鉛酸蓄電池失效的首要原因和分析

一、硫化

1、鉛酸蓄電池充放電的進程是電化學反應(yīng)的進程，放電時，生成硫酸鉛，充電時硫酸鉛復(fù)原為氧化鉛。這個電化學反應(yīng)進程正常情況下是循環(huán)可逆的，但硫酸鉛是一種簡略結(jié)晶的鹽化物，當電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態(tài)放置時間過長時，就會"抱成"團，結(jié)成小晶體，這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛，就象滾雪球相同構(gòu)成大的慵懶結(jié)晶，這就損壞了本來可逆的循環(huán)，導致硫酸鉛部分不行逆。結(jié)晶后的硫酸鉛充電時不但不能再復(fù)原成氧化鉛，還會吸附在柵板上，構(gòu)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。硫化還會導致短路、活性物質(zhì)松懈墜落、柵板變形開裂等"并發(fā)癥"。

2、只要是鉛酸蓄電池，在運用的進程中都會硫化，但其它領(lǐng)域的鉛酸電蓄池卻比電動自行車上運用的鉛酸蓄電池有著更長的壽數(shù)，這是因為電動汽車的鉛酸蓄電池有著一個更簡略硫化的工作環(huán)境。與轎車用發(fā)起電池不同，轎車電池點火放電后，電池一直處于浮充狀況，放電構(gòu)成的硫酸鉛很快又被轉(zhuǎn)化為氧化鉛，而電動汽車放電時，不或許一同進行充電，這就構(gòu)成硫酸鉛許多堆集，假設(shè)深放電，這時硫酸鉛濃度更高，而且電動汽車騎行后很難有條件及時充電，放電構(gòu)成的硫酸鉛不能及時充電轉(zhuǎn)化為氧化鉛，就會構(gòu)成結(jié)晶。所以，循環(huán)壽數(shù)，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)實驗結(jié)果放電深渡與循環(huán)次數(shù)聯(lián)絡(luò)如下表：

3、一些鉛酸蓄電池在做70%的1C充電和60%的2C放電中，因為選用持續(xù)大電流循環(huán)，損壞了電池生成大硫酸鉛結(jié)晶的條件，所以或許看不到鉛酸蓄電池硫化對電池的損壞。假設(shè)實驗中途中止，鉛酸蓄電池硫化的問題就會顯現(xiàn)。因為電池重量大，一些用戶常常采納電池經(jīng)過多次運用放完電才再次充電，這樣電池放電往后沒有及時充電，鉛酸蓄電池硫化就比較嚴峻。別的，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，損壞了負極板氧循環(huán)的才干，構(gòu)成加速失水。這樣，鉛酸蓄電池的硫酸比重更加高，導致更加簡略導致鉛酸蓄電池硫化。所以，鉛酸蓄電池硫化的程度或許不同，但是對鉛酸蓄電池的壽數(shù)影響卻是廣泛的。

二、失水

1、密封鉛酸蓄電池的最基本原理之一就是正極板析氧往后，氧氣直接到負極板與負極板的析氫復(fù)原為水，查核鉛酸蓄電池這個技術(shù)指標的參數(shù)叫做"密封反應(yīng)功率"，這種現(xiàn)象叫做"氧循環(huán)"。這樣，鉛酸蓄電池的失水很少，完結(jié)了"免維護"，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損壞，導致電池許多失水。

2、為了滿意電池在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，大大超越電池正極板析氧電壓的2.35V和負極板析氫電壓的2.42V。一些充電器制造商的產(chǎn)品為了下降充電時間的指示，前進了恒壓轉(zhuǎn)浮充的電流，而使得充電指示充滿電往后，還沒有充滿電，就靠前進浮充電壓來補償。這樣，許多充電器的浮充電壓超越單格電壓2.35V，這樣在浮充階段還在許多析氧。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。

3、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塊以上正負柵板，一組電池就最少有270個焊點，假設(shè)發(fā)生千分之一的虛焊就會導致每4組電池必定有一組不合格，而鉛鈣板十分簡略因析鈣而構(gòu)成虛焊，所以電池制造商廣泛選用低銻合金板，而低銻合金的析氣電壓更低，電池出氣量更大，失水就更加嚴峻。

