铅酸蓄电池科普（三）

 十七

设计备电时长是指企业按照负载量大小设计停电后直流系统能够供电的时长，例如某企业机房设计备电时长为30分钟，是指在停电后直流系统可供应电力时间为30分钟。

实际剩余备电时长是指在停电后直流系统可供电时间，新电池组的实际备电时长等于设计备电时长，当电池投运后实际备电时长会随着电池的容量损失逐渐小于设计备电时长，直至剩余备电时长无法满足企业安全生产要求。实际剩余备电时长只能通过容量核准后计算或者通过手动停止市电（拉闸）实际测量。此操作按照要求一般为小于4年电池组每2年做一次，超过4年电池组每年做一次。存在较长时间间隔，尤其是电池组使用后期会很容易造成停电后无法供电的情况，这也是企业最关心和难以处理的问题。

由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异，最终导致铅酸蓄电池失效原因各异，归纳起来，铅酸蓄电池的失效有以下几种模式：

(1)正极板的腐蚀变形

正极板腐蚀是铅酸蓄电池失效的重要原因。无论是在浮充状态、充放电状态、还是开路状态，正极板都存在被腐蚀的现象。特别是在过充电状态下，正极由于析氧反应，水被消耗， 电解液相对变少，H+浓度增加，导致正极附近酸度增高，极板腐蚀加速，活性物质变少，正极板孔隙率增高，如电池使用不当，长期处于过充电状态，这些电池的容量会很快降低，最后失效。正极板在遭受腐蚀的同时产生变形，使板栅尺寸线性增大，甚至于个别筋条断裂，最终导致整个电池的损坏。

(2)失水

失水是影响铅酸蓄电池寿命的主要因素之一，由于再化合反应不完全及极板腐蚀引起水的损失，当每次充电时，产生气体的速率大于气体再化合速率，所以导致一部分气体逸出， 造成水的损失正极板的腐蚀也是造成水损失的因素之一。

(3)硫酸盐化（不可逆硫化）

铅酸蓄电池在长期亏电保存、经常过放电、长期充电不足、长期浮充状态、低温扰动等情况下，逐渐在负极表面形成一层致密坚硬的硫酸铅层，这种形式的硫酸铅是难溶物质，致使铅酸蓄电池在正常的充电中欧姆极化、浓差极化增大，极板充电接受率降低，在活性物质尚未充分转化时已达极化电压产生水分解，电池迅速升温使充电不能继续下去，进而导致铅酸蓄电池容量降低、寿命缩短。事实上，70%以上的失效铅酸蓄电池都是由该模式引起的。

(4)锑在活性物质上的严重积累

正极板栅上的锑随着循环，部分转移到负极活性物质的表面，导致电池不能正常充电而失效。

(5)热失控

在使用过程中，充电电压过高，导致充电电流过大，产生的热量使电解液温度升高，导致电池内阻下降，内阻的下降又加强了充电电流，温度升高和电流过大互相加强，最终不可控制，使电池变形、开裂而失效。

(6)负极板的腐蚀

一般情况下，负极板及汇流排不存在腐蚀问题，但在阀控式密封蓄电池中，当建立氧循环时，电池上部空间基本上充满了氧气，隔膜中的电解液沿极耳上爬至汇流排，汇流排的合金会被氧化，进一步形成硫酸铅，如果汇流排焊条合金选择不当，汇流排有渣夹杂及缝隙，腐蚀会沿着这些缝隙加深，致使极耳与汇流排脱开，负极板失效。

(7)电池内部短路

个别品种的隔膜孔径较大，在使用过程中PP 熔丝会发生位移，从而造成大孔，活性物质可在充放电过程中穿过这些大孔，形成微短路，使电池失效。

(8)其他

此外，还有由于磕碰、摔打、跌落等原因使电池壳体上部出现微弱裂缝而漏液造成蓄电池失效。

使用时间较长的蓄电池，其失效原因各种各样，只能说某一种原因占主要原因。比如说：一只蓄电池由于硫酸盐化失效，并不是说它只发生了硫酸盐化现象，而是说影响蓄电池性能的主要原因是盐化，其他如失水、正极板栅腐蚀、正极活性物质组份的变化、正极活性物质结构的变化等在一定程度上也是存在的。

在使用过程中，铅酸蓄电池会先产生不可逆硫化造成蓄电池内阻增加，蓄电池受容性降低，充电过程中内阻高的单节电池分得的电压高，当超过2.4v(14.4V)就会分解水，随着失水的增加浓度会增高，才会出现极板腐蚀、热失控等现象的发生，所以铅酸蓄电池失效的根本原因是不可逆硫化现象造成的。

免维护蓄电池定义是针对开口式电瓶而言的，它只是不需要定期加 水维护的密封电瓶，其实它的硫酸盐化问题会更加严重，更需要维护；通常说的免维护电池就是蓄电池在充电时正极板上产生 的氧气，通过再化合反应在负极板上还原成水，使用时在规定浮充寿命期内不必 加水维护保养，所以称为免维护铅酸蓄电池。