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近年來,閥控式鉛酸蓄電池已經廣泛應用于各種大型數據中心作為大型UPS的后備電源。影響閥控式鉛酸蓄電池的壽命因素很多,其中,負極匯流排腐蝕容易被忽視,但是它所產生的后果卻往往是嚴重的。本文從負極匯流排腐蝕的危害、產生的原因和腐蝕機理進行探討，以引起對負極匯流排腐蝕問題的重視，并尋找出其有效的解決方法。
1 負極匯流排腐蝕現象及其原因
(1)負極匯流排腐蝕的現象與危害
負極匯流排腐蝕(Negative group bar corrosion,NGBC)指的是友聯電池的負極匯流排脫落或斷裂引起友聯電池失效。
負極匯流排腐蝕主要發生在友聯電池連續充電期間(浮充電期間),因此其發生時間往往是在電池使用15～48個月之內。由于負極匯流排的腐蝕期比較長,這會導致電池失效不能被及時發現,往往會出現電池突然失效的情況,由此造成的損失是不可挽回的。
經友聯電池解剖后發現,匯流排的腐蝕為非均勻性腐蝕,匯流排出現了腐蝕裂縫,甚至斷裂。腐蝕的產物為針狀結構物質,外表為白色粉末。
其主要表現為:
①索潤森電池使用期限超過18～20個月;
②容量突然偏低,尤其在高倍率放電時;③浮充電壓偏高;
④開路時的內阻偏高,電壓偏低;當有以上幾個表現時,電池有發生匯流排腐蝕的可能性。在分析具體失效原因時,需要對電池進
行解剖,才能更加準確地判斷是否發生了負極匯流排腐蝕。
(2)引起負極匯流排腐蝕的原因
負極匯流排常出現在閥控式鉛酸友聯電池中,而產生的原因主要有以下幾種:
①失去匯流排陰極防腐保護
由于“陰極腐蝕保護”的存在,電池在浮充期間負極板柵以及與其相連的極耳、匯流排等導電部件都不會被腐蝕。因為,在Pb/PbSO4平衡電位下,在此電位區間內Pb是穩定的,負極不會產生Pb 2。要保持這種平衡狀態,必須將匯流排與極耳浸沒在電解液之中。
然而,閥控索潤森電池是電解液固定的,匯流排不能浸在電解液中,使得負極匯流排由于失去“陰極腐蝕保護”而被腐蝕。
②匯流排中摻雜的雜質
當匯流排合金中摻雜著過多含量的雜質后,則會降低匯流排的合金Pb/PbSO4的過電位,使得負極匯流排腐蝕加劇。
③多孔的鉛基結構
多孔性的鉛基結構會使電解液滲入到匯流排與極耳之中,由于負極失去了“陰極腐蝕保護”的作用,使得腐蝕現象不僅發生在匯流排的表面,而且發生在匯流排內部。
④焊接的不均勻性
手工焊接的不均勻性,產生內部結構的不均勻性,同時,合金成分也會發生不均勻性問題。結構和成分的不均勻性會嚴重導致匯流排的整體電位的不一致,從而導致了匯流排發生腐蝕。另外,手工焊接是非整體焊接技術,在匯流排與極耳之間存在著間隙,而往往沿著這些間隙發生腐蝕,使得匯流排腐蝕而斷裂。
2 負極匯流排腐蝕機理解析
閥控式鉛酸友聯電池的電解液固定,電解液爬升到匯流排表面的距離也將大大伸長,而匯流排表面的氧氣加劇了氧化還原反應,使得原先的陰極腐蝕保護失去作用。圖2給出了負極匯流排腐蝕機理的解析圖。
區域(1)
Pb相對于電解液膜的電位低于Pb/PbSO4的平衡電位。此時,鉛的價態是穩定的,在此區域內只會發生由正極擴散過來的O2與H 離子之間的氧化還原反應,見式(1)
氧還原 O2 4H 4e-→2H2O(1)
由于匯流排或者極耳處發生了氧化還原反應,因此,沿著電解液潤濕膜產生了相應的電流,在此區域內產生了一個電壓降,從而導致了電位沿著電解液膜上部電位向較負的電位偏移。
區域(2)
此區域內,當鉛(Pb)和電解液膜之間的電位達到甚至高過Pb/PbSO4的平衡電位時,Pb的價態將不再穩定,氧化還原反應的平衡將偏向PbSO4的方向,見式(2)
氧還原O2 4H 4e-→2H2O
鉛腐蝕2Pb 2H2SO4→2PbSO4 4H 4e-
總反應2Pb O2 2H2SO4→2PbSO4 2H2O
(2)此區域內不僅有氧氣與鉛的氧化還原反應,導致電位沿著電解液膜往上變得越來越正(文獻表明,增加了200mV之多),嚴重時將超過Pb/PbSO4的平衡電位。因此,持續不斷地腐蝕將加劇反應,使得負極的鉛不斷地參與反應。
區域(3)
此區域內,由于缺少HSO4-離子,不能生成PbSO4,所以Pb只能被氧化,生成PbO,見式(3)
氧還原O2 4H 4e-→2H2O
鉛腐蝕2Pb 2H2O→2Pb(OH)2 4H 4e-
總反應2Pb O2 2H2O→2Pb(OH)2
(3)由于缺少電解液,接近中性區域的氣體使得Pb(OH)2轉化成PbO,并終停止進一步氧化。
3 解決負極匯流排腐蝕的方法
在閥控式鉛酸友聯電池中,由于其本身的結構與特性決定了負極匯流排腐蝕很難被有效地改進。目前,解決這一問題的方法主要有以下幾種。
(1)采用鑄焊技術
鑄造匯流排并將極耳、極柱等部件組合地焊接在一起,這種加工稱做鑄焊(Castonstraps,簡稱COS技術)。由于COS技術采用整體焊接的方式,能夠有效地保證負極匯流排的整體結構與合金成分的均勻性,可以避免在匯流排與極耳焊接處與匯流排內部的腐蝕。
