铅酸蓄电池的失效模式及其修复方法(5页).doc
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1、-铅酸蓄电池的失效模式及其修复方法-第 5 页自放电,是指铅酸蓄电池内电自行消耗,一般认为每昼夜容量下降不大于2%,就认为正常,因铅酸蓄电池本身有自放电缺点,如果每昼夜容量下降大于2%时,那就是有故障了,自放电原因主要有:生产制造中材料不纯(如含锑过高或其它有害杂质),电解液中含有害杂质(铁、锰、砷、铜等离子),正负极板硫化后极隔板孔隙堵塞,导致铅酸蓄电池内阻消耗增大,都有导致铅酸蓄电池产生自放电的原因,所以,要求电解液必须是专用硫酸,水必须是蒸馏水或去离子水。_引起自放电的因素很多,如电解液及极板材料有杂质,引起局部电池效应自放电,隔板破裂,活性物质脱落,蓄电池盖上有浸润性灰尘,电解液或水形
2、成回路自放电。 我们能做到的是保持蓄电池盖上的干燥和清洁。冬天从屋外移到屋内的蓄电池其表现上会有冷凝水,可擦拭或静置屋内待其蒸发后再充电。 _铅酸蓄电池的失效模式及其修复方法 现在电池按照容量来计算,还是以铅酸蓄电池为主。铅酸蓄电池以其容量大为优势,是其他电池目前还无法取代的。另外,其大电流放电的特性,也决定了在启动电池方面的优势。但铅作为重金属,除了成本外,它还存在着一定的毒性,对环境和人体都有不同程度的危害。所以延长铅蓄电池的寿命,不仅仅是可以降低运行成本以外,还是环保的需要,也是拓展铅酸蓄电池的应用领域的一个重要问题。所以研究修复铅酸蓄电池,延长它寿命的问题,使铅酸蓄电池的销售量不仅仅不
3、会减少,而且会增加,但是对环境的污染确可以不增加。要了解铅酸蓄电池的修复,首先要明白铅酸蓄电池的失效模式。然后针对不同的失效模式谈修复方法。 一、 铅酸蓄电池的失效模式 由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异,最终导致蓄电池失效的原因各异。归纳起来,铅酸蓄电池的失效有下述几种情况: 1、正极板的腐蚀变型 目前生产上使用的合金有3类:传统的铅锑合金,锑的含量在47质量分数;低锑或超低锑合金,锑的含量在2质量分数或者低于1质量分数,含有锡、铜、镉、硫等变型晶剂;铅钙系列,实际为铅钙锡铝四元合金,钙的含量在0.06%0.1%质量分数。上述合金铸成的正极板栅,在蓄电池充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二
4、氧化铅,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效;或者由于二氧化铅腐蚀层的形成,使铅合金产生应力,使板栅长大变形,这种变形超过4时将使极板整体遭到破坏,活性物质与板栅接触不良而脱落,或在汇流排处短路。 2、正极板活性物质脱落、软化。除板栅长大引起活性物质脱落之外,随着充放电反复进行,二氧化铅颗粒之间的结合也松弛,软化,从板栅上脱落下来。板栅的制造、装配的松紧和充放电条件等一系列因素,都对正极板活性物质的软化、脱落有影响。 3、不可逆硫酸盐化 蓄电池过放电并且长期在放电状态下贮存时,其负极将形成一种粗大的、难以接受充电的硫酸铅结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化。轻微的不可逆硫酸盐化,尚可用一些方法
5、使它恢复,严重时,则电极失效,充不进电。 4、容量过早的损失 当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效。 5、锑在活性物质上的严重积累 正极板栅上的锑随着循环,部分地转移到负极板活性物质的表面上,由于H+在锑上还原比在铅上还原的超电势约低200mV,于是在锑积累时充电电压降低,大部分电流均用于水分解,电池不能正常充电因而失效。 对充电电压只有2.30V而失效的铅酸蓄电池负极活性物质的锑含量进行过化验,发现在负极活性物质的表面层,锑的含量达0.12%0.19%质量分数。对某些电池,例如潜艇用蓄电池,对电池析氢良有一定的限制。曾对析氢超过标准的
6、蓄电池负极活性物质化验,平均锑的含量达到0.4%质量分数。 6、热失效 对于少维护电池,要求充电电压不超过单格2.4V。在实际使用中,例如在汽车上,调压装置可能失控,充电电压过高,从而充电电流过大,产生的热将使电池电解液温度升高,导致电池内阻下降;内阻的下降又加强了充电电流。电池的温升和电流过大互相加强,最终不可控制,使电池变形、开裂而失效。虽然热失控不是铅酸蓄电池经常发生的失效模式,但也屡见不鲜。使用时应对充电电压过高、电池发热的现象予以注意。 7、负极汇流排的腐蚀 一般情况下,负极板栅及汇流排不存在腐蚀问题,但在阀控式密封蓄电池中,当建立氧循环时,电池上部空间基本上充满了氧气,汇流排又多少
7、为隔膜中电解液沿极耳上爬至汇流排。汇流排的合金会被氧化,进一步形成硫酸铅,如果汇流排焊条合金选择不当,汇流排有渣夹杂及缝隙,腐蚀会沿着这些缝隙加深,致使极耳与汇流排脱开,负极板失效。 8、隔膜穿孔造成短路 个别品种的隔膜,如PP(聚丙烯)隔膜,孔径较大,而且在使用过程中PP熔丝会发生位移,从而造成大孔,活性物质可在充放电过程中穿过大孔,造成微短路,使电池失效。 二、影响铅酸蓄电池寿命的因素 铅酸蓄电池的失效是许多因素综合的结果,既决定于极板的内在因素,诸如活性物质的组成。晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等,也取决于一系列外在因素,如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存
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- 蓄电池 失效 模式 及其 修复 方法
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