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技術專文

圖一、負極板附著硫酸鉛 表一、容量檢測分析表

檢測手法 截止電壓判斷法 深度放電法

放電深度 依據使用者決定 需全容量放電(100%)

老化程度 傷害小 傷害大
檢測準確度 80%準確度 90%準確度
硫酸鉛 檢測時間 短 長

存電量硫酸變少而造成蓄存電量降 度 25℃時，使用壽命為 10 年，環
低。 境溫度 30℃時，使用壽命降為 8
年。
正極板劣化
初次放電時 放置2個月時 老化電池
正極板劣化的原因，可分為活性物
質的軟化、格子之腐蝕，及格子與 鉛酸電池健檢
活性物質介面之阻礙 (Barrier) 等三
才能有效對症下藥。影響電池『健 種。正極活性物質經由充放電，反
康狀態』病因包含 : 覆進行二氧化鉛之溶解與硫酸鉛之 現今鉛酸電池健康檢查方式分別為
析出，而凝聚成較大之空洞，且發 電池容量、內阻、極柱等檢測方式。
電解液水分減少 [2,3] 展成膠質狀 (Colloidal) 組織。若膠
質狀組織與活性物質微粒結合，此 電池容量檢測 [5,6]
電池充放電能量大小是會直接影響
時活性物質轉變成非活性化而降低
電池的健康狀態。公式 1 為電池 電池能力衰退快與慢取決於電池使
放電容量。
反應化學式，電池充、放電化學反 用環境與方式，而有不同生命週
應會消耗到鉛酸電池中電解液的 影響『電池壽命』因素包含： 期。並且根據 IEEE-Std 1188 建議，
水份，因反應效率並不完全，部份 當電池容量降至原容量 80% 時進
水會以氣態直接經由排氣栓排出電 電池放電深度 行電池汰換，若再繼續使用可能會
池外，使電解液中水分逐漸減少。 有電池快速劣化風險。而容量的檢
鉛酸電池的循環壽命最大影響因
另外當電池放電時，或電池溫度較 測方式分兩類：截止電壓判斷法、
素 就 是 放 電 深 度 (DOD, Depth of
外界溫度為高時，亦可能發生水蒸 深度放電，兩者檢測方式差別與優
Discharge)，當放電深度越深時，
氣滲透電解槽壁面，而洩漏至電池 缺點分析如 表一，其中深度放電法
電池所能循環使用次數便越少，其
外。 雖然可以得到較準確的電池狀態但
關係如 圖二所示，此圖以鉛酸電池
相對傷害較高，若非必要準確電池
正極 電解液 負極 CSB (HRL12390W) 型號作範例，
PbO 2 + 2H 2 SO 4 + Pb (放電) 全容量健康狀態，不建議以此方式
→ 當放電深度為 50% 時，循環使用
二氧化鉛 硫酸 鉛 ← 做檢測。
(充電) 次數約為 400 次，當放電深度為
正極 電解液 負極 100% 時，循環使用次數便降至約 內阻檢測
( 公式 1) 為 200 次。
PbSO 4 + 2H 2 O + PbSO 4
硫酸鉛 水 硫酸鉛 電池一般的失效模式是極板格子
環境溫度 體腐蝕，極板活性物質劣化和電
負極板硫酸化 [4] 解液乾涸，這些情況都會影響電
電池定電壓充電狀態下，周遭溫
池內阻。如果電池內阻比初始增加
負極板生成白色粗晶粒硫酸化之現 度過高時會加速電池內部材料的
30%，該電池便應該再進行檢驗
象，稱為硫酸鉛結晶或極化，如 惡化，導致電池壽命縮短。但若
以確定其原因，必要時可對該電池
圖一，當鉛酸電池未能加以完全充 低溫充電狀態下會有氫氣產生，使
或系統進行容量試驗以保證其可靠
電，平常又在部份性放電狀態下使 內部壓力增大，也會導致壽命縮
性。
用時，最容易產生。硫酸鉛結晶覆 短。一般而言，電池的工作溫度在
蓋極板將使化學反應的面積減少， 20℃到 25℃為最佳環境。其關係
極柱檢測
造成內部電阻增加。內部電阻增加 如 圖三所示，此圖以鉛酸電池 CSB
是發熱的原因。此外硫酸鉛形成硫 (HRL12390W) 電池壽命與溫度的 電池正、負極柱檢測會使用瞬間大
酸鉛結晶將使硫酸濃度降低，因儲 關係作為解說，電池操作於環境溫 電流（如 5C/1 秒放電），在維持

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