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。