鉛酸電池易損原因是什么?鉛酸電池的維護方法有哪些?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-05-05 12:13
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①失水 ②硫化 ③失衡 ④熱失控(充鼓)。前兩者①、②占了目前市場上電池損壞的97%。
二、分析①:鉛酸電池失水的主要原因
鉛酸電池中的電解液像人體中的血液一樣寶貴,電解液一旦喪失,就意味著電池報廢了。電解液是由稀硫酸和水組成的。充電過程中,難以避免失水,充電模式不一樣,失水也不一樣。普通三段式充電模式,充電過程中的失水量是智能脈沖模式的二倍以上!電池除了自然壽命外還有一個失水壽命:單只電池失水超過90克,電池就報廢了。在常溫下(25℃),普通充電器的失水量約為0.25克,而智能式充電脈沖為0.12克。在高溫下(35℃),普通充電器的失水量為0.5克,而智能充電脈沖為0.23克。按此計算,普通充電器在250次循環(huán)后水分充干,而新式三段脈沖在600次循環(huán)后水分才會充干。因此,智能脈沖能延長電池一倍以上的壽命。鉛酸蓄電池在充電過程中的最大問題是析氣。
根據(jù)美國科學家(J.A.Mas)對鉛酸電池充電過程中析氣原因和規(guī)律的研究,為達到最低析氣率,鉛酸電池能夠接受充電電流如下:臨界析氣曲線的公式為:I=I0e-at%h^2在充電過程中,充電電流超過臨界析氣曲線的部分,只能導致蓄電池電解水反應而產(chǎn)生氣體和升溫,不能提高電池的容量。
① 恒流充電階段,充電電流保持恒定,充入電量快速增加,電壓上升;
② 恒壓充電階段,充電電壓保持恒定,充入電量繼續(xù)增加,充電電流下降;
③ 蓄電池充滿,電流下降到低于浮充轉換電流,充電電壓降低到浮充電壓;
④ 浮充充電階段,充電電壓保持為浮充電壓;
普通三階段充電第一階段為恒流充電,這主要是考慮到電路的設計比較方便,并非為使蓄電池性能最佳而設計。按照鉛酸蓄電池充電析氣過程,普通三階段充電過程的析氣情況是:恒流充電段后期和恒壓充電前期,電流超過臨界析氣范圍,造成蓄電池析氣,引起壽命下降。超過臨界析氣范圍的電流僅使蓄電池產(chǎn)生氣體和溫升,未轉化為電池電量,充電效率也因此降低。
解決①:脈沖解決失水的方案
智能式脈沖恒動率階段的時間,比普通充電器恒流+恒壓階段要縮短了近一個小時,而這一個小時的高壓段充電是水分散發(fā)的關鍵時刻。智能脈沖以電壓參數(shù)為轉燈依據(jù),轉燈進入智能脈沖很準確,而普通充電器以電流參數(shù)為轉燈依據(jù),一旦電池硫化,內阻加大,充電電流也加大,很難達到轉燈電流,很容易造成高壓段長時間充電,加速水解。
三、分析②:鉛酸電池硫化的原因
電池長期滯留,充電過程中的長期過充和欠充,使用過程中的大電流放電,極易造成電池的硫化。它的表象為:一放就光,一充就飽,我們把它叫做電池的“假損壞”。硫化物質硫酸鹽粘附在極板上,縮減了電解液與極板的反應面積,使電池容量迅速衰減。失水會加重電池的硫化;硫化又會加重電池的失水,易形成惡性循環(huán)。
解決②:智能脈沖解決硫化的方案
智能脈沖運用智能脈沖中的尖峰脈沖,可以擊碎硫酸鉛結晶的晶核,使之難以形成硫酸鹽。智能脈沖充電器:①恒功率、②智能脈沖、③滴充。普通三段式:①恒流、②恒壓、③浮充。
四、分析③:鉛酸電池的失衡問題
一組電池由三到四只組成。由于制造工藝問題,無法做到每只電池的絕對平衡,普通充電器使用平均電流,使容量小的單只電池最先充滿,并形成過充,放電時,這只容量小的電池最先放完,并形成過放。長期如此,惡性循環(huán),使整組電池出現(xiàn)單只落后,從而使整組電池報廢。三段式充電器的浮充階段,有500mA的小電流,它的作用是補償充電,讓電池充飽。但它也帶來兩個副作用:1、充飽后,多余的電流沒有關斷,電能轉化為熱能,進行水分解,加速水份的散發(fā);2、小電流充電,產(chǎn)生的電流分叉很大,更容易造成電池組的不平衡。
解決③:智能脈沖解決電池組失衡方案
智能脈沖的失水量是普通充電器的三分之一,失水量少,則電池組電壓差會??;反之,失水量大,則電池組電壓差大。隨著失水量的加大,硫化也會加重,而普通充電器沒有去除硫化功能,所以電池組失衡嚴重。智能脈沖在充電時,失水量少,電池組電壓差也小,當電池產(chǎn)生硫化后,能用脈沖去除,使整組電池趨向平衡。智能脈沖恒功率階段的電流較大,作用是:1、快速充電,節(jié)省充電時間;2、激活電池極板,消除電池鈍化現(xiàn)象,恢復電池容量,使整組電池的容量趨于平衡。滴充階段,能消除電流分叉的影響,對欠充電池滴充,充滿后自動關斷,減少水分解,保持電池組的平衡。
五、分析④:鉛酸電池的熱失控問題
