1、电池的“失水”电池，“失水”原因及判断
（1）电池的“失水”电池，“失水”原因
动力型VRLA铅酸蓄电池的失水是电池早期失效最常见、最普遍的故障，也是引发其它早期失效的根源。所以一定要控制好和解决好电池的失水问题。
铅酸蓄电池的电解液是硫酸的水溶液，在铅酸蓄电池中电解液是参加反应的组分，因此电池的容量对电池内的电解液有直接的依赖关系。通常动力型VRLA铅酸蓄电池的失水是指电解液失去水份。引起水份流失主要有以下几方面：水份电解生成的氢气或氧气离开蓄电池；板栅被腐蚀使铅（Pb）转化成二氧化铅（PbO2）过程中，氧的被吸收使含水组份失去了氧；蒸发失掉水；水蒸气也可以透过电池的壳壁直接失掉；电池内的水蒸气随氢气和氧气益出蓄电池等原因。
铅酸蓄电池当前主要是为电动车，助动车，电动工具配套使用。通常为了解决电池的备用时间的问题，要满足快速充电，缩短充电时间的需要，尽量把充电时间控制在6—8小时或更短的时间，只能把充电电压设置的较高；设置的这个较高充电电压大大超过铅酸蓄电池析气的电压（即在单体电池内水的分解电压是1.23V）。在单体电池内正，负极板析出的氧气和氢气除部分气体在氧循环过程中氧在负极被氧还原外，其余气体则通过安全排气阀排出电池。在气体排出的过程中又会带出单体电池内部的水蒸气，这就进一步加速了水的流失。充电电流越大，电池内部的温度会越高，水的电解越加剧，则排出的氢气，氧气会越多，水蒸气被同时带出的越多，电池的失水越快，越严重的恶性后果。
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2.电池的“硫酸盐化”，产生原因及判断
（1）铅酸蓄电池的“硫酸盐化”表现特征
铅酸蓄电池的“硫酸盐化”是铅酸蓄电池经使用一段时间后在电池的内部负极板的表面上生成一层白色而且坚硬的硫酸铅结晶体，用一般的充电方法（如三阶段直流充电法）不能把这一层白色的硫酸铅结晶体转化为活性的硫酸铅物质。这就是“硫酸盐化”，通常也称“硫化”。负极板硫酸盐化的地方就像罩上了一层坚硬的薄膜，使得里面的活性的物质不能继续参加充放电的电化学反应，导致负极板参加充放电的电化学反应面积大大减少，从而导致电池的失效。动力型VRLA铅酸蓄电池的“硫酸盐化”失效模式是最常见的，是普遍发生的。在动力型VRLA铅酸蓄电池的电池失效中，有70%--80%是电池“硫酸盐化”造成的。
动力型VRLA铅酸蓄电池的“硫酸盐化”表现特征是：在没有明显失水的铅酸蓄电池其电解液的密度低于正常值；充电时间大大缩短，充电时电压爬升的特别快，很短的时间就显示充电已充好，电量已满；充电时过早的产生气泡，严重时一充电就有气泡；电池发热厉害，温升加快；电池的容量大大降低；“一充电就到，一放电就光”是铅酸蓄电池的“硫酸盐化”典型特征。
（2）铅酸蓄电池产生“硫酸盐化”的原因
（2.1）电池长时期充电量不足或不能及时对使用过的电池充电
造成铅酸蓄充电量不足的主要原因有：
A充电器与电池不匹配造成电池充电量不足，有的充电器充电（如三段式充电器恒充电压）电压设置的偏低，可导致电池长时间充电不足；
B充电时间短造成电池充电不足，有的人见充电器的绿灯一亮就把掉充电器，没有对电池进行充分的浮充电；
C不能及时对使用过的电池充电，有的人一次性使用时间较短，电没用完，就不及时充电，电池用两三次（两三天或时间更长）后再充电一次；
这样会导致溶解在电解液中的硫酸铅（PbSO4）重新析出，沉积在电池的极板上形成电池的“硫酸盐化”
（2.2）电池长时期过量放电或小电流放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成硫酸铅（PbSO4）
电池经常欠电压（低容量）下使用，及易造成负极板的“硫酸盐化”；电池自放电严重，时间长了会使形成深放电，也会使电池负极板形成“硫酸盐化”。
（2.3）已放电或半放电状态的电池搁置时间过长
有的电池使用者不能正确认识和使用铅酸电池，对于长期不用的铅酸电池不能正确的定期充电，引起铅酸电池极板形成“硫酸盐化”。严重的会引起不可逆的“硫酸盐化”。
