阀控密封铅酸蓄电池失效模式及有效措施

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1、阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）的失效模式和有效措施高建成殷玉恒2（1.哈尔滨光宇集团，黑龙江哈尔滨150086;2.哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：木文从电池的基木构造和原理出发，阐述有关电池使用的基木常识，研究蓄电池失效原因，使蓄电池的使用寿命有真正意义上的保障和提高。关键词：蓄电池失效电解液板栅硫酸盐化TheInvalidationModesandEffectiveMeasuresoftheSealedValveRegulatedLeadAcidStationaryStorageBatteryGaoJianCHeng1，丫inYuheng2(1.Har

2、binCoslightGroupCo”Ltd,Harbin,Heilongjiang,150086;2.TheAutomationCollegeofHarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin,Heilongjiang,150080)Abstract:ThebasicgeneralknowledgeabouttheapplicationoftheVRLAstoragebatteryispresentedinthispaperbasedonthebasicstructureandtheprincipleofthestoragebattery

3、,andthestudyonthereasonswhythestoragebatteryisinvalidatedisalsopresented.Throughthestudytheservicelifeofthestoragebatterycanbeindeedguaranteedandenhanced.Keywords:StorageBattery,Invalidation,Electrolyte,Separator,Vitriolization0、引言：近儿年来，随着电力工业的发展和信息产业的发展，阀控式铅酸蓄电池（VRLA俗称免维护电池）的使用得到空前的普及，VRLA电池尽管

4、有许多优点，但和所有电池-样也存在可靠性和寿命问题。VRLA电池文献报道使用寿命为15年左右（25°C浮充使用）。但国内外的VRLA电池实际在使用屮，都出现提前失效的现象，造成VRLA电池的失效模式主耍有板栅的腐蚀与增长、电解液干涸、负极硫酸盐化、早期容量损失（PCL）、热失控等，所以迫切需要从新的角度重新审视电池的安全对策。下面对阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）的失效模式及应釆取的有效措施作以介绍:1、板栅的腐蚀与增长板栅腐蚀是VRLA电池失效的重要原因。无论是在浮充状态，充放电状态，还是开路状态，板栅都存在被腐蚀的现象。特别是在过充电状态下，正极由于析氧反应，水被消耗，电解液和对变

5、少，H+浓度增加，导致正极附近酸度增高，板栅腐蚀加速，极板活性物质变少，正极板孔隙率增高，如电池使用不当，长期处于过充电状态，很快这些电池的容量会降低，最后失效。正极板栅在遭受腐蚀的M吋产生变形，使板栅尺寸线性增大，甚至于个别筋条断裂，最终导致整个电池的损坏。针对正极板栅存在着腐蚀和变形的必然性，应采取以下技术措施减缓正极板栅的腐蚀和增长，保证电池的使用寿命。1）正板栅的腐蚀可以通过选择合金、晶型、制造方法和改变充电或维持电极的浮充极化来控制。2）增加正极板栅的厚度，保证VRLA电池板栅的工作年限。3）采用更耐腐蚀的板栅合金材料，如低钙高锡Pb-Ca合金比普通Pb-Ca合金耐腐蚀性好

6、，抗蠕变强度也明显增加。4）在电池设计上采用玻璃棉隔板紧装配或胶体电介质使电极承受压力，提高板栅的机械支撑力。2、电解液干涸VRLA电池失水是影响VRLA电池寿命的主要因素之一，VRLA电池失水的途径有：1）氧复合无效导致失水。2）通过电池槽、盖渗漏。容器渗水和透氧取决于材料的性质和厚度，电池周围大气的和对湿度也有影响。常用电池槽材料为ABS、PP、PVC,各有优缺点。PVC强度低，但氧气保持量最大；ABS硬度最大，氧气保持量优于PP;PP的水蒸气渗透率小于ABS。3）板栅腐蚀造成失水正极板栅的腐蚀而产生水的转移是影响电池容量的主耍因素之一，板栅合金腐蚀的微电池反应为：Pb（合金）+

7、2e+HSO4-►PbSO4+H+H20+e►2H++1/202所以，对正板栅合金材料的耐蚀性及极板厚度的设计，都应该慎重考虑。根据以上原因采取措施如下：1）、选择高孔隙率的超细玻璃纤维隔板，孔隙率在93%以上，为氧的复合提供通道；2）、采取定量灌酸，使玻璃棉隔板在吸收电解液以外，仍有5-10%的孔隙率未被电解液充满。3）、高纯度Pb-Ca-Sn-Al无锑板栅合金，因为Pb-Ca合金比Pb-Sb合金有较高的析氢过电位，降低了因板栅腐蚀而析出氢气的可能性。4