邱健铅酸电池的失效模式是啥？

邱健铅酸电池的失效模式

充电不足

 顾名思义，充电不足意味着随着时间的推移施加的电压低于将电池维持在所需充电状态所需的电压。长时间（例如数周或数月）后，充电不足将导致电池容量损失和/或由于自放电而缩短电池寿命。

污染

电解液污染在 VRLA 电池中极为罕见，通常是工厂缺陷。老化的电池会发生沉淀和剥落。当定期向电解液中补充水时（例如，使用自来水而不是蒸馏水），VLA 电池更容易受到污染。

这是系列单元中的第四个单元，旨在让读者了解电池在不间断电源系统 (UPS) 中的作用。

尽管有一个世纪的经验、集体知识和对铅酸电池的广泛偏好，但它们并非没有缺点。一个较早的单元提到了几个问题。在本单元中，我们将更深入地探讨铅酸电池过早失效的方式、时间和原因。通过适当的监控和维护，大多数情况都是可以预防的。此列表并不包含所有内容，但一些主要考虑因素是：

• 耐温性
• 脱水
• 热失控
• 骑行能力
• 过度充电
• 充电不足
• 污染
• 典型使用寿命预期
• 催化剂卷

骑行能力

循环服务是指预计电池会频繁循环且浮充时间最短的操作，这在风能、太阳能等储能系统或由不可靠电网供电的装置中很常见。相比之下，UPS 操作假设电池几乎在其整个生命周期内都处于浮充电状态。“循环”意味着电池放电，然后再充电至其全部容量。每次放电都会耗尽电池的寿命。某些电池类型在电池寿命中只能承受几个循环。其他人可以忍受数以千计的短放电，但更少的深放电。电池选择过程（购买前）应考虑市电的可靠性以及频繁循环的可能性。

过度充电

过度充电是导致电池或电池损坏的任何过度充电。这可能是人为错误（即在充电器上设置了错误的参数）或充电器故障的结果。在 UPS 应用中，充电电压因充电阶段而异。例如，放电后的初始充电电压（称为“大容量充电”）高于待机时的电压（称为“浮动充电”）。过度充电会大大缩短电池的寿命，在最坏的情况下，还会导致热失控。监控系统应该能够检测和报警过度充电情况。

 温度

当我们谈到温度时，我们必须明白有两个主要的温度条件：环境温度（即室温或空气温度）和内部温度（即电解质温度）。在这两者中，内部温度更为重要。环境温度当然会引起内部温度的变化，但内部温度变化的速度远远落后于外部温度。例如，每天的室外温度在白天和黑夜之间可能相差六度 (°C)，而暴露在环境波动下的电池内部温度可能仅相差一两度。相反，内部温度可能会因与环境温度无关的因素而升高（稍后讨论）。

高温可以在短期内从电池中汲取更多能量，但代价是缩短电池寿命。相反，低温可以延长电池的使用寿命，但代价是减少从电池中提取的能量。高温带来的最大问题是下面讨论的脱水（电解质蒸发）。

电池制造商指定电池的最佳工作温度，通常为 25 °C，所有关于寿命的承诺都以此为前提。温度的影响通常以半衰期表示。您会听到：“平均温度每高于 25 °C 10 °C，电池寿命就会缩短 50%。” 这种说法有时并没有明说，但它们指的是内部温度。短暂的偏移，例如偶尔从 25 °C 升高到 30 °C 几个小时是可以容忍的，但平均温度一次超过最佳温度数周或数月肯定会缩短寿命。

脱水

 通风电池（有时称为“富液式”电池）一直在蒸发，但它们的设计目的是让您很容易知道电解液液位何时下降并及时补充水。VRLA 电池，有时称为“缺乏电解质”或“固定电解质（或错误地称为”密封铅酸”[SLA] 或“免维护”），其电解质远少于通风电池，并且电池容器是不透明的，因此它不可能看到内部发生的事情。在理想条件下，蒸发产物（氧气和氢气）在电池内部重新结合成水。但是，阀控式密封铅酸阀在高温或高内压条件下会释放气体。偶尔的“打嗝”是正常的，通常无关紧要。关注的是气体的延长释放。一旦释放，气体就会永远消失，电池就会干涸。这就是为什么 VRLA 电池的标称预期寿命大约是 VLA 电池寿命的一半。这也是 VRLA 经常被称为“低维护”（即不需要频繁补充电解液）的原因。脱水是老年的自然结果。过早脱水是一种可能导致其他故障模式的故障情况。