赛能电池的失效模式

赛能电池的失效模式

赛能电池的失效主要分为 3 种模式：正极失效、负极失效、电池失水。

正极失效

（a）活性物质的软化和脱落。由于 PbSO4 和 PbO2 晶体之间的体积差异，正极在放电结束后会出现明显的体积膨胀（约 92%）。但在充电过程中，这类体积膨胀并不能有效恢复，这会降低 PbO2 与集流体之间的物理连接性。多次循环之后，正极活性物质会由于不断降低的结合力出现软化脱落的现象，导致正极性能衰减和电池失效。

（b）板栅腐蚀。铅集流体在正极的工作环境下的腐蚀过程是一个自然现象。但在长时间的浮充过程中（长时间析氧），较正的正极电势和增大的正极板栅表面酸度会加速集流体的腐蚀过程。

负极失效

负极表面的硫酸盐化问题是导致电池负极板失效的重要原因。PbSO4颗粒在负极的还原过程遵循着“沉淀-溶解”机理， 即放电产物 PbSO4 会首先溶解形成游离态的 Pb2+，Pb2+向负极表面扩散并在负极导电处与传导的电子相结合，发生还原反应并沉积在负极表面，形成活性物质 Pb 。

然而，负极放电所产生的 PbSO4 属于难导电材料且在硫酸溶液中溶解度低。此外，由于表面形成的 PbSO4 颗粒，比表面积较低的负极在放电后的导电面积会进一步降低。这使得负极的充电过程更为困难，充电结束后的负极仍会残留部分 PbSO4 颗粒。多次充放电循环容易引起 PbSO4 的累积。

电池失水

电池失水主要发生在长时间充电过程。赛能电池长期处于充电阶段会产生大量的氢气和氧气，造成硫酸浓度增大。水分的持续性减少导致部分电极活性物质与电解质溶液脱离。这不仅增加了电池的内阻，也降低了电池容量。同时，增大的电池内阻会在充电过程中引发过多的热量，进一步加速水分流失。这样的恶性循环会导致电池性能的快速降低，并造成电池失效。

4 阀控密封赛能电池（VRLA）