阀控铅酸蓄电池的失效模式

2020-10-13      1602 次浏览

1干涸失效模式


从阀控铅酸蓄电池中排出氢气、氧气,水蒸气、酸雾,都是电池失水的方式和干涸的原因。电池干涸失效是阀控铅酸蓄电池所特有的。失水的原因有以下几种:


①气体再化合的效率低。


②从电池壳体蒸发水。


③板栅腐蚀消耗水。


④自放电损失水。


1.1气体再化合效率


气体再化合效率与选择浮充电压关系很大。电压选择过低,虽然氧气析出少,复合效率高,但个别电池会由于长期充电不足造成负极盐化而失效,使电池寿命缩短。浮充电压选择过高,气体析出量新增,气体再化合效率低,虽防止了负极失效,但安全阀频繁开启,失水多,正极板栅也有腐蚀,影响电池寿命。


1.2从电池壳体蒸发水


电池壳体的渗透率,除取决于壳体材料种类、性质外,还与其壁厚,壳体内外间水蒸气压差有关。虽然有些壳体材料的水蒸气渗透率较大,但强度好,所以仍然得到广泛的应用。


1.3板栅腐蚀


板栅腐蚀也会造成水分的消耗。


1.4自放电


正极自放电析出的氧气可以在负极再化合而不至于失水,但负极出析的氢不能在正极复合,会在电池累积,从安全阀排出而失水,尤其是电池在较高温度下贮存时,自放电加速。


2容量过早损失的失效模式


阀控铅酸蓄电池早期容量损失常容易在如下条件发生:


①不适宜的循环条件,诸如持续高速率放电、深放电、充电开始时低的电流密度。


②缺乏特殊添加剂如Sb、Sn、H3PO4。


③低速率放电时高的活性物质利用率、电解液高度过剩,极板过薄等。


④活性物质视密度过低,装配压力过低等。


3热失控的失效模式


大多数电池体系都存在发热问题,在阀控铅酸蓄电池中可能性更大,这是由于:氧再化合过程使电池内出现更多的热量;排出的气体量小,减少了热的消散;


若阀控铅酸蓄电池工作环境温度过高,或充电设备电压失控,则电池充电量会新增过快,电池内部温度随之新增,电池散热不佳,从而出现过热,电池内阻下降,充电电流又进一步升高,内阻进一步降低。如此反复形成恶性循环,直到热失控使电池壳体严重变形、涨裂。为杜绝热失控的发生,要采用相应的措施:


①充电设备应有温度补偿或限流功能。


②严格控制安全阀质量,以使电池内部气体正常排出。


③蓄电池要安装在通风良好的位置,并控制电池温度。


4负极不可逆硫酸盐化


正常条件下,蓄电池在放电时形成的硫酸铅结晶,在充电时能较容易地还原为铅。假如电池使用和维护不当,例如经常处于充电不足或过放电,负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅,它几乎不溶解,用常规方法充电很难使它转化为活性物质,从而减少了电池容量,甚至成为蓄电池寿命终止的原因,这种现象称为极板的不可逆硫酸盐化。为了防止负极发生不可逆硫酸盐化,必须对蓄电池及时充电,不可过放电。


5板栅腐蚀


在铅酸蓄电池中,正极板栅比负极板栅厚,原因之一是在充电时,特别是在过充电时,正极板栅要遭到腐蚀,逐渐被氧化成二氧化铅而失去板栅的用途,为补偿其腐蚀量必须加粗加厚正极板栅。所以在实际运行过程中,一定要根据环境温度选择合适的浮充电压,浮充电压过高,除引起水损失加速外,也引起正极板栅腐蚀加速。电池的设计寿命是按正极板栅合金的腐蚀速率进行计算的,正极板栅被腐蚀的越多,电池的剩余容量就越少;电池寿命就越短。


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