蓄電池的失效與維護

　　1引言

　　自1859年法國科學家普蘭特發明鉛酸蓄電池以來，至今已有一百多年的歷史。它與其它化學電源一樣，是一個電能與化學能互相轉換的裝置。由于它具有電動勢高、充放電可逆性好、使用溫度范圍廣、電化學原理清楚、生產工藝易于掌握和原材料豐富而價廉等特點，獲得了最廣泛的應用。隨著科學技術蓬勃發展，從五十年代起，不斷對傳統的鉛酸蓄電池進行技術改造。特別是蓄電池（VRLA）的問世，克服了酸液和酸霧易于外溢的令人頭痛的弊病，使它能與電子設備放在一起使用，符合用戶要求產品使用方便的歷史發展潮流，使它的應用領域更加廣闊。

　　1.1產品市場前景

　　根據數據統計：1999年全世界鉛酸蓄電池的銷售收入約為198億美元，且每年以5%的速度遞增。 

　　      在我國,隨著經濟的持續快速發展，汽車工業、通訊、電力、交通鐵路、計算機等基礎產業發展十分迅速，這些行業都處于一個高成長時期，對蓄電池的需求日益增長，大大促進了蓄電池行業的發展，近十年來我國鉛酸蓄電池的需求更以每年10%的速度快速增長。 

　　      根據中國電池工業協會2000年10月公布的《電池行業第十個五年計劃》提供的數字：1999年全國鉛酸蓄電池產量達到2625萬KVAh，年銷售量為10.5億美元。鉛酸蓄電池在十五規劃的目標是：以2625萬KVAh為基數，年均5%適度增長。2005年產量達到3500萬KVAh。 

　　      統計結果顯示:全密封免維護鉛酸蓄電池逐步取代傳統的開口式鉛酸蓄電池將成為今后鉛酸蓄電池行業的發展趨勢。

　　1.2工作原理

　　蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統的鉛酸蓄電池，它的正極活性物質是二氧化鉛（PbO2），負極活性物質是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其電極反應方程式如下： 

　　      正極：PbO2+H2SO4+2H++2e-←→PbSO4+2H2O 

　　      負極：Pb+H2SO4←→PbSO4+2H++2e- 

　　      整個電池反應方程式： 

　　      Pb+PbO2+H2SO4←→2PbSO4+2H2O 

　　     普通的鉛酸蓄電池在充電過程中，正極析出氧氣，負極析出氫氣： 

　　     正極：H2O→1/2O2+2H++2e- 

　　     負極：2H++2e-→H2 

　　     從上面反應式可看出，充電過程中存在水分解反應，當正極充電到70％時，開始析出氧氣，負極充電到90％時開始析出氫氣，由于氫、氧氣的析出，如果反應產生的氣體不能重新復合利用，電池就會失水干涸。 

　　      蓄電池在結構、材料上作了重要的改進，正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金，隔板采用超細玻璃纖維棉（AGM），并使用緊裝配和貧液設計，在電池的上蓋中設置了一個單向的安全閥。這種電池結構，由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負極析氫過電位，從而抑制氫氣的析出，同時，采用特制安全閥使電池保持一定的內壓，采用超細玻璃纖維棉（AGM）隔板，利用陰極吸收技術，通過貧液式設計，在正負極之間、隔板之中預留氣體通道。因此在規定充電電壓下進行充電時，正極析出的氧（O2）可通過隔板通道傳送到負極板表面，還原為水（H2O），其反應式如下：

　　閥控式密封鉛蓄電池特有的內部氧循環反應機理

　　      這是閥控式密封鉛蓄電池特有的內部氧循環反應機理，這種充電過程，電解液中的水幾乎不損失，使電池在使用過程中達到不需加水的目的。聯系方式：18038382979