(2)耐腐蝕合金技術
由于銻能促進氧的氧化還原反應,而匯流排中如果添加銻,則會加速這種腐蝕反應,因此往往采用無銻合金,主要采用鉛錫合金,這樣也能明顯地減少腐蝕作用。
(3)放置潤濕酸液的隔板或者氈片
為了能夠產生使匯流排表面有“陰極腐蝕保護”,可以在友聯電池制造過程中,在負極匯流排的表面放置一片浸有酸液的隔板,使得蓄電池表面保持一定的酸度，在負極產生“陰極腐蝕保護”的作用。
采用方法(3)只是一種補救的辦法,并不能解決負極匯流排腐蝕的問題,而采用方法(1)與(2)則將會從原理上解決這一難題。
4 結束語
目前,在大型數據中心中,友聯電池基本上都處于長期浮充中,而且其放電是高倍率放電,這些條件都使得在大型數據中心中索潤森電池的負極匯流排腐蝕問題更不能被忽視。因此,在大型數據中心的索潤森電池應用中,應該重視電池制造上是否擁有解決這些問題的技術,從而提高索潤森電池的使用壽命。
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當航空公司推出網上、機場終端機甚至是手機自助值機業務之后，“自助”一詞成為旅客口中常討論的一個詞。提前上網，訂到自己心目中的完美座位，之后再慢慢去到機場，不用再去排隊，已經成為人們向往的理想的旅行方式。作為世界航空運輸業IT商務解決方案和通信服務提供商，國際航空電訊集團公司日前公布了第三屆全球航空旅客調查結果。調查顯示，在五大洲繁忙的六大機場，自助服務已成為旅客可以選擇]，然而，解決行李的自助服務問題，則成為了目前自助服務面臨的大挑戰。
行李問題亟待解決
調查顯示，近半數的受訪者表示，行李處理的問題成為他們不愿意使用自助值機服務的大的障礙，而這也直接導致了旅客體驗的下降，以及限制了自助服務技術省時高效性能的發揮。顯然，為實現航空業80%自助值機的目標，先決條件是妥善解決行李自助服務的問題。
剛剛過去的8月，“便捷旅行”項目工作組在日內瓦召開工作會議，中國航空集團公司首次成為國際航協的項目試點航空公司。“便捷旅行”項目是國際航協作為2009年簡化商務項目中推出的新行動目標之一，也是今后幾年中在全球行業內推行的簡化商務重點項目。項目貫穿于國際航協倡導的旅客全流程自助服務的各個環節，針對自助值機、自助證件掃描、自助行李托運、自助登機、自助行李查詢六個關鍵點提出解決方案。
據了解，目前，全球已有10家航空公司加入該項目，共同開發行業規范。國航已根據“便捷旅行”項目的要求成立了六個分項目工作組，將重點參與自助值機、自助行李托運、自助行李查詢的標準建立和內部開發。對此，國際航空運輸協會相關負責人表示，能否實現“完整”地自助登機，行李問題顯然已經引起了航空公司的普遍關注。
技術支持是關鍵
調查顯示，47.8%的旅行者表示愿意在未來同時使用遠程值機和行李托運服務，42.2%表示愿意為遠程行李托運服務付費。
國際航空運輸協會理事長喬瓦尼?比西尼亞尼表示，機場安裝自助托運行李設備之后，旅客能獲得很明顯的便利：托運行李的時間將由15分鐘縮減至短短的1分鐘。對于很多國際性的大型樞紐機場而言，國際旅客較多，選擇自助服務能避免語言交流的障礙，降低文化沖突，提高出行效率。對于航空公司，自助服務可以節約部分人力成本、降低付給機場的場地租賃費。目前，北美地區以及歐洲很多國家的機場都有這樣的設備。
記者從新西蘭航空和阿聯酋航空了解到，目前在奧克蘭機場以及迪拜機場T3航站樓均已經采用了無線射頻識別技術（RFID）。其中，新西蘭航空公司已經將奧克蘭機場的14個自助登機服務亭換成了30個安有RFID讀寫器的新亭。據新西蘭航空公司首席信息官Julia Raue介紹，“我們希望利用新技術來滿足客戶的需求，并提供不同于以往的檢票方法。該系統在自動打印登機牌的同時也會隨即打印出行李標簽，乘客可以貼在他們隨身攜帶的行李上，再把行李放在傳送帶上，之后進入候機室或登機門，這樣不僅加速了行李托運的處理而且準確率也提高了。”
旅客期待更多功能
調查結果還顯示，在對未來的自助值機亭的期望中，希望提供飛行中轉服務和行李丟失索賠服務的旅客同樣占有很大比例。航空公司方面也表示，行李的丟失和延誤等問題一直備受關注。
記者從土耳其航空了解到，公司使用 World Tracer 管理和跟蹤系統應對行李丟失、損壞、失竊和延期交付等意外事件，公司網頁上還會顯示有關丟失行李的新詳情。而針對行李問題，大韓航空定期會做專門的分析，針對各地區經常發生的問題做專項改進，比如2009年重點改進的內容有：對經常發生問題的機場做針對性檢查；在美洲地區推進使用行李自動分揀系統（Auto BRS）等。除此之外，正如Julia Raue介紹的，用射頻識別標簽來追蹤行李運輸過程中行李的情況，系統能夠對行李有效地進行分揀、安全掃視和傳送到飛機上，準確率隨之提高。
