影响铅酸电池寿命的原因分析

铅酸电池循环寿命次数

铅酸电池是一种常见的蓄电池，常用于汽车、UPS电源等领域。铅酸电池的寿命通常以循环寿命次数来衡量，而循环寿命次数是指电池能够完成的充放电循环次数。本文将就铅酸电池循环寿命次数进行详细介绍。

1. 铅酸电池的基本结构与工作原理

铅酸电池是由正极、负极、电解液和容器等组成的蓄电池。电池的正极是铅二氧化物( PbO2 )，负极是铅(Pb)。电解液是硫酸(H2SO4)。电池容器通常采用聚丙烯或其他化合物。

铅酸电池在充电过程中，负极上的铅与电解液中的硫酸反应，生成了铅二氧化物、水和电子：

Pb + H2SO4 → PbSO4 + 2H+ + 2e-

铅酸电池的工作原理实际上就是不断地进行充电和放电的过程，以实现能量的转化和储存。

(1) 电池的设计和结构：电池的设计和结构，如选用的正极、负极材料、电解液、容器等等，都会影响电池的循环寿命次数。

(2) 充电和放电方式：充电和放电的方式也是影响电池循环寿命次数的重要因素。一般来说，过高的充电电流和过低的放电电流都会导致电池循环寿命次数的降低。

(3) 温度：温度是影响铅酸电池循环寿命次数的关键因素之一。高温环境下，电池内部反应会加速，从而缩短电池的寿命。

(4) 其他因素：电池的储存条件、使用情况等等，也会对电池的循环寿命次数产生影响。

铅酸电池的循环寿命次数一般是通过实验室测试的方法进行确定的。测试的方法主要有两种：一种是固定充放电循环次数法；另一种是固定充放电电流法。

① 先将电池充满电，然后将电池放入固定的温度环境中；

② 按照固定的充放电循环次数进行测试，电池放电时，放电电流可以采用固定的值，也可以根据实验需要进行改变；

③ 测试的次数较多，根据实验结果计算电池的循环寿命次数。

(2) 固定充放电电流法：这种测试方法是通过固定的充放电电流来测试电池的循环寿命次数。具体步骤如下： ② 固定充放电电流进行测试，测试的时间需要根据实验需求进行调整；

Ｉ　铅酸蓄电池爆炸原因分析及注意事项　杨振华，张少波　（陕西凌云电器有限公司，陕西　宝鸡７２１００６）　摘要：主要介绍铅酸蓄电池工作原理、爆炸机理、爆炸事例，并针对性地提出了一些预防措施。　关键词：铅酸蓄电池；爆炸机理；爆炸事例；预防措施　中图分类号：Ｕ４６３．６３３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—８６３９（２００６）０９—００４７－０３　Ｌｅａｄ－ａｃｉｄ　Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ：Ｃａｕｓｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｐｏｉｎｔｓ　ｆｏｒ　Ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ＹＡＮＧ　Ｚｈｅｎ—ｈｕａ．ＺＨＡＮＧ　Ｓｈａｏ—ｂｏ　（Ｓｈａａｎｘｉ　Ｌｉｎｇｙｕｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ａｐｐｌｉａｎｃｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｊｉ　７２１００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｅａｄ—ａｃｉｄ　ｂａｔｔｅｒｙ　ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｆｏｒ　ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｅａｄ—ａｃｉｄ　ｂａｔｔｅｒｙ；ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｅｘａｍｐｌｅ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅ　在铅酸蓄电池售后服务过程中经常遇到蓄电池　爆炸问题，通过对爆炸蓄电池形成原因分析及统计，　发现９５％以上的爆炸是由于使用过程中存在一定缺　陷造成，极少部分是由于蓄电池自身品质因素造成　的。现将蓄电池的工作原理、爆炸机理、爆炸事例　及使用过程中的注意事项总结如下，供大家参考。　１　铅酸蓄电池工作原理　铅酸蓄电池的正极活性物质是二氧化铅ＰｂＯ２，　负极活性物质是海绵状金属铅Ｐｂ，导电介质是稀硫　酸（电解液）。在蓄电池充放电过程中，正负极板　将发生下列反应，将电能转变成化学能贮存在蓄电　池中或将化学能转变成电能提供给外界。　负极反应：　放电　Ｐｂ＋ＨＳＯ４－一２ｅ　ＰｂＳＯ　＋Ｈ　充电　正极反应：　放电　ＰｂＯ２＋ＨＳＯ－４＋３Ｈ　＋２ｅ；二二　ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２０　充电　蓄电池总反应：　莲　电解液鑫　皇鬟　放电　ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯ４＋Ｐｂ二二二　ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ＋ＰｂＳＯ４　充电　稀硫酸　铅　硫酸铅　水　硫酸铅　放电：Ｈ２ｓ０　浓度下降，正极上的ＰｂＳＯ　增加，　内阻增大，电解液密度下降，蓄电池电压降低。　充电：电解液密度增加，内阻减小，蓄电池电　压升高，充电后期部分电量用于电解水生成氢气和　氧气。在过充电条件下，蓄电池内部的主要反应以　电解水为主，因此有大量气泡产生。反应为：　在正极上　２Ｈ２０—０２　Ｔ＋４Ｈ　＋４ｅ　在负极上　４Ｈ　＋４ｅ一２Ｈ２　Ｔ　铅锑合金蓄电池充电时随电压的变化析出气体　的组成见表１。蓄电池充电过程中，在电池的内部　及周围极易形成可爆性混合气体，若排气孔不畅　通，蓄电池内易形成高压。　表ｌ铅锑合金蓄电池充电时析出气体的组成　资料来源　：Ｇ、Ｗ、Ｖｉｎａｌ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ，１９５５．Ｐ２６２　蓄电池在充放电过程中，内阻产生大量的电阻　热，电阻热使电解液中的部分水变为水蒸气，如果　蓄电池排气孔畅通，水蒸气就会排出蓄电池外，长　期如此将导致蓄电池缺水，否则在蓄电池中形成一　定的内压。　通过对蓄电池放置过程的研究发现，由于负极　板中含有杂质，导致负极板自放电，并产生气体，　其中主要是氢气，约占全部气体量的８５％～９０％；此　修改稿收稿日期：２００６～０６—１９　作者简介：杨振华（１９６８－），陕西蓝田人，工程师，主要从事铅酸蓄电池的性能、生产工艺及售后服务方面的技术工作；　张少波（１９６９－），陕西宝鸡人，工程师，主要从事铅酸蓄电池品质控制及售后服务方面的技术工作。　＜汽车电器）２００

