閥控式鉛酸蓄電池壽命與環(huán)境溫度間關(guān)系的探討摘要：本文主要思考了環(huán)境溫度對閥控密封鉛酸蓄電池壽命的影響，探討了影 響的主要的表現(xiàn)，繼而思考了環(huán)境溫度對閥控式鉛酸蓄電池壽命影響的具體的應(yīng) 對措施。關(guān)鍵詞：溫度，閥控密封鉛酸蓄電池，壽命，措施.、八、-前言針對環(huán)境溫度對閥控密封鉛酸蓄電池的影響方面的內(nèi)容，我們需要進(jìn)行進(jìn)一 步的總結(jié)，只有進(jìn)行了總結(jié)，才能夠讓環(huán)境溫度對閥控密封鉛酸蓄電池的影響不 會出現(xiàn)問題。1 、環(huán)境溫度對閥控密封鉛酸蓄電池壽命的影響溫度影響電池的壽命。在特定條件下，閥控式鉛酸蓄電池的有效壽命期限稱 為蓄電池的使用壽命。閥控式密封蓄電池內(nèi)部電解液干涸或發(fā)生內(nèi)部短路、損壞 而不能使用，以及容量達(dá)不到額定要求時蓄電池使用失效，這時電池的使用壽命 終止。閥控式蓄電池的使用壽命包括使用期限和循環(huán)壽命。使用期限是指蓄電池 可供使用的時間，包括蓄電池的存放時間。循環(huán)壽命是指蓄電池可供重復(fù)使用的 次數(shù)。在環(huán)境溫度25±5C下，閥控式鉛酸蓄電池的100%DOD循環(huán)壽命可達(dá)300 次500次，浮充使用壽命可長達(dá)15年20年。閥控式鉛酸蓄電池終止規(guī)律與 傳統(tǒng)蓄電池一樣，即循環(huán)使用時，其壽命主要依賴于充放電深度，浮充使用蓄電 池的壽命主要依賴于浮充電壓和溫度。閥控式蓄電池與傳統(tǒng)富液式鉛蓄電池的失 效模式不同。由于閥控式鉛蓄電池是緊裝配，正極活性物質(zhì)不易脫落，電解液分 層現(xiàn)象大為減輕。正常情況下，閥控式密封鉛酸蓄電池壽命終止的主要原因有： 電解液干涸，電解液作為參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，在閥控式密封鉛酸蓄電池中是容 量的主要控制因素。電解液干涸將造成電池失效。熱失控可使蓄電池外殼鼓脹， 裝配壓力減小，水份散失。造成電池容量減少，最終導(dǎo)致電池失效。電池容量逐 漸下降，活性物質(zhì)晶型改變，表面積收縮，活性物質(zhì)膨脹、脫落、骨架或基板腐 蝕等是引起其容量衰退的因素。由于隔膜物質(zhì)的降解老化而穿孔，活性物質(zhì)的脫 落、膨脹使兩極連接，或充電過程中生成枝晶穿透隔膜等引起的內(nèi)部短路。就溫度對閥控式鉛蓄電池實(shí)效因素的影響進(jìn)行分析。從閥控式鉛蓄電池中排 出氫氣、氧氣、水蒸汽、酸霧，都是電池失水的方式和干涸的原因。干涸造成電 池失效這一因素是閥控式鉛蓄電池所特有的。閥控式鉛酸蓄電池應(yīng)避免長期高溫 條件下使用，長期高溫環(huán)境下使用時，應(yīng)采取降溫措施，以延長電池壽命。大多 數(shù)電池體系都存在發(fā)熱問題，由于氧再化合過程使電池內(nèi)產(chǎn)生更多的熱量；排出 的氣體量小，減少了熱的消散；相對散熱面積小所以閥控式鉛蓄電池中發(fā)熱問題 可能性就更大。蓄電池工作環(huán)境溫度過高，或充電設(shè)備電壓失控，則電池充電量 會增加過快，電池內(nèi)部溫度隨之增加，大容量電池散熱不佳，從而產(chǎn)生過熱，電 池內(nèi)阻下降，充電電流又進(jìn)一步升高；反過來電流的升高又使電池內(nèi)部溫度再升 高，內(nèi)阻進(jìn)一步降低。如此反復(fù)形成惡性循環(huán)，直到熱失控使電池殼體嚴(yán)重變形 脹裂。由于早期容量衰減PCL現(xiàn)象的出現(xiàn)，使閥控式鉛酸蓄電池壽命縮短，可靠 性變差。引起 PCL 的主要原因有突然容量損失、緩慢的容量損失和負(fù)極無法再充 電三種模式。第一種的主要原因是板柵形成阻擋層，通過對腐蝕層性質(zhì)的研究， 改進(jìn)了電池的制造工藝，在很大程度上解決了此問題；第二種是正極板以較低的 速度損失容量，其原因不是通常所見的板柵腐蝕硫酸鹽化或活性物質(zhì)脫落等，而 是由于多孔活性物質(zhì)膨脹引志顆粒之間互相隔絕而造成的；第三種主要是由于負(fù) 極充電困難，再充電不足，從而導(dǎo)致負(fù)極板底部 1/3 處硫酸鹽化而造成的。隨著 閥控式密封鉛酸蓄電池技術(shù)研究的不斷深入，PCL問題在一定程度上得到緩解。 溫度對PCL也有一定的影響，高溫時會使電池中添加劑氧化失效，引起活性物質(zhì) 的表面積減少，使電池容量下降加速，正極板柵腐蝕和變形，儲存溫度越高、放 電深度越大，板柵腐蝕越劇烈；儲存時間愈長腐蝕層越厚。伴隨著板柵腐蝕而產(chǎn) 生板柵變形，其結(jié)果使板柵抗張強(qiáng)度變小。當(dāng)腐蝕產(chǎn)物變得很厚或板柵元件變得 相當(dāng)薄時，還可增加電池短路故障。