅通，其孔隙通道的微观几何尺寸越大，孔隙越多，放出的容量就越高，电流就大。而这个条件一旦被破坏，容量就会降低，电流会减小，即使是新电池也不例外。电化学分析表明，即使正负极板全部转化成了氧化铅和二氧化铅，其容量依旧会大幅度降低，这种状态是—种典型的早期容量衰竭的特征。
      经过连续的跟踪研究，我们发现了一种特殊的氧化铅和二氧化铅形成结构。
      通过电化学分析表明，由于很多用户一天只有30～60min左右骑行时间，其余时间都在充电。电池极板50％～70％左右的氧化铅常年不参与工作，但是每次电池充电时的氧化还原反应的游离产物都会对电池极板的深层通道产生沉积，经过数百次的连续沉积，极板的深层通道便被堵塞了，电池容量就仅剩下经常使用的那一部分了，同时由于极板常年处于临界高压过充状态，因此氧化铅和二氧化铅产生严重的晶格变异并形成大量β型氧化铅结构，造成了充足电就是放不出来的现象。
      免维护铅酸电池的通道效应是我们在电池的超长寿命研究中提出的一个电池故障新概念，在国内几个著名电动自行车品牌电池的寿命实验已经得到了验证。在实验中有一种与电池传统使用理论完全相反的现象。按国际通行的免维护铅酸电池使用理论，电动自行车电池充电越勤，则电池寿命越长，浅放电30％就充电，电池寿命应该可达到1 300次，但大量的实验证明结果恰恰相反，电动自行车电池浅放勤充，不仅不能延长电池寿命，反而会大幅度降低电池的正常寿命，例如：在一组短程用户群中，他们每天行驶路程在3～8km以内，每天骑行后，立即充电，结果平均不到5个月，电池容量几乎衰竭至40％～50％。而一些用户骑行时电池不见到黄灯不充电，每次累计放电量达到85％左右才充电，电池用了接近4a了还能跑二十几千米。

4  电池随机性早期容量衰竭的特定生成条件

根据我们近两年连续跟踪研究：电动自行车使用的免维护密封铅酸电池的早期容量衰竭有着特殊的随机生成条件，即
(1)这种现象95％以上发生在那些严格按电动自行车厂家讲授的使用方法对电池进行充电的用户身上。
      (2)这种现象在每天骑行路程越短、每天充电次数越多、充电时间越长的用户中发生概率越高，容量衰竭的程度越严重。
      (3)研究发现这些用户的电池极板60％～80％左右的活性物质常年不参与工作，而这部分的活性物质却常年处于14.9 V的临界高电压状态。
(4)这种现象绝大部分发生在那些一个小时内就可以把电池充足，其余时间充电器都是以小电流对电池进行充电，而充电器对电池保护性充电时单只电池的电压能够稳定在14.7V以上的用户身上。
(5)每天骑车时间较长，电池放电超过60％的用户几乎不发生这种现象。
      (6)每周多次骑行，电池累计放电超过70％再充电的用户也不发生这种电池故障。
      (7)每天电池使用后正常充电，但每一周或每两周把电用完一次(用到容量的90％)这种用户不发生电池的早期容量衰竭问题。

