蓄電池知識

2022-09-28 09:45:03 字數 3005 閱讀 1529

極板硫化即蓄電池極板硫酸鉛硬化,它是指在極板上生成一層白色粗晶粒的硫酸鉛。由於這種粗晶粒的硫酸鉛會嚴重堵塞極板孔隙,使電解液滲入困難,蓄電池內阻明顯增大,致使充、放電的電化學反應不能正常進行,容量大幅度降低,起動時不能供給起動機足夠的起動電流,甚至不能起動發動機。這種粗晶粒的硫酸鉛在正常充電時不能消失,久而久之,會使蓄電池早期損壞或報廢。

本文將從硫化的故障現象入手,著重分析產生硫化的主要原因,從而使司機及養護人員能有目的、有計畫地對蓄電池進行正確使用與維護,以延長蓄電池的使用壽命。

一、極板硫化的故障現象

硫化的蓄電池極板上有霜狀物,有時開啟蓋子即能看見。嚴重硫化的蓄電池,在充、放電過程中會出現下述異常現象:

1.大電流放電時電壓迅速下降,表現在起動時起動機轉速降低,運轉無力,不能持續給起動機供電,致使起動次數減少,有時只能進行1—2次起動。

2.用高率放電計檢測時,單格端電壓急劇下降;按規定放電率進行放電時,放電持續時間短,電壓過早降至終止電壓。

3.充電時,蓄電池充電電壓會迅速上公升,開始充電單格電壓可達到2.8v或超過該數值,數小時後電壓會下降到2.2v,以後緩慢上公升,與正常蓄電池充電規律相同。但電解液溫度迅速公升高,很快上公升到40℃以上,充電開始就冒氣泡,過早出現「沸騰」現象,而電解液密度無變化或變化很小。正常充電後蓄電池容量達不到額定容量的80%。

二、產生硫化的主要原因未充電

長期充電不足或放電後長期未充電的蓄電池,由於溫度的公升降變化,硫酸鉛會發生再結晶。在正常情況下,蓄電池放電時極板上生成的硫酸鉛晶粒比較小,基本不影響導電性能,充電時基本完全轉化而消失。但若長期處於放電或半充電狀態時,極板上硫酸鉛將有一部分溶解於電解液中,溫度越高,溶解度越大,但當溫度降低時,溶解度減小,出現過飽和現象,這時有部分硫酸鉛就會從電解液中析出,再次結晶生成大晶粒硫酸鉛,附著在極板表面上,日積月累便形成「硫化」。

2.蓄電池電解液液面過低

由於電解液液面過低,易使極板上部外露,導致極板上部與空氣接觸而強烈氧化,在車輛行駛過程中,由於電解液的上下波動,極板的氧化部分與電解液接觸,會生成大晶粒的硬化硫酸鉛,使極板上部形成硫酸鉛硬化層,這主要表現在負極板上。

3.長期放置的蓄電池充電不足

蓄電池在長期儲存過程中若處於充電不足狀態,電解液中游離的硫酸鉛會逐漸結晶沉積在極板表面上,它與正常放電所形成的硫酸鉛有著本質的區別。正常放電時,極板上所形成的硫酸鉛有規則、細密且具有微孔,而硫酸鉛自然結晶沒有規則且晶粒粗,使極板表面形成一層粗晶粒的硫酸鉛,若放置時間過長,即使再進行補充充電也不能使其轉化為純鉛和二氧化鉛,從而造成極板表面硫化。

4.放電電流過大或過度放電

用大電流長時間放電或過度放電,會使硫酸鉛形成過快,大量硫酸鉛附著在極板表面上,且這種方式形成的硫酸鉛晶粒較粗,硬度較大,蓄電池內阻明顯增加,不但影響電解液進入極板內部,同時還造成硫酸鉛在充電時不能還原,若長時間得不到必要的充電修復,就會導致極板硫化。

