鉛蓄電池�1859年G.plante�(fā)明的,他用兩塊鉛板做電極,置于硫酸溶液內(nèi)�(jìn)行電�,使電解的電流方向不斷變�,結(jié)果鉛板的�電容量逐漸增加。由G.plante�(fā)�(xiàn)的化�(xué)蓄電�(xiàn)象由于在�(dāng)�(shí)是用原電��(duì)其充電的,實(shí)用價(jià)值不�,并未引起重視。最近在�蓄電�技�(shù)上已取得大量的成��
光源充足的時(shí)候,太陽(yáng)能電池給�(fù)載供電和給電池充�。光源不足的�(shí)候,太陽(yáng)能電池和蓄電池聯(lián)合給�(fù)載供�。邊充邊放指的是太陽(yáng)能電池一邊對(duì)蓄電池充電,一邊對(duì)�(fù)載放�。但決不可能是蓄電池一邊充電,一邊放�。況�,太�(yáng)能電池的�(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,一般是兩組或多組太�(yáng)能電�,兩組或多組蓄電池,交替使用�
在鉛蓄電池中,相�(duì)正極鉛膏而言,負(fù)極鉛膏組成比較復(fù)雜些。按用途分為汽�(chē)起動(dòng)用、動(dòng)力用、固定型,按極板分為干荷電式及普通式,這些不同�(lèi)型的�(fù)極配方各�,涉及到膨脹劑的選用則更�(fù)雜些�
1 干荷電極�
眾所周知,目�,對(duì)于汽�(chē)起動(dòng)電池,包括摩托車(chē)用均喜歡干荷電型.用�(hù)只需注入所需濃度和數(shù)量的稀硫酸,靜置片刻,不必�(jìn)行初充電即可使用。干荷電電池的生�(chǎn)�(guān)鍵是控制�(fù)極板在化成后的洗�、干燥、裝配甚至儲(chǔ)存中,活性物�(zhì)不被大量氧化,而失去活�。為了防止氧化,采用不同的干燥方�,中�(guó)多數(shù)生產(chǎn)�(chǎng)家采用配方法,即在負(fù)極鉛膏中加入不同的防氧化�,化成好極板�(jīng)洗滌后再浸硼�、甘油或木糖醇等浸漬液。鉛膏中的防氧化劑大多數(shù)生產(chǎn)�(chǎng)家使用α-羥基β-萘�(�(jiǎn)�(chēng)1.2�)或硬酯酸�(lèi)(少數(shù)�(chǎng)�)。最近幾年提�。用液體石蠟代替1.2酸[1.2],使�1.2酸的配方�,應(yīng)用廣�,工藝成�,但有如下缺�(diǎn)�(1)�(duì)鼻膜有刺激、嗆��(2)充電接受能力差,化成�(shí)常常表現(xiàn)出滯后于正極�(3)�(jià)格較��(4)與木素磺酸鈉配合�(shí),電池經(jīng)幾次循環(huán)容量明顯下降。硬脂酸配方法因硬脂酸為蠟狀固體,不易分�,合膏時(shí)混合不均。液體石蠟首先由重慶�(chǎng)李永奎先生提出[1],液體石蠟是石油化工�(chǎn)�,是一種混合烴,為�(wú)色無(wú)味的油狀液體,不溶于水。價(jià)格便�,密度為0.89,燃�(diǎn)稍高�245℃,雜質(zhì)含量很低,分子量平均�490。合膏時(shí)�(wú)需乳化或噴淋,加水后或加酸后加入均�,易于分散,合膏均勻,與木素磺酸鈉合�,未�(fā)�(xiàn)容量下降,鉛膏的彈塑性好,易于填�。日本在若干年前就使用一種礦物油�(jìn)行干荷,估計(jì)就是液體石蠟。目�,在�(guó)�(nèi)尚未為大多數(shù)�(chǎng)家所接受,尚存疑慮。柴�(shù)松先生[3]已經(jīng)�(guò)大量的試�(yàn)�5 s放電電壓、低溫起�(dòng)放電、極板鉛含量分析、儲(chǔ)備容量、充電接受、荷電保�、循�(huán)壽命等�(jìn)行了全面的試�(yàn),結(jié)果表明各�(xiàng)指標(biāo)均符合技�(shù)要求,效果很理想。我�?cè)�?shí)�(yàn)室也�(jìn)行過(guò)�(yàn)�,用循環(huán)伏安法和小片試樣證明用液體石蠟代�1.2�,具有以下優(yōu)�(diǎn):析氫過(guò)電位高,充電�(shí)析氫�,極板可逆性好,即充電接受能力得到改善,鑒于上述結(jié)�,可完全打消疑慮放心在生�(chǎn)上使��
干荷電極板的生產(chǎn)不僅僅用于汽�(chē)起動(dòng)型,部分閥控密封摩托�(chē)電池也用干荷�,電�(dòng)自行�(chē)蓄電池的生產(chǎn)�(dāng)采用槽化成工藝時(shí),為了減少裝配后的補(bǔ)充充電時(shí)�,也采用干荷極板工藝,有的生�(chǎn)�(chǎng)也有使用液體石蠟為防氧化劑的,同樣取得了好的效果,實(shí)踐證�,液體石蠟做為防氧化劑代�1.2酸或硬脂酸工藝完全可行�
