电池老化原因探讨

(1)       深度放电：放电深度越深，会减少电池的寿命，甚至损坏无法使用。

为了电池安全角度考量下，不得不做容量测试。

(2)       大电流放电：使用较大的放电电流，会缩短电池的使用寿命。这可以用电极铅板的腐蚀和截面积来加以解释，一般而言，铅酸电池的自然损坏是由於正电极铅板的腐蚀，而使电流流动的截面积变小，所以在大电流放电时，需要更大的铅板面积来提供如此大的电流流动，但当铅板的截面积已不足够让放电电流流过时，便会影响电池的寿命。

为了使用安全角度考量下，不得不做大电流放电测试。

(3)       大电流充电：使用大电流充电，产生的气体超过一定量时，会超过电池本身能吸收的速率，使内压上升，气体从安全阀排出，导致电解液被大量消耗，而减少电池的寿命。

在定电压充电模式下，充电电流会随著电池充饱的程度而降低，当电池池充饱后，充电器自动进入浮充(Float charging)模式，让电池保持在充饱的状态。此法在充电初期时，因电池端的电压较低，造成初始充电电流过大，因而容易使电池的极板损坏及蓄电池本身温度升高，以致缩短蓄电池的寿命过度充电：若电池已经过度充电时，其各组成要件(极板、隔离板等)都将因电解液之氧化作用而受损。

(4)       环境温度之影响：电池的环境温度会对其寿命造成影响。若以定电压充电，周遭温度过高时会加速电池内部材料的恶化，导致电池寿命缩短。太低温充电会有氢气产生，使内部压力增大或电解液减少，导致寿命缩短。

一般而言，富液式电池的工作温度在20℃到40℃为最佳环境。

贫液式电池(含AGM或GEL)的工作温度在20℃到25℃为最佳环境。

电池劣化

(1)       铅酸电池不管进行充放电或浮充时，都会造成正极板水分减少之干涸，或负极板之硫酸化。

(2)       正极板劣化的原因，可分为活性物质的软化、格子之腐蚀，以及格子与活性物质介面之阻碍(Barrier)等三种。正极活性物质经由充放电，反覆二氧化铅之溶解与硫酸铅之析出，而凝聚成较大之空洞，且发展成精致之胶质状(Colloidal)组织。此一过程电流以低电阻流通至活性物质之表面，同时从可确保硫酸扩散的通路来看，是一理想的构造，但是若形成此一胶质构造之活性物质微粒结合，逐渐变弱的同时，活性物质变成非活性化而降低放电容量。

(3)       铅酸电池的电化学反应式如下图：因在整个铅酸电池的充、放电过程中的化学反应式中，都会消耗到铅酸电池中电解液的水份，因密闭反应效率并不很充分，过多的气体，会直接经由排气栓排出电池外，使电解液中水分逐渐减少。另外，当电池放电时，或电池温度较外界温度为高时，亦可能发生水蒸气渗透电解槽壁面，而逃逸至电池外面。

(4)       负极板之硫酸化，当铅酸电池未能加以完全充电，平常又在部份性放电状态下使用时，最容易产生。特别在下层因高比重，经由电解液之成层化，将发生极板之硫酸化，且在极板下层将生成不易充电之较大硫酸铅结晶，导致容量下降。

电池劣化常用的三种判断

(1)       离群电压：当电池使用在串联模式时，由於电池本身的特性不一致，导致电池在充放电的循环使用以后会产生更大的不一致性，造成有些电池过度充电而有些电池会充电不足的现象，因而加速电池的损坏。一般12V电池的浮充电压是设定在13.5±0.2V，电压过低时会造成电池效能衰退，容量降低。电压过高时会造成极板过电压急遽升高，造成气体快速产生，此时若气体重反应速率小於气体产生速率， 造成气体循环效率降低，电池内压力升高，气体经由排气阀逸出，因此在浮充电压必须控制在过电压气化点以下， 即控制气体生成速率，以免造成电池结构因内压过大而裂开或造成水份之散失，因而降低电池之使用寿命。

(2)       浮充内阻：VRLA电池一般的失效模式是极板格子体腐蚀，极板活性物质劣化和电解液干涸。不寻常的失效模式是导电路径劣化和电解液过度干涸。这些情况都会影响电池和增加电池的内阻。如果电池内阻比新的时候增加了30%，该电池便应该再作试验以确定其原因，必要时可对该电池或系统进行容量试验以保证其可靠性。

(3)       电池容量：电池系统每两年必须进行一次负载下的电池容量试验，最理想的是和原始安装时验收的结果接近。一但发现电池达到额定容量之85％时必须进行每年的容量测试。