电动车电瓶的电是怎么存储的？

【专家解说】：　　所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。 　　构成铅蓄电池之主要成份如下： 　　阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质 　　阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质 　　电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) + 水(H2O) 　　电池外壳 　　隔离板 　　其它(液口栓.盖子等) 　　一、铅蓄电池之原理与动作 　　铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化： 　　(阳极) (电解液) (阴极) 　　PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) 　　(过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) 　　(阳极) (电解液) (阴极) 　　PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) 　　(硫酸铅) (水) (硫酸铅) 　　1. 放电中的化学变化 　　蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。 　　2. 充电中的化学变化 　　由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。 　　二、电动车用蓄电池的构造 　　由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成，故具有多项优点。 　　三、蓄电池的容量 　　电动车用蓄电池的容量以下列条件表示之： 　　◎ 电解液比值 1.280/20℃ 　　◎ 放电电流 5小时的电流 　　◎ 放电终止电压 1.70V/Cell 　　◎ 放电中的电解液温度 30±2℃ 　　1.放电中电压下降 放电中端子电压比放电前之无负载电压（开路电压）低，理由如下： 　　(1)V=E-I.R 　　V：端子电压(V) I：放电电流(A) 　　E：开路电压(V) R：内部阻抗(Ω) 　　(2)放电时，电解液比重下降，电压也降低。 　　(3)放电时，电池内部阻抗即随之增强，完全充电时若为1倍，则当完全放电时，即会增强2～3倍。 　　用于起重时之电瓶电压之所以比用于行走时的电压低，乃是由于起重用之油压马达比行走用之驱动马达功率大，因此放电流大，则上式的I.R亦变大。 　　2.蓄电池之容量表示 　　在容量试验中，放电率与容量的关系如下： 　　5HR....1.7V/cell 　　3HR....1.65V/cell 　　1HR....1.55V/cell 　　严禁到达上述电压时还继续继续放电，放电愈深，电瓶内温会升高,则活性物质劣化愈严重，进而缩短蓄电池寿命。 　　因此，堆高机无负重扬升时的电池电压若已达1.75v/cell(24cell的42v,12cell的21v)，则应停止使用，马上充电。 　　3.蓄电池温度与容量 　　当蓄电池温度降低，则其容量亦会因以下理由而显著减少。 　　(A)电解液不易扩散，两极活性物质的化学反应速率变慢。 　　(B)电解液之阻抗增加，电瓶电压下降,蓄电池的5HR容量会随蓄电池温度下降而减少。 　　因此: 　　(1)冬季比夏季的使用时间短。 　　(2)特别是使用于冷冻库的蓄电池由于放电量大，而使一天的实际使用时间显著减短。 　　若欲延长使用时间，则在冬季或是进入冷冻库前，应先提高其温度。 　　4.放电量与寿命 　　每日反复充放电以供使用时，则电池寿命将会因放电量的深浅，而受到影响。 　　5.放电量与比重 　　蓄电池之电解液比重几乎与放电量成比例。因此，根据蓄电池完全放电时的比重及10%放电时的比重，即可推算出蓄电池的放电量。 　　测定铅蓄电池之电解液比重为得知放电量的最佳方式。因此，定期性的测定使用后的比重，以避免过度放电，测比重的同时，亦侧电解液的温度，以20度C所换算出的比重，切勿使其降到80%放电量的数值以下。 　　6.放电状态与内部阻抗 　　内部阻抗会因放电量增加而加大，尤其放电终点时，阻抗最大，主因为放电的进行使得极板内产生电流的不良导体—硫酸铅及电解液比重的下降，都导致内部阻抗增强，故放电后，务必马上充电，若任其持续放电状态，则硫酸铅形成安定的白色结晶后(此即文献上所说的硫化现象),即使充电,极板的活性物资亦无法恢复原状,而将缩短电瓶的使用年限。 　　★白色硫酸铅化 　　蓄电池放电，则阴、阳极板同时产生硫酸铅(PbS04)，若任其持续放电，不予充电，则最后会形成安定的白色硫酸铅结晶(即使再充电，亦难再恢复原来的活性物质)此状态称为白色硫化现象。 　　7.放电中的温度 　　当电池过度放电，内部阻抗即显著增加，因此蓄电池温度也会上升。