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第一章  铅酸蓄电池的定义、结构及反应原理 1、基本定义 l 电能可由多种形式的能量变化得来,其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池,电池有原电池和蓄电池之分. l 放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池,也称一次性电池. l 放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能的电池,叫蓄电池,也称二次电池. 2、常用技术术语 l 充电:蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电. l 放电:蓄电池对外电路输出电能时叫做放电. l 电动势:外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫电池的电动势. l 端电压:电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压 l 电池的容量:电池的容量单位为安时 l 使用寿命:蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放电循环,蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数,叫做蓄电池的使用寿命. 二、铅酸蓄电池 1、定义 铅酸蓄电池是蓄电池的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池. 2、产品型号含义: 汉语拼音字母 含义 汉语拼音字母 含义 表示电池用途的字母 Q 启动用 表示电池特征的字母 A 干荷电式 G 固定用 F 防酸式 D 电池车 FM 阀控式 N 内燃机车 W 无需维护 T 铁路客车 J 胶体电液 M 摩托车用 D 带液式 KS 矿灯酸性 J 激活式 JC 舰船用 Q 气密式 B 航标灯 H 湿荷式 TK 坦克 B 半密闭式 S 闪光灯 Y 液密式 例:6QA-120 表示有6个单体电池(12伏),启动用电池,装有干式荷电击板,20小时率额定容量为120安时. 第二章  铅酸蓄电池使用维护 一、蓄电池的失效模式 由于极板种类、制造条件、使用方式的差异,最终导致蓄电池失效的原因也各异,归纳起来,有如下几种失效模式. 1、 正极板板栅的腐蚀变形 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,活性物质与板栅接触不良而脱落或在汇流排除短路. 2、 正极活性物质脱落、软化 除板栅长大引起活性物质脱落外,随着充放电的反复进行,二氧化铅颗粒之间的组合也松弛,软化,从极板上脱落下来. 极板的制造,装配的松紧和充放电等一系列因素,都对正极活性物质的软化、脱落有影响. 3、 不可逆硫酸盐化 电池过放电、放电后长期存储、或在放电状态下存储下,极板上将在硫酸铅的溶解、重结晶作用下生成一种粗大、难于接受充电的硫酸铅结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化.严重时电极失效,无法充电. 4、 容量过早的损失 当用低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用的初期(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 正极板上的锑随着充放电循环,部分的被氧化成离子,随电解液到达负极并在负极活性物质上还原,由于电解液中的氢离子在锑上比在铅上更容易还原而生成氢气,因此锑积累后,电池充电时大部分电流均用于水分解,电池不能正常充电而失效. 6、 热失控 由于充电电压过高、电流过大,导致电池温度升高,最终使电池变形、开裂而失效. 7、 负极汇流排的腐蚀 一般情况下,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,电池上部空间基本充满氧气,隔膜中的电解液也可能沿极耳上爬到汇流排,汇流排的合金则会被氧化,生成硫酸铅,如果汇流排焊条合金选择不当,有杂质和缝隙,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,孔径较大,使用过程中可能造成大孔,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. 