启动用蓄电池过早失效原因分析及对策
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电解 液充满 到 ８ ５ ％ ～ ９ ０ ％（ 贫 液式设 计 ） ， 剩 下 一定
率就下 降 ， 所 以阀控 式 密 封铅 酸 电池要 求 充 电时控
制充 电电压 和 限制 充 电电流 。浮充 电压值 一 般控制
在２ ． ２ ３～ ２ ． ２ ７ Ｖ ／ 单体 （ ２ ５℃ ） 。循 环使 用 的 电池 电压最 高 ２ ． ４ Ｖ ／ 单体 （ ２ ５℃ ） ， 初 始充 电 电 流 不 大 于０ ． ３ Ａ， 以维持氧 的析出和复合处 于稳态平衡 。
２Ｈ２ Ｏ Ｏ２ ＋ ４Ｈ ＋ ４ｅ
因水分逸出、 正极板栅腐蚀等引起电解液量减少时，
就会使 Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄电 池失 水 ， 进 而 造 成 电池 性 能 的 大 幅下 降。 一般 当电解液 中的水 分 损失 达 到 １ ５ ％时， 电池 的容量 也 将 损 失 １ ５ ％ 以上 。当 电池 容 量 低 于
摘要 ： 探讨 了启动用 蓄电池主要 的失效模式 ， 分析 了其 过早失效 的原 因 ， 并给 出了相应对策。 关键词 ： 启动用 蓄电池 ； 失效 ； 对策
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ４ ２ ５ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ９
启动 。 目前 ， 启 动 最 常 用 的是 阀控 式 铅 酸 （ Ｖ Ｒ Ｌ Ａ）
１ ０ ０ ０ Ａ， 而 且环 境温度 变 化范 围很 大 。启 动 后 即作 为备用 电源 ， 处 于 浮充 状 态 。对 于 不 常使 用 或 使用
时间不 长 的装 备 ， 往往 经过短 时 间的使用 后 ， 就处 于 搁置状 态直 至下 一 次 使 用 。如 果使 用 维 护 不 当 ， 就
析及对策
蓄电池 用 于启 动 时工 作 电 流可 达 ２ ０ ０～
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ． ０ ２ — ２ ０
上析氧 的 速 度 ， 气 体 就 会 顶 开 安 全 阀 排 出而 失 水 。
当充 电 电压 达 到 ２ ． ４ ２ Ｖ（ ２ ５ ｃ ｃ） 时， 电池 的 负极 板
为 ３～ ６年 ， 最长 也 就 是 ８年 ， 有 的甚 至 只 用几 个 月 就 出现严 重 的容 量损 失 。因此 ， 根 据 启 动 用 蓄 电池 的使 用特 点 ， 找 出其 过早 失效 的原 因 ， 并 采取相 应 的
２ ． １ ． １ 失水 干涸 的原 因
措施 ， 才 能真正 体现 它 的优势并 延长 其使 用寿命 。
会造成 电池 的过早 失ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。启 动用 阀控式 铅酸 蓄 电池 主要 的失效模 式 、 原 因及 对 策如下 。
２ ． １ 失水 干涸
蓄 电池 。Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄 电 池 又 称 免 维 护 电池 ， 其 设 计 使 用 寿命达 １ ０～ ２ ０年 。然 而 ， 其 实际使 用 寿命 一 般仅
３ ０
Ｍｏ ｖ ａ ｂ ｌ ｅ
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ＆ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ
ＮＯ． １ ２ ０ｌ ３
启 动用 蓄 电池 过 早 失效 原 因分 析 及 对 策
张素宁 ， 杨 润生 ， 邵天章
（ 军械工程学院 ， 石家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ３ ）
而氧传 输到 负极并 溶解 到负 极表 面液膜 中进 行还原 的速度 受 到限制 ， 即氧 的析 出快 于还原 ， 这时 复合效
Ｐ ｂ ＋ ￣ － Ｏ ２ ＋ Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４ － － － ￣ Ｐ ｂ Ｓ Ｏ ４ ＋ Ｈ ２ Ｏ
厶
或 ０ ２ ＋ ４ Ｈ ＋ ４ ｅ ２ Ｈ２ ０
会 析氢 ， 增 加 电池 内的气压 ， 严重 的可使 蓄 电池膨 胀
