鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:868次 | 2021年07月15日
鉛酸電池的失效模式
由于極板的種類、制造條件、使用辦法有差異,最終導(dǎo)致蓄電池失效的原由各異。歸納起來(lái),鉛酸電池的失效有下述幾種情況:
1、正極板的腐蝕變型
目前加工上使用的合金有3類:傳統(tǒng)的鉛銻合金,銻的含量在4%~7%質(zhì)量分?jǐn)?shù);低銻或超低銻合金,銻的含量在2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)或者低于1%質(zhì)量分?jǐn)?shù),含有錫、銅、鎘、硫等變型晶劑;鉛鈣系列,實(shí)際為鉛鈣-錫-鋁四元合金,鈣的含量在0.06%~0.1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。上述合金鑄成的正極板柵,在蓄電池充電過(guò)程中都會(huì)被氧化成硫酸鉛和二氧化鉛,最后導(dǎo)致喪失支撐活性物質(zhì)的用途而使電池失效;或者由于二氧化鉛腐蝕層的形成,使鉛合金出現(xiàn)應(yīng)力,使板柵長(zhǎng)大變形,這種變形超過(guò)4%時(shí)將使極板整體遭到破壞,活性物質(zhì)與板柵接觸不良而脫落,或在匯流排處短路。
2、正極板活性物質(zhì)脫落、軟化
除板柵長(zhǎng)大引起活性物質(zhì)脫落之外,隨著充放電反復(fù)進(jìn)行,二氧化鉛顆粒之間的結(jié)合也松弛,軟化,從板柵上脫落下來(lái)。板柵的制造、裝配的松緊和充放電條件等一系列因素,都對(duì)正極板活性物質(zhì)的軟化、脫落有影響。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3、不可逆硫酸鹽化
蓄電池過(guò)放電并且長(zhǎng)期在放電狀態(tài)下貯存時(shí),其負(fù)極將形成一種粗大的、難以接受充電的硫酸鉛結(jié)晶,此現(xiàn)象稱為不可逆硫酸鹽化。輕微的不可逆硫酸鹽化,尚可用一些辦法使它恢復(fù),嚴(yán)重時(shí),則電極失效,充不進(jìn)電。
4、容量過(guò)早的損失
當(dāng)?shù)弯R或鉛鈣為板柵合金時(shí),在蓄電池使用初期(約莫20個(gè)循環(huán))出現(xiàn)容量猛然下降的現(xiàn)象,使電池失效。
5、銻在活性物質(zhì)上的嚴(yán)重積累
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
正極板柵上的銻隨著循環(huán),部分地轉(zhuǎn)移到負(fù)極板活性物質(zhì)的表面上,由于H+在銻上還原比在鉛上還原的超電勢(shì)約低200mV,于是在銻積累時(shí)充電電壓降低,大部分電流均用于水分析,電池不能正常充電因而失效。
對(duì)充電電壓惟有2.30V而失效的鉛酸電池負(fù)極活性物質(zhì)的銻含量進(jìn)行過(guò)化驗(yàn),發(fā)今朝負(fù)極活性物質(zhì)的表面層,銻的含量達(dá)0.12%~0.19%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。對(duì)某些電池,例如特種用蓄電池,對(duì)電池析氫良有一定的限制。曾對(duì)析氫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的蓄電池負(fù)極活性物質(zhì)化驗(yàn),均勻銻的含量達(dá)到0.4%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
6、熱失效
有關(guān)少維護(hù)電池,要求充電電壓不超過(guò)單格2.4V。在實(shí)際使用中,例如在汽車上,調(diào)壓裝置可能失控,充電電壓過(guò)高,從而充電電流過(guò)大,出現(xiàn)的熱將使電池電解液溫度升高,導(dǎo)致電池內(nèi)阻下降;內(nèi)阻的下降又增強(qiáng)了充電電流。電池的溫升和電流過(guò)大互相增強(qiáng),最終不可控制,使電池變形、開(kāi)裂而失效。雖然熱失控不是鉛酸電池常常發(fā)生的失效模式,但也屢見(jiàn)不鮮。使用時(shí)應(yīng)對(duì)充電電壓過(guò)高、電池發(fā)熱的現(xiàn)象予以留意。
7、負(fù)極匯流排的腐蝕
一般情況下,負(fù)極板柵及匯流排不存在腐蝕問(wèn)題,但在閥控式密封蓄電池中,當(dāng)建立氧循環(huán)時(shí),電池上部空間基本上洋溢了氧氣,匯流排又多少為隔膜中電解液沿極耳上爬至匯流排。匯流排的合金會(huì)被氧化,進(jìn)一步形成硫酸鉛,倘若匯流排焊條合金選擇不當(dāng),匯流排有渣夾雜及縫隙,腐蝕會(huì)沿著這些縫隙加深,致使極耳與匯流排脫開(kāi),負(fù)極板失效。
8、隔膜穿孔造成短路
個(gè)別品種的隔膜,如PP(聚丙烯)隔膜,孔徑較大,而且在使用過(guò)程中PP熔絲會(huì)發(fā)生位移,從而造成大孔,活性物質(zhì)可在充放電過(guò)程中穿過(guò)大孔,造成微短路,使電池失效。
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