1、失水
從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣、氧氣、水蒸氣或酸霧,都是電池失水的方式和干涸的原因。造成失水的原因主要有:氣體復(fù)合不完全、蓄電池密封不好、板柵腐蝕、浮充電壓設(shè)置過高等原因。閥控鉛酸蓄電池的水分損失是影響其壽命的重要原因。蓄電池失水,會(huì)導(dǎo)致電解液的減少,使電池的容量降低而失效。
防止電池失水可通過以下措施:選用耐腐蝕合金,減少水的消耗;提高材料純度,減少自放電;選用透水、透氣率小的材料作殼體,注意極柱及殼蓋間的密封;保證氣體復(fù)合的前提下,盡可能增加電池含水量;嚴(yán)格控制電池的充電電壓,一般電池充電電壓應(yīng)控制在2.35V/單體(25℃)以下。
2、早期容量損失(PCL)
早期容量損失是指蓄電池組在使用過程中,只用幾個(gè)月或一年其容量就低于額定值的
80%,或其中個(gè)別蓄電池的性能急劇變差。造成容量早期失效的原因有:活性物質(zhì)密度過低;裝配壓力過低,使極板活性物質(zhì)和板柵界面的電阻增大;缺乏特殊添加劑如Sn(錫)等;不適宜的循環(huán)條件而引起活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化,使之失去“活性”。
防止早期容量損失可通過以下措施:采用合適的正極板柵合金,如向鉛、鈣合金中添加一定比例的錫;改進(jìn)板柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以減小電池充放電時(shí)體積的變化。
3、熱失控
熱失控是指蓄電池在恒壓充電時(shí),充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強(qiáng)作用,并逐步損壞蓄電池。熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包、漏氣,電池容量下降,最后失效。由于閥控鉛酸蓄電池采用貧液緊密裝配設(shè)計(jì),電池散熱不佳。充電時(shí)氧循環(huán)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生熱量,如不及時(shí)導(dǎo)走,則會(huì)使電池溫度升高;如若沒有及時(shí)降低充電電壓,則充電電流就會(huì)加大,析氧速率增大,又反過來使電池溫度升高。如此惡性循環(huán)下去,就會(huì)引起熱失控現(xiàn)象。
防止熱失控的措施是,采取恒壓限流的充電方式,防止電池的過充電,開關(guān)電源設(shè)置的均充電壓值和浮充電壓值不能高于廠家所規(guī)定的數(shù)值。另外在電池設(shè)計(jì)和制造中盡量減小電阻的內(nèi)阻,如正負(fù)極間距要小,電池要緊裝配等。
4、負(fù)極不可逆硫酸鹽化
在正常條件下,鉛蓄電池在放電時(shí)形成硫酸鉛結(jié)晶,在充電時(shí)能較容易地還原為鉛。如果電池的使用和維護(hù)不當(dāng),例如經(jīng)常處于充電不足或過放電,負(fù)極就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛,它幾乎不溶解,用常規(guī)方法充電很難使它轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì),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(xiàn)象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。硫酸鹽化是負(fù)極失效的主要原因。
為防止硫酸化的形成,電池必須經(jīng)常保持充足電的狀態(tài),不可過放電。
5、正極板柵的腐蝕
在實(shí)際運(yùn)行過程中,一定要根據(jù)環(huán)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。當(dāng)合金板柵發(fā)生腐蝕時(shí),產(chǎn)生應(yīng)力,致使極板變形、伸長(zhǎng),使板柵與有效物質(zhì)的接觸面積減小,因而導(dǎo)致容量的下降。閥控鉛酸蓄電池的壽命,取決于正極板壽命,其設(shè)計(jì)壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進(jìn)行計(jì)算的。正極板柵腐蝕得越多,電池的剩余容量就越少,電池壽命就越短。
正極板柵腐蝕的速度隨著溫度、充電電壓和電解液酸濃度的上升而增高。為減少電池正極板的腐蝕,應(yīng)避免蓄電池過充電;避免因電池失水造成電解液比重增高,加劇正極板腐蝕;研究新的更耐腐蝕的合金;增加正極板柵的厚度。
6、隔板質(zhì)量下降
閥控鉛酸蓄電池的隔板具有多孔結(jié)構(gòu)和很強(qiáng)的吸液能力,不但可以保持電解液,而且可以保證氧氣的擴(kuò)散和再化合。由于VRLA電池為緊密裝配,電池中的隔板使用一定時(shí)期之后,產(chǎn)生彈性疲勞,隔板原來承受的壓力消失。致使隔板不能與極板完全接觸,在隔板與極板間產(chǎn)生裂紋,電池內(nèi)阻增大,電池性能下降。
7、蓄電池組的均勻性
電池端電壓的均勻性,可以反映出電池組內(nèi)電池的質(zhì)量差異。電池端電壓的均勻性有二個(gè)指標(biāo),一個(gè)為靜態(tài),另一個(gè)為動(dòng)態(tài),使用中(平時(shí)處于浮充狀態(tài))的電池端壓一般測(cè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。閥控式密封鉛酸蓄電池組中單體蓄電池的開路電壓之差不小于20mV;各單體蓄電池的浮充電壓與平均值之差應(yīng)小于50mV。
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