作者简介 ： 张素宁（ １ ９ ６ ４ 一） ， 女， 河北武 邑人 ４ 教授 ， 硕士 ， 主要从事移动 电源装备教学和科研。
这样 ， 不 会在 电池 内积 累氧气 ， 负极 一直处 于充 电不足状 态 ， 不会析 出氢 气 ， 没 有水 的损失 。 密封铅 酸 蓄 电池 采用 特制 的安全 阀保 持一 定 的 内压 ， 采用 的超 细玻 璃纤 维隔 膜吸 酸性 能力强 ， 且有 利 于氧气 扩散 。严 格 控 制 电解 液 用 量 ， 使 隔 膜 只被
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ９ １ ２
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ３ — ４ ２ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ３ ０ — ０ ３
铅酸 蓄 电池 以其 优 良的 大 电流 放 电特 性 ， 被 广 泛应 用 于各种 机动 车 辆 、 自行装 备 和移 动 电站 等 的
氧复合 效率 与充 电 电压 、 电流 的关 系如 图 １所示 。
的空 隙作 为气 体通道 。
当充 电 电压 超过 ２ ． ３ ５ Ｖ ／ 单体 （ ２ ５℃ ） 时， 就 会 进入
正极 大量析 氧状 态 ， 如 果 负极 板 的氧 复合 反 应 跟 不
２ 启 动 用 阀 控 式 铅 酸 蓄 电 池 的 失 效 原 因 分
当Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄 电 池 内氧 复 合 效 率 低 于 １ ０ ０ ％， 或
１ 阀控式铅酸蓄 电池的工作原理
密封 铅 酸 蓄 电池 在 设计 上 限 制正 极 容量 ， 而负 极活 性物 质容 量过 剩 ， 以保 证 充 电 时正 极 上优 先 析
出氧气 ， 而负极 上不 产生 氢气 。
８ ０ ％， 就 标 志着 电池 寿 命 的 终 止 。造 成 Ｖ Ｒ Ｌ Ａ 蓄 电 池失水 的原 因主要 有 ：
析出的氧气穿过隔膜扩散到负极 ， 发生氧复合
循环 反应 ：
１
１ ） 浮充 电压 过 高 或过 充 电。在 充 电 时 ， 正极 上 的析 氧速 率与 充 电 电压 或 充 电 电流 成 正 比 ， 即充 电 电压 越 高 、 电流越 大 ， 单 位 时 间 内析 出 的氧 越 多 。
率就下 降 ， 所 以阀控 式 密 封铅 酸 电池要 求 充 电时控
制充 电电压 和 限制 充 电电流 。浮充 电压值 一 般控制
在２ ． ２ ３～ ２ ． ２ ７ Ｖ ／ 单体 （ ２ ５℃ ） 。循 环使 用 的 电池 电压最 高 ２ ． ４ Ｖ ／ 单体 （ ２ ５℃ ） ， 初 始充 电 电 流 不 大 于０ ． ３ Ａ， 以维持氧 的析出和复合处 于稳态平衡 。
２Ｈ２ Ｏ Ｏ２ ＋ ４Ｈ ＋ ４ｅ
因水分逸出、 正极板栅腐蚀等引起电解液量减少时，
就会使 Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄电 池失 水 ， 进 而 造 成 电池 性 能 的 大 幅下 降。 一般 当电解液 中的水 分 损失 达 到 １ ５ ％时， 电池 的容量 也 将 损 失 １ ５ ％ 以上 。当 电池 容 量 低 于
摘要 ： 探讨 了启动用 蓄电池主要 的失效模式 ， 分析 了其 过早失效 的原 因 ， 并给 出了相应对策。 关键词 ： 启动用 蓄电池 ； 失效 ； 对策
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ４ ２ ５ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ９
启动 。 目前 ， 启 动 最 常 用 的是 阀控 式 铅 酸 （ Ｖ Ｒ Ｌ Ａ）
１ ０ ０ ０ Ａ， 而 且环 境温度 变 化范 围很 大 。启 动 后 即作 为备用 电源 ， 处 于 浮充 状 态 。对 于 不 常使 用 或 使用
时间不 长 的装 备 ， 往往 经过短 时 间的使用 后 ， 就处 于 搁置状 态直 至下 一 次 使 用 。如 果使 用 维 护 不 当 ， 就
析及对策
蓄电池 用 于启 动 时工 作 电 流可 达 ２ ０ ０～
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ． ０ ２ — ２ ０
上析氧 的 速 度 ， 气 体 就 会 顶 开 安 全 阀 排 出而 失 水 。
