低溫狀態(tài)下鉛酸蓄電池的工作狀態(tài)及其對(duì)策在嚴(yán)寒的冬季，很多鉛酸蓄電池的用戶分別提出要求，希望了解鉛酸蓄電池低溫狀態(tài)下的各種工作狀態(tài)。本文摘錄了徐曼珍的文章，供網(wǎng)友參考。一、低溫狀態(tài)下電池的工作狀態(tài)
1、溫度對(duì)鉛酸蓄電池極化的影響
在鉛酸蓄電池充放電過程，存在電化學(xué)極化和濃差極化，兩種極化作用，參數(shù)用交換電流密度i0和工作電流id來表征。若i0小，則濃差極化作用大；又若i小，則電化學(xué)極化作用大。
正極交換電流密度i0約為3.2×10（－4）A/cm2,負(fù)極交換電流密度約為5×10（－6）A/cm2。所以電池工作電流密度i若小于交換電流密度i0，電池的電化學(xué)極化影響會(huì)增大，尤其嚴(yán)重的是負(fù)極板的電化學(xué)會(huì)更嚴(yán)重。倘若電池工作電流較大，達(dá)到id＞i0，電池中濃差極化嚴(yán)重，則大電流充放電受濃差極化的影響。
試驗(yàn)表明，鉛酸蓄電池工作溫度降至0℃以下充電，在充電初始負(fù)極板會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的濃差極化，使電池充電接受能力被限制。
2、溫度對(duì)電池容量的影響
同容量系列電池，以相同的放電速率，在一定環(huán)境溫度范圍內(nèi)放電時(shí)，使容量隨溫度升高而增加，隨溫度降低而減少，其原因有有以下幾點(diǎn)：
a. 電池電動(dòng)勢(shì)與工作溫度有關(guān)
電池電動(dòng)勢(shì)是環(huán)境溫度t的函數(shù)，而電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)為正值。所以，在較高的工作溫度下放電，可以獲得較大的電量。
b. 低溫對(duì)負(fù)極活性物質(zhì)利用率的影響
通常，電池在低溫狀態(tài)下放電，負(fù)極活性物質(zhì)利用率極低。如閥控密封蓄電池在－10℃環(huán)境溫度下放電時(shí)，負(fù)極板容量?jī)H達(dá)35%額定容量。
在低溫工作條件下，負(fù)極板海綿鉛極易變成小尺寸的晶粒，且小孔又易被凍結(jié)和堵塞，從而減少了活性物質(zhì)利用率。假若海綿狀狀可能變成致密的硫酸鉛層，使電池中止放電。這種現(xiàn)象成為鈍化。
電池在放電過程，兩級(jí)活性物質(zhì)逐漸形成硫酸鉛，這種硫酸鉛隨放電時(shí)間增加而逐步向電極深處擴(kuò)展，從而活性物質(zhì)中的微孔變窄，同時(shí)電極區(qū)至反映區(qū)距離增大，又使擴(kuò)散速度變小。這樣部分小孔被堵塞，被堵塞的小孔內(nèi)部電解液很快變稀，所以在低溫下這種小孔發(fā)生凍結(jié)。溫度越低，小孔堵塞現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致活性物質(zhì)利用率降低。
c. 溫度對(duì)正極活性物質(zhì)利用率的影響
閥控式密封鉛酸蓄電池在－10℃環(huán)境溫度下放電，正極活性物質(zhì)的容量可達(dá)75％，說明其活性物質(zhì)的利用率高于負(fù)極板。依據(jù)試驗(yàn)得出，正極板溫度系數(shù)的容量為負(fù)值，使其在低溫下具有較高的電極電勢(shì)，因而在低溫下正極放電率大于負(fù)極。這樣在負(fù)極生成致密層硫酸鉛之前，正極的氧化鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛的過程便已結(jié)束。所以正極的低溫下不生成細(xì)密小尺寸硫酸鉛晶粒。換言職，即使在惡劣的條件下放電，也不發(fā)生“鈍化”現(xiàn)象。
d. 高溫對(duì)電池容量的影響
在環(huán)境溫度10～45℃范圍內(nèi)，鉛蓄電池容量隨溫度升高而增加，如閥控密封鉛酸蓄電池在40℃下放電電量，比25℃下放電的電量大10％～15％。因?yàn)樵谳^高溫度條件下放電，電解液粘度降低，從而減小了濃差極化的影響。同時(shí)電池電動(dòng)勢(shì)也升高，在兩者綜合影響下，使電池發(fā)電量增加。
