鉅大LARGE | 點擊量:1594次 | 2020年10月13日
閥控鉛酸蓄電池的失效模式
1干涸失效模式
從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣、氧氣,水蒸氣、酸霧,都是電池失水的方式和干涸的原因。電池干涸失效是閥控鉛酸蓄電池所特有的。失水的原因有以下幾種:
①氣體再化合的效率低。
②從電池殼體蒸發水。
③板柵腐蝕消耗水。
④自放電損失水。
1.1氣體再化合效率
氣體再化合效率與選擇浮充電壓關系很大。電壓選擇過低,雖然氧氣析出少,復合效率高,但個別電池會由于長期充電不足造成負極鹽化而失效,使電池壽命縮短。浮充電壓選擇過高,氣體析出量新增,氣體再化合效率低,雖防止了負極失效,但安全閥頻繁開啟,失水多,正極板柵也有腐蝕,影響電池壽命。
1.2從電池殼體蒸發水
電池殼體的滲透率,除取決于殼體材料種類、性質外,還與其壁厚,殼體內外間水蒸氣壓差有關。雖然有些殼體材料的水蒸氣滲透率較大,但強度好,所以仍然得到廣泛的應用。
1.3板柵腐蝕
板柵腐蝕也會造成水分的消耗。
1.4自放電
正極自放電析出的氧氣可以在負極再化合而不至于失水,但負極出析的氫不能在正極復合,會在電池累積,從安全閥排出而失水,尤其是電池在較高溫度下貯存時,自放電加速。
2容量過早損失的失效模式
閥控鉛酸蓄電池早期容量損失常容易在如下條件發生:
①不適宜的循環條件,諸如持續高速率放電、深放電、充電開始時低的電流密度。
②缺乏特殊添加劑如Sb、Sn、H3PO4。
③低速率放電時高的活性物質利用率、電解液高度過剩,極板過薄等。
④活性物質視密度過低,裝配壓力過低等。
3熱失控的失效模式
大多數電池體系都存在發熱問題,在閥控鉛酸蓄電池中可能性更大,這是由于:氧再化合過程使電池內出現更多的熱量;排出的氣體量小,減少了熱的消散;
若閥控鉛酸蓄電池工作環境溫度過高,或充電設備電壓失控,則電池充電量會新增過快,電池內部溫度隨之新增,電池散熱不佳,從而出現過熱,電池內阻下降,充電電流又進一步升高,內阻進一步降低。如此反復形成惡性循環,直到熱失控使電池殼體嚴重變形、漲裂。為杜絕熱失控的發生,要采用相應的措施:
①充電設備應有溫度補償或限流功能。
②嚴格控制安全閥質量,以使電池內部氣體正常排出。
③蓄電池要安裝在通風良好的位置,并控制電池溫度。
4負極不可逆硫酸鹽化
正常條件下,蓄電池在放電時形成的硫酸鉛結晶,在充電時能較容易地還原為鉛。假如電池使用和維護不當,例如經常處于充電不足或過放電,負極就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛,它幾乎不溶解,用常規方法充電很難使它轉化為活性物質,從而減少了電池容量,甚至成為蓄電池壽命終止的原因,這種現象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。為了防止負極發生不可逆硫酸鹽化,必須對蓄電池及時充電,不可過放電。
5板柵腐蝕
在鉛酸蓄電池中,正極板柵比負極板柵厚,原因之一是在充電時,特別是在過充電時,正極板柵要遭到腐蝕,逐漸被氧化成二氧化鉛而失去板柵的用途,為補償其腐蝕量必須加粗加厚正極板柵。所以在實際運行過程中,一定要根據環境溫度選擇合適的浮充電壓,浮充電壓過高,除引起水損失加速外,也引起正極板柵腐蝕加速。電池的設計壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進行計算的,正極板柵被腐蝕的越多,電池的剩余容量就越少;電池壽命就越短。
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