三种负极材料添加对铅酸电池循环寿命影响　

于占河－，于博２，曹鑫　

（１．吉林工业职业技术学院，吉林吉林１３２０００；２．吉林大学，吉林长春１３００００；　

３．国电乐东发电有限公司，海南东方５７２６００１　

摘要：通过在铅酸电池负极添加１％的碳粉、ＴｉＯ　和ＳｉＯ　，研究了负极材料添加对铅酸电池循环寿命的影响。结果表明，　

在负极活性物质添加碳导致化成时间增加。添加碳电极在第一次ＰＳｏＣ循环中比含ＴｉＯ　电极表现更加出色。在第二次　

ＰＳｏＣ循环中含ＳｉＯ　电极寿命最低。在第二次ＰＳｏＣ循环中含碳电极没有比含ＴｉＯ　电极表现更加出色。添加碳和ＴｉＯ　

显著增加电极循环寿命。在ＰＳｏＣ循环中，在电极中添加碳和ＴｉＯ　具有重要作用，可以获得低的充电电压和降低负极　

孔隙量级，这些机制改善了电极接受充电电流的能力，限制了硫酸盐晶体的长大。在ＰＳｏＣ循环高电流放电条件下。电　

池内阻具有重要影响。导致显著的初始电压降和影响电极的循环寿命。　

关键词：铅酸电池电极；添加碳；ＰＳｏＣ循环　

中图分类号：ＴＭ　９１　２　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００２—０８７　Ｘ（２０１　７）０１—００７５—０３　

Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ｄｏｐｅｄ　ｉｎ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ　ｏｎ　ｃｙｃｌｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　

ｌｅａｄ—ａｃｉｄ　ｂａｔｔｅｒｙ　

ＹＵ　Ｚｈａｎ－ｈｅ　，ＹＵ　Ｂｏ　，ＣＡＯ）（ｉｎ　

ｆＪ．Ｊｉｌｉｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，］ｉｌｉｎ］ｉ／ｉｎ　１３２０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｊｉｌｉｎ　１３００００，Ｃｈｉｎａ；　３．ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄＨａｉｎａｎＬｅｄｏｎｇ，ＤｏｎｇｆａｎｇＨａｉｎａｎ　５７２６００，Ｃｈｉｎａ）　

锂离子电池循环寿命影响因素分析

摘要：随着电子科学技术的不断发展，越来越多的电子产品使用锂离子电池作为能量的供给，但是锂离子电池目前在使用上还存在许多问题，其中锂离子电池的循环寿命就对整个电子产品的使用有关键的影响作用.当电池的寿命较低时，电子产品的使用寿命也会受到影响，即使及时更换新的电池也不能达到原来电池的高匹配程度，所以有必要对锂离子电池循环寿命的影响因素进行探索。本文对锂离子电池使用过程中循环寿命的影响因素进行分析和探讨，其中包括锂离子电池设计和制造工艺、锂离子电池所使用的材料老化和衰退的情况、锂离子电池所使用的环境和充放电制度等方面展开详细的探讨，并提出相应的对策。

关键词：锂离子电池；循环寿命；影响因素

锂离子电池作为最常用的充电电池，具有单体电压高、质量轻、自放电小、工作温度范围广、环境容纳度高等出色优点，其他类型电池很少全面具备这样的性能。但是锂离子电池依然存在缺点，例如有些锂离子电池在经过一定周期的充电和放电循环之后，电池的容量下降过快，达不到标准500次循环的，本文将对锂离子电池的循环性能进行探讨。影响锂离子电池循环性能的因素有很多，其中，电池在使用过程中，在其内部发生的化学反应是直接影响电池循环寿命的，除此以外，电池制备所使用的材料、制作设计工艺等也会对电池的循环寿命造成影响。本文就这几方面的内容进行探讨。

一、简述锂离子电池的构成和原理

（一）锂离子电池的构成

虽然锂离子电池从发明到使用经历较多改进，但是锂离子电池的本质构成并不复杂。锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜、集流体以及电池外壳所构成。正负极所采用的材料各自不同，但是都有一定的要求。电解液的选择需要满足良好的离子导体和电子绝缘体的要求，同时应具备良好的热稳定性及化学稳定性。合适的集流体能够保证极片在工作过程中处于稳定的状态。每一个部分的合理构成可以保证锂离子电池正负极反应的顺利进行。