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科士达蓄电池技术部对蓄电池失效的原因分析

2019-06-17 20:08 企业资讯 已读

科士达蓄电池的失效有多种原因,大体可分为可逆失效与不可逆失效。最重要的一种可逆失效现象就是记忆效应,容量衰减的基本原因是浅度放电,长期过充电也使电池发生类似的可逆失效,若在高温下工作会加速这种容量损耗。这种失效通过几次深度恢复循环可恢复其额定电压和期望的容量。不可逆失效起因主要有二:短路和电解液损耗。密封电池在18 ~30°C间寿命和特性最佳。温度较高会使隔膜损坏并增加短路的可能性,因而减少寿命,较高温度下还会使水分通过密封圈迅速蒸发。这种原因引起的容量和电压损耗不可恢复1131. 1记忆效应的表现电池存在记忆效应,主要有以下几方面的表现:MH-Ni电池记忆效应的容量损失与放电深度有很大关系,如果终止电压控制在1.20V,则记忆效应的容量损失十分明显;若终止电压控制在1.10V~电池工业2.1Cd电极引起的原因Cd-Ni、MH-Ni电池仍有较大的剩余容量无法释放,认为这是由于Cd电极和Ni电极的变化引起的。
富液式吸附性隔板(HGM)这种隔板我国目前已经能够生产,它是在玻璃纤维中加入一部分憎水性能很强的PE纤维材料的隔板(为叙述方便,暂简称HGM)这样,由PE纤维之间形成的孔就具有很强的憎水性,它将“永远”不会被酸“浸占”永远“成为氧气传送的直接通道,不管电池是”富液“还是”贫液“。这就能够加速氧气的传递过程,减小电池的内压和析气7恒压充电3V充电20h,在此期间收集气体,每30min记录I、V析气量3结果与讨论和4(富液+HGM4种电池以0.1C10恒流充放电曲线。恒压50V充电,玻璃纤维隔膜电池内压随时间的变化量,达到改善科士达蓄电池性能的目的。
  Cd电极容量下降的另一个原因是由Barnard等人发现的,是由于在过充电过程中形成了Cd5Ni2i合金。过充电也容易使晶体增大,不仅降低了电极比表面积,而且易形成枝晶,刺穿隔膜,造成电池短路。另外,在充放电循环中,Cd(OH)的细粒覆盖于金属Cd的表面,因而阻止了来自电解液中OH+的供给,使非放电态金属镉逐渐积聚,导致电极另外,若Cd电极发生钝化,即使电位适当,金属Cd也不再继续被氧化,将使其容量发生损失。另一方面,由于充放电循环的进行,Cd电极表面发生收缩,即通常所说的电极板结,减少了电极的真实表面积,相对地造成放电电流密度增大,导致极化增加。
科士达蓄电池技术部对蓄电池失效的原因分析
  2.2Ni电极引起的原因经常观察到镍电极在比初始放电平台低约0.3V的电压水平上释放出剩余的容量。这种现象也是由两方面的原因引起的。一是由于Ni电极的膨胀;二是由于放电过程中生成的NKOH)的不导电性。
  我们知道,NKOH)与NiOOH分别有两种形态,a、(3和(3、Y型,它们的密度有很大差别,由的Bode图我们可以看出它们的密度及其之间的转化关系。
 恒流01C10放电曲线3.2和分别是以上4种电池以0.和0.01C10恒流过充电过程中电池析气量与过充电时间的关系曲线。由图可以看出,在恒流过充的情况下HGM的隔板的析气量AGM的要少得多,大约不到它的1/2. 3.3和分别为贫液和富液情况下恒压充电时HGM与AGM的析气量与充电时间的关系曲由可以看出,2电池在前1h内的析气量为0.由知:采用恒压充电时,一开始电流会很大,能够产生气体。但产生的氧气大部分通过HGM憎水孔道传递到了负极进行再化合反应,电池内气体积累的不多,致使电池内压小于安全阀的开阀压,故无气体析出,随着充电时间的延续,析气副反应加剧,电池内积累的气体增加,电池内压升高,开始有气体析出;而1电池则几乎一充电就有气体析出,在所测定的时间内,析出的气体量约为2电池的6倍多,即2电池的析气量约为1电池的1/6,减少气体析出的效果非常明显。
  4种类型的活性物质在电极中均可存在,但其活性、稳定性、密度有所不同,正常的充放电过程应为P型与卩型之间的转变。当正极活性物质形成相当数量的7-NiOOH时,科士达蓄电池初期容量可增加15%虽然Y型活性比较好,但由于7-NiOOH比重小,所以当它氧化形成时,在同样重量下,所占体积要增大,致使电极发生膨胀。电极的放电特性大部分由集流体和活性物质之间界面处的内表面区域的结构和组成控制,此界面处的活性物质的结构影响电极性能。添加Co降低了质子扩散阻抗和充电迁移阻抗,使在绝缘层形成之前,Ni的氧化态达到较低的状态,这也是Co作为添加剂提高Ni电极性能的一个原因。Co还可以起到掺杂作用,改善Ni(OH)的导电性,使其具有半导体的性质。但是,添加Co使电极电压降低了约75mv.Co和Cd同时加入可以达到电极容量高且电压稳定的目的。我们希望P-Ni(OH)直接氧化成P-NiOOH,而不经过YNiOOH的过程,这样可以降低极板的膨胀程度,添加Cd可以起到这方面的作用。Ni、C、Cd的最佳摩尔比为90:5:5.但Cd作为Ni电极的添加剂会引起电极容量的衰减,尤其是在NiMH电池中,它还会使MH电极发生“中毒”,导致MH电极容量大大降低。Zn可以增进电极反应的可逆性,阻滞Y相的生成,抑制电极膨胀,强化析氧极化因此可以替代Cd1231,Zn的最佳添加量为5.4%为过充电情况下Ca2+、C2+、Cd2+等添加剂对科士达蓄电池电极厚度变化的影响。

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