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铅酸电池的硫酸盐化的原因与危害

发布时间: 2013年01月14日 09:09 | 进入复兴论坛 | 来源: 央视网电动车

        铅酸电池是电动自行车配套使用最多的电池种类,它以海绵状的铅作为负极,二氧化铅作为正极,这二种物质统称为活性物质,用硫酸水溶液作为电解液,它们共同参与电池的电化学反应。在放电时,正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅,所以叫"双硫酸盐化反应"。在正常情况下,所生成的硫酸铅结构疏松,并且其晶体非常细小,电化学活性很高,这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程,电池实现了储存电能和释放电能的作用。

        硫酸铅在形成之后一段时间内活性较高,如果在这一段时间内没有及时充电或者充电不完全,使它未及时转化为正负极活性物质,硫酸铅则会在温度低时再重新结晶,在结晶质硫酸铅上析出,这样一次又一次地重复,使结晶颗粒不断增大,成为导电性能差、难以溶解、充电时难以恢复的硫酸铅结晶,即通常所说的不可逆盐化(本手册所称的盐化均指此类盐化)。电池失效的原因有多种,如致命的电极板栅腐蚀、电极板栅的严重变形、电极活性物质的脱落、电池内部短路或断路等理化原因,但是,统计表明,绝大多数电池的失效都是由电极活性物质的不可逆硫酸盐化造成的。

        这种盐化物在充电时难以恢复为二氧化铅及海绵状铅,对电池具有很大的危害:

★它的形成消耗了活性物质,使电池的有效容量降低,长期如此将导致电池报废;
★不仅它本身在充电时难以恢复,而且会阻塞多孔电极的空隙,妨碍电解液通过,增加内阻;
★充放电时发热更多,电池温度升高,会加大极板的腐蚀与变形,使活性物质脱落导致电池的结构性报废;
★使充电效率下降,充电时间延长,造成时间及能源的浪费;
★导致更严重的电解水现象,电池容易失水干涸;
★由于容量下降,输出功率不足,为保持一定的输出就只能加大放电深度,会造成硫酸盐化更加严重,形成恶性循环;
★由于消耗了硫酸,导致电解液密度下降,大电流放电能力降低,性能下降。
电池使用过程中形成不可逆硫酸盐化的主要原因包括:
◆经常性的深度放电及过放电,没有及时充电或充电不足;
◆电解液密度过大;
◆电池环境温度的变化;
◆在亏电状态下电池长期搁置不用即贫存;
◆电池组中电池性能不一致,存在差异过大的落后电池;表现为电池组中某一个电池的容量明显低于其它电池,造成整个电池组电压下降,充电时落后电池因最先被充满而其余电池仍需充电而形成过充电,放电时该落后电池又因最先被放空从而形成过放电,从而导致硫酸盐化进一步加剧,使得落后程度更加严重,形成恶性循环。

责任编辑:杨宁

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    铅酸电池:铅酸电池又称为铅酸蓄电池,是1859年G.plante发明的。自铅酸蓄电池被发明以来,因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点,已成为世界上产量最大、用途最广泛的蓄电池品种。铅酸蓄电池经过一百多年的发展,技术不断更新,现已被广泛应用于汽车、通信、电力、铁路、电动车等各个领域。以产品的结构形式分类,可以分为开口式、富液免维护式、玻璃丝棉隔板吸附式阀控密封型(AGM)、阀控胶体型(GEL)等几大类产品。来自:互动百科

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