賽能電池的失效模式

賽能電池的失效主要分為 3 種模式：正極失效、負(fù)極失效、電池失水。

正極失效

（a）活性物質(zhì)的軟化和脫落。由于 PbSO4 和 PbO2 晶體之間的體積差異，正極在放電結(jié)束后會出現(xiàn)明顯的體積膨脹（約 92%）。但在充電過程中，這類體積膨脹并不能有效恢復(fù)，這會降低 PbO2 與集流體之間的物理連接性。多次循環(huán)之后，正極活性物質(zhì)會由于不斷降低的結(jié)合力出現(xiàn)軟化脫落的現(xiàn)象，導(dǎo)致正極性能衰減和電池失效。

（b）板柵腐蝕。鉛集流體在正極的工作環(huán)境下的腐蝕過程是一個自然現(xiàn)象。但在長時間的浮充過程中（長時間析氧），較正的正極電勢和增大的正極板柵表面酸度會加速集流體的腐蝕過程。

負(fù)極失效

負(fù)極表面的硫酸鹽化問題是導(dǎo)致電池負(fù)極板失效的重要原因。PbSO4顆粒在負(fù)極的還原過程遵循著“沉淀-溶解”機(jī)理， 即放電產(chǎn)物 PbSO4 會首先溶解形成游離態(tài)的 Pb2+，Pb2+向負(fù)極表面擴(kuò)散并在負(fù)極導(dǎo)電處與傳導(dǎo)的電子相結(jié)合，發(fā)生還原反應(yīng)并沉積在負(fù)極表面，形成活性物質(zhì) Pb 。

然而，負(fù)極放電所產(chǎn)生的 PbSO4 屬于難導(dǎo)電材料且在硫酸溶液中溶解度低。此外，由于表面形成的 PbSO4 顆粒，比表面積較低的負(fù)極在放電后的導(dǎo)電面積會進(jìn)一步降低。這使得負(fù)極的充電過程更為困難，充電結(jié)束后的負(fù)極仍會殘留部分 PbSO4 顆粒。多次充放電循環(huán)容易引起 PbSO4 的累積。

電池失水

電池失水主要發(fā)生在長時間充電過程。賽能電池長期處于充電階段會產(chǎn)生大量的氫氣和氧氣，造成硫酸濃度增大。水分的持續(xù)性減少導(dǎo)致部分電極活性物質(zhì)與電解質(zhì)溶液脫離。這不僅增加了電池的內(nèi)阻，也降低了電池容量。同時，增大的電池內(nèi)阻會在充電過程中引發(fā)過多的熱量，進(jìn)一步加速水分流失。這樣的惡性循環(huán)會導(dǎo)致電池性能的快速降低，并造成電池失效。

4 閥控密封賽能電池（VRLA）