铅酸电池失效模式

1、铅酸电池失效模式1板栅氧化腐蚀-正极在高的氧化电位下,即电池处于浮充或过充工作状态下,除了硫酸盐变成二氧化铅活性物质,板栅合金也会被氧化成二氧化铅等,正极板栅的腐蚀速率随着阳极极化程度的升高而升高,也就是说腐蚀速率决定于充电电压。在开路状态下,铅合金与二氧化铅和硫酸直接接触,会组成腐蚀微电池,板栅合金中的铅和其他一些金属被氧化,而二氧化铅被还原成硫酸铅腐蚀氧化膜可保护金属基底1板栅氧化腐蚀-负极富液电池：电池槽内除去极板、隔板及其他固体组装部件的剩余空间完全充满硫酸电解液，电解液处于富余过量状态，故被称为“富液式”电池，电池极板完全浸泡在硫酸电解液中;富液式蓄电池顶部有一个能够通气而又能够阻挡

2、液体溅出的盖子（但不能彻底防止漏液），在使用过程中由于水分的蒸发和分解损失，需要定期将盖子打开补加蒸馏水及调整电解液密度，所以习惯上被称为“开口式”蓄电池。在浮充工作状态时,负极板被阴极保护起来,负极电极电势保持在低于Pb/PbSO4平衡电势约50一100mv的值“只是在放电时,负极板的电势临时高于Pb/PbSO4平衡电势,因此板栅的铅会被氧化成硫酸铅”但是在充电时,这些硫酸铅又会被还原回铅,因此负极板栅是安全的。阀控式铅酸电池在一般的浮充条件下,不和玻璃纤维接触的金属部分如汇流排和极柱等就会被腐蚀除了氧还原,其它一些阴极过程,比如在含锑的极柱和汇流排上加速的析氢反应也会导致表面进入腐蚀电位。

3、为了避免上述问题,隔板上方的距离越短越好,而且极柱和汇流排的合金材料应采用无锑!高锡(比如2%)的配方2正极活性物质的老化与脱落在放电过程中,二氧化铅还原成硫酸铅“硫酸铅具有与二氧化铅完全不同的形貌和晶体结构,而且硫酸铅摩尔体积高于二氧化铅的摩尔体积”在充电时,二氧化铅又会沉积在具有不同形貌和结构的硫酸铅上,如此反复循环,就会导致正极活性物质的形貌产生巨变。可以在正极铅膏中添加1%的短纤维,起到连接活性物质的作用。3不可逆的硫酸盐化硫酸铅在充电过程只有部分可以转变成具有电化学活性的状态,最终导致电池容量下降当极板处于深放电工作状态时当电池处于长期欠充状态时长期处于开路状态,或者长期处于小倍率放

4、电状态,也会导致硫酸盐化自放电时电池应该要经常地，适时地充电，经常维护，补充电量。负极板更容易硫酸盐化,为了避免在循环过程中负极活性物质出现严重聚集重结晶,负极铅膏中要添加一定量的膨胀剂,比如0.3%的硫酸钡,0.3%的木素磺酸钠和0.2%的炭黑混合动力汽车用的电池,负极更容易出现硫酸盐化,在负极铅膏中加过量的碳可以有效解决，还有更多新的方法来修复硫酸盐化在高度超过25cm的阀控式铅酸电池中,硫酸盐化通常是由酸分层导致,即电池的底部有很高的硫酸浓度,而上部硫酸浓度很稀加剧顶部和底部的本来就不均匀的电荷排布在真正进行电池充电时,顶部很容易就会充满,而底部可能就没有充上电,结果底部活性物质就硫酸盐

5、化了4短路第一种是穿透隔板短路在稀酸中,硫酸铅倾向于形成大的颗粒,会填满隔板的孔“在充电时,这些硫酸铅转换成枝状金属,导致枝晶短路另一种短路是由于“苔鲜”，金属沉降物等造成正极活性物质中的二氧化铅颗粒之间失去连接作用后,会悬浮在电解液中,由于电解液的对流,会沉积在负极的顶部或边缘,在充电时还原成金属铅,形成“苔鲜” 沉积,导致内部短路另一方面,脱落的正极活性物质会沉在电池的底部，这些二氧化铅也会造成正负极间的短路正板删边缘的腐蚀产物会触及负极板，造成短路5失水开口式电池自放电电解，即正极析氧，负极析氢VRLA正极析氧，负极进行氧还原为水负极析氢，相当于失水氧还原O2从正极扩散，透过吸附式隔膜（

6、AGM）到达负极绒状铅表面，最终复合为水，其复合经过如下步骤： 氧气扩散：O2从正极析出，通过隔板到达负极活性物质表面； 氧分子转移至负极周围及表面； 氧分子放电而被阴极吸附。氧循环的条件6初期容量损失当阀控式电池处于深循环工作状态时,就会产生初期容量损失现象(Premature Capacity Loss,PCL)正极氧化腐蚀正极活性物质的老化与脱落不可逆硫酸盐化7热失控阀控式铅酸电池与传统富液式电池相比,更容易发生热失控阀控式铅酸电池在过充时,不像富液式电池那样产生大量气泡,可以将热量带走”相反,阀控式电池在过充时产生的大量氧气在负极复合时又会产生大量的热,加剧电池的升温温度升高后,电池内阻降低,