摘要:负极板极耳和连接条 (汇流条)表面的化学腐蚀是由于氧气再化合反应和电解液中的硫酸盐杂质引起的。负极板连接条的腐蚀速度与负极板连接条的耐腐蚀力有关,当负极板连接条合金有不良杂质或结晶颗粒粗大,腐蚀速度会显著加快,形成灾难性腐蚀。 |
一、正极板的腐蚀变型
蓄电池正极板栅合金一般采用铝-钙-锡、铅-锡、铅-锑-铜、铅-锯-锡等合金。这些合金都会被腐蚀。在腐蚀过程中,铅被转变为二氧化铅,它的体积比铅大37%,因此引起正极板栅变形和伸长,这种变形称为正极板栅增长。正极板栅增长会使板栅与有效物质的接触面积减少,导致容量的下降。当正极板栅增长达到4%-7%时,板栅将会断裂,容量将完全丧失。
正极板栅腐蚀的速度随着温度、充电电压和电解液酸浓度的上升而增加。一般温度每升高1O℃腐蚀速度就增加一倍。正极板栅的腐蚀实际上就是充电时铅发生阳极氧化的过程,其结果是使合金表面生成氧化物膜,膜的结构及有关反应如下:
Pd|PbO|α-PbO2|β-PbO2
Pd+H2O—PbO=2H++2e(1)
Pd+2H2O—PbO2+4H++4e(2)
PbO+H2O—PbO2+2H++2e(3)
此外,蓄电池的贫液结构及内压力的存在,使氧气易于向板栅方向扩散至金属氧化物膜界面上,并将基体Pb进一步氧化。从反应(1)、(2)、(3)可见,板栅腐蚀消耗水,而失水又使电解液密度升高,这有利于β-PbO2,的生成,所以失水会加快板栅的腐蚀。如果腐蚀严重会使极板弯曲变形,并引起隔板损坏与短路故障。
蓄电池的正极板板栅在不同的使用条件下会有不同的腐蚀速度,这与蓄电池的使用环境温度关系密切。蓄电池失水造成电解液密度增高,过高的电解液密度会加剧正极板腐蚀,过充电会严重加速正极板腐蚀,防止极板腐蚀必须注意防止蓄电池失水现象发生。
二、负极板连接条腐蚀及钝化
负极板极耳和连接条(汇流条)表面的化学腐蚀是由于氧气再化合反应和电解液中的硫酸盐杂质引起的。负极板连接条的腐蚀速度与负极板连接条的耐腐蚀力有关,当负极板连接条合金有不良杂质或结晶颗粒粗大,腐蚀速度会显著加快,形成灾难性腐蚀。
在高电流密度下放电时,负极很容易发生钝化,其原因是在此过程有大量的离子要以很短的时间进人电解液,而形成晶核需要一些时间,这样在电极表面呈现过大的饱和度,与正常放电电流密度相比就能够形成数量多、尺寸小的晶核,使得电极表面变成孔隙小的致密层,类似于部分放电量消耗于这种硫酸铅盐层上。
蓄电池温度若从常温降至O0C,由于温度的降低导致电解液溶解度降低。即使放电电流、放电速率与常温时相同,由于蓄电池在低温状态电解液的黏度增加而使电解液扩散速度降低,导致蓄电池的负极铅钝化,并增大蓄电池的内阻。
钝化层厚度与硫酸铅的尺寸、孔隙率和孔径结构有关,即和硫酸铅的溶解度以及铅电极表面溶液过饱和度有关。在高电流密度、低温度及硫酸浓度高时,使负极表面溶液饱和度过高,钝化层随之变厚。所以很易造成蓄电池因放不出电而失效。
责任编辑:关晓晨