1鉛酸蓄電池使用壽命影響因素

鉛酸蓄電池使用壽命和維護成本是關系到電池的性能穩定和使用成本的關鍵，優良的設計和正確的維護可確保電池的使用壽命，影響電池使用壽命的因素：

（1）電池設計、制造工藝。鉛酸蓄電池的結構設計、正負極板結構和材料、正負極板活性物質、隔板材料、電解液密度等是影響鉛酸蓄電池使用壽命的內在因素。

（2）充電過程。不當充電是使電池短命的最重要原因，恰當的充電對于得到最優化的壽命至關重要。好在鉛酸蓄電池固有的物理化學特征使充電控制非常簡單。

目前常用的充電方法有：恒電流；恒電流，多步遞減電流；恒電壓；先恒流后恒壓；先恒壓后恒流；開始和最后恒流，中間恒壓；漸減電流充電；脈沖充電；快速充電等。要根據電池類型、電池設計、使用環境、允許的充電時間、充電的電池組（數）和充電設備等選擇合適的充電方法。電池被充電時，如果以高充電率充電，電池電壓會達到很高的值，導致過充電和析氣。故當電池接近滿荷電時，充電電流應該減小到合理的值。

（3）過放電。雖然有些大容量電池能放出大于額定容量的電量，但仍應避免其過放電。當電池電壓降到低于特定值將會使電解液密度降到很低的水平，這種很低的電解液密度對于電池的多孔結構有害。電池壽命是電池放電深度的反比例直線函數。

（4）放電電流密度。隨著放電電流密度增加，電池的壽命降低。因為大電流密度會促使正極PbO2松散脫落。

（5）電解液水平和電解液的密度。電池中電解液維持一定的水平非常重要，因為電解液不僅用來導電，而且能將產生的熱量從極板轉移出來。如果電解液的水平低于極板的水平，裸露出來的極板區域就不再具有電化學活性，也會造成電池中局部熱量的聚集，導致極板變形，活性物質脫落等，從而降低電池壽命。正常使用條件下，由于蒸發和充電時電解液中水分解為氫氣和氧氣而造成水的損失。但除非在特別炎熱和干旱條件下，否則如此損失的水只占很小的一部分。盡管如此，定期檢查水損耗仍非常重要，補水是鉛酸蓄電池主要維護成本。加入水后，必須檢查電解液的密度，以確保電解液密度處于正常范圍內。同時應避免加入過多的水，電解液水平過高會使電解液易于溢出而腐蝕托盤、造成地面短路和電池容量損失等。

對于開口的鉛酸蓄電池，要定期檢查電解液的密度，并調整到規定值。

（6）極板和電解液添加劑。鉛酸蓄電池正極活性物質是PbO2、負極活性物質是Pb，為了提高正、負極活性物質利用率，提高鉛酸蓄電池性能，改變析氫、析氧過電位等，通常在正、負極板中加入一些添加劑。電解液的有效成分是H2SO4，有些添加劑也會提高電解液的導電能力、改變板柵的循環壽命、提高氧的析出電位或降低氫的析出電位、改變電池的自放電能力等。添加劑種類不同，功能各異，有些添加劑在改變電池性能的同時，會直接或間接對電池壽命產生影響。

（7）溫度。鉛酸蓄電池的壽命隨溫度升高而延長。

50°C以上的高溫會因負極硫化容量損失而降低了壽命。

因為溫度的升高，會使板柵的腐蝕速率、金屬零部件的溶解速率和自放電速率都隨之增大。溫度升高，電池的析氣電勢降低，電解反應會消耗更多的充電電流。

高溫環境下循環使用的電池需充入更多的電量以抵消放出的容量和自放電損失。在浮充電條件下，溫度的升高，浮充電電流增加，會造成電池壽命縮短。生產時在負極中使用更多的膨脹劑等方法有助于提高電池在高溫下的性能。

（8）電池平衡。循環使用過程中，由很多單體電池串聯而成的電池組中的電池之間可能由于各種原因變得不平衡，電池組中存在性能差的電池限制了整組電池的充放電，影響了整組電池的性能。限制電池與電池組中其它電池相比具有更高的過充電，更多的水損耗，甚至嚴重時在使用中形成反電池，會嚴重影響電池組的使用壽命。均衡充電有利于電池組中的電池平衡。

（9）整潔度。保持電池清潔能將端子連接處、電池架的腐蝕降到最低，降低維修成本，延長電池壽命。落到電池上的灰塵，要及時用風吹掉或用刷子刷掉，以免被潮氣潤濕而變成導體。溢到電池表面的電解液可用熱水或蘇打水溶液（4Kg水溶解1Kg蘇打）清洗，蘇打水洗過的區域應用水徹底沖洗干凈。

2鉛酸蓄電池失效的模式

鉛酸蓄電池在使用初期，隨著使用時間的增加，其放電容量也增加，逐漸達到最大值；然后，隨著放電次數的增加，放電容量減少。電池在達到規定的使用期限時，對容量有一定的要求。牽引電池的容量不得低于80％；對于啟動電池，應不低于70％。電動助力車電池標準規定也為70％。

由于極板的種類、制造條件、使用方法有差異，導致蓄電池失效的原因各異。歸納起來，鉛酸蓄電池的失效有下述幾種情況。

（1）正極板的腐蝕變型。目前生產上使用的合金有三類：傳統的鉛銻合金、低銻或超低銻合金、鉛鈣系列。由合金鑄成的正極板柵，在蓄電池充電過程中會被氧化成硫酸鉛和二氧化鉛，最后導致喪失支撐活性物質的作用而使電池失效；或者由于二氧化鉛腐蝕層的形成，使鉛合金產生應力、板柵長大變形，這種變形超過4％時將使極板整體遭到破壞，活性物質與板柵接觸不良而脫落，或形成短路。

（2）正極板活性物質脫落、軟化。除板柵長大引起活性物質脫落之外，隨著充放電反復進行，二氧化鉛顆粒之間的結合也松弛，軟化，從板柵上脫落下來，導致蓄電池失效。

（3）不可逆硫酸鹽化。蓄電池過放電并且長期在放電狀態下貯存時，其負極將形成一種粗大的、難以接受充電的硫酸鉛結晶，此現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，嚴重時，則電極失效，充不進電。

（4）容量過早的損失。當低銻或鉛鈣為板柵合金時，在蓄電池使用初期（大約20個循環）出現容量突然下降的現象，使電池失效。

（5）熱失效。對于少維護電池，要求充電電壓不超過單格2.4V。在實際使用中，調壓裝置可能失控，充電電壓過高，從而充電電流過大，產生的熱將使電池電解液溫度升高，導致電池內阻下降；內阻的下降又加強了充電電流。電池的溫升和電流過大互相加強，使電池變形、開裂而失效。使用時應對充電電壓過高、電池發熱的現象予以注意。鉛酸蓄電池的失效通常是許多因素綜合作用的結果。

3結語

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