鉛酸電池的故障以及如何修復它們

1.自放電增加表現為容量損失。

鉛酸電池的故障以及如何修復它們正常的自放電是由於電極材料和電解質中存在雜質而導致的電池電流過程的結果,通常每天不超過容量的 0.7%。便攜式電池的自放電增加是由於在不小心填充或氣體釋放過程中,蓋子和被電解質弄濕的容器外表面的電流洩漏造成的。由於這個原因,特別是如果表面也被灰塵污染時,自放電會非常大,以至於電池會在 10-20 天內完全放電。

為了消除自放電,需要用蘸有蒸餾水的抹布清潔表面,然後用鹼性 10% 的純鹼溶液或氨水(氨水)中和:用溶液蘸濕抹布,徹底擦拭表面蓋子和盤子的表面。在這種情況下,您必須仔細監測鹼性溶液不會落入電池並污染電解液。中和後,再次用濕布擦拭餐具,然後擦乾。

如果擦拭表面後自放電沒有減少,則需要對電池電解液進行分析,如果發現有害雜質超過允許量,則對電池進行放電並更換電解液。注入電解液後,每個電池注入蒸餾水並靜置1小時。然後倒掉水,再給電池注水,微弱的電流通過電池2小時——大約是正常的1/10。之後,將水倒出,用蒸餾水沖洗電池,注入正常密度的電解液並以0.1 C20的電流進行正常充電。

電解質污染。由於添加到電池中的水中或用於製備電解質的酸中存在雜質,經常會導致電池容量下降和自放電增加。通常,當修復技術遭到破壞時,污染物會進入電池,例如,在使用 POS 焊料焊接跳線時,裸銅線與被電解液弄濕的電池蓋長時間接觸時等。

一些有害雜質的存在可以通過外部跡象來確定:

  • 氯 - 元素附近有氯的氣味,容器底部有淺灰色沉澱物沉積;
  • 銅——靜止和持續充電時明顯的氣體釋放;
  • 錳——在充電過程中,電解液呈淺紅色;
  • 鐵和氮無法通過外部跡象檢測到,只能通過化學分析檢測到。

在所有檢測到電解液中不可接受的雜質的情況下,必須更換。為此,請將電池放電,倒出電解液,注入經檢查不含氯的蒸餾水,並以 0.05 C10 的弱電流充電 1 小時。然後排乾水分,注入優質電解液,以正常充電電流充電。

電池延遲的特點是電壓低,以及與其他電池相比,單個電池的電解質密度較低,通常是由於充電電壓不足、極板硫酸鹽化的初始階段、短路和有害雜質的存在引起的電解液。如果檢測到滯後,則必須分析電解液中是否存在氯、鐵、銅。在無法啟動的情況下,通過均衡充電或提高浮動電壓來消除故障。

如果無法通過從外部電源為滯後電池充電來消除滯後,則滯後電池將與電池斷開並充電,直到其容量恢復。

2. 電池內部短路主要發生在隔板損壞和極板邊緣積聚海綿狀鉛時。

TP用蓄電池短路的跡像是電壓不足、密度和電容降低。

短路的原因通常是容器底部沉積物含量高,沉積物到達電極的下邊緣,在電極之間形成導電橋。

為消除短路,需要用 10 小時的放電電流將電池放電至最終電壓並拆開電芯。排除短路後——更換損壞的隔板,用刀切掉極板上的堆積物,清洗盤子並去除沉澱物,清洗極板——電池組組裝好,形成充電模式充電。

3、極板的破壞表現為活性物質的解體、脫落和板柵的腐蝕。

極板破壞的特徵標誌是電池容量急劇下降,放電時間短,充電時電解液密度迅速增加至正常。電解液變得混濁並呈棕色。極板破壞的原因是系統充電、大電流充電和溫度升高。用過小的電流進行系統充電也會導致極板損壞。對板進行硫酸化也會導致它們的破壞,因為硫酸鉛的體積比過氧化鉛和海綿鉛的體積大。

