阀控式密封铅酸蓄电池的失效与维护

　　1 引言

　　自1859年法国科学家普兰特发明铅酸蓄电池以来，***已有一百多年的历史。它与其它化学电源一样，是一个电能与化学能互相转换的装置。由于它具有电动势高、充放电可逆性好、使用温度范围广、电化学原理清楚、生产工艺易于掌握和原材料丰富而价廉等特点，获得了*广泛的应用。随着科学技术蓬勃发展，从五十年代起，不断对传统的铅酸蓄电池进行技术改造。特别是阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）的问世，克服了酸液和酸雾易于外溢的令人头痛的弊病，使它能与电子设备放在一起使用，符合用户要求产品使用方便的历史发展潮流，使它的应用领域更加广阔。

　　1.1产品市场前景

　　1.2工作原理

　　阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状铅（Pb），电解液是稀硫酸（H2SO4），其电极反应方程式如下： 
　　
正极：PbO2+H2SO4+2H++2e-←→ PbSO4+2H2O　　　 
　　
负极：Pb+ H2SO4←→ PbSO4+2H++2e- 
　　
整个电池反应方程式： 
　　
Pb+ PbO2+H2SO4←→ 2PbSO4+2H2O 
　　
  普通的铅酸蓄电池在充电过程中，正极析出氧气，负极析出氢气： 
　　
  正极：　H2O→1/2O2+2H++2e- 
　　
  负极：　2H++2e-→H2 
　　
  从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70％时，开始析出氧气，负极充电到90％时开始析出氢气，由于氢、氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合利用，电池就会失水干涸。 
　　
阀控式密封铅酸蓄电池在结构、材料上作了重要的改进，正极板栅采用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负极板栅采用铅钙锡铝四元合金，隔板采用超细玻璃纤维棉（AGM），并使用紧装配和贫液设计，在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。这种电池结构，由于采用无锑的铅钙锡铝四元合金，提高了负极析氢过电位，从而抑制氢气的析出，同时，采用特制安全阀使电池保持一定的内压，采用超细玻璃纤维棉（AGM）隔板，利用阴极吸收技术，通过贫液式设计，在正负极之间、隔板之中预留气体通道。因此在规定充电电压下进行充电时，正极析出的氧（O2）可通过隔板通道传送到负极板表面，还原为水（H2O），其反应式如下：

　　
这是阀控式密封铅蓄电池特有的内部氧循环反应机理，这种充电过程，电解液中的水几乎不损失，使电池在使用过程中达到不需加水的目的。