鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

鉛酸蓄電池是1859年由普蘭特(plante)發(fā)明的，至今已有一百五十年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在化學電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其原材料易于獲得，價格低廉，使用上有充分的可靠性，適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。

到20世紀初，鉛酸蓄電池歷經(jīng)了許多重大的改進，提高了能量密度、循環(huán)壽命、高倍率放電等性能。然而，開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點：一是充電末期水會分解為氫，氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、加水，維護工作繁重；二是氣體溢出時攜帶酸霧，腐蝕周圍設(shè)備，并污染環(huán)境，限制了電池的應(yīng)用。近二十年來，為了解決以上的兩個問題，世界各國競相開發(fā)密封鉛酸蓄電池，希望實現(xiàn)電池的密封，獲得干凈的綠色能源。

 

閥控式鉛酸電池的工作原理

電池充電過程中存在水分解反應(yīng)，當正極充電到70％時，開始析出氧氣，負極充電到90％時開始析出氫氣。閥控式鉛酸蓄電池能在電池內(nèi)部對氧氣再復(fù)合利用，同時抑制氫氣的析出，克服了傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池的主要缺點。

閥控式鉛酸蓄電池采用負極活性物質(zhì)過量設(shè)計，正極在充電后期產(chǎn)生的氧氣通過空隙擴散到負極，與負極海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)，使負極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài)，達不到析氫過電位，所以負極不會由于充電而析出氫氣，電池失水量很小，故使用期間不需加酸加水維護。在閥控式鉛酸蓄電池中，負極起著雙重作用，即在充電末期或過充電時，一方面極板中的海綿狀鉛與正極產(chǎn)生的O2反應(yīng)而消耗氧氣，另一方面是極板中的硫酸鉛又要接受外電路傳輸來的電子進行還原反應(yīng)，由硫酸鉛反應(yīng)成海綿狀鉛。在電池內(nèi)部，若要使氧的復(fù)合反應(yīng)能夠進行，必須使氧氣從正極順暢的擴散到負極。氧的移動過程越容易，氧循環(huán)就越容易建立。

 

鉛酸蓄電池使用壽命短原因探討

鉛酸蓄電池自問世以來，始終跳不出實際使用壽命短，提前報廢的怪圈，如普通鉛酸蓄電池設(shè)計壽命為2-3年，實際只能使用一年或更短的時間。有的蓄電池由于貯存時間過長，未經(jīng)使用就已失效報廢，造成能源的極大浪費。蓄電池使用壽命短，主要原因是在正常的使用過程中，化學能轉(zhuǎn)變電能的同時也會自然產(chǎn)生硫化，在極板上形成一層硫酸鉛結(jié)晶體，隨著時間的推移，這些結(jié)晶體沾附在極板上的面積越來越大，越來越厚，將極板微孔堵塞，使產(chǎn)生化學反應(yīng)的活性物質(zhì)越來越少，極板不能正常工作。蓄電池容量越來越低，嚴重時造成蓄電池壽命終止，這是自然原因造成的。但更多的情況是人為原因造成的，原因多為使用、儲存不當。