鉛酸電池失效模式

1、鉛酸電池失效模式1板柵氧化腐蝕-正極在高的氧化電位下,即電池處于浮充或過充工作狀態(tài)下,除了硫酸鹽變成二氧化鉛活性物質(zhì),板柵合金也會(huì)被氧化成二氧化鉛等,正極板柵的腐蝕速率隨著陽極極化程度的升高而升高,也就是說腐蝕速率決定于充電電壓。在開路狀態(tài)下,鉛合金與二氧化鉛和硫酸直接接觸,會(huì)組成腐蝕微電池,板柵合金中的鉛和其他一些金屬被氧化,而二氧化鉛被還原成硫酸鉛腐蝕氧化膜可保護(hù)金屬基底1板柵氧化腐蝕-負(fù)極富液電池：電池槽內(nèi)除去極板、隔板及其他固體組裝部件的剩余空間完全充滿硫酸電解液，電解液處于富余過量狀態(tài)，故被稱為“富液式”電池，電池極板完全浸泡在硫酸電解液中;富液式蓄電池頂部有一個(gè)能夠通氣而又能夠阻擋

2、液體濺出的蓋子（但不能徹底防止漏液），在使用過程中由于水分的蒸發(fā)和分解損失，需要定期將蓋子打開補(bǔ)加蒸餾水及調(diào)整電解液密度，所以習(xí)慣上被稱為“開口式”蓄電池。在浮充工作狀態(tài)時(shí),負(fù)極板被陰極保護(hù)起來,負(fù)極電極電勢(shì)保持在低于Pb/PbSO4平衡電勢(shì)約50一100mv的值“只是在放電時(shí),負(fù)極板的電勢(shì)臨時(shí)高于Pb/PbSO4平衡電勢(shì),因此板柵的鉛會(huì)被氧化成硫酸鉛”但是在充電時(shí),這些硫酸鉛又會(huì)被還原回鉛,因此負(fù)極板柵是安全的。閥控式鉛酸電池在一般的浮充條件下,不和玻璃纖維接觸的金屬部分如匯流排和極柱等就會(huì)被腐蝕除了氧還原,其它一些陰極過程,比如在含銻的極柱和匯流排上加速的析氫反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致表面進(jìn)入腐蝕電位。

3、為了避免上述問題,隔板上方的距離越短越好,而且極柱和匯流排的合金材料應(yīng)采用無銻!高錫(比如2%)的配方2正極活性物質(zhì)的老化與脫落在放電過程中,二氧化鉛還原成硫酸鉛“硫酸鉛具有與二氧化鉛完全不同的形貌和晶體結(jié)構(gòu),而且硫酸鉛摩爾體積高于二氧化鉛的摩爾體積”在充電時(shí),二氧化鉛又會(huì)沉積在具有不同形貌和結(jié)構(gòu)的硫酸鉛上,如此反復(fù)循環(huán),就會(huì)導(dǎo)致正極活性物質(zhì)的形貌產(chǎn)生巨變?？梢栽谡龢O鉛膏中添加1%的短纖維,起到連接活性物質(zhì)的作用。3不可逆的硫酸鹽化硫酸鉛在充電過程只有部分可以轉(zhuǎn)變成具有電化學(xué)活性的狀態(tài),最終導(dǎo)致電池容量下降當(dāng)極板處于深放電工作狀態(tài)時(shí)當(dāng)電池處于長(zhǎng)期欠充狀態(tài)時(shí)長(zhǎng)期處于開路狀態(tài),或者長(zhǎng)期處于小倍率放

4、電狀態(tài),也會(huì)導(dǎo)致硫酸鹽化自放電時(shí)電池應(yīng)該要經(jīng)常地，適時(shí)地充電，經(jīng)常維護(hù)，補(bǔ)充電量。負(fù)極板更容易硫酸鹽化,為了避免在循環(huán)過程中負(fù)極活性物質(zhì)出現(xiàn)嚴(yán)重聚集重結(jié)晶,負(fù)極鉛膏中要添加一定量的膨脹劑,比如0.3%的硫酸鋇,0.3%的木素磺酸鈉和0.2%的炭黑混合動(dòng)力汽車用的電池,負(fù)極更容易出現(xiàn)硫酸鹽化,在負(fù)極鉛膏中加過量的碳可以有效解決，還有更多新的方法來修復(fù)硫酸鹽化在高度超過25cm的閥控式鉛酸電池中,硫酸鹽化通常是由酸分層導(dǎo)致,即電池的底部有很高的硫酸濃度,而上部硫酸濃度很稀加劇頂部和底部的本來就不均勻的電荷排布在真正進(jìn)行電池充電時(shí),頂部很容易就會(huì)充滿,而底部可能就沒有充上電,結(jié)果底部活性物質(zhì)就硫酸鹽

5、化了4短路第一種是穿透隔板短路在稀酸中,硫酸鉛傾向于形成大的顆粒,會(huì)填滿隔板的孔“在充電時(shí),這些硫酸鉛轉(zhuǎn)換成枝狀金屬,導(dǎo)致枝晶短路另一種短路是由于“苔鮮”，金屬沉降物等造成正極活性物質(zhì)中的二氧化鉛顆粒之間失去連接作用后,會(huì)懸浮在電解液中,由于電解液的對(duì)流,會(huì)沉積在負(fù)極的頂部或邊緣,在充電時(shí)還原成金屬鉛,形成“苔鮮” 沉積,導(dǎo)致內(nèi)部短路另一方面,脫落的正極活性物質(zhì)會(huì)沉在電池的底部，這些二氧化鉛也會(huì)造成正負(fù)極間的短路正板刪邊緣的腐蝕產(chǎn)物會(huì)觸及負(fù)極板，造成短路5失水開口式電池自放電電解，即正極析氧，負(fù)極析氫VRLA正極析氧，負(fù)極進(jìn)行氧還原為水負(fù)極析氫，相當(dāng)于失水氧還原O2從正極擴(kuò)散，透過吸附式隔膜（

6、AGM）到達(dá)負(fù)極絨狀鉛表面，最終復(fù)合為水，其復(fù)合經(jīng)過如下步驟： 氧氣擴(kuò)散：O2從正極析出，通過隔板到達(dá)負(fù)極活性物質(zhì)表面； 氧分子轉(zhuǎn)移至負(fù)極周圍及表面； 氧分子放電而被陰極吸附。氧循環(huán)的條件6初期容量損失當(dāng)閥控式電池處于深循環(huán)工作狀態(tài)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生初期容量損失現(xiàn)象(Premature Capacity Loss,PCL)正極氧化腐蝕正極活性物質(zhì)的老化與脫落不可逆硫酸鹽化7熱失控閥控式鉛酸電池與傳統(tǒng)富液式電池相比,更容易發(fā)生熱失控閥控式鉛酸電池在過充時(shí),不像富液式電池那樣產(chǎn)生大量氣泡,可以將熱量帶走”相反,閥控式電池在過充時(shí)產(chǎn)生的大量氧氣在負(fù)極復(fù)合時(shí)又會(huì)產(chǎn)生大量的熱,加劇電池的升溫溫度升高后,電池內(nèi)阻降低,