鉛酸蓄電池的失效模式
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-19 14:52
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由于極板的種類、制造條件、使用方法有差異，最終導(dǎo)致蓄電池失效的原因各異。歸納起來，鉛酸蓄電池的失效有下述幾種情況：
1、正極板的腐蝕變型
目前生產(chǎn)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)量分數(shù);低銻或超低銻合金，銻的含量在2%質(zhì)量分數(shù)或者低于1%質(zhì)量分數(shù)，含有錫、銅、鎘、硫等變型晶劑;鉛鈣系列，實際為鉛—鈣-錫-鋁四元合金，鈣的含量在0.06%～0.1%質(zhì)量分數(shù)。上述合金鑄成的正極板柵，在蓄電池充電過程中都會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)的作用而使電池失效;或者由于二氧化鉛腐蝕層的形成，使鉛合金產(chǎn)生應(yīng)力，使板柵長大變形，這種變形超過4%時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
除板柵長大引起活性物質(zhì)脫落之外，隨著充放電反復(fù)進行，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。板柵的制造、裝配的松緊和充放電條件等一系列因素，都對正極板活性物質(zhì)的軟化、脫落有影響。
3、不可逆硫酸鹽化
蓄電池過放電并且長期在放電狀態(tài)下貯存時，其負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，尚可用一些方法使它恢復(fù)，嚴重時，則電極失效，充不進電。
4、容量過早的損失
當(dāng)?shù)弯R或鉛鈣為板柵合金時，在蓄電池使用初期(大約20個循環(huán))出現(xiàn)容量突然下降的現(xiàn)象，使電池失效。
5、銻在活性物質(zhì)上的嚴重積累
正極板柵上的銻隨著循環(huán)，部分地轉(zhuǎn)移到負極板活性物質(zhì)的表面上，由于H+在銻上還原比在鉛上還原的超電勢約低200mV，于是在銻積累時充電電壓降低，大部分電流均用于水分解，電池不能正常充電因而失效。
對充電電壓只有2.30V而失效的鉛酸蓄電池負極活性物質(zhì)的銻含量進行過化驗，發(fā)現(xiàn)在負極活性物質(zhì)的表面層，銻的含量達0.12%～0.19%質(zhì)量分數(shù)。對某些電池，例如潛艇用蓄電池，對電池析氫良有一定的限制。曾對析氫超過標(biāo)準的蓄電池負極活性物質(zhì)化驗，平均銻的含量達到0.4%質(zhì)量分數(shù)。
6、熱失效
對于少維護電池，要求充電電壓不超過單格2.4V。在實際使用中，例如在汽車上，調(diào)壓裝置可能失控，充電電壓過高，從而充電電流過大，產(chǎn)生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)阻的下降又加強了充電電流。電池的溫升和電流過大互相加強，最終不可控制，使電池變形、開裂而失效。雖然熱失控不是鉛酸蓄電池經(jīng)常發(fā)生的失效模式，但也屢見不鮮。使用時應(yīng)對充電電壓過高、電池發(fā)熱的現(xiàn)象予以注意。
7、負極匯流排的腐蝕
一般情況下，負極板柵及匯流排不存在腐蝕問題，但在閥控式密封蓄電池中，當(dāng)建立氧循環(huán)時，電池上部空間基本上充滿了氧氣，匯流排又多少為隔膜中電解液沿極耳上爬至匯流排。匯流排的合金會被氧化，進一步形成硫酸鉛，如果匯流排焊條合金選擇不當(dāng)，匯流排有渣夾雜及縫隙，腐蝕會沿著這些縫隙加深，致使極耳與匯流排脫開，負極板失效。
8、隔膜穿孔造成短路
個別品種的隔膜，如PP(聚丙烯)隔膜，孔徑較大，而且在使用過程中PP熔絲會發(fā)生位移，從而造成大孔，活性物質(zhì)可在充放電過程中穿過大孔，造成微短路，使電池失效。
