蓄电池的电荷保持能力用自放电后剩余的容量来表示,同时也是自放电性能的一个指标。
蓄电池在开路不用的状态下,其容量和开路电压都会逐渐下降,这就是自放电现象。
自放电可能是由极间短路、导电极柱之间导电、溶解在电解液中的杂质、正电极或负电极的热力学状况所引起的。
(一)正极自放电原因
(1)正极活性物质中若存在二价的铁离子,会被氧化为三价的铁离子而造成正极活性物质的还原。
铁(Fe)溶解成为 Fe2+或 Fe3+,当 Fe2+接触到正电极,被氧化成 Fe3+,然后Fe3+到达负极时被还原成Fe2+。
两个反应一次又一次地重复进行,形成一个使两个电极都逐渐放电的“梭子”。
(2)正极板栅中的金属铅、锑、银等的氧化。
PbO2+Pb+2H2SO4 →2PbSO4+2H2O
PbO2+2Ag+2H2SO4 →PbSO4+Ag2SO4+2H2O
5PbO2+2Sb+6H2SO4 →(SbO2)2SO4+5PbSO4+6H2O
(3)极板孔隙深处和极板的外表面硫酸浓度之差会引起浓差电池。
(4)负极氧气的产生。
2PbO2+2H2SO4 →2PbSO4+2H2O+O2↑
(5)电解质中杂质的存在。隔板或电解质中若存在容易被氧化的杂质,会引起正极活性物质的还原。
(二)负极自放电原因
负极处的活性物质(铅粉),电极电位比氢低,于是会在硫酸溶液中产生以下的置换氢气的反应(这种现象叫铅自溶):
Pb+H2SO4 →PbSO4+H2↑
影响铅自溶的原因有:
(1)正极PbO2反应产生的氧气容易在负极还原,即Pb+1/2O2+H2SO4=H2O+PbSO4,容易使负极的铅自溶;
(2)负极表面存在的金属杂质(铅、锑、银)的氢超电势值(氢析出的超电势)低时;
就能与负极处的活性物质形成储能电池,从而加速铅的自溶速度;
(3)与负极活性物质产生的微电池促使负极铅自溶,蓄电池在放电状态下生成PbSO4;
总会有一部分下沉,变成不能还原的 PbSO4(只有 PbSO4在充电时能顺利地还原成 PbO2与Pb,电池寿命才会长);
从而电池寿命缩短,另外 PbSO4的下沉,往往还会造成电池内部的短路。
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