9、 蓄电池的维护     蓄电池的维护是十分重要的工作环节.不同电池类型和不同系列的电池,维护方法有所不同. 对于放电状态的铅酸蓄电池,除免维护型外,日常维护应该注意下列各点: 蓄电池必须经常保持清洁;    不要任何外来杂物落入电池内; 使用的一切工具、材料必须在干净有遮盖的地方; 必须定期的擦净蓄电池整个外部的硫酸痕迹和灰尘; 各单体电池之间的接触装置以及与导线的连接都必须完全可靠;      如果蓄电池有密封盖和通气栓塞,就必须检查和清拭通气孔; 必须注意电解液面高度,不要让极板和隔板露出液面; 必须将电解液调整到正常的密度,而且只能在蓄电池充电终止时进行; 放电过程中要经常的检查各单体电池端电压和电解液密度,密切注意蓄电池的放电程度; 不允许蓄电池的放电电流超过制造厂家规定的最大限度; 电解液温度不得超过说明书的规定值,一般为 45; 充电电流不得超过制造厂的规定; 按照说明书定期进行均衡充电; 如果蓄电池长期搁置,为了避免过度的自放电和严重的硫酸盐化,应每月进行一次补充充电; 对蓄电池的维护,最好的办法就是安装酸蓄电池保护器. 每月测试充电电压,电解液液面状况,防止电机输出的充电电压过高而使电解液过早的蒸发掉,导致电池性能变差. 第三章 蓄电池常见故障现象及分析处理 一、极板硫酸盐化的现象 电池极板硫化后出现哪些现象?怎样防止极板硫化?     电池极板硫化后,在电池的充电过程中和使用中都会出现异常现象.     1、充电中的异常现象   充电开始,电压升高很快,在很短时间内就产生少量气泡;在放电过程中电压降低很快,充电过程中电解液的比重增加不多,而温度则升高很快,充电终了温度很高,而电压反而降低,电解液低于正常值,电池容量显著降低. 2、使用中的异常现象   刚充足电的电池,接上负载后,放,放电电流并不大,但很快就放电完了,充足电的电池,搁置很短时间就无电. 3. 极板颜色和状态不正常.正极板呈浅褐色(正常为深褐色),极板表面有白色硫酸铅斑点,负极板呈灰白色(正常为灰色),用手指触摸极板表面时感觉到有粗大颗粒的硫酸铅结晶,并且极板发硬. 防止电池极板硫化的措施一般有以下几项:     1、保持电解液液面一定高度,不使极板裸露.     2、禁止长期搁置半放电状态的电池,使用电池有季节性的地区,在不用或少用电池的季节,应将电池充足电,使电池经常保持充足电状态.     3、禁止将电池置于室外,避免电池长期充电不足.     4、暂时不用的电池,应按规定正确储存. 5、电解液比重符合要求,不得过高或过低. 3. 极板颜色和状态不正常.正极板呈浅褐色(正常为深褐色),极板表面有白色硫酸铅斑点,负极板呈灰白色(正常为灰色),用手指触摸极板表面时感觉到有粗大颗粒的硫酸铅结晶,并且极板发硬. 正常蓄电池在放电后,正负极板上的活性物质,大都变为松软硫酸铅的小结晶,均匀地分布在极板中,在充电时容易恢复成原来的二氧化铅和海绵状铅,这是一种正常地硫酸化作用.通常所说的极板硫酸盐化是指不正常的状态.由于电池使用不当,长期充电不足,或半放电状态,过量放电或放电后不及时充电,内部短路,电解液密度过高,温度高,液面低使极板外露等都可以导致极板硫酸盐化.这是由于在极板上由于重结晶作用形成了粗大的硫酸铅结晶,这种结晶导电性差,体积大,会堵塞极板的微孔,妨碍电解液的渗透作用,增加了电阻在充电时不易恢复,成为不可逆硫酸铅,使极板中参加电化学反应的活性物质减少,因此容量大大降低. 二、极板弯曲和断裂的原因 1. 电池在使用寿命终止后,由于板栅腐蚀、强度变小、造成极板断裂,尤其正极板表现更为严重,这属于正常的寿命终止.但由于使用维护不当,会造成极板的弯曲和加速板栅的腐蚀其原因有以下几点: a. 极板活性物质在制造过程中因涂膏不均或运输保管中受潮,蓄电池在充放电时,极板各部分所引起的电化学变化不均,使极板各部分膨胀和收缩不一致,引起弯曲和断裂. b. 大电流充放电或高温放电时,极板上活性物质反应较强烈,容易造成电化学反应不均而引起弯曲和断裂. c. 电池使用后未进行充电而保存,板栅与较多的硫酸和硫酸铅接触,加速了板栅腐蚀,造成板栅筋条和极板断裂. d. 过量充电或过量放电,增加了内层活性物质的膨胀和收缩,恢复过程不一致,造成极板的弯曲和断裂. 三、活性物质过量脱落的原因 1. 