若環(huán)境溫度40℃～45℃條件下放電，則電池容量明顯減小。因?yàn)檎龢O活性物質(zhì)β氧化鉛到達(dá)極限破壞溫度，即結(jié)構(gòu)遭到破壞，變?yōu)榇罂椎目锥聪喾指畹牧Ｗ蛹象w。這種物質(zhì)若放電轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U，其顆粒間形成電氣絕緣。所以電池容量反而減小。
e. 環(huán)境溫度和電池容量的關(guān)系的計(jì)算式
依據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，閥控式密封鉛酸蓄電池放電時(shí)，若溫度不是標(biāo)準(zhǔn)溫度（25℃），則需將實(shí)測(cè)電量換算成標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際電量，Ce，即
Ce=Cr/[1+K(t-25)]
式中：C r——非標(biāo)準(zhǔn)溫度下電池放電量；
       t——放電的環(huán)境溫度；
       K——溫度系數(shù)，10小時(shí)率容量試驗(yàn)時(shí)K=0.006/℃，3小時(shí)率容量試驗(yàn)時(shí)K=0.008/℃，2小時(shí)率容量試驗(yàn)時(shí)K=0.0085/℃，1小時(shí)率容量試驗(yàn)時(shí)K=0.01/℃。
例如：一個(gè)標(biāo)稱10AH的電池，以2小時(shí)率放電，在不同的環(huán)境溫度條件下按照1式計(jì)算，電池容量如表1。
表1 在不同溫度下電池的容量
溫度（℃） -25    －20    －15    －10 －5    0       5
容量(Ah)5.756.186.67.037.457.888.3
  
          10        15       20       25        30       35       40
8.739.159.581010.4310.8511.28
實(shí)測(cè)電池容量，在－10℃條件下接近于準(zhǔn)確，在－10℃以下時(shí)，容量下降比表1的數(shù)值還要低。
3、溫度對(duì)電池內(nèi)阻的影響
在0℃～30℃環(huán)境溫度下放電，電池的內(nèi)阻隨溫度升高而降低，反之電池溫度降低時(shí)，電池的內(nèi)阻逐漸增大，電池內(nèi)阻與溫度呈直線變化關(guān)系。所以電池放電工作溫度在0℃～30℃范圍電解液的導(dǎo)電性好，同時(shí)電解液中氫離子和硫酸根離子向活性物質(zhì)擴(kuò)散速度也較高，不僅僅改善了濃差極化影響，又使電極反應(yīng)速度提高，進(jìn)一步改善了電化學(xué)極化的影響，所以蓄電池放電量增多。
當(dāng)環(huán)境溫度降至0℃以下，溫度每降低10℃，內(nèi)阻約增大15％左右，因?yàn)榱蛩崛芤赫扯茸兇螅栽龃罅肆蛩崛芤罕入娮?，而加重了電極極化影響。蓄電池容量會(huì)明顯減小。
4、溫度對(duì)充放電的影響
反復(fù)進(jìn)行放電和低壓恒壓充電時(shí)循環(huán)，初期由于電池存在熱傳導(dǎo)，所以溫度并不高，若反復(fù)地進(jìn)行充放電循環(huán)，電解液溫度會(huì)十分高。
倘若在低溫下充電，擴(kuò)散電流密度明顯減小，而交換電流密度減小不多，所以濃差極化加劇，則引起充電效率的降低。另一方面上次放電的硫酸鉛在低溫下的飽和度，又使電池充放電反應(yīng)阻力增加，因而進(jìn)一步降低了充電效率。
倘若電池在10℃以上的環(huán)境溫度下充電，極化作用明顯減小，硫酸鉛溶解速率和溶解度都可提高，加之在較高溫度下氧擴(kuò)散速率也增大，在這些在綜合因素影響下使電池充放電效率提高。
由于低溫下的充電能力是與充電前電池狀態(tài)有關(guān)。試驗(yàn)表明，如在－18℃下要獲得最高的充電效率，要求上次放電做到：
（1）低溫快速放電。
（2）放電到充電之間的開路存放溫度越低越好。在這種條件下生成的硫酸鉛顆粒最小，而且又來不及重新結(jié)晶長(zhǎng)大，所以一旦被充電時(shí)，硫酸鉛具有較大的溶解速率。