【文章內容簡介】 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 二、電解液比重與電池電壓的相互關系 （例） + == 比重 + 定數 == 電壓 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 第六章、鉛酸蓄電池的失效模式 由于極板的種類、制造條件、使用方法有差 異，最終導致蓄電池失效的原因各異。歸納起 來，引起 鉛酸蓄電池的失效有內在和外在兩大 因素 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 一、內在因素有七種情形 正、負極骨架的腐蝕變形 正極板活性物質脫落、軟化 不可逆硫酸鹽化 早期容量失效 熱失控 負極匯流排的腐蝕 隔膜穿孔造成短路 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 正、負極板柵的腐蝕變形 目前生產上使用的正、負極板骨架合金有二大類四小類： 一是 鉛銻系列 ，分為： ① 高銻合金 ，銻的含量在 4%7%質量分數 ② 低銻合金 ，銻的含量在 1%2%質量分數 ③ 超低銻合金 ；銻的含量低于 1%質量分數 這些合金中都含有錫、銅、鎘、硫等變型晶劑 二是 鉛鈣系列 ，實際為鉛 鈣 錫 鋁四元合金， 鈣的含量在 %%質量分數。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 上述合金鑄成的 正極板骨架 ，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 導致 喪失支撐活性物質的作用 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 生應力，使骨架長大變形，這種變形超過 4% 時將使 極板整體遭到破壞 ， 活性物質與骨架接 觸不良而脫落 ，或在 匯流排處短路 。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 正極板活性物質脫落、軟化。 除骨架長大引起活性物質脫落之外，隨著 充放電反復 進行， 二氧化鉛顆粒之間的結合 也 變的 松馳、軟化 ，從骨架上脫落下來。 骨架的 制造、裝配的松緊和充放電條件等 一系列因 素，都對 正極板活性物質的軟化、脫落 有影響。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 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 負極板 將形成 較多的粗大的硫酸鉛結晶 體，此現象稱為 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；嚴重 時，則 電極失效，充不進電 。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 早期容量失效有三類 （ 1）、第一類早期容量損失 鉛酸蓄電池 容量突然損失 的主要原因是 阻擋層 。由于 Pb CaSnAl合金再生缺陷和半導體效應 ， 正極活性物質與骨架間形 成了單項導電的阻擋層 ， 導電層組成成分較為復雜并具有半導體 特性的晶體，對溫度極為敏感 ，通過對腐蝕層的研究，改進了電 池的 合金和鉛膏添加劑 等半導體摻雜制造工藝，其原理是 半導體 晶體對純度極為敏感這一原理，一個 ppm的摻雜能增加 103的電 導率 ，通過 合理的摻雜工藝 ，這種失效模式 基本上解決 。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 （ 2）、第二類早期容量損失 鉛酸蓄電池 容量緩慢損失 的主要原因并不是通常所 見的板柵腐蝕硫酸鹽化或活性物質軟化脫落等，而是 由于 多孔活性物質膨脹 引起顆粒之間互相隔絕，受 溫 度影響很大 ，由 PbO2→ PbSO4，軟化過程中膨脹收 縮，引起的 正極活性物松軟和極板結構的不可逆損 壞 ，逐漸軟化脫落。造成正極板以較低的速度損失容 量。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 （ 3）、第三類早期容量損失 鉛酸蓄電池無法 充電 的主要原因是由于 負 極添加劑的活性降低或損失 ，而使充電困難， 充電接受能力差，再 充電不足 ，從而 導致負極 板底部 1/3處硫酸鹽化 而造成的。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 熱失控 一是蓄電池在 充放電過程中一般都產生熱量 。充 電時正極產生的氧到達負極，與負極的絨面鉛反應時 會產生大量的熱，如 不及時導走 就會使蓄電池溫度升 高。