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,。 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(wèn)題,,引起極板在充放電過(guò)程中不耐腐而斷裂。 (2 )充電時(shí),,正極板柵處于陽(yáng)極極化的條件下,,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)高,,溫度過(guò)高,正極板氧化腐蝕加劇,。 (4)鉛酸蓄電池的電解液中,,含有對(duì)正極板柵有腐蝕作用的酸類或其它有機(jī)物鹽類,,都會(huì)逐漸腐蝕正極板柵。這些對(duì)正極板柵有害的酸類,、鹽類可能來(lái)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(guò)程,也就是氧化膜生成的過(guò)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(qiáng)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(jī)理: (1)二氧化鉛表面析出氧腐蝕:當(dāng)陽(yáng)極充電時(shí),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(guò)氧化物層擴(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)程,,溫度升高極化加強(qiáng),引起氧擴(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(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(yáng)極腐蝕的基本產(chǎn)物是α—Pb02。 (5)正極板在陽(yáng)極極化時(shí)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(guò)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(shí),,活性物質(zhì)的脫落已是正?,F(xiàn)象,,但是在下列情況時(shí),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(guò)程中引起活性物質(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)充電時(shí)電解液溫度、密度過(guò)高,。 (4)放電時(shí)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(shí)達(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。 (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(guò)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(shí)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(cè)量?jī)x表超差或出現(xiàn)故障,。 (7)放電時(shí),電解液溫度過(guò)低,。 7,、電壓異常 鉛酸蓄電池在充放電過(guò)程中電壓異常特征有以下幾個(gè)方面: (1)開(kāi)路電壓低或充放電時(shí)電壓均低。 (2)放電時(shí)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(shí)電壓上升很快很高,,停止充電時(shí),電壓下降的過(guò)低過(guò)快,。 (4)放電時(shí)電壓出現(xiàn)負(fù)值,。 (5)充電時(shí)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(cè)量?jī)x器儀表超差或故障,。 (6)連接處接觸不良,。 (7)負(fù)極板收縮純化。 (8)過(guò)量放電,。 (9)充電不足,。 (10)自放電大。 8,、起動(dòng)性能差 鉛酸蓄電池起動(dòng)性能差是指在大電流放電時(shí)達(dá)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(dòng)性能不佳或無(wú)法起動(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(guò)大,。 (8)環(huán)境溫度過(guò)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(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)充放電循環(huán)比例不當(dāng),。 (5)電解液密度、溫度過(guò)高或過(guò)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(guò)大,。 二、解剖與分析 當(dāng)鉛酸蓄電池試驗(yàn)終了后或蓄電池出現(xiàn)故障而無(wú)法排除時(shí),,需要解剖電池觀察分析,,其步驟如下: 1、外觀檢查 (圖示活性物質(zhì)有沉淀,,說(shuō)明活性脫落嚴(yán)重) (1)檢查蓄電池槽有無(wú)破損及裂紋,。 (2)測(cè)量電解液密度值,電池端電壓及每個(gè)單格電池電壓情況,。 (3)檢查蓄電池端柱及連接條情況,。 2、解剖觀察 (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后,,用小刀將封口劑剔出,,用鐵鋸將連接條鋸斷,用鐵勾將每個(gè)極群組拉出,,放入鐵盤內(nèi),。 (2)塑殼電池用鐵鋸沿槽蓋熱封處將蓄電池鋸開(kāi),在觀察壁焊連接處有無(wú)虛焊假焊及斷裂情況以及極柱與端柱連接情況后,,用鐵鋸將壁焊處鋸開(kāi),,將每個(gè)極群組抽出,放入鐵盤內(nèi),。 (3)觀察極群狀況,,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,,有無(wú)掉片及虛焊假焊現(xiàn)象。觀察極柱與匯流排,,極柱與端柱的連接情況有無(wú)斷裂,,虛焊假焊現(xiàn)象,,觀察極群內(nèi)是否有異物存在,。 (4)觀察極群側(cè)面,,底部有無(wú)短路連電現(xiàn)象及隔板在極群中位置及隔板邊緣有無(wú)破損現(xiàn)象。 (5)觀察蓄電池槽內(nèi)電解液狀況,,活性物質(zhì)沉積狀況,,槽內(nèi)有無(wú)異物情況以及電池槽中間隔板是否有開(kāi)裂、破損,、單格間溝通等,。 (6)完成上述觀察后,用鐵鋸鋸開(kāi)極板與匯流排連接處,,逐片檢查正極板、負(fù)極板及隔板狀況,。 (7)觀察正極板四邊框有無(wú)斷裂現(xiàn)象,極板表面狀況,,活性物質(zhì)脫落狀況,,小筋條腐蝕斷裂情況以及極板有無(wú)彎曲等。 (8)對(duì)于管式正極板觀察絲管有無(wú)破損,,鉛芯有無(wú)脫脖現(xiàn)象,,封底有無(wú)脫落,匯流排有無(wú)斷裂以及管內(nèi)活性物質(zhì)有無(wú)下沉,,空管程度等,。 (9)觀察負(fù)極板表面狀況,有無(wú)硫酸化跡象,,活性物質(zhì)有無(wú)收縮變硬,,有無(wú)膨脹堆積及脫落現(xiàn)象。 (10)觀察每片隔板腐蝕程度,,有無(wú)破損,、斷裂、掉角,、穿孔現(xiàn)象,,觀察隔板時(shí)應(yīng)將隔板用水洗凈仔細(xì)觀察。 (11)分析記錄電池解剖觀察后,,記錄好觀察結(jié)果,,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,。 鉛酸蓄電池常見(jiàn)故障分析及處理方法
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