所有可充电电池都会随着时间的推移而退化。铅酸和密封铅酸电池也不例外。问题是,究竟会发生什么导致铅酸电池死亡?本文假设您了解铅酸电池的内部结构和组成。
人为错误
具有讽刺意味的是,电池故障最常见的原因之一并不是电池本身的实际故障,而是人们认为电池没电了。一些制造商和零售商报告说,在保修期内退回的电池中,多达 50% 实际上是健康的。另一个有趣的事实是,大多数人遇到过更换汽车电池的人,只是发现故障出在其他地方,例如交流发电机性能不佳。
这部分是由于我们假设当我们的设备(无论是笔记本电脑、手机还是汽车)无法工作时,应该归咎于电池。这通常是由于测试电池所涉及的困难,部分原因是电池成本相对较低。因此,在花时间调查其他原因之前,很容易“更换电池,看看是否有帮助”。甚至技术人员也经常首先更换电池以确定是否可以解决问题,希望避免浪费时间和金钱寻找其他问题。
电气短路
任何电池中的正负极(极板)都不能相互接触。如果它们这样做了,它们会立即短路并且细胞死亡。请注意,这并不意味着整个电池突然变得毫无生气,这取决于电池由多少个电池组成。例如,一个 12 伏的汽车电池由六个电池组成。如果一个电池短路,您仍然有一个 10 伏的电池,通常足以为仪表板灯供电,但不能转动启动马达。
发生短路的原因有很多
- 制造缺陷——切割不良的极板可能会切穿用于保持电极分开的隔膜,尤其是当电池被跌落震动或在汽车电池那样有振动的区域运行时。
- 活性材料脱落——在浸没式铅酸电池中,当发生化学反应时,作为物理磨损的一部分,涂在极板上的活性浆料会逐渐脱落。它们落到电池盒的底部,但如果堆积过多,这些污泥最终会接触到正极板和负极板。
- 剧烈振动或颠簸——这可能导致分离器松动或裂开,从而使板相互接触。
- 板屈曲——见下文。
板屈曲
如果铅酸电池循环太深,它们的极板可能会变形。启动电池的充电状态不应低于 70%,如果定期放电至 50% 以下,深循环单元可能会面临风险。
在浸没式铅酸电池中,这会导致极板相互接触并导致电气短路。在浸没式铅酸电池和吸收性玻璃垫电池中,屈曲会导致涂在极板上的活性浆料脱落,从而降低极板放电和充电的能力。
酸分层
酸分层发生在从未完全充电的富液铅酸电池中。这在用于短途旅行的车辆中尤其常见,因为在电池耗尽以启动发动机后没有足够的时间为电池充电。它更常发生在寒冷的天气中,因为充电所需的时间延长了,因为交流发电机还为除霜器、加热风扇、灯等竞争设备供电。
近年来,由于汽车和其他道路运输中增加了更多的电气设备,酸分层已成为电池故障的一个更普遍的原因。
当电解液中的酸开始集中在单元的下半部分导致硫酸盐在板的底部积聚时,就会发生这种情况。这些硫酸盐反过来会降低极板放电和充电的能力。同时,上半部分含水量较多的电解质会加速板腐蚀,产生类似的后果。
自然硫酸盐化
当德国multipower铅酸电池放电时,电解液中的硫酸盐会附着在极板上。在充电过程中,硫酸盐会回到酸中,但不是完全。一些硫酸盐结晶并保持附着在板上,这意味着随着时间的推移,较少的硫酸盐可用于电池运行所需的化学反应。
虽然硫酸盐化是不可避免的,但它会通过以下方式加速:
- 将电池存放在高温下会加速其自放电率
- 让电池长时间处于完全充电状态以下
- 过度充电
一些工作表明,通过电池传递高频电子脉冲可以帮助分解这些晶体并让硫酸盐移回电解质中。这导致市场上出现大量“脉冲”充电器。然而,确凿的证据是不确定的。
自然活性膏脱落
如上所述,这会导致电气短路。即使这种情况没有发生,电池中材料的自然膨胀和收缩导致活性浆料从极板上脱落,有时也会使极板失效,电池无法为设备供电。
如果将浸没的铅酸或吸收性玻璃垫用于具有剧烈振动、震动或颠簸的电器,则它们会加速脱落。这包括摩托车、摩托艇和其他动力运动车辆等物品。对于这些应用,建议使用凝胶铅酸电池,因为硅胶电解质可将糊剂固定到位。
处理“死”铅酸电池
仅仅因为铅酸电池不能再为特定设备供电,并不意味着电池中没有剩余能量。如果您将端子短路,则不会启动发动机的汽车电池仍有可能提供大量烟花。
因此,即使您认为您的电池没有生命,也请务必以与充满电的电池相同的方式处理、储存、运输或处置它。