A falha das baterias de chumbo-ácido resulta de uma combinação de muitos factores. Depende não só dos factores internos da placa, como a composição do material activo, a forma cristalina, a porosidade, o tamanho da placa, o material e a estrutura da grelha, etc., mas também de uma série de factores externos, como a densidade da corrente de descarga, a concentração e a temperatura do electrólito, a profundidade da descarga, o estado de manutenção e o tempo de armazenamento, etc. Os principais factores externos são aqui apresentados.
Profundidade de descarga
A profundidade de descarga é a medida em que a descarga começa a parar durante a utilização. 100% de profundidade refere-se à libertação de toda a capacidade. A vida útil das baterias de chumbo-ácido é grandemente afectada pela profundidade da descarga. O foco da consideração do projecto é a utilização em ciclos profundos, em ciclos pouco profundos ou em carga flutuante. Se for utilizada uma pilha de ciclo superficial para uma utilização de ciclo profundo, a pilha de chumbo-ácido irá falhar rapidamente.
Como o dióxido de chumbo, o material activo positivo, não está firmemente combinado entre si, é gerado sulfato de chumbo durante a descarga, que regressa ao dióxido de chumbo durante a carga. O volume molar do sulfato de chumbo é maior do que o do óxido de chumbo, e o volume do material activo expande-se durante a descarga. Se uma mole de óxido de chumbo for convertida numa mole de sulfato de chumbo, o volume aumenta em 95%. O encolhimento e a expansão repetidos desta forma afrouxam gradualmente a ligação entre as partículas de dióxido de chumbo e facilitam a sua queda. Se apenas 20% do material activo de uma mole de dióxido de chumbo for descarregado, o grau de encolhimento e expansão será muito reduzido e a destruição da força de ligação será lenta. Por conseguinte, quanto maior for a profundidade de descarga, mais curta será a vida útil do ciclo.
Grau de sobrecarga
Em caso de sobrecarga, precipita-se uma grande quantidade de gás. O material activo da placa positiva é então sujeito a um choque de gás, que promove a queda do material activo; além disso, a liga da grelha da placa positiva é também sujeita a uma oxidação anódica grave e a corrosão, de modo que a sobrecarga da bateria encurtará o período de aplicação.
Efeito da concentração de ácido sulfúrico
O aumento da densidade do ácido, embora benéfico para a capacidade da placa positiva, aumenta a auto-descarga da bateria e acelera a corrosão da grelha de placas, contribuindo também para o desprendimento e a queda do dióxido de chumbo. À medida que a densidade do ácido utilizado na bateria aumenta, o ciclo de vida diminui.
Efeito da densidade da corrente de descarga
À medida que a densidade da corrente de descarga aumenta, a vida útil da bateria diminui, porque sob as condições de alta densidade de corrente e alta concentração de ácido, o dióxido de chumbo do eléctrodo positivo é promovido para se soltar e cair.
Outro modo de falha é a perda de água. Nas baterias abertas, a perda de água é uma manutenção normal. No caso das baterias seladas, não deve ocorrer sob controlo rigoroso. Por conseguinte, a perda de água não é incluída como um modo de falha. O problema da perda de água nas baterias seladas está concentrado no caso das bicicletas eléctricas. Isto deve-se ao facto de o valor da tensão constante para o carregamento ser demasiado elevado.
Efeito da temperatura
A vida útil das baterias de chumbo-ácido é prolongada com o aumento da temperatura. Entre 10 ℃ e 35 ℃, cada aumento de 1 ℃, cerca de 5-6 ciclos, entre 35 ℃ e 45 ℃, cada aumento de 1 ℃ pode estender a vida útil de mais de 25 ciclos; acima de 50 ℃, a vida útil da bateria é reduzida devido à perda de capacidade do sulfeto de eletrodo negativo.
A vida útil da bateria aumenta com a temperatura numa gama de temperaturas porque a capacidade aumenta com a temperatura. Se a capacidade de descarga se mantiver inalterada, a sua profundidade de descarga diminui a temperaturas mais elevadas e a vida útil dos sólidos é prolongada.
