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以下簡(jiǎn)稱鉛酸蓄電池縮寫(xiě)為VRLAB）膠體鉛酸蓄電池和免維護(hù)鉛酸蓄電池（不是VRLA蓄電池）作為儲(chǔ)能電源。耐候性是指蓄電池適應(yīng)自然環(huán)境的特性,。本文主要討論自然環(huán)境下溫度對(duì)蓄電池壽命,、容量的影響及解決方法，以及儲(chǔ)能鉛酸蓄電池研究發(fā)展方向,。上述三種產(chǎn)品在東莞沈松電源公司已批量生產(chǎn),，太陽(yáng)能公司做儲(chǔ)能蓄電池已配套應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果很好,。一,、溫度對(duì)VISION三瑞蓄電池壽命的影響 VRLA鉛酸蓄電池受溫度影響較大，按阿里紐斯原理，在大于40℃,，溫度升高10度,，壽命降低一倍，壽命終止的主要原因是：（一）硫酸電解液干涸,；（二）熱失控,；（三）內(nèi)部短路等。（一）硫酸電解液干涸： 硫酸電解液作為參加化學(xué)反應(yīng)的電解質(zhì),，在鉛酸蓄電池中是容量的主要控制因素之一,。酸液干涸將造成電池容量降低，甚至失效,。造成電池干涸失效這一因素是鉛酸電池所*的,。酸液干涸的原因：（1）氣體再化合的效率偏低，析氫析氧,、水蒸發(fā),；（2）從電池殼體內(nèi)部向外滲水；（3）控制閥設(shè)計(jì)不當(dāng),；（4）充電設(shè)備與電池電壓不匹配,，電池電壓過(guò)高、發(fā)熱,、失水,、干涸而失效,。 VISION三瑞蓄電池受到上述（1）（2）（3）（4）四種因素的影響,，其中（2）（3）（4）三種因素引起的失水速度隨環(huán)境溫度的上升而加快，從而加速了鉛酸蓄電池以干涸方式失效,。酸液干涸是影響VRLA鉛酸蓄電池壽命的致命因素,，VRLA蓄電池不適于在35℃以上高溫條件下使用。（二）熱失控： VISION三瑞蓄電池在充放電過(guò)程中一般都產(chǎn)生熱量,。充電時(shí)正極產(chǎn)生的氧到達(dá)負(fù)極,，與負(fù)極的絨面鉛反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如不及時(shí)導(dǎo)走就會(huì)使蓄電池溫度升高,。蓄電池若在高溫環(huán)境下工作,，其內(nèi)部積累的熱量就難以散發(fā)出去，就可能導(dǎo)致VISION三瑞蓄電池產(chǎn)生過(guò)熱,、水損失加劇,，內(nèi)阻增大，更加發(fā)熱,，產(chǎn)生惡性循環(huán),，逐步發(fā)展為熱失控，終導(dǎo)致蓄電池失效。 VISION三瑞鉛酸蓄電池由于采用了貧液式緊裝配設(shè)計(jì),，隔板中保持著10%的孔隙酸液不能進(jìn)入,，因而電池內(nèi)部的導(dǎo)熱性極差，熱容量極小,。VRLA鉛酸蓄電池之所以在高溫環(huán)境下易發(fā)生熱失控,，是由于安全閥排出的氣體量太少，難以帶走電池內(nèi)部積累的熱量,。熱失控的巨熱將使蓄電池殼體發(fā)生嚴(yán)重變形,、脹裂、蓄電池*失效,。（三）內(nèi)部短路：由于隔膜物質(zhì)的降解老化穿孔,，活性物質(zhì)的脫落膨脹使兩極連接，或充電過(guò)程中生成枝晶穿透隔膜等引起內(nèi)部短路,。深放電之后的蓄電池,，其吸附式隔板易出現(xiàn)鉛絨或彌散型沉淀，或形成枝晶,，導(dǎo)致正負(fù)極板微短路,。 