閥控式鉛酸蓄電池干涸失效的原因分析及處理方法

摘要：閥控式鉛酸蓄電池內(nèi)部的電解液全部吸附在電池的隔膜中,沒有游離的電解液,是一種典型的貧液式電池。如果浮充電壓較高，或長期在溫度較高的環(huán)境中使用，就會(huì)引起電池失水速度加快，造成干涸失效。通過實(shí)驗(yàn)證明：補(bǔ)加一定量的水分，可有效減輕充放電過程中的極化，恢復(fù)電池的實(shí)際容量，延長電池的壽命。

關(guān)鍵詞：閥控式鉛酸蓄電池；環(huán)境溫度；干涸失效；水分散失

1引言

閥控式鉛酸蓄電池（VRLAB）內(nèi)部的電解液全部吸附在電池的隔膜中,沒有游離的電解液,是一種典型的貧液式電池。VRLAB自問世以來，由于其操作維護(hù)簡單，釋放有害氣體少，對(duì)環(huán)境的污染程度大大降低，而受到用戶的好評(píng)。經(jīng)過近幾年的運(yùn)行使用之后，也暴露了一些問題，主要集中在其壽命短，一般不足5年，與其設(shè)計(jì)壽命10年以上的標(biāo)準(zhǔn)要求相差甚遠(yuǎn)。通過對(duì)多只失效電池進(jìn)行分析及試驗(yàn)，證明很多電池是由于使用不當(dāng)，或使用環(huán)境溫度過高，造成電池失水過多過快，使電池的化學(xué)反應(yīng)無法進(jìn)行，致使電池的壽命提前終止。電解液干涸是VRLAB失效的一個(gè)重要原因，用戶在使用用過程中，長期進(jìn)行過充，致使大量的水分電解，產(chǎn)生氣體，從泄氣閥處散失；同時(shí)由于電池殼體致密度的原因，電池長時(shí)間處于高溫、干燥的環(huán)境中也容易通過殼體損失水分。試驗(yàn)證明：電解液中的水分損失15％以上，電池的容量也將損失15％以上。電池容量低于85％，就標(biāo)志著電池壽命的終止。一般情況下，純粹的干涸失效可以通過補(bǔ)加一定的水分，來恢復(fù)電池的容量。由于干涸失效使電解液中的水分損失過大，使隔膜中的電解液濃度增大，充放電時(shí)的濃差極化較大，使電池的端電壓在很短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。

2電池在運(yùn)行中的不正常現(xiàn)象

1）充電時(shí)間短，充電后期發(fā)熱嚴(yán)重電池在充電時(shí)，端電壓上升得很快，在較短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。同時(shí)由于隔膜中的水分減少，使電池的內(nèi)阻增大，造成電池在充電過程中產(chǎn)生的熱量增加，引起電池發(fā)熱。

2）電池的放電容量較低電池在充電結(jié)束后，使用時(shí)，電池的端電壓下降的速度較快，設(shè)備很快就無法工作了，證明電池容量降低得較多。

圖16－GM－65VRLAB補(bǔ)加水前的充電圖

表36－GM－65VRLAB補(bǔ)加水后充電數(shù)據(jù)表充電時(shí)間/h充電電流/A充電電壓/V
012345676.56.56.56.56.56.56.56.514.8218.3017.4116.5016.4816.4716.4716.47

表46－GM－65VRLAB補(bǔ)加水后放電數(shù)據(jù)表放電時(shí)間/h放電電流/A放電電壓/V
0123456789106.56.56.56.56.56.56.56.56.56.56.512.8712.4312.2912.1412.0511.9111.7911.5811.4111.3010.80

3電池不正?，F(xiàn)象的原因分析

3.1浮充電電壓過高

VRLAB大部分是浮充使用，電池充電結(jié)束后，進(jìn)入浮充狀態(tài)使用，如果浮充電壓過高，就會(huì)引起電解液中水分的分解，產(chǎn)生氣體，通過泄氣閥釋放出去。長期這樣使用，就會(huì)造成電解液水分的大量電解、散失，造成電池的干涸失效。

3.2使用環(huán)境溫度較高

使用環(huán)境溫度過高，使電池在充電過程中產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)擴(kuò)散到空氣中去，加速了電解液的損失。同時(shí)由于電池殼體的致密度等原因，電池長時(shí)間處于高溫、干燥的環(huán)境中也容易通過殼體損失水分。

4VRLAB補(bǔ)加水分前后的充放電對(duì)比試驗(yàn)

結(jié)果

以6－GM－65VRLAB為例，表1為蓄電池補(bǔ)加水前充電數(shù)據(jù)，圖1是將表1的數(shù)據(jù)圖形化。表2為蓄電池補(bǔ)加水前放電的數(shù)據(jù)，圖2是將表2的數(shù)據(jù)圖形化。

表16－GM－65VRLAB補(bǔ)加水前充電數(shù)據(jù)表充電時(shí)間/h充電電流/A充電電壓/V
0123456789101112133.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.523.4418.5718.1817.5817.5717.5517.5417.5217.2616.4316.3816.4016.4016.40
表26－GM－65VRLAB補(bǔ)加水前放電數(shù)據(jù)表放電時(shí)間/h放電電流/A放電電壓/V
011.726.56.56.56.512.0412.1710.809.96
表3顯示的是蓄電池補(bǔ)加水后的充電數(shù)據(jù)，圖形化如圖3所示。表4顯示的是蓄電池補(bǔ)加水后的放電數(shù)據(jù)，相應(yīng)的圖形化如圖4所示。

圖26－GM－65VRLAB補(bǔ)加水前的放電圖

圖36－GM－65VRLAB補(bǔ)加水后的充電圖

閥控式鉛酸蓄電池干涸失效的原因分析及處理方法

圖46－GM－65VRLAB補(bǔ)加水后的放電圖