一、鉛酸蓄電池故障和一般機(jī)理
1、反極的現(xiàn)象及原因
鉛酸蓄電池的反極系指蓄電池的正負(fù)極發(fā)生了改變,反極現(xiàn)象反映在兩個(gè)方面,一是由于鉛蓄電池在裝配組裝時(shí)某單格電池極群組接反或整個(gè)電池極群組接反。這種情況下會(huì)出現(xiàn)鉛酸蓄電池灌完酸用電壓表測(cè)量端電壓時(shí)其端電壓值小于各單體蓄電池額定電壓之和的現(xiàn)象或出現(xiàn)端電壓為負(fù)的現(xiàn)象。另一方面是鉛蓄電池在容量放電時(shí)在多個(gè)串聯(lián)使用中,由于某個(gè)蓄電池(或某單體蓄電池)容量較低或完全喪失容量。在放電時(shí)這個(gè)電池很快被放完電被其它電池進(jìn)行反充電,使原來(lái)的負(fù)極變成正極,原來(lái)的正極變成負(fù)極,端電壓出現(xiàn)負(fù)值的現(xiàn)象。
對(duì)于前一種反極故障,在測(cè)量蓄電池端電壓時(shí)(多個(gè)單體電池組成的蓄電池)都可發(fā)現(xiàn),若有一個(gè)單體電池反極,不僅失去該電池的2 V電壓,而且還要增加2 V反電壓,端電壓要降低4V左右。例如,對(duì)于額定電壓為12 V的電池,如測(cè)量其端電壓為8 V左右,說(shuō)明有1個(gè)單格電池反極。如測(cè)量其端電壓為4 V左右說(shuō)明有2個(gè)單格反極,如測(cè)量其端電壓為-4 V左右說(shuō)明有4個(gè)單格反極,如測(cè)量其端電壓為-12 V說(shuō)明6個(gè)單格均反極。
對(duì)于后一種反極故障,其端電壓值(負(fù)值)隨放電情況而不同。一般在檢測(cè)時(shí),對(duì)于這種情況要及時(shí)將蓄電池從放電線(xiàn)路中摘除下來(lái),以免對(duì)蓄電池有所損壞。
2、短路現(xiàn)象及原因
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(gè)方面:
(1)開(kāi)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(shí),端電壓迅速下降到零。
(3)開(kāi)路時(shí),電解液密度很低,在低溫環(huán)境中電解液會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。
(4)充電時(shí),電壓上升很慢,始終保持低值(有時(shí)降為零)。
(5)充電時(shí),電解液溫度上升很高很快。
(6)充電時(shí),電解液密度上升很慢或幾乎無(wú)變化。
(7)充電時(shí)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(gè)方面:
(1)隔板質(zhì)量不好或缺損,使極板活性物質(zhì)穿過(guò),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(guò)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(shí)形成的“鉛流”未除盡,或裝配時(shí)有“鉛豆”在正負(fù)極板間存在,在充放電過(guò)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(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶,充電時(shí)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(guò)程中電壓上升的很快,其初期和終期電壓過(guò)高,終期充電電壓可達(dá)2.90V/單格左右。
(2)在放電過(guò)程中,電壓降低很快,即過(guò)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(shí),電解液溫度上升的快,易超過(guò)45℃。
(4)充電時(shí),電解液密度低于正常值,且充電時(shí)過(guò)早地發(fā)生氣泡。
(5)電池解剖時(shí)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(diǎn),負(fù)極板呈灰白色(正常為灰色)極板表面粗糙,觸摸時(shí)如同有砂粒的感覺(jué),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(shí)間較長(zhǎng)。
(2)鉛蓄電池長(zhǎng)期充電不足。
(3)放電后未能及時(shí)充電。
(4)經(jīng)常過(guò)量放電或小電流深放電。
(5)電解液密度過(guò)高或者溫度過(guò)高,硫酸鉛將深入形成不易恢復(fù)。
(6)鉛酸蓄電池?cái)R置時(shí)間較長(zhǎng),長(zhǎng)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(shí)很容易和電解液接觸起作用恢復(fù)為原來(lái)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(huì)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(huì)堵塞極板活性物質(zhì)的細(xì)孔,阻礙了電解液的滲透和擴(kuò)散作用,增加了電池的內(nèi)電阻,同時(shí),在充電時(shí),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(shí)過(guò)久,這些粗而硬的硫酸鉛就會(huì)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(guò)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(guò)程中,由于板柵腐蝕,強(qiáng)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(gè)方面:
(1)極板活性物質(zhì)在制造過(guò)程中因形成或涂膏分布不均勻,因此,在充放電時(shí)極板各部分所起的電化作用強(qiáng)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(kāi)裂。
(2)過(guò)量充電或過(guò)量放電,增加了內(nèi)層活性物質(zhì)的膨脹和收縮,恢復(fù)過(guò)程不一致,造成極板的彎曲。
(3)大電流放電或高溫放電時(shí),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(shí),僅有小部分活性物質(zhì)變成硫酸鉛,致使整個(gè)極板的活性物質(zhì)體積變化不一致,造成彎曲。
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