值得注意的是,在閥控密封電池中,�(fù)極組成含�1.2酸是非常不利�,因?yàn)�?fù)極在循環(huán)中的充電,同�(shí)�3�(gè)可能的反�(yīng),PbSO4的還�、H+離子還原為�,O2的還原�1.2酸的存在既不利于PbO4的還�,也不利于O2的還�,O2的還原即O2的吸收在該類(lèi)電池中是很重要的。我們建議不使用1.2酸而使用液體石�。甚至在干荷摩托�(chē)和自行車(chē)電池中,�(fù)極配方可不加防氧化劑,只在化成后�(jīng)水洗浸硼�,就可以�(mǎn)足要�,因?yàn)殡姵孛芊?,在貯存�(guò)程中�(méi)有防氧化�(wèn)題,只是化成后的洗滌、干燥中防氧�,硼酸對(duì)電池性能�(wú)�,還可以降低正極的自放電[4]�
2 不同用途電池的典型配方
鉛酸蓄電池雖然品種較�,但按其使用特點(diǎn)主要分為三大�(lèi)別:起動(dòng)�(以汽�(chē)電池為代�)、動(dòng)力型(以牽引車(chē)電池為代�)、固定型(以通信電池為代�)�
�(duì)汽車(chē)起動(dòng)要求大電流低溫起�(dòng),低溫可�(dá)�40�,一般以5分鐘率電流起�(dòng),然后以浮充方式�(jìn)行充電。動(dòng)力型電池,以中等速率�(jìn)行深放電,也具有短時(shí)間大電流放電性能,然后�(jìn)行恒壓或恒流充電,為典型的循�(huán)使用方式。固定型電池為備用電�,不定期的使�,經(jīng)常以恒壓并聯(lián)方式�(jìn)行浮充電。對(duì)三種不同使用�(lèi)型電池的典型�(fù)極配方如�1[5]�
BaSO4是各種用途的蓄電池都必須加入的無(wú)�(jī)膨脹�,但�(duì)低溫起動(dòng)的去鈍化作用不夠,還必須與有�(jī)膨脹�(lián)合使�。沒(méi)有膨脹劑�(fù)極活性物�(zhì),在充放電的循環(huán)�,放電時(shí)形成致密少孔的PbSO4層覆蓋在鉛上。這種缺孔沉積物的形成,引起活性物�(zhì)的緊�(jié)收縮,極大地降低�(fù)極的比表面積,使得負(fù)極在相當(dāng)少的循環(huán)后就喪失工作能力�
在負(fù)極組分中加入某些添加�,可以減緩這種收縮傾向,通常�(chēng)為膨脹劑,準(zhǔn)確地�(shuō)是防收縮��
硫酸鋇為�(wú)�(jī)膨脹�,它與PbSO4具有近似的結(jié)晶參�(shù),如�2。在�(fù)極活性物�(zhì)中加入高分散的同晶硫酸鋇或硫酸鍶,放電時(shí)可以做為硫酸鉛的�(jié)晶中�,硫酸鉛可以在硫酸鋇上析出,而無(wú)需形成硫酸鉛的�(jié)晶中�,這樣就不�(huì)�(chǎn)生由于要形成晶核而必須的�(guò)飽和度,這帶�(lái)兩點(diǎn)好處,首先濃差過(guò)電勢(shì)降低,其次在低過(guò)飽和度條件下所形成的硫酸鉛層壓�(shí)程度小于高過(guò)飽和度下所形成的硫酸鉛�,這有利于硫酸的擴(kuò)�,有利于電極的深度放電。硫酸鋇是惰性的,不參加電極的氧化還原過(guò)程,它高度分散于活性物�(zhì)之中,使放電�(shí)生成的PbSO4不是覆蓋在金屬鉛上形成致密連續(xù)的鈍化層,而是保持電極物質(zhì)的發(fā)�(dá)的比表面�,充電時(shí)防止收縮�
�(dāng)BaSO4與有�(jī)膨脹劑聯(lián)合使用時(shí),其去鈍化作用將加強(qiáng),使低溫大電流放電時(shí)間延�(zhǎng),并能在循環(huán)�(guò)程中保持其去鈍化作用,故在汽�(chē)起動(dòng)電池�,這時(shí)既要求大電流保持一定時(shí)�,又要保持一定電壓時(shí)(即要求一定功率才能起�(dòng)),必須無(wú)�(jī)與有�(jī)膨脹劑聯(lián)合使用,效果如圖1所示[6]�
在固定型電池�,用電設(shè)備和蓄電池均放在室內(nèi)�(wú)低溫起動(dòng)�(wèn)�,此�,由于恒壓浮充電要求單格電池之間的電壓一致性要好,而有�(jī)膨脹劑強(qiáng)烈的影響氫的�(guò)電勢(shì),結(jié)果引起電池之間電壓的不一致,所以在固定型電池的�(fù)極中不加有機(jī)膨脹�,以減少電壓不一致的影響因素,尤其在密封電池中影響電壓不一致性的因素較多,取消有�(jī)膨脹�,而適�(dāng)多加一些BaSO4。BaSO4的含量對(duì)電池的壽命和起動(dòng)�(shí)間的�(guān)系如�2。最近幾年提高了 BaSO4的含量到1.0%,改善了負(fù)極活性物�(zhì)的壽命[7]�
有機(jī)膨脹劑的種類(lèi)很多,有從植物中提取的天然物�(zhì),也有合成的,國(guó)外�(jìn)行了大量的研究[8]。在�(guó)�(nèi)使用的有�(jī)膨脹劑大多數(shù)�(chǎng)家為腐植�,通常以小�1%的�(shù)量加到負(fù)極鉛膏中,可以明顯提高電池的常溫、低溫起�(dòng)容量和壽�。腐植酸通常是以泥煤、褐�、草炭等為原�,用堿法或酸法制造的。一般酸法腐植酸雜質(zhì)、水分均較高。由于生�(chǎn)原料不同,各地區(qū)生產(chǎn)的腐植酸�(duì)蓄電池性能的影響也各異,需注意選擇使用�
在更低的溫度下如�40�,腐植酸難以�(mǎn)足電池的性能要求,故還需要采用一些其他的有機(jī)膨脹劑單�(dú)使用,或與腐植酸�(lián)合使�。最廣泛使用的是木素磺酸�,它們對(duì)活性物�(zhì)的確切機(jī)理還不十分清楚,但它們吸附在電極�,對(duì)�(fù)極的比表面積和結(jié)晶形�(tài)有巨大影響,是鉛膏流變性和可塑性的�(diào)節(jié)��
�(guó)�(nèi)通常使用的木素磺酸鈉�3種:�(guó)�(chǎn)吉林�(kāi)山屯�(chǎn)、日本�(jìn)口及挪威木素(Vanisperse A)。此外,有機(jī)膨脹劑還有栲膠類(lèi)如橡惋栲�、雞血藤栲��3#合成鞣劑等,這些有機(jī)膨脹劑對(duì)電池的-40℃的起動(dòng)都有良好作用,但其充電接受能力不理想,耐循�(huán)也較差。這些諸多的有�(jī)膨脹劑對(duì)蓄電池性能的影�,國(guó)�(nèi)尚缺乏橫向比較數(shù)�(jù),已知國(guó)�(chǎn)木素磺酸鈉合膏工藝性差,合出的膏稀而表觀(guān)密度又大,山西師范大�(xué)附屬工廠(chǎng)�(duì)此已�(jìn)行了改�(jìn)。鑒于木素磺酸鈉與腐植酸各具�(yōu)�(diǎn),目�,行�(yè)比較推崇腐植酸與木素磺酸鈉混合使用或二者�(jìn)行復(fù)�,但兩者混合比例的選擇尚未�(jiàn)公開(kāi)�(bào)��
F.Saez指出[7]�(duì)電池性能具有極其�(yōu)良作用的是那些具有平均分子量偏低的物�(zhì),發(fā)�(xiàn)其分子中的羧基與容量的關(guān)�,高的羧基有利于改善電極容量和降低自放電;甲氧基�(duì)冷起�(dòng)有負(fù)面作�,有�(jī)硫含量加速自放電,酚族含量對(duì)循環(huán)壽命、自放電、充電接受具有復(fù)雜的�(guān)系。一般膨脹劑在低濃度�(shí),對(duì)活性物�(zhì)利用率呈�(xiàn)好處,恒流放電時(shí),利用率的改善是在含量為0.25%~0.5� �(shí),含量再高利用率增加甚微,這表明有�(jī)膨脹劑存在著一�(gè)的表面吸�。木素磺酸鈉濃度�(duì)冷起�(dòng)性能及循�(huán)壽命的影響如�3所��
David P.Boden[8]�(duì)8種含有不同有�(jī)膨脹電極與空白電極對(duì)比試�(yàn)表明:每種膨脹劑均具有一�(gè)的含量。不含膨脹劑�(shí)利用�5小時(shí)率一般為0.07Ah/g。一種合成的Bomer B�(dá)0.147Ah/g (0.75%含�),隨放電速率增加而減�,隨溫度升高而增加。含有VanispersA(挪威木素)的電池具有最�(zhǎng)的循�(huán)壽命(室溫1 000次循�(huán),含0.75[%]�(shí)),也給出較好的利用率,室溫含�0.25[%]�(shí)�0.132Ah/g。研究結(jié)果表明:所有的膨脹劑均改善了電池的容量和壽�,全部電池在循環(huán)�(guò)程中比表面積下降,說(shuō)明活性物�(zhì)失去活性,失去活性的原因有幾種可能:膨脹劑形成有�(jī)鉛化合物、膨脹劑在稀硫酸中化�(xué)降解、被活性物�(zhì)覆蓋、在高pH區(qū)溶解隨后遷至正極被氧�。膨脹劑失效后,降低了活性物�(zhì)的比表面�,改變了�(fù)極形�,使電極緊結(jié)收縮,從而降低充電效�,使電極容量下降,壽命終��
�(dāng)�,在�(fù)極配方中加入�(dǎo)電物�(zhì)炭黑�(lèi),也已經(jīng)成為不可缺少�,尤其在閥控密封電池�,由于負(fù)極具有吸收O2的功能,使得�(fù)極經(jīng)常處于充電不足的狀�(tài),總有一部分不導(dǎo)電的PbSO4存在,如果沒(méi)有導(dǎo)電物�(zhì)存在,一旦發(fā)生過(guò)放電.就很難使PbSO4還原的充電順利�(jìn)�。F. Saez等經(jīng)研究表明[7],在電動(dòng)汽車(chē)電池中,�(fù)極炭黑含量由0.28%增加到0.56%時(shí),電池的循環(huán)壽命明顯延長(zhǎng)。Masaaki Shiomi等在研究炭黑的作用中指出[9],炭黑對(duì)PbSO4�(jié)晶無(wú)影響,使電池壽命增加,是由于�(dǎo)電作�,炭黑在電極中形成導(dǎo)電的�(wǎng)�(luò)。不含炭黑的PbSO4充電�(shí)充入400 [%]的理論容量時(shí),僅�35 [%]的PbSO4�(zhuǎn)化為Pb。而當(dāng)�(fù)極中含有炭黑�3倍的通常含量�(shí)(通常可能�0.28�)充電迅�,僅僅用120%的電量,幾乎全部PbSO4均能還原。當(dāng)含炭�10倍于通常含量�(shí),甚至于循環(huán)240 000次的電池,其放電終止電壓下降也不明顯�
我�?cè)�?shí)�(yàn)室也曾驗(yàn)證過(guò)炭黑的作用,�(dāng)在負(fù)極中含有0.20%炭黑時(shí)化成很難�(jìn)�,而當(dāng)將炭黑提高到0.4 %時(shí),化成得以順利�(jìn)行�
�(guó)�(nèi)�(fù)極配方中的炭黑多為乙炔黑,以千分之幾的量加入�
3 �(guān)于預(yù)混合
�(fù)般配方中組分較多,以何種方式加到鉛粉中,�(jù)我們了�,各生產(chǎn)�(chǎng)大同小異,總的來(lái)看沒(méi)有經(jīng)�(guò)�(yù)先混�,一般是與鉛粉�(jìn)行干�,攪拌一定時(shí)間,然后先加�,后加酸。在使用木素磺酸鈉做膨脹劑時(shí)。有的廠(chǎng)先將木素磺酸鈉溶在配方水中�(jìn)行合�。據(jù)�(chēng)�(guó)外生�(chǎn)�(chǎng)均�(jìn)行輔料的�(yù)混合,就是將各種材料BaSO4、炭黑、有�(jī)膨脹劑按比例加一定的配方�,放置在一容器中攪拌一定時(shí)間,合膏�(shí)加到鉛粉�,加酸�
�(yù)混合的好處就是均�,減少極板之間不均勻的因素,建議生產(chǎn)�(chǎng)不妨一��
鉛蓄電池的短路系指鉛蓄電池內(nèi)部正�(fù)極群相連。鉛蓄電池短路現(xiàn)象主要表�(xiàn)在以下幾�(gè)方面�(1)�(kāi)路電壓低,閉路電�(放電)很快�(dá)到終止電壓;(2)大電流放電時(shí),端電壓迅速下降到零;(3)�(kāi)路時(shí),電解液密度很低,在低溫�(huán)境中電解液會(huì)出現(xiàn)�(jié)冰現(xiàn)��(4)充電�(shí),電壓上升很慢,始終保持低�(有時(shí)降為�)�(5)充電�(shí),電解液溫度上升很高很快�(6)充電�(shí),電解液密度上升很慢或幾乎無(wú)變化�(7)充電�(shí)不冒氣泡或冒氣出�(xiàn)很晚�
造成鉛蓄電池�(nèi)部短路的原因主要有以下幾�(gè)方面�
(1)隔板�(zhì)量不好或缺損,使極板活性物�(zhì)穿過(guò),致使正、負(fù)極板虛接接觸或直接接��
(2)隔板竄位致使正負(fù)極相連;
(3)極板上活性物�(zhì)膨脹脫落,因脫落的活性物�(zhì)沉積�(guò)�,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)�(dǎo)電物體落入電池內(nèi)造成�、負(fù)極板相��
(5)焊接極群�(shí)形成的“鉛流”未除盡,或裝配�(shí)有“鉛豆”在正負(fù)極板間存�,在充放電過(guò)程中損壞隔板造成正負(fù)極板相��
在鉛蓄電池的檢測(cè)�(guò)程中,常常會(huì)遇到鉛蓄電池出現(xiàn)故障和異常數(shù)�(jù)而使檢測(cè)�(wú)法�(jìn)行或使試�(yàn)提前終止。因�,掌握故障分析對(duì)檢測(cè)工作是很重要的�
一、故障現(xiàn)象及原因
1、反極的�(xiàn)象及原因
鉛蓄電池的反極系指蓄電池的正�(fù)極發(fā)生了改變,反極現(xiàn)象反映在兩�(gè)方面,一是由于鉛蓄電池在裝配組裝�(shí)某單格電池極群組接反或整�(gè)電池極群組接�。這種情況下會(huì)出現(xiàn)鉛蓄電池灌完酸用電壓表測(cè)量端電壓�(shí)其端電壓值小于各單體蓄電池額定電壓之和的�(xiàn)象或出現(xiàn)端電壓為�(fù)的現(xiàn)�。另一方面是鉛蓄電池在容量放電�(shí)在多�(gè)串聯(lián)使用�,由于某�(gè)蓄電�(或某單體蓄電�)容量較低或完全喪失容�。在放電�(shí)這�(gè)電池很快被放完電被其它電池�(jìn)行反充電,使原來(lái)的負(fù)極變成正�,原�(lái)的正極變成負(fù)極,端電壓出�(xiàn)�(fù)值的�(xiàn)��
�(duì)于前一種反極故�,在�(cè)量蓄電池端電壓時(shí)(多�(gè)單體電池組成的蓄電池)都可�(fā)�(xiàn),若有一�(gè)單體電池反極,不僅失去該電池�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�,對(duì)于額定電壓為12 V的電�,如�(cè)量其端電壓為8 V左右,說(shuō)明有1�(gè)單格電池反極。如�(cè)量其端電壓為4 V左右�(shuō)明有2�(gè)單格反極,如�(cè)量其端電壓為�4 V左右�(shuō)明有4�(gè)單格反極,如�(cè)量其端電壓為�12 V�(shuō)�6�(gè)單格均反��
�(duì)于后一種反極故�,其端電壓�(�(fù)�)隨放電情況而不同。一般在檢測(cè)�(shí),對(duì)于這種情況要及�(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
鉛蓄電池的短路系指鉛蓄電池內(nèi)部正�(fù)極群相�。鉛蓄電池短路現(xiàn)象主要表�(xiàn)在以下幾�(gè)方面�
(1)�(kāi)路電壓低,閉路電�(放電)很快�(dá)到終止電��
(2)大電流放電時(shí),端電壓迅速下降到��
(3)�(kāi)路時(shí),電解液密度很低,在低溫�(huán)境中電解液會(huì)出現(xiàn)�(jié)冰現(xiàn)��
(4)充電�(shí),電壓上升很�,始終保持低�(有時(shí)降為�)�
(5)充電�(shí),電解液溫度上升很高很快�
(6)充電�(shí),電解液密度上升很慢或幾乎無(wú)變化�
(7)充電�(shí)不冒氣泡或冒氣出�(xiàn)很晚�
造成鉛蓄電池�(nèi)部短路的原因主要有以下幾�(gè)方面�
(1)隔板�(zhì)量不好或缺損,使極板活性物�(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��
(3)極板上活性物�(zhì)膨脹脫落,因脫落的活性物�(zhì)沉積�(guò)�,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��
(4)�(dǎo)電物體落入電池內(nèi)造成正、負(fù)極板相��
(5)焊接極群�(shí)形成的“鉛流”未除盡,或裝配�(shí)有“鉛豆”在正負(fù)極板間存�,在充放電過(guò)程中損壞隔板造成正負(fù)極板相��
3、極板硫酸化�(xiàn)象及原因
極板硫酸化系指在極板上生成白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)�,充電時(shí)又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物�(zhì)的硫酸鉛。鉛酸蓄電池極板硫酸化后主要有以下幾種現(xiàn)��
(1)鉛蓄電池在充電過(guò)程中電壓上升的很�,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��
(2)在放電過(guò)程中,電壓降低很�,即�(guò)早的降至終止電壓,所以其容量比其它電池顯著降��
(3)充電�(shí),電解液溫度上升的快,易超過(guò)45��
(4)充電�(shí),電解液密度低于正常�,且充電�(shí)�(guò)早地�(fā)生氣��
(5)電池解剖�(shí)可發(fā)�(xiàn)極板的顏色和狀�(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�(diǎn),負(fù)極板呈灰白色(正常為灰�)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)�(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�(fù)原成活性物�(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�(zhǎng)�
(2)鉛蓄電池�(zhǎng)期充電不��
(3)放電后未能及�(shí)充電�
(4)�(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)�,硫酸鉛將深入形成不易恢�(fù)�
(6)鉛蓄電池?cái)R置時(shí)間較�(zhǎng),長(zhǎng)期不使用而未定期充電�
(7)�(nèi)部短路局部作用或電池表面水多造成漏電�
(8)電解液不�,自放電��
(9)電池�(nèi)部電解液面低,使極板裸露部分硫酸��
鉛蓄電池在正常使用的情況�,正、負(fù)極板上的活性物�(zhì)(Pb02和Pb)大部分轉(zhuǎn)�?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�(zhì)上,在充電時(shí)很容易和電解液接觸起作用恢復(fù)為原�(lái)的物�(zhì)PbO2和Pb�
如果在使用中由于上述的使用不�(dāng)?shù)闹T原因,極板上的活 性物�(zhì)�(huì)逐漸形成�(jié)晶粒粗大的硫酸鉛,這些粗而硬的硫酸鉛晶體體積大,�(dǎo)電性差,因而會(huì)堵塞極板活性物�(zhì)的細(xì)�,阻礙了電解液的滲透和�(kuò)散作�,增加了電池的內(nèi)電阻,同�(shí),在充電�(shí),這種粗而硬的硫酸鉛不如軟小晶粒的硫酸鉛容易�(zhuǎn)化為PbO2、和Pb。若歷時(shí)�(guò)久,這些粗而硬的硫酸鉛就會(huì)失去可逆作�,結(jié)果使極板的有效物�(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�,而負(fù)極板很少�(fā)�,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��
極板的斷裂多�(fā)生于使用壽命�(guò)程中,由于板柵腐�,強(qiáng)度變小,造成極板斷裂,尤其正極板柵表�(xiàn)更為�(yán)重,造成極板彎曲主要原因有以下幾�(gè)方面�
(1)極板活性物�(zhì)在制造過(guò)程中因形成或涂膏分布不均�,因�,在充放電時(shí)極板各部分所起的電化作用�(qiáng)弱不均勻,致使極板上活性物�(zhì)體積的膨脹和收縮不一致而引起彎曲,有的造成�(kāi)��
(2)�(guò)量充電或�(guò)量放�,增加了�(nèi)層活性物�(zhì)的膨脹和收縮,恢�(fù)�(guò)程不一�,造成極板的彎��
(3)大電流放電或高溫放電�(shí),極板活性物�(zhì)反應(yīng)較激�,容易造成化學(xué)反應(yīng)不均勻而引起極板彎��
(4)蓄電池中含有雜質(zhì),在引起局部作用時(shí),僅有小部分� 性物�(zhì)變成硫酸�,致使整�(gè)極板的活性物�(zhì)體積變化不一�,造成彎曲�
造成正極板腐蝕斷裂主要有以下幾方面原因:
?�?)制造板柵合金工藝有�(wèn)�,引起極板在充放電過(guò)程中不耐腐而斷��
(2 )充電�(shí),正極板柵處于陽(yáng)極極化的條件�,經(jīng)常過(guò)量充電是正極板腐蝕斷裂的主要原因�
(3)電解液密度過(guò)�,溫度過(guò)�,正極板氧化腐蝕加劇�
(4)鉛蓄電池的電解液�,含有正極板柵有腐蝕作用的酸�(lèi)或其它有�(jī)物鹽�(lèi),都�(huì)逐漸腐蝕正極板柵。這些�(duì)正極板柵有害的酸�(lèi)、鹽�(lèi)可能�(lái)自硫酸蒸餾水�,也可能從隔板或其它部件里浸�,因�,在充放電循�(huán)中,極板或正極扳柵不斷地,被腐蝕�
(5)正極板受腐蝕的過(guò)�,也就是氧化膜生成的�(guò)程,因此板柵的線(xiàn)性尺寸有所增加,這就造成了板柵的變形或膨��
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�(zhì),由于板柵受到腐蝕而失去了�(yīng)有的�(qiáng)度和凝固�,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�(zhì)脫落,這不僅破壞了活性物�(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�,循�(huán)壽命縮短�
正極板柵腐蝕�(jī)理:
?�?)二氧化鉛表面析出氧腐蝕:當(dāng)�(yáng)極充電時(shí),正極析出氧,這些氧以“超化學(xué)�(dāng)量的原子”的形式�(jìn)入二氧化鉛的晶格中,并透過(guò)氧化物層�(kuò)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(guò)�,溫度升高極化加�(qiáng),引起氧�(kuò)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(shí),是以中間產(chǎn)物自由基的形式出�(xiàn)。例如:·OH、˙O˙、·H2SO4�,這些中間�(chǎn)物在二氧化鉛表面�(fù)�,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�(yīng)腐蝕:板柵合金中的鉛與活性物�(zhì)二氧化鉛之間有接觸電位差,這�(gè)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�(jié)�,即α—Pb02和β—Pb02與板柵直接接觸的那一層大半是α—Pb02外層大部分是β—Pb02,而陽(yáng)極腐蝕的基本�(chǎn)物是α—Pb02�
(5)正極板在�(yáng)極極化時(shí)腐蝕,基本上是沿著晶粒邊界�(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�(fā)生在夾層��
5、活性物�(zhì)脫落
鉛蓄電池在充放電�(guò)程中,極板的活性物�(zhì)漸漸因損壞而脫�,這種�(xiàn)象主要發(fā)生在循環(huán)充放電未�,主要特征是在電解液中有沉淀�,電池容量下�?;钚晕镔|(zhì)的脫落,如果是電池的使用壽命接近終止�(shí),活性物�(zhì)的脫落已是正常現(xiàn)�,但是在下列情況�(shí),同樣造成極板的活性物�(zhì)脫落�
(1)�(fù)極板由于添加劑比例不�(dāng),在充放電過(guò)程中引起活性物�(zhì)膨脹脫落�
(2)充放電電流大或過(guò)量充放電,長(zhǎng)期過(guò)放電�
(3)充電�(shí)電解液溫�、密度過(guò)��
(4)放電�(shí)外電路發(fā)生短��
(5)電解液不��
(6)極板硫酸化或板柵腐蝕斷裂�
6、容量降�
鉛蓄電池放電�(shí)�(dá)不到額定容量或在充放電過(guò)程中容量降低一般有以下幾種原因
(5)極群局部短路�
(6)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�(guò)�,假焊部位產(chǎn)生氧化膜雖可�(dǎo)�,但效果不佳�
(7)板柵腐蝕極板斷裂,活性物�(zhì)脫落�
(8)極板硫酸��
(9)容量放電�(shí)電流偏大,電解液密度偏低或電解液液面高度不夠�
(10)充放電設(shè)�、測(cè)�?jī)x表超差或出現(xiàn)故障�
(11)放電�(shí),電解液溫度�(guò)��
7、電壓異�
鉛蓄電池在充放電�(guò)程中電壓異常特征有以下幾�(gè)方面�
(1)�(kāi)路電壓低或充放電�(shí)電壓均低�
(2)放電�(shí)電壓迅速下降到終止電壓停止放電后很快恢�(fù)較高的電��
(3)充電�(shí)電壓上升很快很高,停止充電時(shí),電壓下降的�(guò)低過(guò)快�
(4)放電�(shí)電壓出現(xiàn)�(fù)��
(5)充電�(shí)電壓上升且電壓偏��
造成電壓�?,F(xiàn)象一般有以下幾方面原因:
(1)�(nèi)部短路、反��
(2)極板硫酸化�
(3)極板腐蝕斷裂,活性物�(zhì)脫落�
(4)電解液密度低或高�
(5)�(cè)�?jī)x器儀表超差或故障�
(6)連接處接觸不��
(7)�(fù)極板收縮純化�
(8)�(guò)量放��
(9)充電不足�
(10)自放電大
(9)充電不足�
(10)自放電大�
8、起�(dòng)性能�
鉛蓄電池起動(dòng)性能差是指在大電流放電時(shí)�(dá)不到�(guī)定的�
求�。一般由以下幾方面原因造成�
(1)蓄電池連接�(壁焊�)及端柱與極柱�(lián)接處,匯流排�
極板連接處出�(xiàn)虛焊假焊,致使起�(dòng)性能不佳或無(wú)法起�(dòng)�
(2)電解液密度低,內(nèi)阻大,隔板內(nèi)阻大�
(3)正極板彎曲及極板硫酸化�
(4)放電�(shè)備與蓄電池連接接觸電阻��
(5)極群短路,極板連電�
(6)活性物�(zhì)脫落�
(7)�(chǎn)品結(jié)�(gòu)、工藝配方有�(wèn)��
(8)放電電流�(guò)��
(9)�(huán)境溫度過(guò)��
9、循�(huán)壽命�
鉛蓄電池壽命提前終止的原因一般有以下幾�(gè)方面�
(1)正極板腐蝕、負(fù)極板膨脹�
(2)極群短路,極板連電�
(3)隔板損壞或竄位及隔板不耐腐�
(4)合金不耐腐�
(5)充放電循�(huán)比例不當(dāng)�
(6)電解液密度、溫度過(guò)高或�(guò)�,液面高度不夠�
(7)虛焊假焊,極板脫��
(8)極板硫酸化�
(9)充放電電流過(guò)��
� 解剖與分�
�(dāng)鉛蓄電池試驗(yàn)終了后或蓄電池出�(xiàn)故障而無(wú)法排除時(shí),需要解剖電池觀(guān)察分析,其步驟如下:
?。ㄒ唬⑼庥^(guān)檢查
l、檢查蓄電池槽有�(wú)破損及裂��
2、測(cè)量電解液密度�,電池端電壓及每�(gè)單格電池電壓情況�
3、檢查蓄電池端柱及連接條情��
(二�、解剖觀(guān)�
1、橡膠殼蓄電池放入較高溫度環(huán)境中待其封口劑軟化以�,用小刀將封口劑剔出,用鐵鋸將連接條鋸�,用鐵勾將每�(gè)極群組拉�,放入鐵�(pán)�(nèi)�
2、塑殼電池用鐵鋸沿槽蓋熱封處將蓄電池鋸開(kāi),在觀(guān)察壁焊連接處有�(wú)虛焊假焊及斷裂情況以及極柱與端柱連接情況�,用鐵鋸將壁焊處鋸開(kāi),將每�(gè)極群組抽�,放入鐵�(pán)�(nèi)�
3、觀(guān)察極群狀�,是否有隔板缺少,匯流排有無(wú)斷裂,匯流排與極板極耳處的連接情況,有�(wú)掉片及虛焊假焊現(xiàn)�。觀(guān)察極柱與匯流排,極柱與端柱的連接情況有無(wú)斷裂,虛焊假焊現(xiàn)象,觀(guān)察極群內(nèi)是否有異物存��
4、觀(guān)察極群側(cè)�,底部有�(wú)短路連電�(xiàn)象及隔板在極群中位置及隔板邊緣有�(wú)破損�(xiàn)象�
5、觀(guān)察蓄電池槽內(nèi)電解液狀況,活性物�(zhì)沉積狀�,槽�(nèi)有無(wú)異物情況以及電池槽中間隔板是否有�(kāi)�、破�、單格間溝通等�
6、完成上述觀(guān)察后,用鐵鋸鋸開(kāi)極板與匯流排連接處,逐片檢查正極�、負(fù)極板及隔板狀��
7、觀(guān)察正極板四邊框有�(wú)斷裂�(xiàn)�,極板表面狀�,活性物�(zhì)脫落狀況,小筋條腐蝕斷裂情況以及極板有�(wú)彎曲��
8、對(duì)于管式正極板觀(guān)察絲管有�(wú)破損,鉛芯有�(wú)脫脖�(xiàn)象,封底有無(wú)脫落,匯流排有無(wú)斷裂以及管內(nèi)活性物�(zhì)有無(wú)下沉,空管程度等�
9、觀(guān)察負(fù)極板表面狀�,有�(wú)硫酸化跡象,活性物�(zhì)有無(wú)收縮變硬,有�(wú)膨脹堆積及脫落現(xiàn)��
10、觀(guān)察每片隔板腐蝕程�,有�(wú)破損、斷�、掉�、穿孔現(xiàn)象,觀(guān)察隔板時(shí)�(yīng)將隔板用水洗凈仔�(xì)觀(guān)��
?。ㄈ�?、分析記�
電池解剖觀(guān)察后,記錄好觀(guān)察結(jié)�,分析出影響電池性能及造成試驗(yàn)終止的原因,提出電池解剖分析意見(jiàn)�
維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
已收錄詞�168814�(gè)