图6 蓄电池充电
2.5 蓄电池容量下降原因
电池池失水、硫酸盐化、极板腐蚀、正极板腐蚀和泥化脱落等情况会导致电池容量下降或者提前失效。
1）电池失水
电池充电后期存在副反应，电解水反应导致气体析出，水分损失一定程度后，内阻增大，电池容量下降，图7
图7 电解液浓缩导致容量下降
导致电池失水原因：充电电压过高；充电电流大；电池内部温度高；运行环境温度高；电池密封不良（安全阀、端子、槽盖）；壳体裂纹等。
2）硫化
负极板的表面附着一层白色坚硬的硫酸铅结晶体，充电后依旧无法转化为活性物质，简称“硫化”，图8
图8 极板硫化
硫化的原因：蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，部分PbSO4溶解后析出并在极板结晶形成硫化；电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化后硫化；长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4。
3）极板腐蚀
电池极板发生腐蚀，导致电池失效。
极板栅腐蚀的因素：参数设置不合理，充电电压过高，电池过充电，板栅腐蚀速率越快。电池使用环境温度过高，腐蚀速度加快。电解液密度越高，板栅腐蚀速率越快。板栅合金材质不纯，或铸造工艺不合理，板栅内部存在气孔。板栅厚度设计太薄，设计板栅厚度应高于3.0 mm。
4）热失控
电池工作环境温度过高或充电电压过高，没有配置温度补偿功能，蓄电池内部温度升高，电池内阻下降，充电电流又升高，电池内阻进一步降低，形成恶性循环。
引起电池热失控的原因：环境温度过高；电池参数设置不合理，导致电池过充电。安全阀失效，电池内部压力过大。
5）正极板泥化脱落
泥化原因：电池充放电过程中，正极活性物质在PbO2和PbSO4之间转化。正极反应物的体积变化，PbSO4体积是PbO2体积的2.68倍。正极活性物质是非常坚硬的网络结构，正极活性物质的体积在不断反复收缩和膨胀，就使二氧化铅粒子之间的相互结合逐渐减弱，造成正极活性物质泥化。
影响因素：频繁放电，加速正极活性物质的体积膨胀和收缩，从而导致电池极板的快速软化。参数设置不合理，电池过充电或过度放电，正极活性物质体积变化过大，加快活性物质软化速率，提前失效。
三、铁锂电池
磷酸铁锂电池简称铁锂电池，采用橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子可以通过而电子不能通过，右边是由石墨组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电解质，电池由金属外壳密闭封装，如图9。电池在充电时，正极中的锂离子通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子通过隔膜向正极迁移，锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的
图9 铁锂电池结构图
3.1 电池充电
充电时，锂离子在电场力的作用下，从磷酸铁锂晶体表面，进入电解液，穿过隔膜，再迁移到石墨晶体的表面，然后嵌入石墨晶格中。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后，磷酸铁锂转化成磷酸铁，过程如图10
