概述
　　
　　目前，阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源广泛使用，了解蓄电池的失效模式和其使用过程中的性能状况对于安全生产有很重要的意义。合理地选择及使用目前直流电源系统中的蓄电池和电池监测模块，对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用，为获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。在蓄电池监测模块的配合下，采用N+1的蓄电池使用模式，对保证电池组的使用寿命效果是很明显的。
　　
　　1、阀控铅酸蓄电池失效机理研究
　　
　　目前，关于电池失效一般认为主要原因有以下几方面：（1）板栅腐蚀，（2）水损耗，（3）板栅延伸，（4）热失控，（5）负极板硫酸盐化，（6）电池电压不均，（7）无锑效应；次要原因有：（8）枝晶短路，（9）活性物质脱落，（10）隔板氧化，（11）爆炸。国际铅锌研究组织（InternationalLeadZincResearchOrganization—ILZRO）曾开展阀控铅酸蓄电池使用条件和失效模式方面的调查[9]，包括浮充电压、充电电流、使用环境温度、每年放电次数及深度、是否安装监控设备和一些维护规程等内容。

　　正极板栅失效机理研究
　　
　　正极是对VRLA蓄电池性能和劣化速度影响最大的部分。

　　正极板栅腐蚀是VRLA蓄电池最通常的失效模式，影响正极板栅腐蚀速度的因素有以下几方面：
　　
　　1）腐蚀膜孔尺寸 正极板栅合金的腐蚀产物担负着既要和活性物质紧密黏结又要对基体合金有着良好的保护性能的双层作用。腐蚀产物氧化膜的结构及物理化学性质直接关系到电池的容量和寿命。
　　
　　2）合金的结晶尺寸 氧化产物PbO2可以将整个晶间层遮盖住，从而阻止腐蚀继续进行，当合金的晶粒粗大时，晶间夹层较厚，腐蚀产物不能把合金表面和晶间夹层盖住，晶间夹层留有较大的孔隙，使腐蚀得以深入发展。
　　
　　3）极化条件 极化条件直接影响着腐蚀膜的结构，大量实验表明随着浓度的减少，温度的提高，阴极膜晶体增大，膜孔尺寸也增加，这有利于硫酸通过膜孔向基体金属的扩散。根据美国GNB的相关研究，浮充电压和温度是影响正极板极化的主要条件。
　　
　　正极板栅在使用过程中要变形。变形的结果导致板栅先行尺寸加长、弯曲和板栅中个别筋条的断裂。这些现象都可能引起正极板栅的破坏和电池寿命终止。
　　
　　正极活性物质的性能变化是铅蓄电池容量下降的重要原因之一，新制备的正极活性物质有着很好的机械强度和反应活性。但随着蓄电池循环次数的增加，实际容量也有所增加，之后放电容量逐渐降低，这是由于正极活性物质性能恶化所致，其原因可以归纳为以下几方面。
　　
　　1）活性物质晶态的变化；
　　
　　2）颗粒之间结合力降低；
　　
　　3）循环中重结晶过程和孔结构变化；
　　
　　4）充放电条件与杂质的影响。
　　
　　发生在正极的活性物质变化在一定条件下可以恢复，使用过程中的某些失效的蓄电池是可以用蓄电池活化仪活化恢复的。
　　
　　负极板栅失效机理研究
　　
　　负极板的硫酸盐化是负极失效的主要原因。负极板上活性物质在一定条件下生成坚硬而粗大的硫酸铅，它不同于铅和二氧化铅在放电时生成的硫酸铅，它几乎不溶解，所以在充电时不能转化为活性物质，使电池减少了容量，坚硬而粗大的硫酸铅常常是在电池组长期充电不足或是在半放电状态长期储存的情况下，加上温度的波动使硫酸铅再结晶而形成的。负极板膨胀是负极失效的另一原因，膨胀造成活性物质脱落，从而影响厚型极板蓄电池的寿命。
　　
　　电解液和隔膜的变化
　　
　　铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀，使电池的活性物质减少，从而使电池的容量降低而失效。
　　
　　VRLA蓄电池的隔膜具有多孔结构和很强的吸液能力，不但可以吸附电解液，而且可以保证氧的扩散和再化合。隔膜在初始安装时承受一定压力，以使隔膜与极板紧密接触，为正、负极板间的离子流动提供良好的通路。
　　
　　VRLA蓄电池在长期工作中，由于隔膜与电解液间的表面张力的相互作用，隔膜的玻璃纤维分子会重新排列成紧凑的结构而导致隔膜的收缩、厚度变薄、失去弹性，隔膜原来承受的压力减小。
　　
　　隔膜收缩会导致内阻增大，容量降低。
　　
　　实际使用中的多数电池失效是由于失水，有关研究表明，隔膜电解液饱和度由95%降至86%，电池容量由100%降至80%；当隔膜饱和度降至80%时，电池容量降至50%。现场的一部分容量严重下降的电池通过加水后充放电后可恢复到接近正常的容量。
　　
　　热失控现象
　　
　　热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池容量下降，最后失效。
　　
　　开口式铅酸电池在充电时，除了活性物质再生外，还有硫酸电解质中的水逐步电解生成氢气和氧气。当气体从电池盖出气孔通向大气时，每18克水分解产生11.7千卡的热。
　　
　　而对于阀控式铅酸电池来说，充电时内部产生的氧气流向负极，氧气在负极板处使活性物质海绵状铅氧化，并有效低补充了电解而失去的水。由于氧循环抑制了氢气的析出，而且氧气参与反应又生成水。这样虽然消除了爆炸性的气体混合物的排出问题，但是这种密封式使热扩散减少了一种重要途径，而只能通过电池壳壁的热传导作为放热的唯一途径。因此，阀控铅酸电池的热失控问题成为一个经常遇到的问题。
　　
　　阀控铅酸电池依赖于电壳壁的热传导来散热，电池安装时良好的通风和较低的室温是很重要的条件。为了进一步降低热失控的危险性，浮充电压通常具体视不同的生产者和不同室温而定。厂家一般都给出电池浮充电压和温度补偿系数。
　　
　　热失控现象是蓄电池运行期间影响蓄电池寿命的主要因素之一，严格的浮充电压控制是克服热失控现象的最有效手段。