鉅大LARGE | 點擊量:4217次 | 2019年12月30日
鉛酸蓄電池常見的故障有哪些?造成故障的原因是什么?
鉛酸蓄電池的短路是指鉛酸蓄電池內(nèi)部正負(fù)極群相連。鉛酸蓄電池短路現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)開路電壓低,閉路電壓(放電)很快達(dá)到終止電壓。
(2)大電流放電時,端電壓迅速下降到零。
(3)開路時,電解液密度很低,在低溫環(huán)境中電解液會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。
(4)充電時,電壓上升很慢,始終保持低值(有時降為零)。
(5)充電時,電解液溫度上升很高很快。
(6)充電時,電解液密度上升很慢或幾乎無變化。
(7)充電時不冒氣泡或冒氣出現(xiàn)很晚。
造成鉛酸蓄電池內(nèi)部短路的原因主要有以下幾個方面:
(1)隔板質(zhì)量不好或缺損,使極板活性物質(zhì)穿過,致使正、負(fù)極板虛接觸或直接接觸。
(2)隔板竄位致使正負(fù)極板相連。
(3)極板上活性物質(zhì)膨脹脫落,因脫落的活性物質(zhì)沉積過多,致使正、負(fù)極板下部邊緣或側(cè)面邊緣與沉積物相互接觸而造成正負(fù)極板相連。
(4)導(dǎo)電物體落入電池內(nèi)造成正、負(fù)極板相連。
(5)焊接極群時形成的鉛流未除盡,或裝配時有鉛豆在正負(fù)極板間存在,在充放電過程中損壞隔板造成正負(fù)極板相連。
3極板硫酸化現(xiàn)象及原因
極板硫酸化系是在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結(jié)晶,充電時又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛。鉛酸酸蓄電池極板硫酸化后主要有以下幾種現(xiàn)象。
(1)鉛蓄電池在充電過程中電壓上升的很快,其初期和終期電壓過高,終期充電電壓可達(dá)2.90V/單格左右。
(2)在放電過程中,電壓降低很快,即過早的降至終止電壓,所以其容量比其它電池顯著降低。
(3)充電時,電解液溫度上升的快,易超過45℃。
(4)充電時,電解液密度低于正常值,且充電時過早地發(fā)生氣泡。
(5)電池解剖時可發(fā)現(xiàn)極板的顏色和狀態(tài)不正常。正極板呈淺褐色(正常為深褐色),極板表面有白色硫酸鉛斑點,負(fù)極板呈灰白色(正常為灰色)極板表面粗糙,觸摸時如同有砂粒的感覺,并且極板發(fā)硬。
(6)嚴(yán)重的硫酸鹽化,極板形成的硫酸鉛白色結(jié)晶體粗大,在一般情況下不能復(fù)原成活性物質(zhì)。
造成極板硫酸化主要有以下幾方面的原因:
(1)鉛蓄電池初充電不足或初充電中斷時間較長。
(2)鉛蓄電池長期充電不足。
(3)放電后未能及時充電。
(4)經(jīng)常過量放電或小電流深放電。
(5)電解液密度過高或者溫度過高,硫酸鉛將深入形成不易恢復(fù)。
(6)鉛酸蓄電池擱置時間較長,長期不使用而未定期充電。
(7)內(nèi)部短路局部作用或電池表面水多造成漏電。
(8)電解液不純,自放電大。
(9)電池內(nèi)部電解液面低,使極板裸露部分硫酸化。
鉛酸蓄電池在正常使用的情況下,正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)(Pb02和Pb)大部分轉(zhuǎn)變?yōu)樾×>畹牧蛩徙U,這些松軟小粒晶狀的硫酸鉛是均勻地分布在多孔性的活性物質(zhì)上,在充電時很容易和電解液接觸起作用恢復(fù)為原來的物質(zhì)PbO2和Pb。
如果在使用中由于上述的使用不當(dāng)?shù)闹T原因,極板上的活性物質(zhì)會逐漸形成結(jié)晶粒粗大的硫酸鉛,這些粗而硬的硫酸鉛晶體體積大、導(dǎo)電性差,因而會堵塞極板活性物質(zhì)的細(xì)孔,阻礙了電解液的滲透和擴散作用,增加了電池的內(nèi)電阻,同時,在充電時,這種粗而硬的硫酸鉛不如軟小晶粒的硫酸鉛容易轉(zhuǎn)化為PbO2、和Pb。若歷時過久,這些粗而硬的硫酸鉛就會失去可逆作用,結(jié)果使極板的有效物質(zhì)減少放電容量降低,使用壽命縮短。
4極板彎曲和腐蝕斷裂
極板彎曲多發(fā)生于正極板,而負(fù)極板很少發(fā)生,有的負(fù)極板彎曲則是由于正極板彎曲過甚而迫使負(fù)極板亦隨之彎曲所致。
極板的斷裂多發(fā)生于使用壽命過程中,由于板柵腐蝕,強度變小,造成極板斷裂,尤其正極板柵表現(xiàn)更為嚴(yán)重,造成極板彎曲主要原因有以下幾個方面:
(1)極板活性物質(zhì)在制造過程中因形成或涂膏分布不均勻,因此,在充放電時極板各部分所起的電化作用強弱不均勻,致使極板上活性物質(zhì)體積的膨脹和收縮不一致而引起彎曲,有的造成開裂。
(2)過量充電或過量放電,增加了內(nèi)層活性物質(zhì)的膨脹和收縮,恢復(fù)過程不一致,造成極板的彎曲。
(3)大電流放電或高溫放電時,極板活性物質(zhì)反應(yīng)較激烈,容易造成化學(xué)反應(yīng)不均勻而引起極板彎曲。
(4)蓄電池中含有雜質(zhì),在引起局部作用時,僅有小部分活性物質(zhì)變成硫酸鉛,致使整個極板的活性物質(zhì)體積變化不一致,造成彎曲。
造成正極板腐蝕斷裂主要有以下幾方面原因:
(1)制造板柵合金工藝有問題,引起極板在充放電過程中不耐腐而斷裂。
(2)充電時,正極板柵處于陽極極化的條件下,經(jīng)常過量充電是正極板腐蝕斷裂的主要原因。
(3)電解液密度過高,溫度過高,正極板氧化腐蝕加劇。
(4)鉛酸蓄電池的電解液中,含有對正極板柵有腐蝕作用的酸類或其它有機物鹽類,都會逐漸腐蝕正極板柵。這些對正極板柵有害的酸類、鹽類可能來自硫酸、蒸餾水中,也可能從隔板或其它部件里浸出,因此,在充放電循環(huán)中,極板或正極扳柵不斷地被腐蝕。
(5)正極板受腐蝕的過程,也就是氧化膜生成的過程,因此板柵的線性尺寸有所增加,這就造成了板柵的變形或膨脹。
正極板柵腐蝕和變形的特征:
(1)電解液混濁,極板呈腐爛狀。
(2)正極板活性物質(zhì),由于板柵受到腐蝕而失去了應(yīng)有的強度和凝固性,造成脫落,這種脫落往往是呈塊粒狀。
(3)由于正極板柵的腐蝕,引起活性物質(zhì)脫落,這不僅破壞了活性物質(zhì)的細(xì)孔組織,而且有效物質(zhì)的數(shù)量也逐漸減少。這必然造成電池的容量下降,循環(huán)壽命縮短。
正極板柵腐蝕機理:
(1)二氧化鉛表面析出氧腐蝕:當(dāng)陽極充電時,正極析出氧,這些氧以超化學(xué)當(dāng)量的原子的形式進(jìn)入二氧化鉛的晶格中,并透過氧化物層擴散到金屬表面,把金屬氧化。氧化金屬是決定鉛的正極腐蝕速度的基本過程,溫度升高極化加強,引起氧擴散速度增加,腐蝕速度加快。
(2)催化腐蝕:二氧化鉛在正極析出氧的反應(yīng)中是一種催化劑。氧在析出時,是以中間產(chǎn)物自由基的形式出現(xiàn)。例如:.OH、˙O˙、.H2SO4等,這些中間產(chǎn)物在二氧化鉛表面復(fù)合,引起二氧化鉛膜松散,因而使膜下的金屬溶解,引起腐蝕。
(3)鉛二氧化鉛固相反應(yīng)腐蝕:板柵合金中的鉛與活性物質(zhì)二氧化鉛之間有接觸電位差,這個電位差是電子從鉛向二氧化鉛遷移的原因,所以產(chǎn)生腐蝕。
(4)二氧化鉛中有兩種結(jié)晶,即αPb02和βPb02與板柵直接接觸的那一層大半是αPb02外層大部分是βPb02,而陽極腐蝕的基本產(chǎn)物是αPb02。
(5)正極板在陽極極化時腐蝕,基本上是沿著晶粒邊界進(jìn)行的.由于在合金每一小晶粒的外層都有另一固溶體的外層,于是在晶粒之間形成了組份與晶粒本身不同的夾層晶間夾層,合金腐蝕發(fā)生在夾層里。
5活性物質(zhì)脫落
鉛酸蓄電池在充放電過程中,極板的活性物質(zhì)漸漸因損壞而脫落,這種現(xiàn)象主要發(fā)生在循環(huán)充放電未期,主要特征是在電解液中有沉淀物,電池容量下降?;钚晕镔|(zhì)的脫落,如果是電池的使用壽命接近終止時,活性物質(zhì)的脫落已是正?,F(xiàn)象,但是在下列情況時,同樣造成極板的活性物質(zhì)脫落。
(1)負(fù)極板由于添加劑比例不當(dāng),在充放電過程中引起活性物質(zhì)膨脹脫落。
(2)充放電電流大或過量充放電,長期過放電。
(3)充電時電解液溫度、密度過高。
(4)放電時外電路發(fā)生短路。
(5)電解液不純。
(6)極板硫酸化或板柵腐蝕斷裂。
6容量降低
鉛酸蓄電池放電時達(dá)不到額定容量或在充放電過程中容量降低一般有以下幾種原因。
(1)極群局部短路。
(2)電池串聯(lián)焊接部位有虛假焊存在。故初期容量尚可,隨著充放電過程,假焊部位產(chǎn)生氧化膜雖可導(dǎo)電,但效果不佳。
(3)板柵腐蝕極板斷裂,活性物質(zhì)脫落。
(4)極板硫酸化。
(5)容量放電時電流偏大,電解液密度偏低或電解液液面高度不夠。
(6)充放電設(shè)備、測量儀表超差或出現(xiàn)故障。
(7)放電時,電解液溫度過低。