5  电动自行车企业防御随机性早期容量衰竭的措施
      为有效防御随机性早期容量衰竭的产生，实现电动自行车电池的超长寿命，我们总结大量实验室和现场实验及企业电池装车的平衡配合实际经验，结合部分电动自行车电池超长寿命用户的使用经验，我们归纳如下：
      (1)电动自行车企业要实现电池的超长寿命，必须选用质量可*的采用多元改进的铅合金的电动自行车动力电池，而不能选用普通型的免维护铅酸电池，这两种电池在使用初期性能相差不多，但后期差别极大；更不能因贪图便宜，选用劣质电池，否则将后患无穷，甚至导致电动自行车企业的最终瓦解。因为电池一旦出问题，用户的结论是这种品牌的电动自行车质量不行。
      (2)新车出厂时电池配对质量至关重要，必须对临装车的所有电池进行全充全放，记录分时电流电压，将每阶段参数一致的电池分归几个大组，然后对归人大组的电池进行并联小电流充电，大组电池充足后，静置72h后，选择静止电压最接近的电池，组对装车。决不能因为是新电池而忽视了电池的容量配对。这样可消除70％以上非平衡型的电池容量衰竭。
      (3)企业和商家应告诉电动自行车的用户电动自行车电池每次使用时应将电量用到。总容量的85％～90％时再充电，电池寿命为最长，但决不可把电量放完。因为这样使用，电池在整个寿命周期内，表层极板和深层极板始终都参加工作，深层通道始终保持畅通，而且可以几天充一次电，这样就能大幅度减少电池的充电次数，高机率的降低了电池被充坏的可能性。而且可以有效防止随机性早期容量衰竭的产生。
      (4)企业应在每个销售电动自行车的城市建立一个电动自行车电池定期维护中心，对已销售的电动自行车电池进行定期维护，对用户电池实行半年一次的定期电电容量平衡、维护和修复。这件事由销售商代理，既可提高商家的收入，又可免除企业向后顾之忧，会取得很好效果。因为半年一次的维护能把电池的故障消灭在萌芽状态下会让小病变成大病，所以电池寿命会大幅度提高。

6  结论

      (1)电动自行车使用的免维护密封铅酸电池，其电化学性能、使用性能、存放性能、充放电性能与富液式的铅酸电池有很大的区别，不能沿用“勤用勤充”的富液式铅酸电池的使用维护理论，否则就会引发不该出现的电池早期容量衰竭问题。
      (2)电动自行车出现的免维护密封铅酸电池的早期容量衰竭问题，是可以避免的。主要通过充放电规律的改变和使用方法来调整。
      (3)电动自行车企业和商家对用户宣传的那种“电池充电越勤，使用寿命越长”的方法是富液式电池的使用方法，其理论是片面的，在1／3用户使用条件下是错误的，这种方法不仅不能提高电池寿命，反而会因此引发早期容量衰竭问题，使电池寿命大幅度降低。
      (4)要实现电动自行车电池的正常寿命和超长寿命，电动自行车企业就应该在各大城市建立用户电池维修中心，对用户的电池进行定期的维修和使用指导。

作者: 水穷云起 时间: 2005-6-22 22:06
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这种PCL现象都是发生在铅钙合金极板的铅酸电池上，而采用这种材料极板的电池占电动自行车行业所用电池比例很小（不到10%），不是文中所说的1/3，而且使用这种极板的电池并不是全会发生该问题，比例也不超过10%，这样算起来只有不到1%的电动自行车电池有可能发生PCL现象。具体情况可能同电池生产工艺有关（一致性不足）。
另外文中说的一到两周深放电可以避免PCL现象发生的情况也不完全正确，比如网友林冬雨就是严格按照一周深放电一次操作的，结果还是有一只电池发生了该问题，而其余两只电池无恙。

作者: 97cn 时间: 2005-6-23 08:07
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(4)这种现象绝大部分发生在那些一个小时内就可以把电池充足，其余时间充电器都是以小电流对电池进行充电，而充电器对电池保护性充电时单只电池的电压能够稳定在14.7V以上的用户身上。

没有理解失误的话“保护性充电”是浮充，尚未见过14.7V的浮充，如果是这个电压浮充，当然是充电勤失水多容量衰减快，问题是有这样的充电器吗？

(3)企业和商家应告诉电动自行车的用户电动自行车电池每次使用时应将电量用到。总容量的85％～90％时再充电，电池寿命为最长，但决不可把电量放完。因为这样使用，电池在整个寿命周期内，表层极板和深层极板始终都参加工作，深层通道始终保持畅通，而且可以几天充一次电，这样就能大幅度减少电池的充电次数，高机率的降低了电池被充坏的可能性。而且可以有效防止随机性早期容量衰竭的产生。

