溫度過高對風帆蓄電池的危害

當環(huán)境溫度偏離標準溫度而升高，將會引起下述一系列的反應，其中以使用壽命銳減，自放電驟增最為突出。這正是雙登閥控式蓄電池（以下稱“風帆蓄電池”）對溫度敏感性的另一重要表現(xiàn)。

   1.高溫使風帆蓄電池壽命銳減

   高溫使雙登蓄電池壽命銳減，實則是下述原因共同作用的綜合結(jié)果：

   a.高溫失水嚴重

   長期處于高溫下工作的雙登蓄電池一方面水分蒸發(fā)量加大，另一方面是耗水反應加劇，Pb+2H2O→PbO2+4H+4e-使失水增加;且因化學反應劇烈使氣體增加,內(nèi)部壓力增大,氣閥啟動頻繁,水分大幅度喪失。對限量注液的風帆蓄電池而言,水的喪失,無疑是致命傷。

   b.高溫使板柵腐蝕驟增

   研究表明,在Pb與PbSO4平衡電位和PbO2與PbSO4平衡電位間,板柵表面將形成雙層結(jié)構(gòu)的腐蝕膜。雙層結(jié)構(gòu)腐蝕膜的外層為活性物質(zhì)與板柵界面生成的PbSO4是絕緣體。因其不導電,降低了板棚的電導率,阻止了PbSO4進一步氧化成PbO2,并使活性物質(zhì)和板柵界面鈍化;內(nèi)層為直接沉積于板柵表面致密度極高的a-PbO屬半導體。它不因充電或過充電而消除,嚴重地影響著電極反應在高溫、高比重(高溫使水分散失,加大了電液濃度)情況下,雙層結(jié)構(gòu)腐蝕膜將迅速生長加厚,長期處于這一環(huán)境中的板柵可因之而穿孔損壞,易使活性物質(zhì)附著力減弱而脫落。

   研究還表明,雙層結(jié)構(gòu)腐蝕膜中的a-PbO和PbSO,是阻礙電極反應最具影響力的兩種物質(zhì),造成電池充電性能變壞,導致雙登蓄電池失效。

   亦由此看出,環(huán)境溫度的升高,雖使容量有所增加,但高溫又使雙層結(jié)構(gòu)腐蝕膜展寬加厚,嚴重地阻礙著電極反應,壓低了容量的增加勢頭。故環(huán)境溫度超標準溫度升高時,雙登蓄電池容量僅僅約有增加,如電池30℃時,僅增加了2%,40℃時增加4%。

   c.高溫使金相晶體組織受到破壞

   更為嚴重的是,高溫使控制極正極上的活性物質(zhì)(PbO2)和放電產(chǎn)物正極表面之PbSo以及板柵上的雙層結(jié)構(gòu)腐蝕膜蠕動加劇,加之各自的膨脹系數(shù)的不同,克分子體積差異所產(chǎn)生的機械應力加大,導致正極提供的機械支撐喪失和內(nèi)部傳導電流細小多孔網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的晶體破裂成不可逆的單個晶體,使極板變得松軟進而脫落;與此同時也將使表面放電產(chǎn)物PbSO也被擠壓崩裂而脫落,致使雙登蓄電池從結(jié)構(gòu)上遭到根本性破壞。這種勢態(tài)還將以惡性循環(huán)而急劇發(fā)展。

   2.高溫使自放電加劇

   風帆蓄電池靜置時,雖無游離電液,但電解液中始終存在著H+、OH-、Pb2+、SO-等帶電離子。當組成電池的各化學成分物質(zhì)與雜質(zhì)間形成為大小各異的電位差,即構(gòu)成所謂微電池”時,上述不同電性的離子將取向流動成為自放電電流;同時板柵上雙層結(jié)構(gòu)的腐蝕膜上出現(xiàn)有電位梯度和濃度梯度,導致電位差放電和濃度差放電,取向流動得以加強;溫度越高,帶電離子取向流動狀況尤甚,自放電則越大。如雙登GFM系列閥控蓄電池,在環(huán)境溫度為20℃,日自放電率為0.08%;而當環(huán)境溫度升高為30℃時,其日自放電率則為0.47%”環(huán)境溫度升高10℃,自放電率猛增近6倍之多。