伴隨著板柵腐蝕而使正極周圍耗水量增加， 致使電池失水加速，使電池容量下降，壽命減短。在高電流密度下放電時，有大 量的離子要以很短的時間進(jìn)入電解液，而形成晶核需要一些時間，這樣在電極表 面的呈現(xiàn)過大的飽和度，與正常放電電流密度相比就能夠形成數(shù)量多耐尺寸小的 晶核，使得電極表面的變成孔隙小的致密層，類似于部分放電量消耗于這種硫酸 鉛鹽層上，低溫度促使負(fù)極鉛鈍化。電池使用過程中溫度對電池壽命存在較大影 響，在電池生產(chǎn)所涉及的材料、電池儲存等于溫度息息相關(guān)。2、環(huán)境溫度對電池生產(chǎn)過程的影響2.1 對生產(chǎn)材料的影響 電池生產(chǎn)過程中所涉及的電池原材料及配件，如硫酸電解液、鉛粉、極板、安全閥、膠圈膠帽（包括涂抹在上面的潤滑油）、槽體及槽蓋材質(zhì)等的性能都會 在一定程度上受到環(huán)境溫度的影響。如溫度對硫酸電解液的黏度、密度以及電阻 率有影響，而這些參數(shù)又會直接影響到鉛酸蓄電池的電池容量。生產(chǎn)工藝中所要 求的硫酸密度一般均是指環(huán)境溫度為25°C時的密度，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，密度參 量應(yīng)參照有關(guān)數(shù)據(jù)重新進(jìn)行換算。在閥控密封鉛酸蓄電池中，對于電池槽體來說，槽蓋材料的透濕系數(shù)和透氣 系數(shù)可以反映出電池槽蓋的失水程度，而這2 項(xiàng)指標(biāo)均與環(huán)境溫度密切相關(guān)。大 部分槽蓋材料的透濕系數(shù)和透氣系數(shù)會隨著環(huán)境溫度的升高而增大，意味著電池 失水增加。數(shù)據(jù)表明，環(huán)境溫度每增加10C，透過槽蓋的失水量大約增加1倍。另外，在生產(chǎn)過程中，鉛粉和極板同樣會受到環(huán)境溫度的影響，其原因之一 是生產(chǎn)車間存放極板的失水速度與環(huán)境溫度成正比關(guān)系。對于安全閥、膠圈膠帽的維護(hù)以及涂抹其上的潤滑油量，也應(yīng)考慮不同溫度 環(huán)境對開閉閥性能的影響。以上環(huán)節(jié)均需要相關(guān)技術(shù)人員把關(guān)，并為生產(chǎn)及用戶 提供有用的參考數(shù)據(jù)。2.2 對生產(chǎn)工藝的影響 環(huán)境溫度同樣會影響到閥控鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝中的部分環(huán)節(jié)。以電池的膠封工藝為例：為使膠封達(dá)到最好的效果，必須實(shí)驗(yàn)確定所選用黏結(jié)劑的適用期和 最佳固化時間，而膠封的適用期和固化時間均與環(huán)境溫度密切相關(guān)?？梢钥闯?，隨著溫度的升高，密封膠的適用期大大降低。適用期可以理解為 在一定的生產(chǎn)車間溫度范圍內(nèi)密封膠所能正常使用的最長時間，一般以min為單 位。超過適用期的膠液，隨著固化程度進(jìn)一步加深及表觀黏度的增大，就不再適 合進(jìn)行黏結(jié)，只能報(bào)廢。不同的膠品種適用期不同，一般為1560mi n。由于不 同電池生產(chǎn)廠家的地理位置、廠房結(jié)構(gòu)以及四季變化等因素會使生產(chǎn)車間的環(huán)境 溫度有較大差異；另外，供應(yīng)商所提供的數(shù)據(jù)一般都是室溫下（一般選取25C作 為標(biāo)準(zhǔn)）的參考數(shù)據(jù)，因此需要相關(guān)技術(shù)人員在生產(chǎn)中定時測定密封膠的適用期 以防止密封膠失效，并通過確定固化時間，制定符合實(shí)際情況的膠封工藝，既避 免了生產(chǎn)成本的增加，又能達(dá)到最好的膠封效果。2.3 對產(chǎn)品儲存的影響在電池開路儲存時，電池容量降低的現(xiàn)象時有發(fā)生，被稱為電池的自放電。 不論正極還是負(fù)極，都有自放電現(xiàn)象發(fā)生，這與電池的儲存性能相關(guān)。環(huán)境溫度 對電池的自放電有較大影響，閥控密封鉛酸蓄電池在正常溫度情況下自放電速率 是較低的，平均每天自放電為 0.1%左右。溫度越低，自放電的速度越小，所以低 溫環(huán)境有利于電池的貯存。隨著環(huán)境溫度的升高，自放電速度迅速增加，從而降 低了電池的儲存壽命。3 、結(jié)束語綜上所述，環(huán)境溫度對閥控密封鉛酸蓄電池壽命的影響有很多，如何更好的 規(guī)避不良的影響，這是我們今后一定要重視的問題，本文總結(jié)了環(huán)境溫度對閥控 密封鉛酸蓄電池的影響，可供今后參考。參考文獻(xiàn)：1 徐甲強(qiáng)，張海林，陳小娜，王平.溫度對閥控密封鉛酸蓄電池生產(chǎn)及應(yīng)用的影響J.蓄電池，2017 (01)： 19-21.