发电机组蓄电池电解液饱和度的影响

电解液饱和度为发电机组蓄电池关键性参数，主要指充满电状态电解液填充发电机组蓄电池隔板孔率的值。电解液饱和度是影响发电机组蓄电池电池内部氧复合的关键因素。机组电池内部氧复合是指正极产生的氧气通过隔膜中的空岛扩散到负极，与负极中的铅进行符合。电解液的饱和度决定着隔膜中可供氧气通过的孔道数量，会影响氧气通过隔膜的难易程度，直接影响氧复合反应速率。由于负极氧复合需要逆向的充电电流，这会使得负极的电压向正方向偏移，在恒压条件下会导致正极处于更高的浮充电压。当电解液饱和度较大时，隔膜中氧气通过的孔道较少，氧复合程度较低，会造成正极电压偏低，正极充电不足，氧气在蓄电池内部聚集，压力增大，最终通过气压阀跑出，增大电池失水率。当电解液饱和度较小时，隔膜中的氧通道较多，氧气复合程度较高，同时会引起浮充电流增大，正极板更容易受到腐蚀变形。


不同电解液饱和度发电机组蓄电池在高温浮充加速老化试验中的浮充电流、失水率、电导及C容量变化曲线。电解液饱和度较低的机组电池浮充电流较大，内部氧复合反应速率较高。而饱和度较大或者是富液状态下的蓄电池由于隔膜中氧气孔道被电解液堵塞，氧复合反应速率小，浮充电流较小。90%的饱和度的电池具有最大的浮充电流，100%饱和度的电池次之，105%饱和度的电池初始浮充电流值最小。


从失水率曲线看，105%饱和度的发电机组蓄电池由于氧复合反应较差，大量气体通过安全阀跑到蓄电池外部，初始失水较为严重。循环一段时间后，由于失水电池内部饱和度下降，氧复合反应逐渐增大，电池失水速率减小，相应的浮充电流也同时下降，接近于100%电解液饱和度的电池。饱和度低的蓄电池在较大的浮充电流环境下运行，会引起电池正极板栅腐蚀加剧、活性物质软化以及负极硫酸盐化等问题，从而导致发电机组蓄电池容量迅速衰减，电池失效。饱和度为90%的发电机组蓄电池60℃浮充耐久性试验在3个循环周期后，电池的C,容量已经衰减到80%以下。而饱和度为100%的电池和105%的电池60℃浮充耐久性试验循环周期分别可以达到9次和10次。


电解液饱和度是影响发电机组蓄电池浮充寿命的一个重要因素。当电解液饱和度过低时，发电机组蓄电池内部氧复合过大，容易引起电池板栅腐蚀，活性物质失效，从而降低电池寿命。当电解液饱和度过高时，会引起发电机组蓄电池氧复合减小，失水增大，在循环一定时间后，发电机组蓄电池饱和度能够自动调节至正常范围。但是，过高的酸饱和度会使得电池中存在大量的游离酸，增大电池酸雾产生以及漏酸的风险。因此，应尽量通过计算以及多次验证保证电解液添加量处于最佳状态，一般饱和度在100%±2%为宜。