蓄电池在使用中出现的故障多数是由于维护和使用不当而造成的。蓄电池常见的故障有外部故障和内部故障。蓄电池的外部故障有壳体或盖子裂纹、封口胶干裂、极板松动或腐蚀等;内部故障有极板硫化、自放电、内部短路、活性物质脱落、极板拱曲等。下面简单分析几种常见的故障现象和原因及其排除方法。
1.极板硫化
蓄电池长期充电不足或放电后长时间未充电,极板上会逐渐生成一层白色粗晶粒硫酸铅(PbSO4),正常充电时不能转化为二氧化铅(PbO2)和海绵状铅(Pb)的现象称为“硫酸铅硬化”或“不可逆硫酸盐化”,简称“硫化”,主要发生在负极板上。这种粗而坚硬的硫酸铅晶体很难重新溶解于电解液。它的导电性差,结构致密,体积大,堵塞极板孔隙,使电解液渗入困难,容量降低,内阻增大,起动时不能供给大的起动电流,以至不能起动发动机。
(1)现象与特征 极板上有较厚的白霜,充、放电时会有异常现象。这种结晶电导率低,使蓄电池的内阻增加,导致充电时单体电压上升快,且迅速升高到2.8V左右,电解液温度迅速升高,常超过45℃,但电解液密度却增加缓慢,且过早出现“沸腾”现象。由于极板上的有效活性物质减少,放电时容量明显下降,用高率放电计检查时,单体电压急剧降低。
(2)造成原因
1)蓄电池长期充电不足或放电后未及时充电,导致极板上的硫酸铅有一部分溶解于电解液中,环境温度越高,溶解度越大。当环境温度降低时,溶解度减小,溶解的硫酸铅就会重新析出,在极板上再次结晶,形成硫化。
2)蓄电池电解液液面过低,使极板上部外露与空气接触而被氧化(主要是负极板),在汽车行驶过程中,电解液上下波动,与极板的氧化部分接触,会生成大晶粒硫酸铅的硬化层,使极板的上部硫化。
3)长期过量放电或小电流深度放电,使极板深处活性物质的孔隙内生成硫酸铅,平时充电不易恢复。
4)新蓄电池充电不彻底,活性物质未得到充分还原。
5)电解液密度过高、成分不纯,外部气温变化剧烈。
因此,为了避免极板硫化,蓄电池应经常处于充足电的状态,放完电的蓄电池应及时充电,电解液密度要恰当,液面高度应符合规定。
(3)排除方法 轻度硫化的蓄电池可用小电流长时间(间歇过充电)充电的方法予以排除;硫化较严重的采用去硫化充电方法消除硫化,用快速充电机充电对于消除硫化有较显著的效果;硫化特别严重的蓄电池只能更换极板或报废。
2.自放电
充足电的蓄电池,处于静置不工作的状态时,其容量自行损耗的现象称为自放电。
(1)现象与特征 铅蓄电池的正常自放电是由于蓄电池本身因素所造成的一种不可避免的现象。一般充足电的蓄电池在24h内的自行放电量超过蓄电池容量的2%~3%时,则属于故障性自放电,这主要是由于使用维护不当造成的。
(2)造成原因
1)极板上活性物质和栅架的材料不同,在电解液中会产生不同电位而形成局部电池导致内部电流,形成自放电。
2)正极板PbO2的分解和负极板Pb的自溶而形成自放电。(www.xing528.com)
3)栅架与有效物质接触引起自放电。
4)蓄电池盖上积存有电解液、油污等引起自放电。
5)电解液浓度有差异,导致硫酸下沉,使得电解液下部密度比上部大,使极板上、下部产生电位差而引起自放电。
6)蓄电池内部短路引起自放电。极板上活性物质脱落,下部积沉物过多使极板短路;隔板炭化、发脆以至损坏使极板短路,造成自放电。
7)电解液中杂质含量过多,这些杂质在极板周围形成局部电池而产生自行放电。例如,当电解液中含铁量达1%时,一昼夜会将蓄电池全部放电。
(3)排除方法 问题较轻的待完全放完电,使极板上的杂质进入电解液,倒出电解液,用蒸馏水反复清洗干净,再加入新电解液,充足电后即可使用;问题较严重的应将电池完全放完电或过度放电倒出电解液,取出极板组,抽出隔板,用蒸馏水冲洗之后重新组装,加入新的电解液重新充电使用。
3.极板短路
蓄电池正负极板直接接触或被其他导电物质搭接称为极板短路。它会使蓄电池通过短路点放电,把电能白白地消耗掉。
(1)现象与特征 蓄电池的容量变小、开路端电压很低;用高率放电计测量端电压时很低或迅速下降到零;充电时,端电压和相对密度上升很慢,甚至保持很低的数值就不再上升了,且充电末期气泡很少;充电时电解液温度迅速升高。
(2)造成原因 隔板质量不高或损坏使正负极板相互接触而短路;活性物质在蓄电池底部沉积过多、金属导电物落入正负极板之间;极板组严重弯曲等。
(3)排除方法 出现极板短路时,必须将蓄电池拆开检查,更换破损的隔板,消除沉积的活性物质,校正或更换弯曲的极板组等。
4.极板活性物质大量脱落
铅蓄电池在使用过程中,正极板上的活性物质会逐渐脱落,蓄电池的容量也随之降低。这种现象只能用改善使用条件、在电解液中加入表面活性添加剂等方法来减缓脱落速度,但却难以根除。
(1)现象与特征 电解液混浊,并有褐色物质自底部上浮,蓄电池容量不足。
(2)造成原因 充电电流过大,电解液温度过高,活性物质膨胀松软脱落;经常过充电,致使极板孔隙中逸出大量气体,并对极板孔隙造成压力,使活性物质脱落;放电电流过大,接入起动机时间过长,致使极板拱曲引起活性物质脱落;电解液密度过低而冻结;在汽车行驶中,由于剧烈振动而导致活性质脱落。
(3)排除方法 沉积物较少时,可清除后继续使用;沉积物较多时,应更换新极板和电解液。
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