摘要:阀控式铅酸蓄电池内部的电解液全部吸附在电池的隔膜中,没有游离的电解液,是一种典型的贫液式电池。如果浮充电压较高,或长期在温度较高的环境中使用,就会引起电池失水速度加快,造成干涸失效。通过实验证明:补加一定量的水分,可有效减轻充放电过程中的极化,恢复电池的实际容量,延长电池的寿命。
关键词:阀控式铅酸蓄电池;环境温度;干涸失效;水分散失
1引言
阀控式铅酸蓄电池(VRLAB)内部的电解液全部吸附在电池的隔膜中,没有游离的电解液,是一种典型的贫液式电池。VRLAB自问世以来,由于其操作维护简单,释放有害气体少,对环境的污染程度大大降低,而受到用户的好评。经过近几年的运行使用之后,也暴露了一些问题,主要集中在其寿命短,一般不足5年,与其设计寿命10年以上的标准要求相差甚远。通过对多只失效电池进行分析及试验,证明很多电池是由于使用不当,或使用环境温度过高,造成电池失水过多过快,使电池的化学反应无法进行,致使电池的寿命提前终止。电解液干涸是VRLAB失效的一个重要原因,用户在使用用过程中,长期进行过充,致使大量的水分电解,产生气体,从泄气阀处散失;同时由于电池壳体致密度的原因,电池长时间处于高温、干燥的环境中也容易通过壳体损失水分。试验证明:电解液中的水分损失15%以上,电池的容量也将损失15%以上。电池容量低于85%,就标志着电池寿命的终止。一般情况下,纯粹的干涸失效可以通过补加一定的水分,来恢复电池的容量。由于干涸失效使电解液中的水分损失过大,使隔膜中的电解液浓度增大,充放电时的浓差极化较大,使电池的端电压在很短时间内就达到规定的数值。
2电池在运行中的不正常现象
1)充电时间短,充电后期发热严重电池在充电时,端电压上升得很快,在较短的时间内就会达到规定的数值。同时由于隔膜中的水分减少,使电池的内阻增大,造成电池在充电过程中产生的热量增加,引起电池发热。
2)电池的放电容量较低电池在充电结束后,使用时,电池的端电压下降的速度较快,设备很快就无法工作了,证明电池容量降低得较多。
图16-GM-65VRLAB补加水前的充电图
表36-GM-65VRLAB补加水后充电数据表充电时间/h充电电流/A充电电压/V
012345676.56.56.56.56.56.56.56.514.8218.3017.4116.5016.4816.4716.4716.47
表46-GM-65VRLAB补加水后放电数据表放电时间/h放电电流/A放电电压/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电池不正常现象的原因分析
3.1浮充电电压过高
VRLAB大部分是浮充使用,电池充电结束后,进入浮充状态使用,如果浮充电压过高,就会引起电解液中水分的分解,产生气体,通过泄气阀释放出去。长期这样使用,就会造成电解液水分的大量电解、散失,造成电池的干涸失效。
3.2使用环境温度较高
使用环境温度过高,使电池在充电过程中产生的热量无法及时扩散到空气中去,加速了电解液的损失。同时由于电池壳体的致密度等原因,电池长时间处于高温、干燥的环境中也容易通过壳体损失水分。
4VRLAB补加水分前后的充放电对比试验
结果
以6-GM-65VRLAB为例,表1为蓄电池补加水前充电数据,图1是将表1的数据图形化。表2为蓄电池补加水前放电的数据,图2是将表2的数据图形化。
表16-GM-65VRLAB补加水前充电数据表充电时间/h充电电流/A充电电压/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补加水前放电数据表放电时间/h放电电流/A放电电压/V
011.726.56.56.56.512.0412.1710.809.96
表3显示的是蓄电池补加水后的充电数据,图形化如图3所示。表4显示的是蓄电池补加水后的放电数据,相应的图形化如图4所示。
图26-GM-65VRLAB补加水前的放电图
图36-GM-65VRLAB补加水后的充电图
阀控式铅酸蓄电池干涸失效的原因分析及处理方法
图46-GM-65VRLAB补加水后的放电图