这个更没有依据，为了不到1％几率的PCL放弃99％

作者: fc 时间: 2005-6-23 21:45
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字面理解楼主所说的1/3应是每天骑行10公里以内的用户,天天冲电,1至2周又没尽放的,有可能发生PCI现象.我就是每天骑行10公里以内的用户,为保险起见我充电方式准备改回3天一充15天一尽放!技术层面的事我们老百姓不懂,真不知听谁的

作者: madapmuwang 时间: 2005-6-24 14:58
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
我每天上下班25KM不到，天天晚上充。偶尔下班还出去用光电，或晚上忘充，第2天用光电，无意中做深充放，用车10月，大概也就5-6次吧。现在1天续行里程有大于40KM的。海宝36V10AH电池。

作者: zhangzhenyu 时间: 2005-6-24 15:19
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PCL现象，应该是浮冲电压太高14.7v，一般浮冲电压14.1v不会造成失水。还可以防止硫化。充电器变绿灯，再冲3小时--6小时可以充满。

作者: 水穷云起 时间: 2005-6-24 16:20
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[这个贴子最后由水穷云起在 2005/06/24 04:21pm 第 1 次编辑]

下面引用由zhangzhenyu在 2005/06/24 03:19pm 发表的内容：
PCL现象，应该是浮冲电压太高14.7v，一般浮冲电压14.1v不会造成失水。还可以防止硫化。充电器变绿灯，再冲3小时--6小时可以充满。

一般的浮充不是14.1V，而是13.5V-13.9V。

作者: 水穷云起 时间: 2005-6-24 16:23
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下面引用由madapmuwang在 2005/06/24 02:58pm 发表的内容：
我每天上下班25KM不到，天天晚上充。偶尔下班还出去用光电，或晚上忘充，第2天用光电，无意中做深充放，用车10月，大概也就5-6次吧。现在1天续行里程有大于40KM的。海宝36V10AH电池。

海宝电池不会发生PCL现象。

作者: YUGUIQIANG 时间: 2005-6-27 10:55
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我每天骑12KM就冲电,现在两年了,电池还可骑35KM.

作者: 林冬雨 时间: 2005-6-27 20:47
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我也是一天充两次。两台充电器，一台放在单位，一台放在家里。上班后在单位充，下班后在家里充。

作者: suzou 时间: 2005-6-27 22:04
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我有点相信楼主话了
记得以前我骑汽摩时
也很勤充电
但是电池寿命总是不长

作者: 水穷云起 时间: 2005-6-27 22:22
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[这个贴子最后由水穷云起在 2005/06/27 10:22pm 第 1 次编辑]

摩托车用充电器太差了。放电也没欠压保护。

作者: 乾坤维修 时间: 2006-6-28 08:13
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在来探讨以下

作者: clwjg 时间: 2006-6-28 09:06
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我的蓄电池说明书上写的是厂家建议充电方式放出电量的70％左右时充电最佳，不知听谁的，我现在是回家就充，睡觉前就充好了拔下来，也不知电池能用多长时间！

作者: 电工 时间: 2006-6-28 10:47
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随机性早期容量衰竭的隧道效应

   研究发现一组正常的电池极板，要充入和放出全部电容量，必须保证极板表层到深层的化学通道的畅通，其孔隙通道的微观几何尺寸越大，孔隙越多，放出的容量就越高，电流就大。而这个条件一旦被破坏，容量就会降低，电流会减小，即使是新电池也不例外。电化学分析表明，即使正负极板全部转化成了氧化铅和二氧化铅，其容量依旧会大幅度降低，这种状态是—种典型的早期容量衰竭的特征。
   经过连续的跟踪研究，我们发现了一种特殊的氧化铅和二氧化铅形成结构。
   通过电化学分析表明，由于很多用户一天只有30～60min左右骑行时间，其余时间都在充电。电池极板50％～70％左右的氧化铅常年不参与工作，但是每次电池充电时的氧化还原反应的游离产物都会对电池极板的深层通道产生沉积，经过数百次的连续沉积，极板的深层通道便被堵塞了，电池容量就仅剩下经常使用的那一部分了，同时由于极板常年处于临界高压过充状态，因此氧化铅和二氧化铅产生严重的晶格变异并形成大量β型氧化铅结构，造成了充足电就是放不出来的现象。
电池随机性早期容量衰竭的特定生成条件

