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温度如何影响铅Discover酸电池?

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点击次数:88 更新时间:2025年09月15日10:13:41 打印此页 关闭

众所周知,当以较高的温度运行时,所有的铅酸电池都会有更短的寿命。无论是什么类型的铅酸电池,无论由谁制造,情况都是如此。这个效应可以用阿伦尼乌斯方程来描述。

斯万特·阿伦尼乌斯是一位瑞典科学家,他发现Discover铅酸电池的寿命受温度变化的影响。他确立了温度每上升10ºC,电池寿命就会减半。因此,例如,如果在15ºC时寿命为30年,那么在25ºC时寿命将为15年。该方程还表明在5ºC时寿命将为60年,但不幸的是,当电池非常老化,通常超过30年时,其他因素也会发挥作用,阿伦尼乌斯方程仅在大约15ºC到40ºC之间的运行电池中有效。

为什么寿命缩短了?有很多相互作用的电化学效应,但主要原因之一是,对于浮充充电器施加到电池上的任何恒定电压,都会有一个相应的浮充电流。如果提高温度,铅酸电池会接受更多的电流,如果我们认为正常寿命的结束是由于极板的腐蚀,那么温度每增加10ºC,寿命将减半,因为电流会增加一倍。还表明,通过容器壁的水蒸发现象会发生,如果温度增加,那么蒸发也会增加。这可能导致某些VRLA AGM和VRLA GEL类型的电池干燥。然而,这是一个复杂的主题,不能简单地计算和应用来预测寿命。无论如何,优质铅酸电池通常不会因干燥而失效。对于有通风口的类型,干燥无关紧要,我们可以使用阿伦尼乌斯方程来估算在操作温度与设计温度不同的情况下的寿命。

在欧洲,当以20ºC的恒定温度运行时,通常会注明电池的寿命。如果温度为10ºC持续3个月,这不会使整体寿命减半,只会减少预期20ºC寿命的百分比。然而,如果在整个寿命期间不是以20ºC而是以21ºC运行,寿命将减少近10%。
当我们谈论寿命时,我们也必须小心区分“设计寿命”和“实际寿命”。
VRLA AGM 电池的额定寿命可能为 10 年,但在 20ºC 恒温连续运行的情况下,实际寿命将更接近 8 年。同样,一些高性能的 Planté 电池被报价为额定寿命 25 年,但有许多这种类型的电池在超过 30 年后仍在服务中。我们所知道的是,在较高温度下运行会缩短铅酸电池的寿命。

我们还应考虑电池的配置和热管理。例如,如果电池被安排在一个6层高的支架上,底部和顶部的电池之间可能会有5ºC的温差。如果所有电池单元或模组都在同一串中,底部和顶部的电池的衰老情况会基本相同。这是因为整个电池的浮充电流会是一样的。然而,由于电池只有部分处于较高温度,浮充电流不会遵循阿伦尼乌斯方程。尽管如此,电池的寿命仍然会减少。

电池置于机柜内时,热管理尤为重要。理想情况下,应使用 runner 而不是架子,并且如果使用架子,应将其打孔以允许空气垂直流动。电池或单体应错开,以确保每个侧面的单位之间至少有 10 毫米的间隙。 机柜内应提供槽或孔,以便循环空气从机柜底部流过电池,并在与入口点相对的顶部流出。 这也有助于去除产生的易燃气体氢气。 在电池室内使用空调时,必须确保足够的气流,以防止电池顶部和底部之间的温度梯度。 在任何情况下和所有安装中,电池顶部和底部的单元温度差异不应超过2ºC。

如果电池暴露在特别高的温度下或者散热管理不佳,电池可能会进入热失控。如果发生这种情况,整个电池将被破坏。热失控可能在非常短的时间内发生,安装新电池系统仅几周后就有报告案例。

建议使用温度补偿充电设备以尽量减少热失控的风险。降低浮充电压能在一定程度上减轻容量损失,但不能完全消除影响。用户应咨询电池供应商以获取详细信息。

下面的图表可用于估算在不同操作温度下使用浮式系统时的寿命。该图表可用于估算不同每日或每月操作温度的影响。例如,一天在30ºC的温度下操作相当于两天在20ºC的温度下操作。

下面是一个在不同温度下估算寿命的例子。

示例:
根据IEC 60896,电池的设计寿命为12年,典型的运行温度如下图所示:注意:12年 = 4380天。

图像 1

以上可以近似为每月平均如下:
从下面的图表中我们可以看出,电池每岁会老化437天,而不是365天。
因此,电池的寿命将是4380 / 437 = 10年,而不是12年。

图像 2

图像 3

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