当充 电 电压 达 到 ２ ． ４ ２ Ｖ（ ２ ５ ｃ ｃ） 时， 电池 的 负极 板
为 ３～ ６年 ， 最长 也 就 是 ８年 ， 有 的甚 至 只 用几 个 月 就 出现严 重 的容 量损 失 。因此 ， 根 据 启 动 用 蓄 电池 的使 用特 点 ， 找 出其 过早 失效 的原 因 ， 并 采取相 应 的
２ ． １ ． １ 失水 干涸 的原 因
措施 ， 才 能真正 体现 它 的优势并 延长 其使 用寿命 。
会造成 电池 的过早 失ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。启 动用 阀控式 铅酸 蓄 电池 主要 的失效模 式 、 原 因及 对 策如下 。
２ ． １ 失水 干涸
蓄 电池 。Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄 电 池 又 称 免 维 护 电池 ， 其 设 计 使 用 寿命达 １ ０～ ２ ０年 。然 而 ， 其 实际使 用 寿命 一 般仅
３ ０
Ｍｏ ｖ ａ ｂ ｌ ｅ
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ＆ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ
ＮＯ． １ ２ ０ｌ ３
启 动用 蓄 电池 过 早 失效 原 因分 析 及 对 策
张素宁 ， 杨 润生 ， 邵天章
（ 军械工程学院 ， 石家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ３ ）
而氧传 输到 负极并 溶解 到负 极表 面液膜 中进 行还原 的速度 受 到限制 ， 即氧 的析 出快 于还原 ， 这时 复合效
Ｐ ｂ ＋ ￣ － Ｏ ２ ＋ Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４ － － － ￣ Ｐ ｂ Ｓ Ｏ ４ ＋ Ｈ ２ Ｏ
厶
或 ０ ２ ＋ ４ Ｈ ＋ ４ ｅ ２ Ｈ２ ０
会 析氢 ， 增 加 电池 内的气压 ， 严重 的可使 蓄 电池膨 胀
作者简介 ： 张素宁（ １ ９ ６ ４ 一） ， 女， 河北武 邑人 ４ 教授 ， 硕士 ， 主要从事移动 电源装备教学和科研。
这样 ， 不 会在 电池 内积 累氧气 ， 负极 一直处 于充 电不足状 态 ， 不会析 出氢 气 ， 没 有水 的损失 。 密封铅 酸 蓄 电池 采用 特制 的安全 阀保 持一 定 的 内压 ， 采用 的超 细玻 璃纤 维隔 膜吸 酸性 能力强 ， 且有 利 于氧气 扩散 。严 格 控 制 电解 液 用 量 ， 使 隔 膜 只被
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ９ １ ２
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ３ — ４ ２ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ３ ０ — ０ ３
铅酸 蓄 电池 以其 优 良的 大 电流 放 电特 性 ， 被 广 泛应 用 于各种 机动 车 辆 、 自行装 备 和移 动 电站 等 的
氧复合 效率 与充 电 电压 、 电流 的关 系如 图 １所示 。
的空 隙作 为气 体通道 。
当充 电 电压 超过 ２ ． ３ ５ Ｖ ／ 单体 （ ２ ５℃ ） 时， 就 会 进入
正极 大量析 氧状 态 ， 如 果 负极 板 的氧 复合 反 应 跟 不
２ 启 动 用 阀 控 式 铅 酸 蓄 电 池 的 失 效 原 因 分
当Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄 电 池 内氧 复 合 效 率 低 于 １ ０ ０ ％， 或
１ 阀控式铅酸蓄 电池的工作原理
密封 铅 酸 蓄 电池 在 设计 上 限 制正 极 容量 ， 而负 极活 性物 质容 量过 剩 ， 以保 证 充 电 时正 极 上优 先 析
出氧气 ， 而负极 上不 产生 氢气 。
８ ０ ％， 就 标 志着 电池 寿 命 的 终 止 。造 成 Ｖ Ｒ Ｌ Ａ 蓄 电 池失水 的原 因主要 有 ：
析出的氧气穿过隔膜扩散到负极 ， 发生氧复合
循环 反应 ：
１
１ ） 浮充 电压 过 高 或过 充 电。在 充 电 时 ， 正极 上 的析 氧速 率与 充 电 电压 或 充 电 电流 成 正 比 ， 即充 电 电压 越 高 、 电流越 大 ， 单 位 时 间 内析 出 的氧 越 多 。