（2.4）电解液的浓度变高，成分不纯，也会引发电池的“硫酸盐化”。
（2.5）电池经常处于变化剧烈的温度环境下，也会引起铅酸电池极板形成“硫酸盐化”。
（2.1）条讲到的铅酸蓄电池失水，会引起电解液的浓度变高；在电解液中混入了其他金属离子或不利物质；从温度较高的环境里迅速的那到温度较低的环境下，会因为温度的降低使溶解在电解液中的硫酸铅（PbSO4）溶解度降低而沉积到负极板上；这些都会引起铅酸电池极板形成“硫酸盐化”。
（3）动力型VRLA铅酸蓄电池“硫酸盐化”的判断
（3.1）充电过程中：充电过程中电池的端电压上升很快，峰植很高，会出现单体铅酸蓄电池电压达2.8 V左右，六个单体组成一块的铅酸电池组电压达到16.2V以上，可判为电池的“硫酸盐化”。
（3.2）放电过程中：放电过程中铅酸蓄电池电池的端电压下降很快,电池的容量明显减少, 可判为电池可能“硫酸盐化”。
（3.3）电解液的检查:检查、测量电池的硫酸电解液明显低于正常值,可判为电池的“硫酸盐化”。
3：动力型VRLA铅酸蓄电池“正极板软化”, 产生原因及判断
（1）动力型VRLA电池“正极板软化“的表观现象
对故障电池在充电过程时，抽出一些电解液，观察电解液如果发现发红或发黑，严重的会是墨黑或呈现泥浆状，说明电池正极板已经软化。从正极板外观看，极板开始是坚硬的，随着不当使用及使用周次的增加，极板软化开始发生，发展，逐渐的变松软直到变成糊状。正极板的软化使得极板上的活性物质减少，极板上表面积下降，导致电池的容量大大下降。铅酸蓄电池正极板软化，活性物质的脱落是不可避免的。随着充放电周次的增加，极板上活性物质表面收缩，使小孔集聚增多，使大孔不断增加，破坏了正极板的结构，导致正极板的活性物质软化脱落。
（2）铅酸蓄电池“正极板软化”的原因
铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅，其本身结构不是很牢固，放电时生成硫酸铅。铅酸蓄电池正负电极充放电电化学反应式为：
正电极反应： PbO2 4H SO42- 2e = PbSO4 2H2O
负电极反应： Pb SO42- — 2e = PbSO4
电池的总反应：PbO2 Pb 2H2SO4 = 2PbSO4 2H2O
正向为放电反应，反向为充电反应。
硫酸铅的摩尔体积比二氧化铅大，放电时正极板上的活性物质体积会膨胀，一摩尔二氧化铅转化为一摩尔硫酸铅，其体积会增加95%。在使用过程中要反复的充放电，这样正极板就要反复的收缩和膨胀，致使正极板上二氧化铅粒子之间的相互结合能力逐渐下降，二氧化铅粒子之间的相互结合力逐渐松弛，从而导致正极板上的活性物质易于脱落。如果电池的放电深度较小，极板的膨胀、收缩的程度也会减小，结合力的破坏可以变缓慢。所以经常深放电、透支放电使用的铅酸蓄电池会因为铅酸蓄电池正极板软化而使电池的循环寿命大大缩短。铅酸蓄电池正极板的二氧化铅通常主要是由α氧化铅和β氧化铅组成。α氧化铅在正极板上通常尽量少参加电池的放电反应，这样能起一定的支撑作用。α氧化铅只能在碱性的环境中生成，在酸性的环境中只能生成β氧化铅，而铅酸蓄电池是在酸性的环境中工作的。如果α氧化铅一旦参加放电反应，再充电时只能生成β氧化铅，导致正极板软化，在充电析气时，α氧化铅会脱离正极板，部分溶解在电解液中，使电解液变黑。
A：大电流放电铅酸蓄电池正极板软化的原因之一
用在电动车上的动力型VRLA铅酸蓄电池在使用者超负荷（超负荷载人，载物）使用，上坡，启动使用时，电池的放电电流可达数十安培，电池正极板表面（更靠近负极板）的氧化铅参加反应快，深层的氧化铅反应后形成的局部硫酸已经转化为水，深层内缺少参加反应的物质——硫酸，而隔板中的硫酸扩散首先到达是极板的表面，所以电池极板表面的α氧化铅就参加了反应，再充电时只能生成β氧化铅，无法再生成α氧化铅；α氧化铅的减少导致正极板软化的发生和加剧。电动车上使用的动力型VRLA铅酸蓄电池可以说是长期工作在大电流放电下，所以电池正极板软化是常见故障及失效模式原因之一。
B：电池的深度放电是电铅酸蓄电池正极板软化的原因之一