極板損壞的電池不適合操作,必須更換。

4. 極板硫酸化是對電池最常見和最危險的損壞。

如上所述,硫酸鉛(lead sulfate)PbSO4 的形成是電池運行的正常結果。在正常模式下生成的硫化鉛具有精細的晶體結構。由於電池處於非活動狀態時的自放電,尤其是在高溫和電解液密度升高的情況下,PbSO4 晶體會很大。根據電池儲存規則,晶體在正常充電的影響下仍會分解。

5.深度硫酸化通常是電池使用不當的結果,主要有以下幾個原因:

  • 充電電壓和電流不足;
  • 由於元件短路導致自放電增加;
  • 電解液中存在有害雜質;
  • 電解液濃度過高、溫度過高;
  • 在“充電-放電”模式下運行的電池系統充電不足;
  • 系統性深度放電;
  • 經常大電流充電;
  • 長期放置沒電的電池不充電;
  • 將新的非干電池充滿電解液和開始充電之間的較長時間(超過 6 小時)。

在這些因素的影響下,極板上的硫酸鉛轉變為粗大的晶體結構,形成連續的硫酸鉛外殼。當電解液潤濕的極板由於電解液水平降低而暴露在空氣中而與空氣接觸時,也會發生強烈的硫酸鹽形成。粗結晶硫酸鹽在正常充電過程中不再分解,據說硫酸化是不可逆的。

過度硫酸化的正極板的活性物質會呈現淺棕色,並帶有白色的硫酸鹽斑點。有時顏色仍然很深,但堅硬、粗糙的表面表明存在粗結晶硫酸鹽。硫酸化正極板的活性物質像沙子一樣在手指之間摩擦。

負極板的表面塗有一層連續的硫酸鉛。活性物質變得堅硬、粗糙,摸起來就像沙子一樣。如果在上面畫刀,則板材表面沒有清晰的金屬線。

由於粗結晶硫酸鹽是電流的不良導體,當發生不可逆的硫酸鹽化時,電池的內阻增加。結果,充電電壓升至 3 V,放電電壓急劇下降。大晶體會堵塞活性物質中的孔隙,使電解液難以進入內層。電池容量變得比正常情況低得多。這些跡像是典型的硫酸鹽電池。

6、污泥產量過多。

當電解質被鐵和硝酸及其鹽類污染時,以及在短路和不當操作(嚴重過載和深度放電)期間,活性物質的顆粒從板上掉落,形成沉澱物(沉澱物),這, 上升到極板,可能會導致短路。

沉積物出現的特徵標誌和原因。

TP用蓄電池短時間沉積棕色沉澱物表明充電電流過大或系統長期過充。硫酸鹽化過度和電解液污染會析出白色沉澱。當電池不均勻且水被氯污染時,會形成層狀沉積物(棕色和淺色層交替)。

根據造成沉積物分離增多的原因,應採取措施清除。

使用泵或虹吸管通過用玻璃棒從先前放電到其容量的 50-60% 的電池中泵送混濁電解質,從開口容器中去除沉積物。在這種情況下,必須注意不要因沉積物顆粒造成短路。抽真空後,應使用蒸餾水沖洗元件。

不是倒入電解液,而是將清潔液倒入罐子中,因為不能將裸板長時間放在空氣中。

每年一次通過拆卸極板並沖洗先前放電電池的容器和極板來清除便攜式電池中的沉積物。

7. 反轉電池極性。

如果電池由不同容量的電池串聯而成,或者部分電池的極板被切割或硫酸化,那麼當電池放電時,容量較小的電池可能會放電到零,其餘電池仍會放電當前的。流過放電電池的電流從負極流向正極,開始向相反方向充電(負極板變為正極,正極板變為負極)。在這種情況下,極板中出現二氧化鉛和海綿狀鉛的混合物,發生強烈的自放電並形成硫酸鹽。

