العوامل المؤثرة على عمر بطاريات الرصاص الحمضية

إن فشل بطاريات الرصاص الحمضية هو نتيجة لمجموعة من العوامل المتعددة. لا يعتمد ذلك فقط على العوامل الداخلية للوحة، مثل تكوين المادة النشطة، والشكل البلوري، والمسامية، وحجم اللوحة، ومادة الشبكة وهيكلها، وما إلى ذلك، ولكن أيضًا على سلسلة من العوامل الخارجية، مثل كثافة تيار التفريغ، وتركيز المنحل بالكهرباء ودرجة الحرارة، وعمق التفريغ، وحالة الصيانة ووقت التخزين، وما إلى ذلك. يتم عرض العوامل الخارجية الرئيسية هنا.

عمق التفريغ

عمق التفريغ هو المدى الذي يبدأ عنده التفريغ بالتوقف أثناء الاستخدام. يشير العمق بنسبة 100% إلى إطلاق السعة الكاملة. يتأثر عمر بطاريات الرصاص الحمضية بشكل كبير بعمق التفريغ. ينصب تركيز اعتبارات التصميم على استخدام الدورة العميقة أو استخدام الدورة الضحلة أو استخدام الشحنة العائمة. إذا تم استخدام بطارية ذات دورة ضحلة للاستخدام في الدورة العميقة، فسوف تفشل بطارية الرصاص الحمضية بسرعة.

نظرًا لأن ثاني أكسيد الرصاص، المادة النشطة الإيجابية، لا تتحد بشكل وثيق مع بعضها البعض، يتم إنشاء كبريتات الرصاص أثناء التفريغ، وتعود إلى ثاني أكسيد الرصاص أثناء الشحن. الحجم المولي لكبريتات الرصاص أكبر من حجم أكسيد الرصاص، ويتوسع حجم المادة الفعالة أثناء التفريغ. إذا تم تحويل مول واحد من أكسيد الرصاص إلى مول واحد من كبريتات الرصاص، فإن الحجم يزيد بنسبة 95٪. سيؤدي الانكماش والتمدد المتكرر بهذه الطريقة إلى تخفيف الرابطة بين جزيئات ثاني أكسيد الرصاص تدريجيًا ويجعلها سهلة السقوط. إذا تم تفريغ 20% فقط من المادة الفعالة لمول من ثاني أكسيد الرصاص، ستنخفض درجة الانكماش والتمدد بشكل كبير، وسيكون تدمير قوة الربط بطيئًا. لذلك، كلما كان عمق التفريغ أعمق، كلما كان عمر الدورة أقصر.

درجة الشحن الزائد

عند الشحن الزائد، يتم ترسيب كمية كبيرة من الغاز. يتم بعد ذلك إخضاع المادة النشطة للوحة الإيجابية لصدمة الغاز، مما يعزز تساقط المادة النشطة؛ بالإضافة إلى ذلك، تتعرض سبيكة شبكة اللوحة الإيجابية أيضًا لأكسدة أنوديك شديدة وتآكل، بحيث يؤدي الشحن الزائد للبطارية إلى تقصير فترة التطبيق.

تأثير تركيز حامض الكبريتيك

إن الزيادة في كثافة الحمض، على الرغم من أنها مفيدة لقدرة اللوحة الموجبة، إلا أنها تزيد من التفريغ الذاتي للبطارية وتسرع من تآكل شبكة اللوحة، مما يساهم أيضًا في تخفيف وتساقط ثاني أكسيد الرصاص. ومع زيادة كثافة الحمض المستخدم في البطارية، يقل عمر الدورة.

تأثير كثافة التفريغ الحالية

مع زيادة كثافة تيار التفريغ، يقل عمر البطارية، لأنه في ظل ظروف كثافة التيار العالية وتركيز الحمض العالي، يتم تعزيز ثاني أكسيد الرصاص في القطب الموجب للارتخاء والسقوط.

وضع الفشل الآخر هو فقدان الماء. بالنسبة للبطاريات المفتوحة، يعد فقدان الماء بمثابة صيانة عادية. بالنسبة للبطاريات المختومة، لا ينبغي أن يحدث ذلك تحت رقابة صارمة. ولذلك، لا يتم تضمين فقدان المياه كوضع الفشل. وتتركز مشكلة فقدان الماء في البطاريات المغلقة في حالة الدراجات الإلكترونية. وذلك لأن قيمة الجهد الثابت للشحن مرتفعة جدًا.

تأثير درجة الحرارة

ويمتد عمر بطاريات الرصاص الحمضية مع زيادة درجة الحرارة. بين 10 درجة مئوية و35 درجة مئوية، كل زيادة بمقدار 1 درجة مئوية، حوالي 5-6 دورات، بين 35 درجة مئوية و45 درجة مئوية، كل زيادة بمقدار 1 درجة مئوية يمكن أن تطيل عمر أكثر من 25 دورة؛ فوق 50 درجة مئوية، ينخفض ​​عمر البطارية بسبب فقدان قدرة كبريتيد القطب السالب.

يزداد عمر البطارية مع ارتفاع درجة الحرارة في نطاق من درجات الحرارة لأن السعة تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة. وإذا ظلت سعة التفريغ كما هي، فإن عمق التفريغ يتناقص عند درجات الحرارة المرتفعة ويمتد عمر المادة الصلبة.