铅酸蓄电池学术论文集锦2

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1、《铅酸蓄电池论文集锦2》2006年11月29日整理一、阀控铅酸蓄电池的热失控及其对策1、前言    近年来，随着信息以及电子技术的高速发展，要求提供质量更好，使用更方便，维护更简单的备用电源。VRLA电池因其价格低廉、电压稳定、无污染、无需维护等优点，在通信、金融、电力等领域得到广泛应用。但是，往往由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电系统的可*性。本文重点讨论有关温度对阀控式密封铅酸蓄电池的影响。2、温度对阀控式酸蓄电池容量的影响同容

2、量系列电池，以相同放电速率，在一定环境温度范围放电时，使用容量随温度升高而增加，随温度降低而减小。在环境温度10～45℃范围内，铅蓄电池容量随温度升高而增加，如阀控密封铅蓄电池在40℃下放电电量，比在25℃下放电的电量大10%左右，但是，超过一定温度范围，则相反，如在环境温度45～50℃条件下放电，则电池容量明显减小。低温（<5℃）时，电池容量随温度降低而减小，电解液温度降低时，其粘度增大，离子运动受到较大阻力，扩散能力降低；在低温下电解液的电阻也增大，电化学的反应阻力增加，结果导致蓄电池容量下降。其次低

3、温还会导致负极活性物质利用率下降，影响蓄电池容量，如电池在-10℃环境温度环境温度下放电时，负极板容量仅达35%额定容量。3、温度对阀控式密封铅酸蓄电池寿命的影响温度不仅影响电池的容量，而且影响电池的寿命。一般而言，在特定条件下，阀控式密封铅酸蓄电池的有效寿命期限称为蓄电池的使用寿命。阀控式密封蓄电池内部电解液干涸或发生内部短路、损坏而不能使用，以及容量达不到额定要求时蓄电池使用失效，这时电池的使用寿命终止。阀控式密封蓄电池的使用寿命包括使用期限和循环寿命。使用期限是指蓄电池可供使用的时间，包括蓄电池的存

4、放时间。循环寿命是指蓄电池可供重复使用的次数。电池系列不同，或同一系列但用途不同，使用寿命也不同。这主要取决于电池的设计和生产过程控制。在环境温度25±5℃下，阀控式密封铅酸蓄电池的100%DOD循环寿命可达300次～500次，浮充使用寿命可长达15年～20年。一般地说，阀控式密封铅酸蓄电池终止规律与传统蓄电池一样，即循环使用时，其寿命主要依赖于充放电深度，浮充使用蓄电池的寿命主要依赖于浮充电压和温度。阀控式密封铅蓄电池与传统富液式铅蓄电池的失效模式不尽相同。由于阀控式密封铅蓄电池是紧装配，正极活性物质不

5、易脱落，电解液分层现象大为减轻。正常情况下，阀控式密封铅酸蓄电池寿命终止的主要原因有4点：①电解液干涸：电解液作为参加化学反应的物质，在阀控式密封铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素。电解液干涸将造成电池失效。②热失控：热失控可使蓄电池外壳鼓胀，装配压力减小，水份散失。造成电池容量减少，最终导致电池失效。③电池容量逐渐下降：引起其容量衰退的因素有：活性物质晶型改变，表面积收缩，活性物质膨胀、脱落、骨架或基板腐蚀等。④内部短路：由于隔膜物质的降解老化而穿孔，活性物质的脱落、膨胀使两极连接，或充电过程中生成枝晶穿

6、透隔膜等引起内部短路。下面就温度对阀控式密封铅蓄电池实效因素的影响进行分析。3.1电解液干涸从阀控式密封铅蓄电池中排出氢气、氧气、水蒸汽、酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因。干涸造成电池失效这一因素是阀控式密封铅蓄电池所特有的。失水的原因有四：①气体再化合的效率低；②从电池壳体中渗出水；③板栅腐蚀消耗水；④自放电损失水。温度升高，使②③④的失水速度都增加，从而加速干涸方式失效。因此阀控式密封铅酸蓄电池应避免长期高温条件下使用。长期高温环境下使用时，应采取降温措施，以延长电池寿命。3.2热失控大多数电池体

7、系都存在发热问题，在阀控式密封铅蓄电池中可能性就更大，这是由于：氧再化合过程使电池内产生更多的热量；排出的气体量小，减少了热的消散；较富液式体积比能量高，相对散热面积小。若阀控式蓄电池工作环境温度过高，或充电设备电压失控，则电池充电量会增加过快，电池内部温度随之增加，大容量电池散热不佳，从而产生过热，电池内阻下降，充电电流又进一步升高；反过来电流的升高又使电池内部温度再升高，内阻进一步降低。如此反复形成恶性循环，直到热失控使电池壳体严重变形、胀裂。为杜绝热失控的发生，要采用相应的措施：①单体电池容量不可过

8、大，将适当容量的电池并联成大容量，有利于散热；②充电设备应有温度补偿及预限流功能；③严格控制安全阀质量，避免失灵，保证电池内部气体正常排出；④蓄电池要设置在通风良好的位置，排列不可过于紧密，单体电池间间距为5mm～10mm。3.3、电池容量下降引起电池容量下降、导致电池失效的因素很多，归纳起来有以下几种。3.3.1早期容量衰减（PCL）PCL现象的出现，使阀控式密封铅酸蓄电池寿命缩短，可*性变差。如设计寿命可达20年的浮充用阀