4、浮充鉛酸蓄電池的硫酸標準比重應(yīng)該在1.21~1.28之間，但為習慣電動自行車大容量、大電流放電的要求，電池的硫酸比重一般都在1.36~1.38左右。因為電池的硫酸比重相對高了許多，所以，電池的硫化也相對嚴峻。電池放電往后到第二天充電曾經(jīng)，硫酸比重高的電池的硫化顯著。這樣，更加下降了負極板氧循環(huán)的才干。而失水往后的電池，失掉的首要是水，留下了硫酸的成分，相當于進一步前進了硫酸的比重，這樣就使鉛酸蓄電池更加簡略硫化。所以，鉛酸蓄電池硫化加重了失水，失水又加重了硫化。對用戶而言，"密封"是必要的，不然酸液溢出的后果不堪設(shè)想，但在電動汽車領(lǐng)域過份地推廣"免維護"的概念是不適宜的。

三、熱失控

1、鉛酸蓄電池在充入電量抵達70%往后，鉛酸蓄電池的極化電壓相比照較高，充電的副反應(yīng)開端逐步新增，電解水開端了。在充電的單格電壓抵達2.35V往后，首要正極板析氧，在抵達2.42V往后，負極板開端析氫。這時候充電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能減少，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娊馑哪芰啃略觥３潆娺M程的是否析氣取決于充電電壓，析氣量取決于抵達析氣電壓往后的充電電流。所以，在充電進程中，充電電壓在進入恒壓往后，電壓開端接近于最高，充電電流也堅持限流值。這時候析氣量最大。在進入恒壓往后，充電電流應(yīng)該逐步下降，析氣量也應(yīng)該逐步下降。充電自身是放熱反應(yīng)，一般鉛酸蓄電池的熱規(guī)劃是能夠控制溫升的。在鉛酸蓄電池許多析氣往后，氧氣在負極板復(fù)合為水，發(fā)熱量遠遠大于充電時的發(fā)熱。密封鉛酸蓄電池期望負極板具有出色的氧循環(huán)才干，但是，氧循環(huán)會發(fā)生發(fā)熱。所以，氧循環(huán)是一把雙刃劍，好處是減少了水丟失，壞處是電池會發(fā)熱。

2、在恒壓充電的條件下，氧循環(huán)電流也參與了充電電流，所以充電電流下降速率放緩。而鉛酸蓄電池發(fā)熱，會引起充電電流下降速率更加緩慢，乃至電流反升。而充電電流在電池發(fā)熱的用途下，一旦電流反升，又新增了發(fā)熱。這樣，充電電流一貫會上升到限流值。電池發(fā)高熱，并且堆集熱，一貫到電池外殼發(fā)生熱軟化變形。而電池的熱變形時，內(nèi)部氣壓高，所以出現(xiàn)電池時鼓脹的。這就是電池熱失控而損壞電池。鉛酸蓄電池一旦出現(xiàn)嚴峻鼓脹，漏酸和漏氣的問題也出現(xiàn)了，鉛酸蓄電池會出現(xiàn)急性失效。誘發(fā)電池鼓脹的原因有許多。假設(shè)充電電壓高，析氣量大，會發(fā)生熱失控。假設(shè)某一組電池或許某一個單格電池發(fā)生嚴峻落后，而充電的恒壓值不變，其他的單格電池也會出現(xiàn)充電電壓相對過高，也會發(fā)生熱失控問題。為下降電池的熱失控機率，許多充電器廠家將恒壓值下降至43伏，這也必定導致欠充。

3、導致鉛酸蓄電池充電發(fā)熱的另一個原因就是硫化，硫化直接導致電池內(nèi)阻新增，這就進一步構(gòu)成鉛酸蓄電池充電發(fā)熱，發(fā)熱又使氧循環(huán)電流上升，所以硫化嚴峻的電池，熱失控發(fā)生的機率很大。從解剖電動自行車鉛酸蓄電池的失效形式證明，90%的失效電池一同伴有嚴峻失水現(xiàn)象。膠體電池失水少于一般電池，所以其壽數(shù)應(yīng)該長于一般電池。膠體電池內(nèi)部自放電在貯存期間不比一般的電池大，這能夠經(jīng)過貯存往后容量下降比對能夠證明。在同樣的鉛酸蓄電池內(nèi)壓條件下，膠體電池析氣失水少于一般電池。而每次開閥析氣都會帶走部分熱量。膠體鉛酸蓄電池開閥少于一般鉛酸蓄電池，失水少是其長處，但是析氣失水少，開閥少，帶走電池內(nèi)部的熱量就少，所以電池內(nèi)部溫升就高于一般電池。而電池內(nèi)部溫升高，自放電也大，發(fā)生的熱量就更高。因此在夏季環(huán)境溫度較高的條件下，因為析氣電平的下降，析氣量最近，一同溫升也高。這樣膠體鉛酸蓄電池進入熱失控的概率就大得多了。