由于VRLA鉛酸蓄電池的負(fù)極冗余設(shè)計(jì)，充電的初,、中期充電效率比正極板充電效率高,，所以在正極板析氧之前，負(fù)極已生成足夠的絨面鉛,，用于使氧進(jìn)行再化合,。在制作蓄電池過(guò)程中，以負(fù)極活性物質(zhì)的量作為控制因素,，可以減緩電池性能的惡化,。 除此而外，目前在鉛酸蓄電池中還普遍采用添加劑,，用以改善蓄電池性能,，如添加鋅、鎘,、鋰,、鈷、銅,、鎂,、等金屬鹽或氧化物。這些添加劑均為強(qiáng)電解質(zhì),，在放電過(guò)程中其離子向負(fù)極遷移,。這些金屬離子起化合配位作用，降低形成硫酸鉛的概率，既是形成了硫酸鉛,，也比較松軟,，易于軟化或還原。在電池的使用中,，應(yīng)盡量保持溫度恒定,，避免溫度的大起大落，減少枝晶析出產(chǎn)生的機(jī)會(huì),。 綜上所述,，高溫對(duì)蓄電池失水干涸、熱失控,、正極板柵腐蝕和變形等都起到加速作用,，低溫會(huì)引起負(fù)極鈍化失效，溫度波動(dòng)會(huì)加速鉛酸蓄電池內(nèi)部短路等等,。這些都將影響電池壽命,。二、溫度對(duì)鉛酸蓄電池容量的影響（一）*類早期容量損失,，縮寫(xiě)為PCL-Ⅰ,。 鉛酸蓄電池容量突然損失的主要原因是阻擋層。由于Pb-Ca-Sn-Al合金再生缺陷和半導(dǎo)體效應(yīng),，正極活性物質(zhì)與板柵間形成了單項(xiàng)導(dǎo)電的阻擋層,，導(dǎo)電層組成成分較為復(fù)雜并具有半導(dǎo)體特性的晶體,，對(duì)溫度極為敏感,，通過(guò)對(duì)腐蝕層的研究,，改進(jìn)了電池的合金和鉛膏添加劑等半導(dǎo)體摻雜制造工藝，其原理是半導(dǎo)體晶體對(duì)純度極為敏感這一原理,，一個(gè)ppm的摻雜能增加103的電導(dǎo)率,，通過(guò)合理的摻雜工藝,，這種失效模式基本上解決,。（二）第二類早期容量損失，縮寫(xiě)為PCL-Ⅱ 鉛酸蓄電池容量緩慢損失的主要原因是不是通常所見(jiàn)的板柵腐蝕硫酸鹽化或活性物質(zhì)軟化脫落等,，而是由于多孔活性物質(zhì)膨脹引起顆粒之間互相隔絕,，受溫度影響很大，由PbO2→PbSO4 軟化過(guò)程中膨脹收縮,，引起的正極活性物松軟和絡(luò)合結(jié)構(gòu)的不可逆損壞,，逐漸軟化脫落。造成正極板以較低的速度損失容量,。（三）第三類早期容量損失,，縮寫(xiě)為PCL-Ⅲ 鉛酸蓄電池?zé)o法充電的主要原因是由于負(fù)極添加劑活性降低或損失，而使充電困難，充電接受能力差,，再充電不足,，從而導(dǎo)致負(fù)極板底部1/3處硫酸鹽化而造成的。 在常溫10h--20h率放電時(shí)電池容量受限于正極,，在低溫（-15℃以下）和高倍率（1h率以上）放電時(shí)電池容量受限于負(fù)極,，低溫大電流放電或受高溫影響負(fù)極極易發(fā)生鈍化，其原因是放電過(guò)程中有大量的離子要在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入酸液,，而形成晶核需要一些時(shí)間,，這樣在電極表面的呈現(xiàn)過(guò)大的飽和度，與正常放電電流密度相比就能夠形成數(shù)量多而尺寸小的晶核,，使得電極表面變成孔隙小的致密層,，阻礙放電反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，類似于部分放電量消耗于這種硫酸鉛鹽層上,。 高溫促使負(fù)極添加劑的分解或溶解在電解液中而早期損失,，使負(fù)極絨面鉛鈍化。