将电池的极群取出,检查沉淀槽中的沉淀物,如果是活性物质少量脱落,在电池正常工作的范围内是允许的,如果大大超过正常的情况时,就要及时分析原因,并进行处理. a. 电池槽底部在短时间内集积了大量褐色沉淀,说明是自正极板上脱落,是由于充电电流过大或经常过充电造成的. b. 沉淀物为白色时,是由于经常过量放电,致使活性物质成硫酸铅沉淀,或电解液中有杂质,特别是氯过量太多而形成氯化铅沉淀. c. 沉淀物形成褐、浅兰、白色互相交迭,堆积,说明了电池内进入了铁、铜等有害物质. d. 如果发现脱落物质是粘糊状的,说明电解液不纯,密度较大或电池充放电温度高,使极板腐蚀脱落.如果沉淀物成块状,说明铅膏质量工艺较差,电池装配中造成活性物质脱落. 活性物质过量脱落,一方面造成电池容量下降,另一方面容易在电池底部造成正负极板短路,使电池使用寿命及早终止. 2. 如果因为活性物质脱落,引起极板底部短路,则需要将极群抽出,取出沉淀物,清除极板短路部位,将极群装入电池,更换新的电解液,再以较小电流充电,并在充电后期调整电解液密度和液面高度,使电池恢复使用. 四、短路现象的检查和处理 1. 短路现象表现在:电池开路电压低,电解液密度比其它电池低,充电时不冒气或冒气出现很晚,电解液温度比其它单格电池温度高,电解液密度和充电电压上升少甚至不变.放电时容量小,电压下降快,容易发生极板硫酸盐化现象,极群取出后检查正极板从深褐色变为浅褐色,负极板从浅灰色变灰白色,而且手感发硬并有短路现象痕迹. 蓄电池内部短路的原因是,导电物体落入电池内造成正负极板短路,或是焊接装配时有“铅豆”在正负极板之间造成短路.隔板穿孔或孔径太大使极板在充放电时形成的“铅绒”穿透隔板,造成短路,要板弯曲变形而损坏隔板或活性物质脱落,沉淀在极板下缘造成短路. 2. 拧开排气栓,直接观察有无导体落入造成极板之间的短路,如有则取出导电物体.对电池充电,正负极板之间不冒气泡,用温度计测量,正负极板间温度较高,此时可用薄塑料片插入,慢慢移动,清除极板间的短路物体.不能直接消除时,将发生故障的单格电池极群组取出,清理导电物体和沉淀物,检查隔板有无破损,如有则更换隔板,修复电池. 五、反极现象的检查和处理 1. 反极现象反映在两个方面,一是由于装配中单格电池极群组接反,另一方面是电池在使用中,由于某个单格电池容量降低,甚至完全丧失容量,这时这个电池不但不会放电,反而会被反充,使原来的负极变成正极,原来的正极变成负极.这种故障,从测量电池总电压时即可发现,若有一个电池逆转或称反极时,不仅失去该电池的2伏电压,而且还要增加2伏反向电压,总共要降低电压4伏左右. 2. 电池灌好电解液后,首先用电压表进行测量电池端电压,对额定电压为12伏的电池,如测量电压为8伏左右,说明有1个单格电池反极,如测量电压为4伏左右,说明两个单格反极,然后分别测量各单格电池,如极性相反,说明该单格电池反极.这些在装配造成反极的电池,必须进行返工修理.因为正负极板填加剂不一样,即使继续充电将正负极板强行转换,其容量和寿命也会受到很大影响. 如果在使用中发现,故障电池的极性仍然正常,只是开路电压很低,这说明还没有真正反极,如不及时发现和排除,随着时间的增长,将会出现真正的反极.在使用中造成的电池反极,应单独进行过充电处理,待容量达到要求以后,方能与其它电池一起串联使用. 六、容量降低现象的分析 蓄电池在使用中达不到额定容量的要求或容量不足,首先应该考虑电池初充电不足或使用后充电不足,检查电解液密度是否较低,充电后是否有密度上升的现象,如果密度不变,应考虑外接线路不畅通,电阻较大. 电池容量如果逐渐降低,检查极板是否有硫酸盐化现象,电解液是否混入了有害杂质,电池是否有局部短路现象.电池因使用时间较长是否有板栅腐蚀,极板断裂,活性物质过量脱落.并分别采取处理措施. 电池在使用中容量突然降低,应首先检查电池接线端是否有白色硫酸铅析出物,测量电压是否有电池反极的现象,电池内部是否有短路,是否有极板或整个极群脱落的现象. 七、电压异常现象的分析 电池充好电以后,每个单格电池的电压应该在2.1伏左右. 电池使用初期电压偏低应检查充电是否完全,电解液密度是否偏低. 电池在充电时电压偏高,同时有大量气泡出现,而在放电使用时电压很快降低,此时说明极板已经硫酸盐化,应进行处理. 电池在使用中,开路电压明显降低,有时相差很多,应检查电池是否有反极,短路现象,并按照本书前面所讲的方法进行修复处理. 