根据我们近两年连续跟踪研究：电动自行车使用的免维护密封铅酸电池的早期容量衰竭有着特殊的随机生成条件，即
(1)这种现象95％以上发生在那些严格按电动自行车厂家讲授的使用方法对电池进行充电的用户身上。
      (2)这种现象在每天骑行路程越短、每天充电次数越多、充电时间越长的用户中发生概率越高，容量衰竭的程度越严重。
      (3)研究发现这些用户的电池极板60％～80％左右的活性物质常年不参与工作，而这部分的活性物质却常年处于14.9 V的临界高电压状态。
(4)这种现象绝大部分发生在那些一个小时内就可以把电池充足，其余时间充电器都是以小电流对电池进行充电，而充电器对电池保护性充电时单只电池的电压能够稳定在14.7V以上的用户身上。
(5)每天骑车时间较长，电池放电超过60％的用户几乎不发生这种现象。
      (6)每周多次骑行，电池累计放电超过70％再充电的用户也不发生这种电池故障。
      (7)每天电池使用后正常充电，但每一周或每两周把电用完一次(用到容量的90％)这种用户不发生电池的早期容量衰竭问题。
电动自行车企业防御随机性早期容量衰竭的措施
   为有效防御随机性早期容量衰竭的产生，实现电动自行车电池的超长寿命，我们总结大量实验室和现场实验及企业电池装车的平衡配合实际经验，结合部分电动自行车电池超长寿命用户的使用经验，我们归纳如下：
   (1)电动自行车企业要实现电池的超长寿命，必须选用质量可*的采用多元改进的铅合金的电动自行车动力电池，而不能选用普通型的免维护铅酸电池，这两种电池在使用初期性能相差不多，但后期差别极大；更不能因贪图便宜，选用劣质电池，否则将后患无穷，甚至导致电动自行车企业的最终瓦解。因为电池一旦出问题，用户的结论是这种品牌的电动自行车质量不行。
   (2)新车出厂时电池配对质量至关重要，必须对临装车的所有电池进行全充全放，记录分时电流电压，将每阶段参数一致的电池分归几个大组，然后对归人大组的电池进行并联小电流充电，大组电池充足后，静置72h后，选择静止电压最接近的电池，组对装车。决不能因为是新电池而忽视了电池的容量配对。这样可消除70％以上非平衡型的电池容量衰竭。
   (3)企业和商家应告诉电动自行车的用户电动自行车电池每次使用时应将电量用到。总容量的85％～90％时再充电，电池寿命为最长，但决不可把电量放完。因为这样使用，电池在整个寿命周期内，表层极板和深层极板始终都参加工作，深层通道始终保持畅通，而且可以几天充一次电，这样就能大幅度减少电池的充电次数，高机率的降低了电池被充坏的可能性。而且可以有效防止随机性早期容量衰竭的产生。
结论

   (1)电动自行车使用的免维护密封铅酸电池，其电化学性能、使用性能、存放性能、充放电性能与富液式的铅酸电池有很大的区别，不能沿用“勤用勤充”的富液式铅酸电池的使用维护理论，否则就会引发不该出现的电池早期容量衰竭问题。
   (2)电动自行车出现的免维护密封铅酸电池的早期容量衰竭问题，是可以避免的。主要通过充放电规律的改变和使用方法来调整。
   (3)电动自行车企业和商家对用户宣传的那种“电池充电越勤，使用寿命越长”的方法是富液式电池的使用方法，其理论是片面的，在1／3用户使用条件下是错误的，这种方法不仅不能提高电池寿命，反而会因此引发早期容量衰竭问题，使电池寿命大幅度降低。

十分感谢LZ的文章！实践是检验真理的唯一标准！我的一位同事就是长期坚持与众不同的深放深充，经常是几天才充一次（不达里程不充），普通三段式+天能电池已经使用了两年半，也未加什么水。

作者: 电工 时间: 2006-6-28 11:11
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最重要的革命：
企业和商家应告诉电动自行车的用户电动自行车电池每次使用时应将电量用到。总容量的85％～90％时再充电，电池寿命为最长，但决不可把电量放完。因为这样使用，电池在整个寿命周期内，表层极板和深层极板始终都参加工作，深层通道始终保持畅通，而且可以几天充一次电，这样就能大幅度减少电池的充电次数，高机率的降低了电池被充坏的可能性。而且可以有效防止随机性早期容量衰竭的产生。
我今天开始颠覆以前的充放理论，实践出真知！

作者: tt8 时间: 2006-6-29 10:14
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!

