摘要:本文主要思考了环境温度对阀控密封铅酸蓄电池寿命的影响,探讨了影响的主要的表现,继而思考了环境温度对阀控式铅酸蓄电池寿命影响的具体的应对措施。
关键词:温度,阀控密封铅酸蓄电池,寿命,措施
前言
针对环境温度对阀控密封铅酸蓄电池的影响方面的内容,我们需要进行进一步的总结,只有进行了总结,才能够让环境温度对阀控密封铅酸蓄电池的影响不会出现问题。
1、环境温度对阀控密封铅酸蓄电池寿命的影响
温度影响电池的寿命。在特定条件下,阀控式铅酸蓄电池的有效寿命期限称为蓄电池的使用寿命。阀控式密封蓄电池内部电解液干涸或发生内部短路、损坏而不能使用,以及容量达不到额定要求时蓄电池使用失效,这时电池的使用寿命终止。阀控式蓄电池的使用寿命包括使用期限和循环寿命。使用期限是指蓄电池可供使用的时间,包括蓄电池的存放时间。循环寿命是指蓄电池可供重复使用的次数。在环境温度25±5℃下,阀控式铅酸蓄电池的100%DOD循环寿命可达300次~500次,浮充使用寿命可长达15年~20年。阀控式铅酸蓄电池终止规律与传统蓄电池一样,即循环使用时,其寿命主要依赖于充放电深度,浮充使用蓄电池的寿命主要依赖于浮充电压和温度。阀控式蓄电池与传统富液式铅蓄电池的失效模式不同。由于阀控式铅蓄电池是紧装配,正极活性物质不易脱落,电解液分层现象大为减轻。正常情况下,阀控式密封铅酸蓄电池寿命终止的主要原因有:电解液干涸,电解液作为参加化学反应的物质,在阀控式密封铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素。电解液干涸将造成电池失效。热失控可使蓄电池外壳鼓胀,装配压力减小,水份散失。造成电池容量减少,最终导致电池失效。电池容量逐渐下降,活性物质晶型改变,表面积收缩,活性物质膨胀、脱落、骨架或基板腐蚀等是引起其容量衰退的因素。由于隔膜物质的降解老化而穿孔,活性物质的脱落、膨胀使两极连接,或充电过程中生成枝晶穿透隔膜等引起的内部短路。
就温度对阀控式铅蓄电池实效因素的影响进行分析。从阀控式铅蓄电池中排出氢气、氧气、水蒸汽、酸雾,都是电池失水的方式和干涸的原因。干涸造成电池失效这一因素是阀控式铅蓄电池所特有的。阀控式铅酸蓄电池应避免长期高温条件下使用,长期高温环境下使用时,应采取降温措施,以延长电池寿命。大多数电池体系都存在发热问题,由于氧再化合过程使电池内产生更多的热量;排出的气体量小,减少了热的消散;相对散热面积小所以阀控式铅蓄电池中发热问题可能性就更大。蓄电池工作环境温度过高,或充电设备电压失控,则电池充电量会增加过快,电池内部温度随之增加,大容量电池散热不佳,从而产生过热,电池内阻下降,充电电流又进一步升高;反过来电流的升高又使电池内部温度再升高,内阻进一步降低。如此反复形成恶性循环,直到热失控使电池壳体严重变形、胀裂。由于早期容量衰减PCL现象的出现,使阀控式铅酸蓄电池寿命缩短,可靠性变差。引起PCL的主要原因有突然容量损失、缓慢的容量损失和负极无法再充电三种模式。第一种的主要原因是板栅形成阻挡层,通过对腐蚀层性质的研究,改进了电池的制造工艺,在很大程度上解决了此问题;第二种是正极板以较低的速度损失容量,其原因不是通常所见的板栅腐蚀硫酸盐化或活性物质脱落等,而是由于多孔活性物质膨胀引志颗粒之间互相隔绝而造成的;第三种主要是由于负极充电困难,再充电不足,从而导致负极板底部1/3处硫酸盐化而造成的。随着阀控式密封铅酸蓄电池技术研究的不断深入,PCL问题在一定程度上得到缓解。温度对PCL也有一定的影响,高温时会使电池中添加剂氧化失效,引起活性物质的表面积减少,使电池容量下降加速,正极板栅腐蚀和变形,储存温度越高、放电深度越大,板栅腐蚀越剧烈;储存时间愈长腐蚀层越厚。伴随着板栅腐蚀而产生板栅变形,其结果使板栅抗张强度变小。当腐蚀产物变得很厚或板栅元件变得相当薄时,还可增加电池短路故障。