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铅酸蓄电池维护知识
作者:    发布于:2015-07-07 11:43:23    文字:【】【】【
摘要:铅酸蓄电池维护知识

一.铅酸蓄电池常见失效形式                     
 1. 不平衡
      大多数的铅酸蓄电池不是单独使用的,而是多块在一起用,每一组电池中出现一块或者两块落后,就能导致其他好的也无法正常使用,这叫不平衡。
2. 失水
     在电池充电过程中,会发生水的电解,产生氧气和氢气,使水以氢、氧的形式散失,所以又称析气。水在电池电化学体系中,起到非常重要的作用,水量的减少会降低参与反应的离子活度,减少硫酸与铅板的接触面积 导致电池内阻上升,极化加剧,最终导致电池容量下降。
 修复方法:撬开电池上方的盖板。一些电池的盖板是ABS胶粘接的,一些电池是达扣连接的。有的是滑板。注意撬开盖板的时候,不要损坏盖板。这时可以看到6个排气阀的橡胶帽。打开橡胶帽,露出排气孔,通过排气孔可以看到电池内部。一些电池的排气阀底座是可以旋开的,可以不打开橡胶的排气阀而旋开排气阀底座。一些电池的橡胶帽周围还有一些填充物。打开盖,用手电照着,看小孔内部是否有干涸现象,即电池是否失水。电池的极板是用白色玻璃纤维棉包裹着的,正常情况应该是湿润的。用滴管吸入蒸馏水由排气孔注入电池。把加好水的电池用透气的遮挡物覆盖排气孔,以防止灰尘落入排气孔。最好用医用的二次蒸馏水。补水的原则是宁少勿多。不够可以再加,多了造成酸比重下降,电池容量就会不足。无经验者可以按每孔5mL掌握。最好是看着加,湿乎乎,亮晶晶,水汪汪。湿乎乎正好,亮晶晶就多了,水汪汪就太多了。特别提示:补水工具使用玻璃、塑料等吸管。建议使用医用一次性注射器,使用方便而且方便计量。补水工具不能使用任何含金属的器具,注射器应拔去金属针头,套一节塑料管后使用。
3. 硫酸盐化
      电池放电时,在正极负极都产生硫酸铅,正极由于氧极氧化作用的存在,硫酸铅极易在充电时转化成二氧化铅,而负极则不同,在长期亏电保存,经常过放电,长期充电不足等因素存在的情况下,会逐渐在负极表面形成一层致密坚硬的硫酸铅层,不仅本身溶解度大幅度下降,难以参加反应,同时堵塞了电解液和深层活性物质的接触通道,从而导致了电池容量下降。
4. 极板软化
      极板是多空隙的物质,有比极板本身面积大的多的比表面积,在电池反复的充放电循环过程中,随着极板上不同物质的交替变换,将会使极板空率逐渐下降,在外观表现上,则是正极板的表面由开始时的坚实逐渐变的松软直到变成糊状,这时由于表面积下降,将会导致电池容量的下降。大电流充放电、过放电都会加速极板的软化。
5. 板栅腐蚀
      目前生产上使用的合金有3类,传统铅锑合金,低锑或超低锑合金,铅钙系列.上述三种合金铸成的板栅,在蓄电池的充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二氧化铅,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效;后由于二氧化铅腐蚀层的形成,使铅合金产生应力,使板栅线性长大变形,最后使极板整体遭到破坏以及腐蚀.电池的骨架板栅由铅合金制作而成,虽然其有很强的抗腐蚀能力,但长期浸泡在酸性电解液当中,仍然会使起发生金属腐蚀,以至于发生板栅裂隙甚至断裂,导致容量的下降。
6. 短路
7.开路

二。铅酸蓄电池硫化后的处理(长期放置、未及时维护容易导致)
1 、什么是电池硫化?
    在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅,这就是硫酸盐化,简称"硫化"。这种硫酸铅的导电性不良、电阻大,溶解度和溶解速度又很小,充电时恢复困难。因而成为容量降低和寿命缩短的原因。
2 、产生硫化的原因是什么?
    正常的铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶,充电时比较容易地还原为铅。如果电池地使用和维护不善,例如经常充电不足或过放电,负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬 的硫酸铅。这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原,要求充电电压很高,由于充电时充电接受能力很差,大量析出气体。这种现象通常发生在负极,被称为不可逆硫 酸盐化。它引起蓄电池容量下降,甚至成为蓄电池寿命终止的原因。一般认为,这种不可逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶,粗大结晶形成之后溶解度减少。硫酸 铅的重结晶使晶体变大,是由于多晶体系倾向与减少小其表面自由能的结果。从结晶过程的规律可知,小结晶尺寸的溶解度大于大结晶尺寸的溶解度。因此,当长期 存放或过放电时,大量的硫酸铅存在,再加上硫酸浓度和温度的波动,个别的硫酸铅晶体就可以依附靠近小晶体的溶解而长大。 有人提出与上述完全不同的观点,认为不可逆硫酸盐化常常与电解液中存在大量表面活性物质有关,这些表面活性物质作为杂质存在。由于吸附减小了硫酸铅的溶解 度,充电时会使铅离子还原的极限电流下降。表面活性物质也会吸附在正极上,但它不至于引起不可逆硫酸盐化,因为正极在充电时进行阳极氧化过程,其电势足以 破坏表面活性物质,使之被氧化为水和二氧化碳。防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是,及时充电和不要过放电。蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化,如能及时处理尚能挽救。
3、处理方法
一般的处理方法是:将电解液的浓度调低(或用水代替硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电……如此反复数 次,达到应有的容量以后,重新调整电解液浓度及液面高度。或是采用脉冲充电器恢复。

