低溫對雙登蓄電池將產生如下影響,其中最敏感的當數其放電容量、循環壽命和充電接受能力,均將隨環境溫度降低而陡降。
1.低溫使放電容量猛跌
當環境溫度偏離標準溫度而降低時,不僅降低了反應離子擴散速度和電極的交換電流密度,也降低了硫酸的溶解度、溶解速率、電解液的電導率和增加了粘度,從而導致了低溫時雙登蓄電池放電容量的降低。電池的貧液狀態及其電液高比重會使上述形態更加嚴重。
2.低溫使充電接受能力衰變
負極在零度以上溫度時是控制電極,由于氧復合的去極化作用,而勿需活化;但在低溫充電(例如-20C)時,卻有一類似活化的過程,且需5~10個循環才能達到穩定的低溫充電容量。可見,低溫使雙登蓄電池負極變為受控極,并使充電接受能力變差。典型充電試驗表明,負極低溫充電接受能力平均不到常溫時的50%。
3.低溫使循環壽命陡降
低溫充電時,電池負極的極化電位增大和析氫負反應的增加,使多孔電極向平面電極性質發展,破壞了良好的導電網絡結構;同時,正極在低溫的充放電過程中PbO2與PbSO體積變化大,產生了極大的內應力,活性物質也在高電位下產生了較高氧壓;而雙登蓄電池的嚴密封、緊裝配使上述反應更加強烈。它們的聯合作用,加劇了受低溫影響本已收縮并漸變疏松的活性物質從板柵上松動脫落。這將帶來下述后果:①其金相組織導電網絡結構受到一定破壞,成流面積減少,導電率下降;②電極的結構孔隙被堵塞,多孔電極向平面電極的發展,致使電解液傳輸特性變差;③由于正、負極的活性物質脫落,將造成高氧復合率的正、負極活性物質的配比失衡。這不僅使參與充、放電反應活性物質減少,而且還造成氧復合率大幅度下降,上述情況將隨溫度下降而愈趨嚴重。其危害是,不僅加速了容量的下降,而且更為嚴重的是導致充放電循環壽命陡降,有資料稱,低溫-20℃時電池的循環壽命僅為常溫的1/10。
此外,溫度降低,還將使其終止電壓下降。這種情況在較大電流放電時更為明顯。如
雙登蓄電池GFM-300在20℃以10小時率放電時終止電壓為1.80V,在環境溫度降低到-20℃時,容量下降(為61%)的同時,終止電壓降低為1.75V;若以1小時率放電,20℃時終止電壓為1.8V;在-20℃放電容量僅為38%,其終止電壓則為1.60V。