八、冒气异常现象的分析 电池正常使用后,充电初期电池不应该冒气,充入的电流用来完成活性物质的电化学反应,随着电化学反应的完成,电流开始电解水,正极析出氧气,负极析出氢气,最后电流完全用来电解水,在极板间出现大量的均匀气泡,在放电过程中,极板活性物质变成硫酸铅和水同时输出电流. 电池使用后进行充电,在充电末期不冒气或冒气少,说明充电电流太小,或电池充电还未充足.电池在充足电后不冒气,说明电池内部有短路现象,在短路的极板之间不冒气,而未短路的极板之间冒气,这样在单格电池内便出现冒气少或冒气不均匀的现象. 电池在充电中冒气太早并且大量冒气,说明极板有硫酸盐化现象,需要进行反复充电处理. 有时电池在放置或在放电过程中冒气,说明电解液杂质较多,需要更换纯净的电解液.另外还要使电池充电后,放置1小时左右再放电,这样防止充电时残留放电时出现,同时使电池内部有个均衡过程. 九、电解液温度高现象的分析 新电池灌酸后电解液温度高是因为负极板氧化,加入硫酸后由于中和反应而放热,这时应待电解液温度下到30左右再进行充电,或者用小电流进行充电. 正常充电时电解液温度高,有时超过45,这时应检查是否充电电流太大.应使电流小于0.1C20安培,或改用0.05C20安培充电,如果温度还降不下来,应考虑电池内部极板短路,或极板硫酸盐化,前者电流集中在短路部位发热升温,后者硫酸铅电阻大,电压大部分消耗在电阻上而发热,使电解液温度升高,这就需要对电池故障进行综合判断后处理. 另外在连接条焊接处部分损坏或脱离松劲,也可能引起局部发热,需要重新焊接处理. 十、电解液密度和颜色异常现象的分析 电池在充放电过程中,电解液密度应该在1.070-1.290g/cm3之间变化,充电时电解液密度升高,放电时电解液密度降低.电解液密度太高,容易造成极板硫酸盐化和加速板栅腐蚀,密度太低,放电容量受到影响. 电池使用后,电解液在没有损失的情况下密度偏低,在充电中电解液密度上升少或不变,说明极板有硫酸盐化现象,需要进行消除硫酸盐化的处理. 电池充好电以后,在搁置期间,密度下降大,说明电池自放电严重,电解液中杂质较多应更换电解液. 电解液颜色、气味不正常,并有浑浊沉淀等现象,可能由于电解液不纯,电池内落入尘土或其它杂质,活性物质脱落严重造成的,这种情况需要换电解液,并冲洗电池内部.同时应注意电池充放电电流不应过大,充电时电解液温度不应该过高,防止活性物质进一步脱落. 十一、电池在修复过程中需要注意哪些问题 电池的修复虽然没有成为一个行业,但是电池修复工作一直是存在的.不少电池制造商对保用期以内的返退电池采取"修旧利旧"的发生,把通过维修的电池重新提供给用户,以提高电池的有效使用寿命,降低报废率,减少电池制造商的部分理索赔的损失.这些修复方法   1、重新配组   电池返退以后,电池制造商重新进行充放电检验,在检验中往往会发现有50%以上的电池不符合返退条件的电池.其原因也就是在串连电池组中,个别的电池落后形成整组电池功能下降而引起整组返退. 2、消除硫化     采用专门的设备,对电池进行消除硫化的处理.这里主要有2种方法,其一就是高电压大电流脉冲充电,通过负阻击穿消除硫化.这种方法速度快,见效快,但是对电池的寿命影响比较大.另外的方法就是采用小电流频率高达8KHz以上,利用大结晶谐振的方法来溶解,这种方法修复比较慢,修复效果也比较好,但是,修复时间比较长,往往在120小时以上.实际测试数据表明,对于补水以后没有达到60%补充容量的电池进行除硫处理,还有约2/3的电池可以达到60%以上的容量,甚至还有35%以上的电池的容量可以达到80%以上的容量.   3、综合修复方法   如果对电池采用定期检验,及时除硫和补水,单只电池充电、重新配组.采取这些做法以后,电池的平均寿命会大大提高.定期检修的意义比较大,不要等电池由于失水和硫化的影响,损伤正极板以后再修复.这样,可以大大延长电池的寿命.而一旦电池出现严重的失水和硫化以后,对正极板的损伤相对也比较大.所以,应该在对正极板损伤以前久对电池进行适当的维修.采取防患于未然的检修的方法比亡羊补牢的方法更加有效. 十二、延长汽车电瓶寿命的十大绝招   目前,车用蓄电池大多是干荷式蓄电池.其优点是添加电解液后不充电,30至40分钟之后汽车也可启动.一些车主不理解干荷式蓄电池的工作原理,不会维护,使蓄电池寿命大为缩短,正确选择和使用蓄电池可从十个方面着手.    买蓄电池时看清上面的字母,凡带有QA字母的为干荷式蓄电池.    先将电解液摇匀再向蓄电池中添加.操作时请戴手套,注意不要将电解液洒在手上或衣服上.    