三.脉冲充电器的特性和优点
蓄电池能源的再次补充,必须依靠充电器来实现。在充电过程中,电池实际上是充电器的一个负载,这个负载有别于常见的阻性负载、容性负载及感性负载,而是一个时变、非定常、动态负载。因此,必须了解清楚蓄电池在充电过程中的电化学反应,分析充放电特性,才能设计出符合蓄电池充电要求的充电器。
以阀控式铅酸蓄电池为例(以下简称VRLA)。蓄电池的正极为活性物质二氧化铅,负极活性物质为深灰色海绵状金属铅,电池效容量小,电池过早出现硫化结晶,极化过电压是"罪魁祸首"。如果不能采用有效的充电方式,将严重影响蓄电池的直接使用价值。常规的充电方法采用小电流慢充方式,对新的VRLA电池初充需70H以上,进行普通充电也需10H以上。充电时间过长,不但会拉长充电监测时间,造成电能的浪费;而且长时间小电流充电,极易造成充电过程出现"极化"现象,内部出现硫化结晶,极大地缩短了蓄电池的循环使用寿命。现在的分段式充电法,即先恒压、再恒流或先恒流、再恒压,在充电过程初期,充电电流远远小于蓄电池可接受的充电电流,因而充电时间大延和;充电过程后期,充电电流又大于蓄电池可接受的电流,蓄电池内部温升很快,产生大量的气泡,致使充电副反应加剧,严重的还会导致蓄电池"热失控",永久的损坏电池。采用恒流及恒压充电方式,要求充电器具有极高的稳压、稳流特性,精确的充电时间控制功能。这样才能降低充电过程中的副反应及"极化"现象。然而,目前市场上使用的所谓智能充电器,并不是严格意义上的阶段式充电器,据相关部门统计资料显示,市场上85%以上的充电器存在严重的质量隐患。这些充电器往往充电电流过小,充电电压不稳定,充电时间过长,导致蓄电池内部出现极化现象,硫化结晶。致使充电容量达不到要求,大大降低了蓄电池的正常使用寿命。这就不难理解"电池不是用坏的而是充坏的"这一说法的含义。可以看出,常规充电技术及产品在消除充电"副反应"和"极化"现象中所表现出来的软弱性已远远不能适应现在蓄电池的充电要求。
那么有没有一种理想的充电方式来解决这一问题?答案是肯定的。根据充电过程中的反应,如果充电过程中能减小或消除副反应,去除极化内阻对充电电流的阻碍作用,则充电时间将大大缩短,充电有效容量将大大提高,由于副反应很小或几乎不存在,电池循环使用寿命也将大幅度提高。科学家在这方面做了大量的研究工作,发现无论怎样对传统的恒压、恒流方式进行改进,都不能消除充电过程中的副反应的存在;而极化电压的产生,跟充电电流的大小及输出方式有密切关系。恒流、恒压的充电方式,其充电电流是不间隔一直输出,根本不可能消除"极化"现象。试验发现,当充电停止时,欧姆极化消失,浓差极化和电化学极化也逐渐减弱,充电副反应也随之停止。那么,如果在蓄电池充电过程中为其提供一条放电通道让其反向放电,则极化现象将迅速消失,蓄电池内部温度也会因放电而得到有效控制,充电副反应也将不复存在。蓄电池就可接受较大充电电流,充电速度大大加快,充电容量也将大大提高,这就是脉冲充电方式的原始理论依据。试验证明,在对蓄电池充电的过程中,适时地暂停充电,并且加入适当的放电脉冲,就可迅速有效地消除各种极化电压,从而提高充电速度。电流以脉冲方式输出,还可以加快活性物质的反应速度,有效地防止电解液硫化结晶,并且可以有效的击碎已经出现的结晶颗粒。脉冲电流充放电对电池极板有加强其韧性的效果,可以大大提高蓄电池的循环使用寿命;同时,由于"极化"现象的消失,脉冲电流又可以深层次地激活电池内部的活性物质,从而大幅度地提高了蓄电池的充电有效容量。
现代脉冲智能充电器,以高频开关电源技术为基础,嵌入先进的智能控制数字电路。采用智能检测和控制技术来调节充电器的脉冲输出比例,实现可控去极化功能;在充电过程中采用自适应技术实时检测电池的充电情况,来自动调整充电模式,实现最佳模式控制;还具有完善的保护功能,最大限度地保证设备运行的稳定性及可靠性。在效果方面,其充电时间的大大降低,正适应了现代人生活,工作的快节奏步伐。
四.结束语
正、负脉冲式充电器正、负脉冲式快速充电模式,已被当今世界电池业界公认为酸铅电池的最佳充电模式,这是因为它与普通“三段式”充电模式相比较,有着无与伦比的充电特性,不但能确保电池在不失水、不充臌的前提下,达到快充目的。而且在每次充电期间能及时的清除、修复电池极板上的硫化,达到活化电池,延长电池使用寿命的目的。同时整个充电过程中,因为自始至终都伴随着负脉冲的作用,因此可以大大削减电池充电时的极化现象,使电池永远处在最佳的受电状态。

 

脚注信息

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