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最全面鉛酸蓄電池常見故障和機理分析

2015-03-13 18:33 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:蓄電池周刊 來源:蓄電池周刊
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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,而陽極腐蝕的基本產(chǎn)物是α—Pb02。

(5)正極板在陽極極化時腐蝕,基本上是沿著晶粒邊界進行的.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。活性物質(zhì)的脫落,如果是電池的使用壽命接近終止時,活性物質(zhì)的脫落已是正常現(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。

7、電壓異常

鉛酸蓄電池在充放電過程中電壓異常特征有以下幾個方面:

(1)開路電壓低或充放電時電壓均低。

(2)放電時電壓迅速下降到終止電壓停止放電后很快恢復(fù)較高的電壓。

(3)充電時電壓上升很快很高,停止充電時,電壓下降的過低過快。

(4)放電時電壓出現(xiàn)負值。

(5)充電時電壓上升且電壓偏低。

造成電壓異?,F(xiàn)象一般有以下幾方面原因:

(1)內(nèi)部短路、反極。

(2)極板硫酸化。

(3)極板腐蝕斷裂,活性物質(zhì)脫落。

(4)電解液密度低或高。

(5)測量儀器儀表超差或故障。

(6)連接處接觸不良。

(7)負極板收縮純化。

(8)過量放電。

(9)充電不足。

(10)自放電大

8、起動性能差

鉛酸蓄電池起動性能差是指在大電流放電時達不到規(guī)定的要求值。一般由以下幾方面原因造成:

(1)蓄電池連接條(壁焊處)及端柱與極柱聯(lián)接處,匯流排與極板連接處出現(xiàn)虛焊假焊,致使起動性能不佳或無法起動。

(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)放電設(shè)備與蓄電池連接接觸電阻大。

(5)極群短路。

(6)活性物質(zhì)脫落。

(7)放電電流過大。

(8)環(huán)境溫度過低。

9、循環(huán)壽命短

鉛酸蓄電池壽命提前終止的原因一般有以下幾個方面:

(1)正極板腐蝕、負極板膨脹。

(2)極群短路,極板連電。

(3)隔板損壞或竄位及隔板不耐腐。

(4)充放電循環(huán)比例不當(dāng)。

(5)電解液密度、溫度過高或過低,液面高度不夠。

(6)虛焊假焊,極板脫落。

(7)極板硫酸化。

(8)充放電電流過大。

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