5.電解液密度過大、不純或使用溫度過高

電解液密度過大時,極板表面會受到嚴重腐蝕,一部分硫酸鉛會進入電解液中,在溫度降低時就會有硫酸鉛結晶附著在極板表面上。同時,由於電解液密度過大,放電反應時極板表面形成硫酸鉛過快,造成硫酸鉛還原困難。電解液中含有雜質,特別是醋酸、澱粉等有機雜質,使極板受到較為嚴重的化學腐蝕,易形成極板硫化。

使用溫度過高時,一部分硫酸鉛會因溫度過高而沼於電解液中,待溫度降低時就會再次析出結晶附著在極板上,如此不斷地溶解和析出,從而使極板硫化。

三、蓄電池硫化的預防及修復

(一)預防硫化的方法

1.經常保持蓄電池在充足電狀態,不給硫酸鉛溶解和再結晶的機會。正常情況下每月進行一次補充充電,當蓄電池單格電壓降至1.75v以下、密度降到1,15g/立方厘公尺、冬季放電25%、夏季放電50%時,必須在24小時之內進行補充充電。

2.電解液密度要合適,根據氣溫及地區的不同,一般應保持電解液密度在1.24-1.31g/立方厘公尺之間,以保持蓄電池處於良好的工作狀態。電解液密度與氣溫的關係如表1所示。

3.液面高度要符合規定,應高出防護板10-15mm。

4.盡量不要長期存放蓄電池,若必須長期溼儲存時,要按規定進行定期充電若蓄電池放在車上長期不用時,應將搭鐵線拆下,以防自行放電;放置時間超過半年以上時,應進行幹儲存。

5.經常檢查蓄電池的存電量(密度每降低0.01g/立方厘公尺相當於放電6%),避免大電流長期放電和過度放電特別注意起動發動機時,每次不得超過5秒鐘,兩次起動之間應間隔半分鐘以上,起動次數不能超過三次。如果發動機存在故障,應在排除故障後進行起動。不可將蓄電池電量用盡。

6.注意電解液的清潔,在加註蒸餾水和補充液時,要檢查其純度和清潔情況,切勿加註不符合規定的液體。

(二)硫化蓄電池的修復

1.輕微硫化蓄電池的修復

對於輕微硫化的蓄電池可採用過充電法修復,即在正常充電結束後將蓄電池靜置1-2小時,然後再用初次充電第二階段的充電電流(如表2所示)進行連續充電。當電解液產生大量氣泡時停止充電再靜置1—2小時,然後再用上述方法進行充電,直至接通電源l—2分鐘內電解液就出現大量氣泡為止,同時電解液密度應達到1.280g/立方厘公尺左右,否則應再進行重複充電。這種方法也適用於單格電池硫化的修復。

2.嚴重硫化蓄電池的修復

以20小時放電率將蓄電池放電至終止電壓(單格電壓為1.75v),將電解液全部倒掉,並用蒸餾水沖洗極板兩次。然後加入足夠的蒸餾水,用初次充電第二階段的充電電流(如表2所示)進行連續充電,即所謂的「水**」。待電解液密度公升至1.15g/立方厘公尺左右時,停止充電並倒出電解液,換加蒸餾水再進行連續充電,直到電解液密度不增加為止。

再按上述放電率放電至終止電壓,用初次充電第一階段充電電流和時間進行過充電,直到電解液密度不再上公升。將電解液密度調整到1.280g/立方厘公尺,然後再次以上述放電率放電到終止電壓,以初次充電第一階段充電電流和時間進行充電。當以20小時放電率測得其容量能達到額定容量的80%以上時,說明修復工作基本完成。

若容量仍很小時,則應重複上述充、放電迴圈,直到蓄電池恢復正常為止。

四、結論

極板硫化是蓄電池早期損壞的重要原因,也是使用中常見的故障之一。此故障出現後,將嚴重影響蓄電池的使用壽命。產生該故障的主要原因是由於使用維護或儲存不當造成的。

因此,要想延長蓄電池的使用壽命,提高其使用效率,必須充分了解蓄電池的充、放電特性以及造成故障的原因,按規定使用蓄電池,加強日常維護和保養,盡可能防止硫化現象的出現。

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