阀控式铅酸蓄电池干涸失效的原因分析及处理方

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

5试验结果说明及使用中应注意的事项

1）表1、表2的数据及图1、图2是6－GM－65电池未补加水之前的充放电数据及其图形。可以看出：电池开始充电时电压较高，这主要是由于电池极板表面硫酸盐化造成的，当高压击破硫酸盐化膜后，充电电压有所降低，但由于隔膜中的电液浓度太高，充电电压一直不能下降到正常的状态，从放电的曲线也可看出，电池的端电压下降得很快，说明电池内部的电液浓度较高，极化较严重。 2）表3、表4的数据及图3、图4是6－GM－65电池补加水之后的充放