蓄電池若在 高溫環(huán)境 下工作，其內部 積累 的熱量 就難以散發(fā)出去，就可能導致蓄電池產生 過熱、水損 失加劇，內阻增大 ，更加發(fā)熱，產生 惡性循環(huán) ，逐步 發(fā)展為熱失控 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 二是對于 少維護 電池，要求充電電壓不超過單格 。在實際使用中，由于 使用了不匹配的充電器或 使用的充電器調壓裝置失控，充電電壓過高 ，從而 充 電電流過大 ，產生的熱將使電池 電解液溫度升高，導 致電池內阻下降；內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 常發(fā)生的失效模式，但也屢見不鮮。使用時應對充電 電壓過高、電池發(fā)熱的現象予以注意。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 負極骨架及匯流排的腐蝕 一般情況下，負極骨架及匯流排不存在腐蝕問 題，但在 閥控式密封蓄電池 中，當 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，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。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 隔膜穿孔造成短路 。 由于隔膜物質的降解老化穿孔，活性物 質的脫落膨脹使兩極連接，或充電過程中生 成枝晶穿透隔膜等引起內部短路。深放電之 后的蓄電池，其吸附式隔板易出現鉛絨或彌 散型沉淀，或形成枝晶，導致正負極板微短 路，使電池失效。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 二、外在因素 放電深度 充電程度 溫度的影響 硫酸濃度的影響 放電電流量的影響 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 放電深度 放電深度即使用過程中放電到何種程度開始停止。 100%深度 指放出全部容量。 鉛酸蓄電池壽命受放電深度影響很大 。 放電時 生成硫酸鉛，充電時又恢復為二氧化鉛，硫酸鉛的摩爾體積比二 氧化鉛大，則放電時活性物質體積膨脹 。若 1摩爾二氧化鉛轉化 為 1摩爾硫酸鉛，體積增加 95%。這樣反復收縮和膨脹，就使二 氧化鉛粒子之間的相互結合逐漸松馳，易于脫落。若 1摩爾二氧 化鉛的活性物質只有 20%放電 ，則 收縮、膨脹的程度就大大降 低 ，結合力破壞變緩慢，因此， 放電深度越深，其循環(huán)壽命越短 。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 充電程度 過充電 時有 大量氣體析出 ，這時 正極板活 性物質遭受氣體的沖擊 ，這種沖擊會 促進活性 物質脫落 ；此外， 正極板柵合金 也遭受嚴重的 陽極氧化而腐蝕 ，所以電池過充電時會使應用 期限縮短。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 溫度的影響 鉛酸蓄電池 壽命隨溫度升高而延長 。在 1035℃ 間，每升高 1℃ ，大約增加 56個循環(huán)；在 3545℃ 之 間，每升高 1℃ 可延長壽命 25個循環(huán)以上；高于 50℃ 則因負極硫化容量損失而降低壽命。電池壽命在一定 溫度范圍內隨溫度升高而增加，是因為容量隨溫度升 高而增加。如果放電容量不變，則在 溫度升高時其放 電深度降低 。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 （ 1）、在 常溫 下 10h20h率放電 時， 電池容量 受限 于 正極 ，在 低溫 （ 15℃ 以下）和 高倍率 （ 1h率以上） 放電時電池容量 受限于 負極 ， 低溫大電流放電 或受 高 溫影響負極 極易 發(fā)生鈍化 ，其原因是 放電 過程中有 大 量的離子 要在 很短時間 內進入 酸液， 而形成 晶核 需要 一些 時間 ，這樣在 電極表面 的呈現 過大 的 飽和度 ，與 正常放電電流密度相比就能夠 形成數量多而尺寸小的 晶核 ，使得 電極表面 變成 孔隙小的致密層 ， 阻礙放電 反應的繼續(xù)進行，類似于部分放電量消耗于這種硫酸 鉛鹽層上。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 （ 2）、 高溫 促使 負極添加劑 的 分解或溶解 在 電解液中而早期損失，使 負極絨面鉛鈍化 。在 低溫狀態(tài)，溶解度明顯降低，即使放電電流與 低溫低濃度時相同、放電時產生的速度不變， 但相對于低平衡溶解度來說提高了飽和度。在 低溫 狀態(tài)，還導致 酸液的粘度 增加，導致酸 擴 散速度 下降， 增大 蓄電池的 內阻 ，高速傳遞性 能變壞。 鉛酸蓄電池專業(yè)修復及保養(yǎng)提供商 合肥佳聯蓄能科技 （ 3）、 鈍化層厚度 與 硫酸鉛的結晶尺寸、孔 隙率和孔徑結構 有關，即與 硫酸鉛的溶解度 以 及 鉛電極表面溶液飽和度 有關。在