下面引用由51sell在 2005/06/27 09:58pm 发表的内容：
呵呵就是电池好重啊。。。。38斤的电池。。。

36斤还说沉啊,我的电池有60斤 :em06:

作者: 四川办事处 时间: 2006-6-29 19:26
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不同的配方和极板决定了不同的析气电压，如果单支析气电压小于14.8V,就用了70%再充电,否则,勤充电.
天能2004年5月以前的电池析气电压为14.8,而04年底那批是14.65,现在是14.75
超威14.78
海宝14.92,松下14.94
另外也要注意充电器转灯电压,总结,就是,析气电压<转灯电压,少充,否则,勤充

作者: wanjan 时间: 2006-6-29 22:39
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实践出真知

作者: 刘老根 时间: 2006-6-29 23:12
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人要有自己的分析能力和主见，如果看到一种理论就感觉如雷轰顶，那就太那啥了 ^&^ 是不是有点？

作者: 乾坤维修 时间: 2006-6-30 21:21
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
好我也来说以下,在我换出的电池中两三天充一次的,电池顶多能用一年,可每天充电的用户10个月,来检测的时候还和新的一样,呵呵我认为天天充电好.

作者: 论坛密码 时间: 2006-7-2 16:10
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!

下面引用由suzou在 2005/06/27 10:04pm 发表的内容：
我有点相信楼主话了
记得以前我骑汽摩时
也很勤充电
但是电池寿命总是不长

两种不同的充电方式。不好同日而语。无可比性。

作者: 1老头 时间: 2006-7-2 20:20
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
我认为最怕的是大电流放电。小电流放就可以长用电池，冲电，什么方法都差不多。

作者: 论坛密码 时间: 2006-7-3 15:39
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
大电流放电，怕也没用。

作者: 1老头 时间: 2006-7-3 19:35
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!

下面引用由论坛密码在 2006/07/03 03:39pm 发表的内容：
大电流放电，怕也没用。

你说的啥呀？？？我没有明白。

作者: 28凤凰加重 时间: 2006-7-4 16:30
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
这个帖子要好好讨论讨论。
我的小飞哥四不像，12AH电池，每天骑行20KM，速度15－20KM/H。两人130KG。四个月了，和新的基本一样。
我每天充电无数次。转灯后再冲一小时。

如果不是深放的一次（车子不动），那么和新电池应当一摸一样。

作者: 刘老根 时间: 2006-7-4 21:49
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!

下面引用由28凤凰加重在 2006/07/04 04:30pm 发表的内容：
这个帖子要好好讨论讨论。
我的小飞哥四不像，12AH电池，每天骑行20KM，速度15－20KM/H。两人130KG。四个月了，和新的基本一样。
我每天充电无数次。转灯后再冲一小时。
如果不是深放的一次（车子不动），那么和 ...

我手机电池和你一样天天N次充电，同时同样的电池早就顶不了一天了，我的还能顶三天，勤充就这样实在的回报你。

作者: 其其 时间: 2006-7-5 21:51
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
我刚买来时，每天骑行5公里左右，直到第一个指示灯闪，大概1星期冲一次，近2年每天至少骑行12公里，现在每天冲一次，我这个电瓶已经用了3年半了，现在冲好电只要转道最快，第一个指示灯马上就闪，就这样至少冲一次还能骑25公里。

作者: wsd8686 时间: 2006-7-20 15:26
标题: [转帖]如雷轰顶,勤充电错了?!
不知听谁的了.我觉得还是每隔7-15次浅放电再深放电一次的好.

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