电池的使用者不能正确的使用电池，如不能及时的给使用过的电池充电，经常欠电压（欠电压保护后的升压）下使用，欠电压下使用时，使电池正极板表面的β氧化铅接近用完，使得α氧化铅来参加反应，从而导致正极板软化。α氧化铅脱落到电解液后会游离到极板和隔膜上，会堵塞通孔，形成半通孔或闭孔，使硫酸的通道被堵塞，而被堵塞着的氧化铅不能参加了电池的充放电反应，造成电池的容量会明显下降，使得电池失效。
C： 电池充电时析出的气体使正极板软化
电池充电器与电池不匹配，转浮充电后，充电器的输出电压过高，导致电池经常处在过充电状态。充电过程中正极板孔隙中逸出大量气体，在极板孔隙中造成压力，在高电压作用下使活性物质脱落，形成正极板软化。所以，大量析气不仅仅会造成铅酸蓄电池的失水，而且也会使正极板软化。电池在失水以后，在充放电过程反应面积会减少，失去硫酸电解液部分的电极就不能参加电化学反应，电流会集中到没有失水和硫化的极板上，这就使得充电过程中通过极板的电流加大，会使电铅酸蓄电池正极板软化。
硫化同样会使在充放电过程反应面积减少，所以失水和硫化是导致铅酸蓄电池正极板软化的两个重要原因。
D电池充电器与电池不匹配使正极板软化
还有一种情况是充电器的输出电流过大，既使用输出电流大的充电器给小容量的电池充电，同样会造成铅酸蓄电池正极板的软化。
（3）铅酸蓄电池“正极板软化”的判断
A:电解液的观察: 抽出一些电解液，观察电解液如果发现发红或发黑，严重的会是墨黑或呈现泥浆状，可判断电池正极板已经软化。
B:电池正极板的观察:解剖电池,观察正极板,极板的表面积减少,失去坚硬感,变软,重量减轻,可判断电池正极板软化。
C:电池壳底部观察:观察电池壳底部有大量的活性物质的沉积物, 可判断电池正极板已经软化。
4.动力型VRLA铅酸蓄电池的“热失控”故障造成铅酸蓄电池的失效,产生原因及判断
铅酸蓄电池在充电时电流过大，特别是在充电后期充电器不能及时转浮充，使得电池发热量很大，发热严重时，析气压力很高，会导致铅酸蓄电池的塑料壳体受热变形、破裂致使铅酸蓄电池的失效。
（1）引起动力型VRLA铅酸蓄电池“热失控”故障的原因：
A:电池失水引起电池热失控
铅酸蓄电池严重失水后,电池中正负极间隔板会发生收缩变形,导致蓄电池正负极上的活性物质附着力下降，内阻增大, 导致在充放电过程中电池的发热量就会增大，电池的温度近而上升，使蓄电池的析气过电位降低，析气量又增大，正极析出的大量氧气通过内部“通道”在负极表面反应，又泽放出大量的热量，又使电池的温度大量上升，形成了恶性循环，这就是铅酸蓄电池的“热失控”。当. “热失控”的铅酸蓄电池内部温度达到或超过其塑料外壳材料的软化温度（热变形温度）时蓄电池就会产生“热变形”。在铅酸蓄电池中热容量最大的是电解液中的水，失水的电池，热容量会大大减小，产生的热量又使铅酸蓄电池的温度上升加速，进而加速电池的热失控。
B:单格电池提前失效故障，导致电池热失控
动力型VRLA铅酸蓄电池组使用过程中的失效，通常是某一块电池的某个单格电池的提前失效。电池充电时，在充电恒电压不变的情况下，提前失效的单格电池表现出电压不上升或上升很缓慢，延长充电时间，这就会使好的单格电池电压相对过高，还会使这块电池或整组电池因过充电而发热，导致了电池热失控。
C: 充电器与铅酸蓄电池组不匹配, 导致电池热失控
充电器的电压过高,高出铅酸蓄电池组规定值,使电池的析气量大大增加, 导致电池热失控。
D:电池的氧循环气路过于畅通, 导致电池热失控
铅酸蓄电池内部的氧循环气路过于畅通时,正极板析出的氧气直接作用到负极板上,进行氧循环，产生的热量不能及时的排出，导致电池热失控。
(2)动力型VRLA铅酸蓄电池“热失控“故障的判断
A：充电过程中：在电池充电过程中,电流先降后升,并伴有高热, 并充不进电或充进电量很少,可判断电池热失控。
B:电解液的观察: 电解液量明显减少, 充电过程中电池发热量大,电池壳体烫手很厉害,可判断电池热失控。
C:充电时电压的观察：充电时电池的充电时间大大超过正常规定的时间，电池的电压仍达不到充电终止值，而且电池壳体烫手很厉害，可判断电池热失控。
铅酸蓄电池修复机基本定义