低温状态下铅酸电池的性能

低温状态下铅酸电池的性能

在严寒的冬季，有些用户反应铅酸蓄电池的使用不够理想，希望了解铅酸蓄电池低温状态下的各种工作状态。本文就低温对铅酸蓄电池的影响提出看法。

1.      温度对铅酸蓄电池极化的影响

在铅酸蓄电池充放电过程，存在电化学极化和浓差极化，大电流充放电主要受浓差极化的影响。铅酸蓄电池工作温度降至0℃以下充电，在充电初始负极板会发生严重的浓差极化，使电池充电接受能力被限制，进而造成电池充、放电随着温度的降低而明显减少。

2.      温度对电池容量的影响

同容量系列电池，以相同的放电速率（也可以理解为单位时间内放电电流大小），在一定环境温度范围内放电时，容量随温度升高而增加，随温度降低而减少，其原因有以下几点：

A.     电池电动势与工作温度有关

电池电动势是环境温度t的函数，而电动势温度系数为正值。所以，在较高的工作温度下放电，可以获得较大的电量。

B.     低温对负极活性物质利用率的影响

通常，电池在低温状态下放电，负极活性物质利用率极低。负极板铅极易变成小尺寸的晶粒，且小孔又易被冻结和堵塞，从而减少了活性物质利用率。更为严重的可能变成致密的硫酸铅层，使电池中止放电。这种现象称为钝化。

C.     环境温度和电池容量的关系的计算式

Ct=Ce×[1+K(t-25)]

式中：Ct——温度为t℃时的电池容量；

       Ce——温度为25℃时的电池容量；

      K——温度系数，与放电速率有关，当采用C／10放电时（C代表电池额定容量），K＝0.006／℃；当采用C／3放电时，K＝0.008／℃；当采用C／1放电时，K＝0.001／℃；

注：以TROJAN105电池为例，额定容量为185Ah（5小时率），在0℃环境温度下，若以平均37A恒流（C/5）放电，实际放电容量仅为148Ah，温度再降低实际容量还会显示减少。

3.     温度对电池内阻的影响

当环境温度降至0℃以下，温度每降低10℃，内阻约增大15％左右，因为硫酸溶液粘度变大，所以增大了硫酸溶液电阻，而加重了电极极化影响。蓄电池容量会明显减小。

4.     温度对充电的影响

低温下充电，浓差极化加剧，则引起充电效率的降低。另一方面上次放电的硫酸铅在低温下的饱和度，又使电池充放电反应阻力增加，因而进一步降低了充电效率。

5.     温度对电池存储的影响

由上表数据可以看出，将电池充满电有助于防止电池的凝固。建议寒冷地区日常放电只进行62%（或以下）放电。电池一旦凝固（或结冰），将对电池的极板和壳体造成不可修复的损害。

6.     放电速率对放电容量的影响

放电速率（h）

20 10 5 3 2 1

100 95 80 70 60 50

% 放电容量

      电池放电容量与放电速率关系：成反比——放电速率越大，容量越小。

   注：以TROJAN105电池为例，若以61.7A（C/3）放电，只能放出实际容量的70%（只有129AH）

7.     新电池

新电池只能释放出约75%的容量，在工作20-50个充放电循环后才能达到全部容量。

综上所述，由铅酸电池的结构特性决定，在低温状态下，电池的充电接受能力，充电效率，容量都会下降，若电动车辆负载过大（大电流放电），长时间大电流放电，电池的实际放电容量将会变得更小。这也是所有铅酸电池在冬季使用中不够理想的原因。另外冬季气温低时也不能过放电，否则随着电解液密度的下降会造成电池结冰，引起电池极板胀裂、粉碎，电池外壳鼓包等不可修复的损坏