鉛酸蓄電池失效的原因是什么?
鉛酸蓄電池失效可能有多種原因造成的,例如硫化、失水、熱失控、活性物質(zhì)脫落、極板軟化等等,接下來將一一為大家介紹和分析。
1.硫化
鉛酸蓄電池充放電的過程是電化學(xué)反應(yīng)的過程,放電時,生成硫酸鉛,充電時硫酸鉛還原為氧化鉛。這個電化學(xué)反應(yīng)過程正常情況下是循環(huán)可逆的,但硫酸鉛是一種容易結(jié)晶的鹽化物,當(dāng)電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態(tài)閑置時間過長時,就會"抱成"團(tuán),結(jié)成小晶體,這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛,就象滾雪球一樣形成大的惰性結(jié)晶,這就破壞了原本可逆的循環(huán),導(dǎo)致硫酸鉛部分不可逆。結(jié)晶后的硫酸鉛充電時不但不能再還原成氧化鉛,還會吸附在柵板上,造成了柵板工作面積下降,鉛酸蓄電池發(fā)熱失水,鉛酸蓄電池容量下降,這一現(xiàn)象叫硫化,也就是常說的老化。硫化還會導(dǎo)致短路、活性物質(zhì)松弛脫落、柵板變形斷裂等"并發(fā)癥"。
只要是鉛酸蓄電池,在使用的過程中都會硫化,但其它領(lǐng)域的鉛酸電蓄池卻比電動自行車上使用的鉛酸蓄電池有著更長的壽命,這是因?yàn)殡妱榆嚨你U酸蓄電池有著一個更容易硫化的工作環(huán)境。與汽車用啟動電池不同,汽車電池點(diǎn)火放電后,電池始終處于浮充狀態(tài),放電形成的硫酸鉛很快又被轉(zhuǎn)化為氧化鉛,而電動車放電時,不可能同時進(jìn)行充電,這就造成硫酸鉛大量堆集,如果深放電,這時硫酸鉛濃度更高,而且電動車騎行后很難有條件及時充電,放電形成的硫酸鉛不能及時充電轉(zhuǎn)化為氧化鉛,就會形成結(jié)晶。所以,循環(huán)壽命,根據(jù)放電深度不同而差別很大,放電深度越深,循環(huán)次數(shù)越少,放電深度越淺,循環(huán)次數(shù)越多,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果放電深渡與循環(huán)次數(shù)聯(lián)系。
一些鉛酸蓄電池在做70%的1C充電和60%的2C放電中,由于采用連續(xù)大電流循環(huán),破壞了電池生成大硫酸鉛結(jié)晶的條件,所以可能看不到鉛酸蓄電池硫化對電池的破壞。如果試驗(yàn)中途停頓,鉛酸蓄電池硫化的問題就會顯現(xiàn)。由于電池重量大,一些用戶經(jīng)常采取電池經(jīng)過多次使用放完電才再次充電,這樣電池放電以后沒有及時充電,鉛酸蓄電池硫化就比較嚴(yán)重。另外,鉛酸蓄電池的硫酸比重比較高,也是鉛酸蓄電池硫化的重要因素。而鉛酸蓄電池硫化,破壞了負(fù)極板氧循環(huán)的能力,形成加速失水。這樣,鉛酸蓄電池的硫酸比重更加高,導(dǎo)致更加容易導(dǎo)致鉛酸蓄電池硫化。所以,鉛酸蓄電池硫化的程度可能不同,但是對鉛酸蓄電池的壽命影響卻是普遍的。
2.失水
密封鉛酸蓄電池的最基本原理之一就是正極板析氧以后,氧氣直接到負(fù)極板與負(fù)極板的析氫還原為水,考核鉛酸蓄電池這個技術(shù)指標(biāo)的參數(shù)叫做"密封反應(yīng)效率",這種現(xiàn)象叫做"氧循環(huán)"。這樣,鉛酸蓄電池的失水很少,實(shí)現(xiàn)了"免維護(hù)",就是免加水。但密封鉛酸蓄電池的這種氧循環(huán)在電動自行車上卻被破壞,導(dǎo)致電池大量失水。
為了滿足電池在8小時以內(nèi)充滿電,所以在三段式恒壓限流充電中,如36伏充電器的恒壓為44.4伏,3個單體電池共有18個單格,折合單格電壓就為2.466V。這樣,大大超過電池正極板析氧電壓的2.35V和負(fù)極板析氫電壓的2.42V。一些充電器制造商的產(chǎn)品為了降低充電時間的指示,提高了恒壓轉(zhuǎn)浮充的電流,而使得充電指示充滿電以后,還沒有充滿電,就靠提高浮充電壓來彌補(bǔ)。這樣,很多充電器的浮充電壓超過單格電壓2.35V,這樣在浮充階段還在大量析氧。而鉛酸蓄電池的氧循環(huán)又不好,這樣在浮充階段也在不斷的排氣。
一組36伏鉛酸蓄電池有3個單體電池,每個單體電池有6個單格,每個單格有15塊以上正負(fù)柵板,一組電池就最少有270個焊點(diǎn),如果產(chǎn)生千分之一的虛焊就會導(dǎo)致每4組電池必然有一組不合格,而鉛鈣板非常容易因析鈣而造成虛焊,所以電池制造商普遍采用低銻合金板,而低銻合金的析氣電壓更低,電池出氣量更大,失水就更加嚴(yán)重。