没有标志线的蓄电池,电解液高过极板10至15毫米即可;有两条红线的蓄电池,电解液不得超过上红线.   有人认为电解液越多电量越大,这是错误的想法.汽车在高速行驶时,发电机输出电压大于蓄电池电压,开始给蓄电池充电.充电时,电解液体积膨胀,如果电解液太满会从蓄电池盖小孔中溢出.电解液导电,一旦流到蓄电池正、负两极之间,就会形成回路自放电.汽车不能启动,并使蓄电池寿命缩短.遇此情况就应用棉丝将电解液擦掉,或用开水冲洗擦净.    加电解液时不要让其他物品掉进蓄电池内.如有东西不慎掉入,千万不能用金属物质去捞,应用木棒夹出杂质;如用铁丝或铜丝去捞,金属分子会在硫酸的腐蚀下进入蓄电池形成自放电,损坏蓄电池.    定期检查蓄电池盖上的小孔是否通气.倘若小孔被堵,产生的气体就排不出去,电解液膨胀时会把蓄电池外壳撑破,从而减少蓄电池的寿命.    定期检查电解液的液面高度,液面高度下降时及时添加电解液.    如果车辆长期放置不用,每隔25天应将汽车发动起来,中等转速运行20分钟左右.否则,汽车放置时间太长,将难以启动.    将蓄电池从汽车上拆下时,应先拆负极再拆正极,装时与此相反.充电时一定要把蓄电池盖拧下,不能用明火接近正在充电的蓄电池口,因为充电时蓄电池内产生的氢气很容易爆燃.    不要随便给汽车更换比原蓄电池容量大的蓄电池.因为汽车发电机的发电量是固定的.如换了容量大的蓄电池,会使新蓄电池充不足电,汽车不能顺利启动,而且蓄电池长期亏电会缩短寿命. 启动汽车时每次启动时间不应超过3至5秒,再次启动间隔时间不少于15秒. 十三、蓄电池的使用注意事项     1、防止过放电     蓄电池放电到终止电压后,继续放电称为过放电.过放电会严重损害蓄电池,对蓄电池的电气性能及循环寿命极为不利. 蓄电池放电到终止电压时内阻较大,电解液浓度非常稀薄,特别是极板孔内及表面几乎处于中性,过放电时内阻有发热倾向,体积膨胀,放电电流较大时,明显发热(甚至出现发热变形),这时硫酸铅浓度特别大,存在枝晶体短路的可能性增大,况且此时硫酸铅会结晶成较大颗粒,即形成不可逆硫酸盐化,将进一步增大内阻,充电恢复能力很差,甚至无法修复. 蓄电池使用时应防止过放电,采取“欠压保护”是很有效的措施.另外,由于电动车“欠压保护”是由控制器控制的,但控制器以外的其他一些设备如电压表、指示灯等耗电电器是由蓄电池直接供电的,其电源的供给一般不受控制器控制,电动车锁(开关)一旦合上就开始用电.虽然电流小,但若长时间放电(1-2周)就会出现过放电.因此,不得长时间开锁,不用时应立即关掉.     2、防止过充电     前面已经对过充电进行了阐述,过充电会加大蓄电池的水损失,会加速板栅腐蚀,活性物质软化,会增加蓄电池变形的几率.应尽量避免过充电的发生;选择充电器参数要与蓄电池良好匹配,要充分了解蓄电池在高温季节的运行状况,以及整个使用寿命期间的变化情况.使用时不要将蓄电池置于过热环境中,特别是充电时应远离热源.蓄电池受热后要采取降温措施,待蓄电池温度恢复正常时方可进行充电.蓄电池的安装位置应尽可能保证良好散热,发现过热时应停止充电,应对充电器和蓄电池进行检查.蓄电池放电深度较浅时或环境温度偏高时应缩短充电时间. 3、防止短路 蓄电池在短路状态时,其短路电流可达数百安培.短路接触越牢,短路电流越大,因此所有连接部分都会产生大量热量,在薄弱环节发热量更大,会将连接处熔断,产生短路现象.蓄电池局部可能产生可爆气体(或充电时集存的可爆气体),在连接处熔断时产生火花,会引起蓄电池爆炸;若蓄电池短路时间较短或电流不是特别大时,可能不会引起连接处熔断现象,但短路仍会有过热现象,会损坏连接条周围的粘结剂,使其留下漏液等隐患.因此,蓄电池绝对不能有短路产生,在安装或使用时应特别小心,所用工具应采取绝缘措施,连线时应先将电池以外的电器连好,经检查无短路,最后连上蓄电池,布线规范应良好绝缘,防止重叠受压产生破裂. 4、防止连接松动和不牢 若接触不牢,程度较轻,会发生导电不良,使其线路接触部位发热,线路损耗较大,输出电压偏低,影响电机功率,使行驶里程减少或不能正常骑行;若在接线端子部件接触不牢(绝大多数故障是在接线端与连线接头部位),端子会大量发热,影响端子与密封胶的结合,时间一长就会发生漏液“爬酸”现象.若在行驶过程或充电过程中出现接触不牢,可能产生断路,断路时会产生强烈的火花,可能点爆蓄电池内部的可爆气体(特别是刚充好电的蓄电池,因电池内可爆气体较多,且蓄电池电量足,断路时火花较强烈,爆炸的可能性相当大.)   