在低溫狀態(tài),，溶解度明顯降低,，即使放電電流與低溫低濃度時(shí)相同、放電時(shí)產(chǎn)生的速度不變,，但相對(duì)于低平衡溶解度來(lái)說(shuō)提高了飽和度,。在低溫狀態(tài)，還導(dǎo)致酸液的粘度增加,，導(dǎo)致酸擴(kuò)散速度下降,，增大蓄電池的內(nèi)阻，高速傳質(zhì)性能變壞,。 鈍化層厚度與硫酸鉛的結(jié)晶尺寸,、孔隙率和孔徑結(jié)構(gòu)有關(guān)，即與硫酸鉛的溶解度以及鉛電極表面溶液飽和度有關(guān),。在低溫及電流密度,、硫酸濃度高時(shí)，使負(fù)極表面溶液飽和度過(guò)高,，鈍化層隨之變厚,。所以很易造成蓄電池因放電困難而失效。負(fù)極板的鈍化表現(xiàn)為既充不進(jìn)電 也放不出電 ,。 溫度對(duì)上述(一)(二)(三)諸因素影響的機(jī)理及程度涉及到電化學(xué)熱力學(xué),、電化學(xué)動(dòng)力學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué),、金屬物理學(xué)等方面的理論,，仍在進(jìn)一步研究之中,。但高溫確實(shí)會(huì)使蓄電池中的添加劑氧化失效，引起活性物質(zhì)脫落,，負(fù)極鈍化使蓄電池早期的容量衰減速度加快,。這種早期容量衰減，將導(dǎo)致鉛酸蓄電池壽命縮短,，可靠性變差,。（四）正極板腐蝕 根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)原理，環(huán)境溫度過(guò)高,，鉛酸蓄電池放電深度越大,，電解液密度越高，板柵腐蝕越劇烈,；儲(chǔ)存時(shí)間愈長(zhǎng),，腐蝕層越厚。伴隨著板柵腐蝕而產(chǎn)生板柵變形拉伸,，其結(jié)果使板柵抗張強(qiáng)度變小,。活性物質(zhì)脫落,，當(dāng)腐蝕產(chǎn)物變得很厚或板柵變得相當(dāng)薄時(shí),，板柵電阻增大，使電池容量下降,，直至蓄電池失效,。 如前所述，由于蓄電池是一個(gè)電化學(xué)容器,，對(duì)環(huán)境溫度變化極為敏感,，環(huán)境溫度既影響蓄電池的壽命也影響蓄電池的容量，這兩者是密不可分的,。三,、閥控式鉛酸蓄電池研究發(fā)展方向 短短幾年時(shí)間，鉛酸蓄電池在太陽(yáng)能燈具中得到了廣泛應(yīng)用,。鑒于VRLA鉛酸蓄電池在自然環(huán)境下全天候工作而面臨的耐候性較差（-20℃~40℃）的問(wèn)題,，成功地開(kāi)發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐候性較好（-40℃~60℃）的膠體，富液免維護(hù)鉛酸蓄電池?，F(xiàn)就有關(guān)富液鉛酸蓄電池研發(fā)方向簡(jiǎn)述如下：★ 關(guān)于免維護(hù)鉛酸蓄電池（不是VRLA蓄電池） 免維護(hù)鉛酸蓄電池殼蓋在結(jié)構(gòu)上采用迷宮式氣室,，特殊設(shè)計(jì)的氟塑料橡膠多孔透氣閥,，同時(shí)采用了富液設(shè)計(jì)方案,，比VRLA鉛酸蓄電池多加了20%的酸液，采用多孔低阻PE隔板,，極群組周圍及槽體之間充滿了酸液,，有很大的熱容量和好的散熱性,，不會(huì)產(chǎn)生熱量積累和熱失控。受溫度影響比VRLA蓄電池為小,，從而排除了鉛酸蓄電池干涸失效模式,。
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