在阀控密封式铅酸蓄电池的密封结构中,除槽盖密封、安全阀密封外,端子极柱密封也是保障铅酸蓄电池的密封性能与安全性的一项重要措施。如果端柱密封性能欠佳,铅酸蓄电池在长期使用过程中,会出现端柱爬酸、漏液现象。端柱爬酸、漏液将造成电池架、连接线及相关配套电源设备腐蚀,环境污染,电池水耗加剧等问题。若长期得不到处理,不仅影响铅酸蓄电池寿命,而且容易引发安全事故。本文中结合产品设计结构与生产实际,对端柱结构进行了系统性分析,提出了改善端柱密封性能的有效措施。
阀控密封式铅酸爬酸漏液是指电解液(硫酸溶液)沿电池端柱表面向上迁移并析出结晶的现象。其原理主要涉及电解液的毛细作用、电化学腐蚀及气体析出。若端柱位置密封不良,在充放电过程中,电解液受内部压力变化影响,会通过端柱与密封材料的微小缝隙渗出。同时,电池充电时电解水产生的氢气和氧气会携带酸雾逸出。当气体在端柱表面冷凝时,酸液被吸附并逐渐爬升。此外端柱金属与硫酸的化学反应会生成硫酸盐等腐蚀产物。这些物质具有吸湿性,会进一步加剧酸液迁移。根据铅酸蓄电池双极硫酸盐化理论,在放电过程中正极由 PbO2 转化为 PbSO4,同时负极由 Pb 转化为 PbSO4,而在充电过程中,正极由 PbSO4 转化为 PbO2,同时负极由 PbSO4 转化为 Pb。充放电过程中,在蓄电池的正、负极,由于反应前后生成的产物不同,物质的体积发生了变化。负极上 Pb—PbSO4—Pb 转变的过程中,负极体积在放电时由小变大,充电时又由大变小,而且前后体积变化很大,所以负极端子更容易发生爬酸。相对负极来说,正极上 PbO2—PbSO4—PbO2 转变过程中,体积变化小一些,所以产生端子爬酸的风险也小。