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阀控铅酸蓄电池劣化程度与放电特性的关系研究

一、概述
    目前,在很多场合使用的电池监测装置只是对浮充电压数据进行检测,在实际测试中,浮充电压由充电机控制,电池之间的小幅电压差异与SOH(劣化程度)没有确定关系。
    内阻变化是电池性能变坏的重要信息,但内阻值并不能严格对应SOH,因此,只能把内阻作为蓄电池性能变化的参考数值,而要准确掌握SOH,则需要更进一步的测试。
    VRLA蓄电池是一个复杂的电化学系统,虽然有许多的研究人员试图用数学模型或电路模型来描述VRLA电池,但这些模型大多都是针对正常的蓄电池。蓄电池的老化失效机理复杂,老化模式受诸多因素影响,很难以一般的模型来反映;通过实际工作发现,依靠单纯的浮充状态数据来准确估计电池的劣化状态(SOH)是很困难的事,因此只利用浮充数据建模也就遇到很大的障碍。可以通过部分放电的测量数据来对蓄电池的劣化程度的进行预测。

 

二.阀控铅酸蓄电池失效机理研究
    目前,关于电池失效一般认为主要原因有以下几方面:(1)板栅腐蚀,(2)水损耗,(3)板栅延伸,(4)热失控,(5)负极板硫酸盐化,(6)电池电压不均,(7)无锑效应;次要原因有:(8)枝晶短路,(9)活性物质脱落,(10)隔板氧化,(11)爆炸[1]。
    国际铅锌研究组织(International Lead Zinc Research Organization―ILZRO)曾开展阀控铅酸蓄电池使用条件和失效模式方面的调查[9],包括浮充电压、充电电流、使用环境温度、每年放电次数及深度、是否安装监控设备和一些维护规程等内容。

   2.1正极板栅失效机理研究
    正极是对VRLA蓄电池性能和劣化速度影响最大的部分[ 2 ]。
    正极板栅腐蚀是VRLA蓄电池最通常的失效模式,影响正极板栅腐蚀速度的因素有以下几方面:
    1) 腐蚀膜孔尺寸 正极板栅合金的腐蚀产物担负着既要和活性物质紧密黏结又要对基体合金有着良好的保护性能的双层作用。腐蚀产物氧化膜的结构及物理化学性质直接关系到电池的容量和寿命。

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