負極板變暗並大大膨脹。此類元件應從電池上切下並進行多次訓練衝擊和充電。

當電池錯誤地連接到充電電動發電機或沒有防止錯誤切換保護的舊設計整流器的相反兩極時,也會發生極性反轉。有必要仔細監控充電電池的正確連接。及時發現的錯誤是可以改正的。通過將電池切換到正確的充電模式,它消除了電極的極性反轉。

如果極性反轉是由於長時間不正確的接通引起的,則需要進行 2-3 次“充電-放電-充電”循環。在特別不利的情況下,極性電池不會恢復其容量並完全分解。

8、電池絕緣電阻降低會引起自放電。

最常見的原因是電池表面污染、電解液滲透到容器的蓋子和外壁以及支架上。如果檢測到電解液從槽縫中洩漏,則必須更換。

通過用燃氣燃燒器或噴燈的低火焰將其熔化來修復密封膠中的裂縫。

注意:工作必須在電池倉外進行。電池應放完電,打開蓋子靜置 1-2 小時,然後用空氣吹掉殘留氣體,防止爆炸性混合物爆炸。熔化時必須小心,以免容器和蓋子的邊緣著火。

9. 硬橡膠塊和容器中的裂紋。

單體電池和容器的損壞會導致電解液洩漏、電池室污染並為電池自放電創造條件。此外,硫酸煙霧對維修人員有害。單體電池間的裂紋對電池特別危險。相鄰電池之間的電解接觸創建了增強自放電的路徑。裂紋大時,自放電電流達到短路值,電池電壓降低4V,電極硫酸化或完全破壞。

損壞的起動電池單體通常無法修復,尤其是在中間元件隔板出現裂縫的情況下。如果無法更換新的單體,當電池在靜止條件下(不受衝擊和晃動)使用時,修復可能有效。

待修復的單體用流水充分清洗並在室溫下乾燥 3-4 小時。允許在不高於 60°C 的溫度下在櫥櫃中乾燥。

為了密封裂縫,後者用直徑為 3-4 毫米的鑽頭在邊緣鑽孔。用銼刀或鑿子將裂縫切割至 3-4 毫米的深度。在帶有耐酸嵌件的整體式混凝土中,鑽孔和切割裂縫只能深入到瀝青混合料的深度,並且只能從外部進行。硬橡膠塊從兩側切割。用砂紙清理切開的裂縫,直到在裂縫兩側產生寬度為 10-15 毫米的粗糙表面。之後,清潔區域用蘸有丙酮的餐巾紙除油並乾燥5-6分鐘。

必須使用特殊設備對修復後的單體進行洩漏測試。

檢查單塊是否損壞時,應特別小心,切勿將兩個電極握在手中,否則會導致觸電。

重新焊接和矯直板

如果由於操作不當、電解液污染或短路導致極板嚴重變形(特別是正極),則需要對電池進行分類並拉直極板。這應該通過對電池放電來完成。負極板必須立即浸入蒸餾水中去除其中的酸,只有換水兩三次才能保持在空氣中。帶電的負極板在空氣中變得非常熱,變得無法使用。

取下正極板時,注意不要碰到負極板。為了對齊,將切割的正極板放置在兩塊光滑的板之間,然後逐漸小心地稱重。在任何情況下都不要用錘子敲擊並用力按壓盤子,因為它們會因脆弱而破裂。

嚴禁在充電時焊接電池倉內的極板!它們可以在充電結束後兩小時內進行焊接,並保持連續通風。

應使用氫氣火焰或電炭加熱器焊接固定電池的連接。這項工作只能由經過專門培訓的人員執行。

小型電池(啟輝器、燈絲等)的焊接可以用普通電烙鐵完成,但不能使用錫焊料和酸,因為它們會污染電池並導致電池自放電和損壞。

清除錫的烙鐵熔化純鉛棒或帶,落入接縫中,將電池的鉛部分焊接在一起。必須注意,熔化的鉛不會產生細絲,如果細絲卡在電池中,可能會導致短路。您需要焊接導線和跳線的整個橫截面,以免它們的導電性降低。

我們建議您閱讀:

為什麼電流是危險的?