1、失水
從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣、氧氣、水蒸氣或酸霧,都是電池失水的方式和干涸的原因。造成失水的原因主要有:氣體復合不完全、蓄電池密封不好、板柵腐蝕、浮充電壓設置過高等原因。閥控鉛酸蓄電池的水分損失是影響其壽命的重要原因。蓄電池失水,會導致電解液的減少,使電池的容量降低而失效。
防止電池失水可通過以下措施:選用耐腐蝕合金,減少水的消耗;提高材料純度,減少自放電;選用透水、透氣率小的材料作殼體,注意極柱及殼蓋間的密封;保證氣體復合的前提下,盡可能增加電池含水量;嚴格控制電池的充電電壓,一般電池充電電壓應控制在2.35V/單體(25℃)以下。
2、早期容量損失(PCL)
早期容量損失是指蓄電池組在使用過程中,只用幾個月或一年其容量就低于額定值的
80%,或其中個別蓄電池的性能急劇變差。造成容量早期失效的原因有:活性物質密度過低;裝配壓力過低,使極板活性物質和板柵界面的電阻增大;缺乏特殊添加劑如Sn(錫)等;不適宜的循環條件而引起活性物質結構變化,使之失去“活性”。
防止早期容量損失可通過以下措施:采用合適的正極板柵合金,如向鉛、鈣合金中添加一定比例的錫;改進板柵結構設計以減小電池充放電時體積的變化。
3、熱失控
熱失控是指蓄電池在恒壓充電時,充電電流和電池溫度發生一種累積性的增強作用,并逐步損壞蓄電池。熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包、漏氣,電池容量下降,最后失效。由于閥控鉛酸蓄電池采用貧液緊密裝配設計,電池散熱不佳。充電時氧循環反應會產生熱量,如不及時導走,則會使電池溫度升高;如若沒有及時降低充電電壓,則充電電流就會加大,析氧速率增大,又反過來使電池溫度升高。如此惡性循環下去,就會引起熱失控現象。
防止熱失控的措施是,采取恒壓限流的充電方式,防止電池的過充電,開關電源設置的均充電壓值和浮充電壓值不能高于廠家所規定的數值。另外在電池設計和制造中盡量減小電阻的內阻,如正負極間距要小,電池要緊裝配等。
4、負極不可逆硫酸鹽化
在正常條件下,鉛蓄電池在放電時形成硫酸鉛結晶,在充電時能較容易地還原為鉛。如果電池的使用和維護不當,例如經常處于充電不足或過放電,負極就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛,它幾乎不溶解,用常規方法充電很難使它轉化為活性物質,從而減少了電池容量,甚至成為蓄電池壽命終止的原因,這種現象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。硫酸鹽化是負極失效的主要原因。
為防止硫酸化的形成,電池必須經常保持充足電的狀態,不可過放電。
5、正極板柵的腐蝕
在實際運行過程中,一定要根據環境溫度選擇合適的浮充電壓。浮充電壓過高,除引起水損失加速外,也引起正極板柵腐蝕加速。當合金板柵發生腐蝕時,產生應力,致使極板變形、伸長,使板柵與有效物質的接觸面積減小,因而導致容量的下降。閥控鉛酸蓄電池的壽命,取決于正極板壽命,其設計壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進行計算的。正極板柵腐蝕得越多,電池的剩余容量就越少,電池壽命就越短。
正極板柵腐蝕的速度隨著溫度、充電電壓和電解液酸濃度的上升而增高。為減少電池正極板的腐蝕,應避免蓄電池過充電;避免因電池失水造成電解液比重增高,加劇正極板腐蝕;研究新的更耐腐蝕的合金;增加正極板柵的厚度。
6、隔板質量下降
閥控鉛酸蓄電池的隔板具有多孔結構和很強的吸液能力,不但可以保持電解液,而且可以保證氧氣的擴散和再化合。由于VRLA電池為緊密裝配,電池中的隔板使用一定時期之后,產生彈性疲勞,隔板原來承受的壓力消失。致使隔板不能與極板完全接觸,在隔板與極板間產生裂紋,電池內阻增大,電池性能下降。
7、蓄電池組的均勻性
電池端電壓的均勻性,可以反映出電池組內電池的質量差異。電池端電壓的均勻性有二個指標,一個為靜態,另一個為動態,使用中(平時處于浮充狀態)的電池端壓一般測動態指標。閥控式密封鉛酸蓄電池組中單體蓄電池的開路電壓之差不小于20mV;各單體蓄電池的浮充電壓與平均值之差應小于50mV。
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