电动车在运行时要承受较为强烈的振动,因此,应对所有连接的可靠性进行考核,接插件应带“自锁”功能,防止振动和拉动时脱落,对与蓄电池接线片的连线应采取接插件,并用焊锡将其焊牢,接插件与连线应用压接方式(也可压接后再用焊锡焊一遍增加可靠性). 5、防止在阳光下暴晒 阳光下暴晒会使蓄电池温度增高,蓄电池各活性物质的活度增加,影响蓄电池使用寿命. 第四章  铅酸蓄电池常见故障问题解答 一、铅酸蓄电池为什么会发生爆炸,怎样预防? 蓄电池充电到末期,两极转化为有效物质后,再继续充电,就会产生大量的氢、氧气体.H2:O2以2:1的体积析出.按氢、氧气体的电化当量计,每过充电1Ah,产生0.4181L氢气和0.20907L氧气.当这种混合气体浓度在空气中占4%时,遇到明火,就会发生爆炸,轻则损坏蓄电池,重则伤人、损物.预防的办法是: 1. 控制充电量,不过充电,以减少气体析出量.充电室内,严禁明火,保持通风. 2. 充电中,接线点要牢固,避免因松动产生火花. 3. 使用中采用低压恒压充电,析气量少. 4. 预防蓄电池外壳裂痕、电解液渗漏、渗到电缆沟,引起线路短路产生火花,起火爆炸. 5. 免维护型蓄电池虽经密封处理,设排气阀,蓄电池内部蓄存一定量的氢,氧气体,一旦排气阀失效或不灵,内压过大,也会将电池凸裂,甚至爆炸、起火.因此,必须保持排气阀的可靠. 二、蓄电池极板活性物质脱落是什么原因,怎样判断? 电池极板活性物质分别是二氧化铅、多孔金属铅.在长期作用中蓄电池不断充电和放电,极板活性物质进行氧化还原反应,体积发生变化,膨胀、收缩反复进行,活性物质逐渐变得松软脱落,特别是正极板更显明,应视为正常.有的蓄电池出现早期大量活性物质脱落,则是一种不正常现象.其特性是:容量下降,温升高,电解液浑浊,析气量大.造成活性物质脱落的原因有: 1. 充电电流过大,时间过长,温度过高,产生大量的氢、氧气体,过分地冲恻活性物质. 2. 经常过放电,生成大量硫酸铅,体积过分膨胀,结合力下降. 3. 电解液密度低,严寒季节电解液结冰,活性物质被冰晶胀裂,失去结合力. 4. 电解液密度大,腐蚀性大,活性物质机械强度下降,以及内部短路等因素. 5. 经常过充电,活性物质过度氧化,疏松,板栅受到腐蚀,失去承载活性物质能力. 6. 经常处于高温下充电,正极活性物质形成泥浆软化,易脱落. 7. 长期大电流充电、放电,极板产生弯曲,活性物质附着能力差,易脱落. 8. 蓄电池在车辆设备上过度震动,导致脱落. 9. 杂质进入电池,碱性物质会引起负极多孔金属铅膨胀、脱落. 10. 因制造质量有问题,板栅与活性物质结合不牢,出现大量活性物质块状脱落. 判断蓄电池是否出现活性物质脱落,通过容量检测,用10h率放电,容量低于80%,说明活性物质量已不足. 解剖检查极板上活性物质脱落的现状是: 1. 蓄电池底部淤积了大量沉淀物,极板表现露出板栅筋条,极板组两侧有大量的铅絮物,电解液混蚀,呈铁青色. 2. 沉淀颜色呈灰褐色,说明铁、铜杂物较多;沉淀物旦浅蓝或灰白色,说明蓄电池中电解液密度高. 3. 沉淀是糊状物,说明蓄电池出现温升过高;是块状物,则说明制造时有先天因素. 三、使用中怎样预防极板活性物质非正常性脱落? 减少蓄电池在使用中极板活性物质非正常性脱落的措施主要是: 1. 充电电流不宜过大,恒流充电时间不宜过长,只要端电压升起稳定即可.温度不宜过高,减少气体析出量,预防活性物质被冲击. 2. 不过放电,预防硫酸铅大量生成,过分膨胀,失去活性物质结合力.蓄电池在使用中,要考虑到留有一定电量,不要放电过量. 3. 电解液密度不宜过低,严寒季节,密度低于1.050g/cm3易结冰,导致活性物质被冰晶胀裂. 4. 电解液密度不宜超过1.300g/cm3,密度高,加重活性物质腐蚀,出现泥浆脱落. 5. 不过充电,预防活性物质过度氧化,疏松,失去结合力. 6. 充电中温度不宜过高,超过50,正极板栅腐蚀,二氧化铅易软化脱落,新电池初充电要有降温措施. 7. 电池安装在车辆上,要有防震垫,预防过分震动,加重活性脱落. 8. 防止电池内部进入碱类或醇类物质,否则,会促使两极活性脱落. 9. 大电流起动放电(车上灯火),起动电机一次不超过3-5秒,待第二次起动应间歇几秒,不要连续起动. 四、新铅酸蓄电池加入电解液后,温度升高是什么原因? 新蓄电池加电解液后,温度上升是与电池内在因素有关.普通非干荷电电池,加酸后,温升高,而干荷电电池温升不十分明显.