放电时的温度高，会提高充电完成时温度，因此，将放电终了时的温度控制在40℃以下为最理想。 　　四、充电的管理 　　1.蓄电池的充电特性 　　蓄电池充电的端子电压如下式表示 　　V= E+I.R，在此 　　E=电瓶电压(V) I=充电电流(A) R=内部阻抗(Ω) 　　2.蓄电池温度与寿命 　　蓄电池温度（电解液温度）升高，则阴阳极板上的活性物质即会劣化，并腐蚀阳极格子，而缩短电池寿命，相对的，电池温度太低时，会使电池蓄电容量减少，容易过度放电，进而使电池寿命缩短。此种关系也会因电池型式，极板材质而有变化。故应遵守下列之使用条件： 　　通常蓄电池之电解液温度应维持在15~55℃为理想使用状态，不得已的情况下,也不可超过放电时-15~55℃,充电时0~60℃的范围。实际使用时，由于充电时温度会上升，因此，放电终了时之电解液温度以维持在40℃以下为最理想。 　　3.充电量与寿命 　　蓄电池所须之充电量为放电量的110~120%.放电量与蓄电池寿命具密切关系,假设充电量为放电量120%时的电池，使用寿命为1200回（4年），则当电池的充电量达放电量之150%时，则可推算该电池的寿命为： 　　1200回×120/150=960回(3·2年) 　　又，此150%的充电,迫使水被分解产生气体，电解液遽减，将使充电终点的温度上升,结果温度上升造成耐用年限缩短。此外，充电不足即又重复放电使用，则会严重影响电池寿命。 　　◎ 堆高机举重时，若电池温度保持在10~40℃之间，其充电量亦维持在110~120%者，最能延长电池寿命，此时充电完成之比重，其20℃换算值约为1·28。 　　4.气体的产生与通风换气 　　充电中产生的气体为氧与氢的混合气，氢气具爆炸性，若空气中氢气达3.8%以上，且又近火源，则会发生爆炸。充电场所必须通风良好，注意远离火源，避免触电。 　　五、电解液之管理 　　1.比重测定 　　测量比重时，须使用吸取式比重计将电解液缓缓吸入外筒，从浮标之刻度即可测知比重。 　　铅蓄电池之电解液比重会随温度改变而变化，电解液比重乃以摄氏20度时的比重为标准，因此比重计上的读数，必须换算为摄氏20度时之标准比重。当温度变化摄氏一度时，则比重即变化0.0007，因此，在测量比重的同时，必须测量温度，测温时，请使用棒状酒精温度计。 　　该温度t℃时所测之比重为St，则以下式换算标准温度20℃时之比重S20 　　S20=St+0.0007(t-20) 　　S20...为换算成20℃时的比重 　　St....为t℃时所测之比重 　　t.....为测得电解液之实际摄氏温度 　　例如：20℃时比重为1.280者，在10℃时变成1.287;30℃时，变成1.273 　　2.纯水之补充 　　重复放电时，电解液面会缓缓下降，因此定期检视电解液液位，随时补充纯水，以维持适当之液位，若因忽略补水，而露出极板，则会伤害极板。蓄电池用纯水的标准按日本蓄电池工业会SBA4001的规定如下： 　　项目 　　单位 　　规格 　　浊度 　　- 　　无色透明 　　液性 　　- 　　中性 　　导电度 　　μυ/cm 　　10以下 　　氯 　　％ 　　0.0001以下 　　铁(Fe) 　　％ 　　0.0001以下 　　硫酸根(SO4) 　　％ 　　0.0001以下 　　强热残分 　　％ 　　0.001以下 　　其它 　　％ 　　0.005以下 　　3.电解液中的不纯物与电池寿命 　　电解液中若含有硝酸、盐酸、亚硫酸、盐素、有机物等，则会腐蚀极板，加速缩短电池寿命，同时也会加速自我放电，此外，铜、镍、铁、锰亦会伤害电池导致自我放电量增加。 　　蓄电池补充液位时，一定要使用纯水，用水冲洗电瓶时，一定要将电池帽盖紧以避免冲洗用水流入电瓶内。 　　4.补水过多所造成的弊端 　　补水时若超过最高液面（参照第4-1）则充电时就会发生满溢，而使稀硫酸成份流失，腐蚀电瓶箱,电解液比重偏低造成蓄电容量不足等。 　　六、其它 　　1.自我放电 　　蓄电池当其内部发生纯化学反应，或因不纯物污染造成电化学反应，或长久不用皆会耗电，此即称为自我放电。自我放电之耗电程度乃视蓄电池构造温度、比重、不纯物，使用过等而有所不同，一般在一天内会放掉0.5~1%，蓄电池在使用前的保存期间就会自我放电，消耗蓄电量。 　　当蓄电池处于长期持续放电状态时，则一旦形成白色硫酸铅化，则即使再充电，也无法恢复其容量。库存期间务必每1个月就充电一次。 　　2.电瓶寿命终期的判定 　　蓄电池到寿命终期，其容量就会减少，至于其容量在数字上退减的程度为何？则可依容量试验测定之。 　　放电前必须确定电池的比重与电压已达最高值，然后再持续充电1小时，才能完全充电。 　　充电终期是将比重调整到1.28±0.01(20℃)液面亦维持在规定液面的标准。 　　放电开始时期：充电完全放置1小时后。 　　放电电流：5HR规格容量的1/5(5HR400AH时固定电流为80A) 　　放电终止电压：平均1.7V/cell (24cell为40.8V，12cell 20.4V) 　　容量：放电电流×到达终止电压之前的放电时间 　　1年前 - 检举