伴随着板栅腐蚀而使正极周围耗水量增加,致使电池失水加速,使电池容量下降,寿命减短。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高电流密度下放电时,有大量的离子要以很短的时间进入电解液,而形成晶核需要一些时间,这样在电极表面的呈现过大的饱和度,与正常放电电流密度相比就能够形成数量多耐尺寸小的晶核,使得电极表面的变成孔隙小的致密层,类似于部分放电量消耗于这种硫酸铅盐层上,低温度促使负极铅钝化。电池使用过程中温度对电池寿命存在较大影响,在电池生产所涉及的材料、电池储存等于温度息息相关。
2、环境温度对电池生产过程的影响
2.1对生产材料的影响
电池生产过程中所涉及的电池原材料及配件,如硫酸电解液、铅粉、极板、安全阀、胶圈胶帽(包括涂抹在上面的润滑油)、槽体及槽盖材质等的性能都会在一定程度上受到环境温度的影响。如温度对硫酸电解液的黏度、密度以及电阻率有影响,而这些参数又会直接影响到铅酸蓄电池的电池容量。生产工艺中所要求的硫酸密度一般均是指环境温度为25℃时的密度,当环境温度变化时,密度参量应参照有关数据重新进行换算。
在阀控密封铅酸蓄电池中,对于电池槽体来说,槽盖材料的透湿系数和透气系数可以反映出电池槽盖的失水程度,而这2项指标均与环境温度密切相关。大部分槽盖材料的透湿系数和透气系数会随着环境温度的升高而增大,意味着电池失水增加。数据表明,环境温度每增加10℃,透过槽盖的失水量大约增加1倍。
另外,在生产过程中,铅粉和极板同样会受到环境温度的影响,其原因之一是生产车间存放极板的失水速度与环境温度成正比关系。
对于安全阀、胶圈胶帽的维护以及涂抹其上的润滑油量,也应考虑不同温度环境对开闭阀性能的影响。以上环节均需要相关技术人员把关,并为生产及用户提供有用的参考数据。
2.2对生产工艺的影响
环境温度同样会影响到阀控铅酸蓄电池生产工艺中的部分环节。以电池的胶封工艺为例:为使胶封达到最好的效果,必须实验确定所选用黏结剂的适用期和最佳固化时间,而胶封的适用期和固化时间均与环境温度密切相关。
可以看出,随着温度的升高,密封胶的适用期大大降低。适用期可以理解为在一定的生产车间温度范围内密封胶所能正常使用的最长时间,一般以min为单位。超过适用期的胶液,随着固化程度进一步加深及表观黏度的增大,就不再适合进行黏结,只能报废。不同的胶品种适用期不同,一般为15~60min。由于不同电池生产厂家的地理位置、厂房结构以及四季变化等因素会使生产车间的环境温度有较大差异;另外,供应商所提供的数据一般都是室温下(一般选取25℃作为标准)的参考数据,因此需要相关技术人员在生产中定时测定密封胶的适用期,以防止密封胶失效,并通过确定固化时间,制定符合实际情况的胶封工艺,既避免了生产成本的增加,又能达到最好的胶封效果。
2.3对产品储存的影响
在电池开路储存时,电池容量降低的现象时有发生,被称为电池的自放电。不论正极还是负极,都有自放电现象发生,这与电池的储存性能相关。环境温度对电池的自放电有较大影响,阀控密封铅酸蓄电池在正常温度情况下自放电速率是较低的,平均每天自放电为0.1%左右。温度越低,自放电的速度越小,所以低温环境有利于电池的贮存。随着环境温度的升高,自放电速度迅速增加,从而降低了电池的储存寿命。
3、结束语
综上所述,环境温度对阀控密封铅酸蓄电池寿命的影响有很多,如何更好的规避不良的影响,这是我们今后一定要重视的问题,本文总结了环境温度对阀控密封铅酸蓄电池的影响,可供今后参考。
参考文献:
[1]徐甲强,张海林,陈小娜,王平.温度对阀控密封铅酸蓄电池生产及应用的影响[J].蓄电池,2017(01):19-21.
论文作者:雷莉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/19
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