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(1)影響閥控電池壽命的內(nèi)部因素。由于極板種類、制造條件、使用方式有差異,最終導(dǎo)致蓄電池失效的原因也各異。歸納起來有下述幾種情況:
1)正極板柵的腐蝕變形。在蓄電池的充電過程中板柵都會(huì)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,致使板柵線性變形,這種變形超過4%時(shí)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)正極活性物質(zhì)脫落、軟化。除板柵變形引起活性物質(zhì)脫落之外,隨著充放電反復(fù)進(jìn)行,Pb02顆粒之間的結(jié)合也松弛、軟化,并從板柵上脫落下來。
3)不可逆硫酸鹽化。蓄電池過放電并長期在放電狀態(tài)下儲(chǔ)存時(shí),其負(fù)極將形成一種較大的、難以接受充電的PbS04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(yán)重時(shí)則會(huì)導(dǎo)致電極失效,充不進(jìn)電。
4)容量過早的損失。當(dāng)用低銻或鉛鈣為板柵合金時(shí),在蓄電池使用初期,容量突然下降,使電池失效。
5)銻在活性物質(zhì)上的嚴(yán)重積累。正極板柵上的銻隨著循環(huán),部分地轉(zhuǎn)移到負(fù)極活性物質(zhì)的表面上,造成電池充電電壓降低,大部分電流均由于水分解,電池不能正常充電因而失效。
6)熱失控。對(duì)于免維護(hù)蓄電池,要求充電電壓不超過2.37V。充電電壓過高、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(qiáng)了充電電流。電池溫升和充電電流過大的互相加強(qiáng),最終使電池變形、開裂而失效。雖然熱失控不是鉛蓄電池經(jīng)常發(fā)生的失效模式,但也屢見不鮮。使用時(shí)應(yīng)對(duì)充電電壓過高、電池發(fā)熱的現(xiàn)象予以注意。
(2)影響閥控電池壽命的外部因素。
鉛蓄電池的失效是許多因素綜合的結(jié)果,即決定于極板內(nèi)在因素,諸如活性物質(zhì)的組成、晶型、孔隙率、極板尺寸、板柵材料和結(jié)構(gòu)等,也取決于一系列外在因素,如放電電流密度、電解液濃度和溫度、放電深度、維護(hù)狀況和貯存時(shí)間等。
現(xiàn)介紹主要的外部因素:
1)放電深度。放電深度即使用過程中放電到何程度開始充電。鉛蓄電池壽命受放電深度影響很大。設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重點(diǎn)就是深循環(huán)使用、淺循環(huán)使用還是浮充使用。若把淺循環(huán)的電池用于深循環(huán)的方式使用時(shí),則鉛蓄電池會(huì)很快失效。因此,放電深度越深,其循環(huán)壽命越短。
2)過充電程度。過充電時(shí)有大量氣體析出,這時(shí)正極活性物質(zhì)要遭受氣體沖擊,這種沖擊會(huì)促進(jìn)活性物質(zhì)脫落。此外,正極板柵合金也遭受嚴(yán)重的陽極氧化而腐蝕,所以電池過充電時(shí)會(huì)使使用期限縮短。
3)溫度的影響。在一定溫度范圍內(nèi),蓄電池壽命隨溫度升高而延長。在10~35℃間,每升高l℃,大約增加5~6個(gè)充放電循環(huán),在35~45℃之間,每升高1℃可延長壽命25個(gè)循環(huán)以上;高于50℃則因負(fù)極硫化容量損失而限制壽命。電池壽命在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而增加,是因?yàn)槿萘侩S溫度升高而增加。如果放電容量不變,則在溫度升高時(shí)其放電深度降低,故壽命延長。
4)酸濃度的影響。隨著酸濃度增加,電池壽命降低。
5)放電電流密度的影響。隨著放電電流密度增加,電池的壽命降低,因?yàn)樵诖箅娏髅芏群透咚釢舛葪l件下,均促使正極Pb02松散脫落。溫度、酸濃度、電流密度對(duì)起動(dòng)型電池的壽命的影響更為明顯。