浅谈富液式铅酸蓄电池负极腐蚀机理.pdf

化工设计通讯
化工能源
第42卷第11期
Chemical Engineering Design Communications
Chemical Energy
2016年11月
浅谈富液式铅酸蓄电池负极腐蚀机理
李文元
(武汉船用电力推进装置研究所,湖北武汉430064
摘要:铅酸蓄电池合金腐蚀的研究几乎全郭集中在正极合金,关于负极合金腐蚀问题很少报道。从温度和液面高度等方
面进行分析,并结合实际使用案列,深讨了铦酸蓄电池负极腐蚀机理。
关键词:铅酸蓄电池;富液式:负极腐蚀;电化学腐
中图分类号:TM912文献标志码:A文章编号:1003-6490(2016)11-0095-02
Discussion on the Corrosion Mechanism of the Negative Electrode
of the Liquid Rich Lead-acid Battery
ng Li
Abstract Almost all of the research on the corrosion of lead acid battery is concentrated in the positive electrode alloy, and th
corrosion of the negative alloy is rarely reported. In this paper, through the analysis of the tcmpcrature and the height o[the liquid level
and combined with the actual use of the case discusses the mechanism of the negative electrode corrosion of the lead acid battery
Key words lead-acid battery; liquid rich corrosion on the negative electrode; electrochemical corrosion
則言
同样存在腐,但是正板栅合金耐腐蚀性比负板栅合金强,
铅合金腐蚀有多种形式:均匀腐蚀和局部腐蚀。电解液且板耳设计更厚,其腐蚀是·种均匀腐蚀,过程缓慢,满足
直接与铅合金发生氢化述原反应形成腐蚀产物,为化学腐蚀,使用寿命要求。
化学腐蚀作用时没有电流产生,铅合金在电解液中腐蚀速度
决速充电导致液面下降,快速充电时由于个体差异,部
缓慢,为均匀腐蚀;局部腐蚀包括电化学腐蚀、缝隙腐蚀、分电池电压可达到2.75V左右,远超过水的分解电压。导致大
晶回腐蚀、应力腐蚀等。
量水分解成氢气和氢气,极板表面产生大量气泡,隔离了活
正常情况下,负极板浸没在.电解液中,电解液中氧气性物质和电解液的接触,电池内阻急剧增大,电压快速增高
含量很低,主要为均腐蚀,腐蚀速度非常缓慢;当富液式电压快速増高,电压增高又促进水分解,形成恶性循环。同
蓄电池充放电时,电解液液面会出现上下变化,使用过程中时失水造成电解液密度增高,电压进一步上升,也造成恶性
蓄电池失水后补水不及时等原因都会造成负极板耳暴露在空循环。连续多次快速充电后,部分电池失水后液面下降严重,
气中,在氧气和酸性介质的多重作用下,形成微电池,发生导致负极板?暴露在空气中
电化学吸氧腐蚀,腐蚀速度大大加快,为局部腐蚀。
2.2环境温度因素
2腐蚀机理分析
一般情况下铅酸蓄电池可在环境温度-15~45℃的工作
2.1均匀腐蚀
建议坏境温度控制在5~30℃的范围,最佳坏境温度在15
电解液中溶解的微量氧气、空气中的氧气直接与铅合金25℃。蓄电池在低温条件下放电容量会受到一定影响,腐蚀不
发生氧化还原反应形成腐蚀产物,为化学腐蚀,其反应过程为:会加刷,但在高温条件下腐蚀速度也相应加快。同样一个批号
2PbIOっ→2PbO
电池在其它条件不变的情况下,在中国海南使用和在东北使用,
正常情況ド,极耳浸没在电解液中,蓄电池内负极板耳电电池寿命有明显的差别。在东北电池可以使用5a左有,而在
位低,处于电化学保护状态,以缓慢的化学腐蚀为主。由于电南方电池到了3a左右板耳开始出现腐蚀缺口,到3.5a缺口加深,
解液中只含有徴量氢气,同时电解液起到冷却作用,负极板耳而到了4a左右电池基本不能正常使用甚至无法充电。通过解
温度低(一般不超过45℃),腐蚀速度非常缓慢,是铅酸蓄电池剖电池发现部分负极板耳ロ和极柱脱离。目前的设计蓄电池通
正常的自然老化过程,在寿命周期内这种腐蚀可忽略不计。
常采用紧湊放置,减少了蓄电池的冷却空间,同样仗蓄电池在
2.2局部腐蚀
充放电时处于高温环境中。这充分说明环境温度或者冷却水的
铅合金形成微电池而发生化学反应引起的腐蚀为电化学温度对电池负极板邦的腐蚀起着至关重要的作用
腐蚀,电化学腐蚀包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀,其反应过程为:
在蓄电池工作时,电流经板耳的电流密度最大,为发热
Pb-2e→Pb2,O214H14e→2H,O,2H12e→
最大区域。图1为极板电流走向示意
2.2.1液面因素
电流
当莟屮池电解液液屾偏低,蓄电池负极板耳暴露在
中,与空气中大量的氧气接触,与空气中的氧气发生氧化述原
反应产生化学腐蚀,由于空气中的氧气含量高于电解液,因
此板耳合金在空气中的化学腐蚀速率要快于在电解液中,同
时由于介质的变化,在空气和酸性介质的多重作用下,电化
学保护減弱,形成微电池,发生电化学吸氧腐蚀,两种腐蚀
叠加后速率更快。另外,由于板耳未完全浸没在电解液中也
ム了电解液的冷却作用,暴露在空气中的负极板耳局部温
度较高,因此露出部分反应速率加快,又由于腐蚀物质的导
图1极板电流走向示意图
电率远低于金属,腐蚀物质的产生导致焦耳电阻增大,产生
因此,我们可以在条件允许的情况下,采用空调给蓄电
较大的焦耳热,温度升高,又促进了腐蚀反应的加剧,形成池降温或者降低冷却水的温度使冷却水带走更多热量,或者
恶性循环,负极板耳的这种腐蚀为局部腐蚀
适当增加电池间的空隙有利于电池散热降温。当然,我们还
当蓄电池液面偏低时,蓄电池正极板耳也暴露在空气中,可以通过改变板栅合金配方,増加负极板耳的抗高温抗腐蚀
收稿日期:2016-11-15
性能,从而延长也池的使用好命。
作者简介:李文元(1982-)男,湖北武汉人,工程师,主要从事化学3结束语
电源质量⊥作
密液式铅酸蓄电池负极腐蚀主要以均匀腐蚀和局部腐蚀
万方数据