提高阀控式铅酸蓄电池过放电性能方法的研究

摘

  要：就过放电对阀控式铅酸蓄电池性能可能造成的影响进行了分析，对如何改进和提高

阀控式铅酸蓄电池过放电耐久性和过放电放置后的再充电接受能力进行了实验研究。结果表
明：通过改进硫酸电解液添加剂配方组成来提高阀控式铅酸蓄电池过放电性能是可行的。
关键词：过放电

  改进  提高  电解液  配方

1.引言.
电子和信息科学技术的进步，为阀控式铅酸蓄电池（以下简称

vrla 电池）提供了广阔的发

展空间。其应用范围也由传统的备用浮充，扩展到机动车辆起动、动力牵引、太阳能和风能储
能等方面。显然，相比于整个铅蓄电池的发展史而言，

vrla 电池还是相当

“年轻”的。正因为

如此，

vrla 电池的制造、改进、使用和维护，竞相成为相关领域关注的热点问题。

2. 过放电对 vrla 电池性能的影响.
过放电是指蓄电池在深放电时超过了规定的终止电压后仍继续放电的一种使用状态。经常处
于这种使用状态下的铅蓄电池，不论是富液式还是贫液式，负极都会出现硫酸盐化而使电
池失效。在

vrla 电池中负极的硫酸盐化的几率大于一般铅蓄电池[1]。此外，以 pb-ca 合金为

板栅材料，采用

agm 隔板和氧复合技术的 vrla 电池是贫液式设计，硫酸电解液的量往往起

到了限制容量的作用。在过放电过程中，当电解液中的

h2so4 因参与放电反应而被耗尽时，

在电解液几乎呈中性甚至弱碱性的环境中，作为放电产物的

pbso4 的溶解度却大大增加。有

数据表明：一旦

h2so4 被耗尽，当电解液呈中性时，pb2+浓度会骤然升高 2 个数量级，这

时隔板中电解液内所含游离

pb2+的含量会增加 100 倍[2]。通常在这种情况下，隔膜内极易

形成铅枝晶（铅绒）短路并导致电池失效。其机理为：伴随充电反应的发生，硫酸浓度将升
高，

pbso4 在隔膜内的孔隙中析出，被还原成 pb 或氧化成 pbo2 后引起渗透短路。值得一提

的是，长期处于过放电放置的

vrla 电池的正极板栅还可能出现异常腐蚀，在较短的时间内，

板栅会全部腐蚀烂完。另一方面，过放电使电解液内阻增大，使得电池在过放电的初期发热。
而且在过放电过程中，正极活性物质的膨胀明显，严重时将造成电池不可逆的

“鼓肚子”现

象

[3]。电池过放电的发生与用户的使用方法是密切相关的。事实上，过放电表征了铅蓄电池

被滥用时的一种耐受能力。由于

vrla 电池被过放电使用的情况总是存在的，因此，改进和提

高该类电池过放电性能是非常必要的。一般来说，铅蓄电池的过放电性能大致包括了两种情
况：

(1). 电池反复进行过放电的耐久能力；(2). 电池过放电放置后的再充电接受能力。长期

以来，国内外就硫酸电解液中加入某些添加剂后对铅蓄电池性能的影响进行了大量的研究。
由于电解液添加剂的使用，具有不改变电池工业生产过程、附加成本低、效果好、便于推广等
优点，因此，选择合适的电解液添加剂已成为改善铅蓄电池性能的主要途径之一

[4]。有日

本专家称，由于合理的电解液组成，即便对

vrla 电池反复进行非常深的过放电放置，电池

依然具有稳定性，可以说已达到实际使用没有问题的水准

[5]。从我国电源专业刊物来看，

有关

vrla 电池过放电性能的研究和报道是很少的，这反映出电池的过放电问题尚未引起足

够的重视。为提高我公司的产品质量，近一、两年来我们陆续开展了相关的实验研究。本文作
为对这些情况的一些总结与体会。旨在与各位专家和同行进行交流探讨，欠妥之处，不吝赐
教。
3. 实验研究.
3.1 改进和提高 vrla 电池过放电耐久能力的实验研究.
以小密

3fm4.5 为受试电池，选择全部称重的现工艺生产的极板装池。将 a、b、c 三种添加剂配

方组成不同但密度相同的硫酸电解液分别灌注到

9 台受试电池中，每种配方各 3 台电池。过

放电耐久性能测试程式为：在

25±2

℃的环境中，以放电初期电流为 1c20(a)的定阻抗连续