鉛酸蓄電池自放電原理介紹

鉛酸蓄電池的自放電是指電池在存儲期間容量降低的現象。電池開路時由于自放電使電池容量損失。
鉛酸蓄電池的自放电通常主要在负极,因为负极活性物质为较活泼的海绵状铅电极,在电解液中其电势比氢负,可发生置换反应。若在电极中存在着析氢过电位低的金属杂质,这些杂质和负极活性物质能给成腐蚀微电池,结果负极金属自溶解,并伴有氢气析出,从而容量减少。在电解液中杂质起着同样的有害作用。一般正极的自放电不大。正极为强氧化剂,若在电解液中或隔膜上存在易于被氧化的杂质,也会引起正极活性物质的还原,从而减少容量。鉛酸蓄電池在未接通负载的情况下,内部存在着微电池的作用,它要消耗活性物质,导致使用的困难。
鉛酸蓄電池两极版上的活性物质,在电解液中都会有一定程度的自溶性,反应式如下:
Pb+SO42-=PbSO4+2e
PbO2+4H++SO42–+2e=PbSO4+2H20
在外界因素的影響下自溶速度會加快,結果使Pb和PbO2無益消耗。自放電的深度和電解液中的雜質的性質和數量密切有關,如鐵的影響、梯的影響、隔板的影響。
閥控式密封鉛蓄電池由于是荷電出廠,在儲存期,正極板和負極板上活性物質小孔內都已吸滿了電介液,可産生多重附加電極反應,如在負極上存在下列自放電反應,正極板在儲存期間也産生放電,存在多重反應。
1、影响鉛酸蓄電池自放电速率大小的因素
自放电性能不好的鉛酸蓄電池,有的只能储存2~3个月,而电池容量就没有了,这对于电池容量恢复性能是不利的,另一方面也增加了电池浮充工作的困难。
阀控鉛酸蓄電池之所以能做到密封不漏液,储存性能好,其主要因素为板栅材料。各种材料的板栅性能,以自放电性能来比较:以铅钙板栅最小,纯铅板栅次之,低锦板栅最大。
2、杂质对鉛酸蓄電池自放电的影响
鉛酸蓄電池活性物质添加剂、隔板、硫酸电解液中的有害杂质含量偏高,是使电池自放电高的重要原因。
雜質MnO4和Mn2+的物質都溶解于電解液,雜質CI一也很容易進入電解液,它們也對鉛酸電池正極或負極的自放電有影響。有些溶于電解液的雜質只對正極或者只對負極自放電有影響。例如,危及負極的雜質有鉑、銅、铋、梯、砷等。它們除消耗部分活性物質外,還對析氫有加速作用。又例如,酒精及易氧化的有機物質它們在正極板上發生自放電,除耗損活性物質外,還析出CO2等氣體。
3、温度对鉛酸蓄電池自放电速度的影响
閥控式密封鉛酸電池在25~45℃癈環境溫度下自放電速度是很小的,每天自放電量平均爲0.1%左右,溫度愈低,自放電速度越小,所以低溫條件有利于電池儲存。
4、電解液濃度對自放電影響
由试验资料报道,储存在10℃下的试验用阀控鉛酸蓄電池(板栅材料为Pb-Ca-Sn),自放电速度随电解液密度增加而增加,且正极板受电解液密度影响最大。如密度增高0.01gcm2时,正极板的自放电速度每天增加0.06%,而负极板自放电速度较小,约为0.03%。
總之,閥控式密封鉛酸電池在儲存和工作期間都存在自放電現象,將損耗部分活性物質,且將增加電池容量保持的困難。其自放電速度與板柵材料,電解液密度,活性物質純度及儲存期溫度等因素有關。
在IEC文件中,規定固定型閥控鉛酸化池容量保存率由制造廠家自行規定。日本工業標准JIS8707-1992規定了爲8%以上,這個值是在環境溫度爲25±℃,電池開路狀態保存90天,求出保存前後10小時率容量比而得出的。顯然這類電池在保存期間,自放電損失平均每天在0.2%左右。
5、减小鉛酸蓄電池自放电的方法
1)使用標准的電解液
若電解液中的有害雜質鐵、錳、氯、錦等含量爲超過允許標准,自放電率就低。
2)電池工作溫度
自放電率和溫度有關,蓄電池應該在較低溫度下儲存,處在浮充狀態下的電池,工作溫度也不易太高。
如一組6-QA-105電池分別在0-10℃和3040℃工作條件下儲存28天,發現在低溫下儲存,自放電率僅爲2.08%;而在高溫下儲存自放電率較大,爲19.5%。
3)放電後應立即充電
不管深放電或淺放電後的電池,都應該立即履行充電,讓轉移到負極區的梯離子部分遷移到正極,以減少負極周圍梯離子數量(上述僅對pbOg有作用)。
4)隔離板質量要有保證
隔板應無破裂,孔隙要適當,以防止錦離子從正極移到負極,同時裝配不要歪斜、高低不齊。
5)提高板柵耐腐蝕能力
上一篇: 鉛酸蓄電池是什么电池?
下一篇: 膠體電解液組成及作用