活性物质脱落会对铅酸蓄电池产生以下多方面的影响:
一、电池性能方面
1.容量下降
铅酸蓄电池的容量主要取决于正极板和负极板上的活性物质。当活性物质脱落时,参与电化学反应的有效物质减少,导致电池能够存储的电量降低。例如,原本一个容量为 100Ah 的蓄电池,由于活性物质脱落,可能容量会下降到 80Ah 甚至更低。
随着活性物质的不断脱落,电池容量会持续下降,表现为使用时间变短,需要更频繁地充电。这对于需要长时间续航的设备,如电动车、UPS 不间断电源等,会带来很大的不便。
2.输出电压不稳定
活性物质脱落会使电池内部的电极结构发生变化,导致电极之间的接触不良。在放电过程中,这会引起输出电压的波动。例如,在电动车行驶过程中,可能会出现电机突然失去动力或速度不稳定的情况,这是因为电池输出电压不稳定,无法为电机提供稳定的电力。
对于一些对电压稳定性要求较高的设备,如电子仪器、通信设备等,电压不稳定可能会导致设备无法正常工作,甚至损坏设备。
二、电池寿命方面
1.循环寿命缩短
铅酸蓄电池的循环寿命是指电池在充放电循环过程中的使用次数。当活性物质脱落时,每次充放电循环都会对电池造成更大的损害,加速电池的老化。例如,正常情况下,一个铅酸蓄电池可能可以进行几百次充放电循环,但如果活性物质脱落严重,循环寿命可能会缩短到几十次甚至更少。
频繁的充放电循环会使电池内部的结构进一步破坏,形成恶性循环,导致电池更快地失效。
2.自放电增加
活性物质脱落后,可能会在电池内部形成一些微小的短路通道,使电池的自放电增加。自放电是指电池在未使用的情况下,自身内部的化学反应导致电量逐渐损失的现象。例如,一个正常的铅酸蓄电池在放置一段时间后,自放电率可能为每月 1% - 3%,但如果活性物质脱落,自放电率可能会提高到每月 5% - 10%甚至更高。
自放电增加会使电池在存储过程中电量损失加快,需要更频繁地充电。同时,也会影响电池的长期存储性能,降低电池的可靠性。
三、安全方面
1.内部短路风险增加
脱落的活性物质可能会在电池内部堆积,形成导电颗粒,增加电池内部短路的风险。当电池内部发生短路时,会产生大量的热量,可能导致电池膨胀、漏液、甚至起火爆炸。例如,在一些极端情况下,短路的电池可能会在短时间内释放出大量的能量,对周围的设备和人员造成严重的危害。
对于一些在密闭空间或人员密集场所使用的铅酸蓄电池,如电动汽车的动力电池组、通信基站的备用电源等,内部短路的风险更加需要引起重视。
2.气体产生增多
活性物质脱落会影响电池内部的化学反应,可能导致在充电和放电过程中产生更多的气体。例如,在充电过程中,正常情况下电池会产生少量的氢气和氧气,但如果活性物质脱落,气体的产生量可能会增加。这些气体如果不能及时排出,会增加电池内部的压力,可能导致电池安全阀开启,甚至发生爆炸。
同时,过多的气体产生也会加速电池内部的水分损失,使电解液浓度升高,进一步影响电池的性能和寿命。