中可靠地检测蓄电池的性能,并有针对性地对蓄电池进行维护变得困难但又很迫切。从电力系统运行的高可靠性要求,各类蓄电池监测系统也在广泛使用。但不同的测试模式对蓄电池的性能状况反映也不一样,多年的研究和运用表明,内阻检测是目前为可靠的测试方式之一,而蓄电池的不同失效模式对内阻的反映情况也不一样,了解蓄电池的内阻和各种失效模式的关系,有利于更好地对蓄电池进行检测和维护。合理地选择及使用目前直流电源系统中的蓄电池和电池监测模块,对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用,为获得大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。
常见的蓄电池失效模式:
对于阀控式铅酸电池,通常的性能变坏机制有:电池失水、正极板群的腐蚀、活性性质的脱落、深放电引起的钝化和深度放电后的恢复等等,以下是几种性能变坏的情况:
1、电池失水
铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀,使电池的活性物质减少,从而使电池的容量降低而失效。
阀控式铅酸蓄电池充电后期,正极释放的氧气与负极接触,发生反应,重新生成水,即
O2 + 2Pb→2PbO
PbO + H2SO4→H2O +PbSO4
使负极由于氧气的作用处于欠充电状态,因而不产生氢气。这种正极的氧气被负极铅吸收,再进一步化合成水的过程,即所谓阴极吸收。
在上述阴极吸收过程中,由于产生的水在密封情况下不能溢出,因此阀控式密封铅酸蓄电池可免除补加水维护,这也是阀控式密封铅酸蓄电池称为免维电池的由来。电池在存放期间内应无气体逸出;充电电压在2.35V/单体(25℃)以下应无气体逸出;放电期间内应无气体逸出。但当充电电压超过2.35V/单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收,压力超过某个值时,便开始通过单向排气阀排气,排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾,但必竟使电池损失了气体,也等于失水,所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是非常严格的,[敏感词]不能过充电。
2、负极板硫酸化
电池负极栅板的主要活性物质是海棉状铅,电池充电时负极栅板发生如下化学反应
PbSO4 + 2e = Pb + SO4-
正极上发生氧化反应:
PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO4- + 2e
放电过程发生的化学反应是这一反应的逆反应,当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时,在电池的正负极栅板上就有PbSO4 存在,PbSO4 长期存在会失去活性,不能再参与化学反应,这一现象称为活性物质的硫酸化,为防止硫酸化的形成,电池必须经常保持在充足电的状态,蓄电池[敏感词]不能过放。