这是因干荷电极板经过抗氧化处理,出厂电池已是处于充足电的状态,加酸后,即可带负荷使用.普通电池的极板,未经抗氧化处理,极板处于半充足电状态,相当一部分物质处于原始状态,和稀硫酸反应产生很大的热量,因而温升很高,在夏天有的高达50以上.因此,充电需要人工降温,给使用带来不便. 五、为什么说准确地掌握电解液密度是判断蓄电池蓄电状态的重要依据? 在使用过程中蓄电池电解液密度高低是作为分析电池实际容量的重要依据.电解液密度随蓄电池充电程度升高而上升,随放电程度增加而降低.因为蓄电池充电,极板上的硫酸铅分解,电解液中硫酸含量增加,密度升高.蓄电池放电,两极板生成硫酸铅,电解液中硫酸含量减少,密度降低.测试证明,电解液密度每下降0.01,蓄电池耗电约5%.起动蓄电池是这样判断,其它凡是富液式蓄电池,也都是这样一个规律. 六、为什么要定期向蓄电池内补充纯水? 起动蓄电池在运行中,温度升高,充放电频繁,电解液中水分消耗大,因此,要定期给予补充纯水,弥补水耗.驾驶人员要通过检查蓄电池液面,确定是否补充水.普通蓄电池每月之内应补水一次,其它各型蓄电池要视耗水情况,定期给予补充纯水.对暂不使用的电池.可延缓数月给予补水.凡给蓄电池补水后,需作必要的补充电.如果有的蓄电池出现液面下降较快,补水频繁,要检查车上的调节器限额电压调得是否过高.过高会出现过充电,水分消耗大,蒸发快,通过调整限额电压解决.如有个别电池下降快,要检查是产生微短路.此处,还要看电池槽有无裂痕,电解液是否渗漏,要按实情判后再行处理. 蓄电池正常运行,只能补水,切不可加电解液,更不能加深硫酸!如果蓄电池倾倒,损失了原有电解液时,方可补充电解液.再按原电解液密度予以补充.有时车辆发动不起来,认为存电不足,向蓄电池内加电解液,结果会使得其反,缩短蓄电池使用寿命.在使用中,无论是充电,还是放电,电解液硫酸含是在内部消耗和再生,硫酸逸出量极少.电解液面下降只是水分减少,只需补充纯水就行了.如果蓄电池存电不足,发动不起车来,应卸下蓄电池进行检查和修理. 检查蓄电池液面高度的方法是用一根内径3-5mm有刻度的下扁管子插单格电池内探测,起动蓄电池液面高度规定是高出防护板10-15mm.也可用清洁的竹木细棍儿探测,不要用金属棍儿测. 七、对汽车、拖拉机用铅酸蓄电池使用保养应注意做哪些工作? 汽车、拖拉机用起动蓄电池分为普通型和干荷电两种.普通型蓄电池,需进行初充电才能装车使用.一般干荷电蓄电池,加进一定密度的电解液,急需时应待20-30秒,即可使用.使用中的保养工作是: 1. 要检查电解液密度下降情况,确定是否给蓄电池作必要的补充电.同时,判断蓄电池的存电量.起动蓄电池电解液密度每降0.02,容量约减少10%.一只蓄电池电解液标准密度为1.280g/cm3,若实测密度是1.220,说明蓄电池已消耗了30%的电量,还有70%的电量. 2. 定期检查调节器调节电压是否符合标准,一般调节电压为13.8-14.4V(12V蓄电池).车辆在短途往返行驶,起动频次高,此时,调节器限额电压值应调得略高一点,长途行驶,起动次数很少,调节器限额是压可调得略低一点,避免过充电,免维护蓄电池调节电压可定在14.1V. 第五章废旧电池修复原理 相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲,简称正脉冲,反之,则为负脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲.本公司利用组合脉冲技术,设定正、负脉冲占空比及深度,使其发出组合脉冲电流对废旧电池充电,其直接效果:清除了极板中的离子云及垃圾,不断变换离子束在两极板间的发射,扩大了离子流,消除及减少了硫化,增加了电池容量,从而达到电池修复的目的. 基础知识 一. 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、容器、极柱、隔膜、可导电的物质等组成. (一) 正极板(正极活性物质) 正极板活性物质的主要成分是二氧化铅.二氧化铅有两种类型晶格,一种是Pb02 另一种是Pb02.这两种二氧化铅在正极板所起的作用不相同,ßPb02 给出的容量是PbO2 的1.53倍,而Pb02具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落. (二)负极板(负极活性物质) 在铅酸蓄电池里,为了供负极活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海棉状,称为海绵铅. ( 三)电解液 硫酸是铅酸蓄电池电解液中的重要原材料之一,浓硫酸是无色透明油状液体,具有很强的吸水性和腐蚀性,与水结合后,可放出大量的热.