GNB蓄电池热失效模式分析介绍
2023-11-14
对于GNB电池，通常的机能变坏机制有以下几种情况：
1、 热量的积累
启齿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天生氢气和氧气。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GNB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，并有效低增补了电解而失去的水。因为氧轮回按捺了氢气的析出，而且氧气介入反应又天生水。这样固然消除了爆炸性的气体混合物的排出题目，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独一途径。因此，阀控铅酸电池的热失控题目成为一个常常碰到的题目。
阀控铅酸电池依靠于电壳壁的热传导来散热，电池安装时很好的透风和较低的室温是很重要的前提。为了进一步降低热失控的危险性，浮充电压通常详细视不同的出产者和不同室温而定。厂家一般都给出电池的浮充电压和温度补偿系数。
2、硫酸化
阀控式比启齿式电池更易产生的题目是负极板的硫酸化。这是因为：
1）氧的轮回引起的负极板较低的电位；
2）在强酸电解质汇集的电池底部形成的酸的分层，在这种不活动，非轮回的电解质系统中是很难避免的。
这两个都可能在浮充前提下产生一定数目的残留硫酸盐，然后转变成永久性的硫酸盐形式。因此，当极板加速去活化时，可用的放电安时容量就会减小。跟着负极板温度的升高，这种状况会更加恶化。因为氧轮回反应的发生，负极板表面被氧化，相称数目的热开释出来。
3、 正极板群的侵蚀和脱落
GNB电池中，这种形式的机能变坏本来就更加严峻。因为氧轮回反应，负极活性物质被持续氧化天生硫酸铅，有效地维持了放电状态，因此降低了负极板的电位。而对于给定的浮充电压正极板群的电位则相应较高。因而氧化气氛加剧了，引起了更多的氧气的析出，使活性物质的侵蚀与脱落加剧。
4、 电池的干涸
在使用期间气体再复合机制的有效率不是100%，水被电解天生氢气和氧气的速度固然低于相同大小的富液式电池的电解速率的2%，但水仍是会逐渐失去。
当失水是主要的失效原因时，电解质的比重将会增加，当比重由最初的1.30增至1.36时，表示失水度约达到25%。在失水度达到25%时，酸的高浓度加速了硫酸化，电解质比重又开始下降。电池电压直接正比于电解质比重，因此电池电压并不是电池健康状况的可靠显示。
5、 负极上部铅的侵蚀
正极板栅和极群的侵蚀性在铅酸电池的各个设计中都是本来就有的。与之形成显著对比的是负极板位于高度还原气氛，在启齿式电池中位于极群汇流排通常浸在电解液液面以下，这样就避免了因为正极板群上冒出的氧气而产生的腐蚀。但是阀控电池的很多设计没有保护极板板耳、极群和汇流排，特别是两者之间的焊接接头。因此，它们暴露在从氧轮回中逃溢出来、在电池板群上部的连续的氧气气流中。依靠于板栅（板耳）和极群所选铅合金的一致性和出产质量（需要板栅部门完全溶化焊接和汇流排的低孔隙率），迅速氧化可能就会发生。
三、蓄电池监测系统的研制
为了给蓄电池提供很好的运行环境，在线监测电池的工作状况，电池治理系统应运而生，成为高可靠电源系统的枢纽一部门。
内阻R反比于传输电流的横截面积A。活性物质的脱落、极板板栅和汇流排的硫酸化和侵蚀、干涸都可降低有效的横截面积A，所以可通过丈量内阻来检测电池的失效。
内阻和电池状态的相关程度可变性很大。从报导的相关性来看，变化范围从0%到100%。英国电子协会（ERA）对用阻抗监测的实验室设计和商用设计两种产品进行了大量的电池调查，发现二者的正确性在50%以上。一个基本的难题是丈量小变化数值的精度题目。正常的300安时备用电流的电阻仅在0.25×10-3欧姆的数目级。因此，很小而且有意义的电阻变化可能观察不到。在下面的操纵环境下，题目更加严峻。
1）在线丈量期间存在的变压器的“噪音”和浮充电压波动引起的干扰。
2）侵蚀裂纹对内阻的影响是有高度方向性的，内阻数值对平行于电流方向的裂隙是相对不敏感的。
3）电解质浓度的变化，继而电池的变化使得结果很难解释。
固然内阻丈量法很难正确丈量电池的容量，内阻/容量的对应关系很难复现，但对于BMS来说，内阻测试只是用于电池单体之间的比较，而且计算机可以对内阻的变化进行记实和数据处理来预报电池容量衰减和失效，因此，内阻测试对于BMS而言是枢纽技术之一。