所以在电解液配制时,千万不要把水加入浓硫酸中,而是将浓硫酸缓慢加入水中. 铅酸蓄电池电解液配制过程中,对水的要求较高,水中含杂质的多少,直接影响电池的质量.一般检验水的标准用电阻率(cm)或电导率来表示,采用电阻率测量法:用数字式万用表将档位拨至20M处,将万用表两只表笔相距1厘米,测出水的电阻阻值在510M即可. (四) 隔板 隔板的主要功能是防止电池正负极板短路. 二:电池修复过程中常用的名词: 1:硫酸盐化 铅酸蓄电池在放电时,正负极板都产生一种化合物,即硫酸铅,硫酸铅是一种难溶于水,不导电的物质,在正常情况下,蓄电池在放电后形成的硫酸铅结晶比较小,充电时,在电的作用下,较容易溶解并还原成铅.如果常常充电不足、失水、过放电等.硫酸铅就会形成粗大坚硬的结晶体,就很难用一般的方法将其还原成铅,被称之为硫酸盐化,由于硫酸盐化,一方面,它可以阻挡硫酸与其他活性物质接触,另一方面,使活性物质数量减少,它可引起蓄电池容易下降,严重时会造成蓄电池寿命终止.   2:活性物质的脱落 在修复废旧电池时,有些电池加水修复后,从注水孔内流出一些红褐色液体.即为脱落的活性物质. 3:电池的电压 (一) 空载电压,就是电池即不充电又无负载的情况下测量到的电池电压. (二) 负载电压,就是电池放电过程中某个时段所测量的电池电压. (三) 在线电压,就是电池在充电过程中某一时刻所测量的电压, 4:蓄电池的容量 蓄电池的容量是一般用安时来表示.放电时间(小时)与放电电流(安培)的总称,即容量=放电时间×放电电流.电池的实际容量,取决于电池中活性物质的多少和活性物质的利用率.活性物质是量越多,活性物质利用率就越高,电池的容量也就越大,影响电池容量的因素很多,常见的有以下几种: (1) 放电率对电池容量的影响   铅蓄电池容量随放电倍率的增大而降低,也就是说放电电流越大,计算出电池的容量就越小.比如一只10Ah的电池,用5A放电可以放2小时,即5×2=10 ; 那么用10A放电只能放出47.4分钟的电,合0.79小时.其容量仅为10×0.79=7.9安时.所以对于给定电池在不同时率下放电,将有不同的容量.我们在谈到容量时必须知道放电的时率或倍率.简单的讲就是用多大的电流放电. (2) 温度对电池容量的影响   温度对铅酸蓄电池的容量影响较大,一般随温度降底而降低. (3)    终止电压对电池容量的影响 当电池放电至某一个电压值以后,产生电压急剧下降,如果长期深放电,对电池的损害相当大.所以必须在某一电压值终止放电,该截止放电电压叫放电终止电压.设定放电终止电压,对延长蓄电池使用寿命意义重大.一般我们所维修的电动车电池,电摩电池的放电终止电压为每格1.75伏,也就是说一节12伏电池为6格,其放电终止电压是6×1.75=10.5伏. 5铅酸蓄电池的内阻 蓄电池的内阻是由蓄电池内部物质形成的电阻,蓄电池的内阻只有在充放电时才能形成.它不是常数,而是在充放电过程中随时间的变化而变化的.就单电池而言,电池的内阻很小,主要是由电解液,隔板和极板本身的电阻构成. 6铅蓄电池的短路与断路   蓄电池的断路是指:整个电池回路中断,要与断格区分开来,断格是极板部分脱离.断路是电池无电压电流,断路一般是由于电池桩头与极板完全脱离,或硫酸铅严重包围极板供电流不能正常通过. 判断电池短路的方法有三种: 第一种是用电压表测量蓄电池电压,如小于11.5伏,则该电池可能短路; 第二种是给蓄电池加水后,再测量其电压,因为有些电池由于严重缺水,加水前,电压可超过12伏.但加水后,由于隔膜软化,极板吸水后膨胀,隔膜功能显现出来,开路电压反而小于11.5V; 第三种是充电时,尤其是修复后电池电压始终过不到15伏,.但要与硫酸浓度降低加以区分. 7蓄电池的自放电 自放电指的是电池在不使用或在贮存间,出现容量下降的现象.也就是说的电池在无任何负载时,由于自放电使容量损失. 三:铅酸蓄电池的工作原理 铅蓄电池充电由电能转化为化学能的过程. 蓄电池在充电过程中,或在充电终了时,电极上会伴随着水的分解反应,所以铅酸电池每次充电均会产生水的分解反应消耗水,因此定期补水维护不可避免. 四:硫酸盐化及蓄电池失效机理 随着蓄电池的使用次数增加,放电容量不断减小.一般来讲,容量低于额定容量60%.即为报废电池,需要维护或