蓄電池變形不是突發(fā)的,往往是有一個過程的。蓄電池在充電到容量的80%,左右進入高電壓充電區(qū),這時,在正極板上先析出氧氣,氧氣通過隔板中的孔,到達負極,在負極板上進行氧復活反應:2Pb+O2(氧氣)=2PbO+Q(熱量);PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(熱量)。反應時產(chǎn)生熱量,當充電容量達到90%時,氧氣發(fā)生速度增大,負極開始產(chǎn)生氫氣,大量氣體的增加使蓄電池內壓超過閥壓,安全閥打開,氣體逸出,最終表現(xiàn)為失水。2H2O=2H2↑+O2↑。隨著蓄電池循環(huán)次數(shù)的增加,水分逐漸減少,結果蓄電池出現(xiàn)如下情況:
(1)氧氣“通道”變得暢通,正極產(chǎn)生的氧化很容易通過“通道”到達負極;
(2) 熱容減小,在蓄電池中熱容量最大的是水,水損失后,蓄電池熱容大大減小,產(chǎn)生的熱量使蓄電池溫度升高很快;
(3)由于失水后蓄電池中超細玻璃纖維隔板發(fā)生收縮現(xiàn)象,使之與正負極板的附著力變差,內阻增大,充放電過程中發(fā)熱量加大。經(jīng)過上述過程,蓄電池內部產(chǎn)生的熱量只能經(jīng)過電池槽散熱,如散熱量小于發(fā)熱量,即出現(xiàn)溫度上升現(xiàn)象。溫度上升,使蓄電池析氣過電位降低,析氣量增大,正極大量的氧化通過“通道”,在負極表面反應,發(fā)出大量的熱量,使溫度快速上升,形成惡性循環(huán),即所謂的“熱失控”。
六、如何對蓄電池進行修復
1、電池并聯(lián)分流法
如果蓄電池修復過程中電池溫度上升很快,應減小充放電電流,這時可以把兩只電池并聯(lián)后接入一路測試儀線路上,充放電電流為原先的1/2,效果也很好。
2、電池串聯(lián)修復法
當單節(jié)電池標稱電壓低于12V時采用此法。如:市面上可充電應急燈常采用6V4Ah蓄電池,而測試儀單路輸出為12V,此時可以申聯(lián)兩只6V電池接人測試儀進行去硫修復(注:應根據(jù)電池標稱容及選擇合適的充、放電流)。
3、輸出并聯(lián)增流法
如果被修復電池容增大。如超過20Ah,有時需要增加充電電流,此時可以同時用測試儀的兩路或更多愉出端同時并聯(lián)到被修復的電池上,以增強充電電流。
在實際試驗中發(fā)現(xiàn)根據(jù)電池不同,用1)T1000型數(shù)字萬用表直流20A檔側試,測試儀兩路并聯(lián)接入電池后的電流逐漸上升為兩路電流之和。
4、輸出組合法
對于陳放過久的電池或自放電嚴重及硫化很嚴重的電池,補水及充電恢復效果不夠明顯時可用此法。方法是用一路進行正常充電,用另一路的“電池修復”功能在充電的同時也對電池進行去硫工作,就是將兩路輸出同時接入被修復電池(測試儀兩路并聯(lián)),但選擇的棋式為一路充電,一路去硫。此方法對嚴重硫化的電池效果比較好。實際使用此法時,充電電流最好選擇5A,因為修復功能的畏加,修復負脈沖電流大于正脈沖,選擇5A是為了彌補由此而產(chǎn)生的充電電流的抵消。
5、輸出并聯(lián)去硫法
電池嚴重硫化,經(jīng)反復多次修復見效甚微的電池,可以并聯(lián)兩路測試儀修復功能同時接入被修復電池上,以加強去硫效果,此法不易掌握,應同相相加,否則去硫電流減弱,可通過監(jiān)測電壓電流是否增加作為判斷依據(jù)。
6、輸出串聯(lián)升壓法
此法對電池電壓為24V或36V的電池有效,即把測試儀的兩路或多路輸出串聯(lián)起來后接入電池,兩路串聯(lián)電壓為24V。三路為36V。但實際測試發(fā)現(xiàn),并聯(lián)后電壓提升了,但電流仍然為選擇的電流大小。如:兩路均為3A的電流,串聯(lián)后得到的電壓是24V,但電流并未增大。運用此法需注意,淵試儀各路選擇電流大小應相同,必須同時啟動,如:三路串聯(lián)后電壓為36V,各路充電電流應選擇同樣大小并啟動。
7、加熱法
對陳放年限過長的電池,電解液嚴重千涸,補水后又不想靜皿10h,顧客急需修復時使用此方法。給被修復電池補水后為了加快電解液向電池內部滲透(隔板采用超細玻璃纖維作為電解液的載體,它能夠吸收大里電解液)和自身化學反應,將補水后的電他放人70℃的熱水中浸泡(注念不浸沒電池防止短路)及以上,之后取出電池進行正常修復工作。
8、優(yōu)劣搭配法
又稱好壞搭配法。測試儀有對電池進行自我診斷檢側的功能。正常情況下,被修復電池接入測試儀時應能聽見輕微的“嗒”的聲音,表明測試儀內部繼電器吸合。對電壓己低于8V的電池,盡管接入修復儀,啟動修復等相應功能,此時雖然面板上紅色數(shù)碼管顯示正常,充放電的數(shù)碼顯示交替閃爍,但是在測試自我保護功能作用下,并沒有相應電流和電壓輸出。這種悄況下,可把電壓高于8V的好電池與電壓低于8V的壞電池并聯(lián)后接入測試儀,啟動測試儀相應工作模式,用萬用表電壓擋確認已有電壓拾出后(或能聽見繼電器吸合的輕微的聲音),把好電池從線路上撤下,讓電流低于側試儀啟動電爪的壞電池依舊連接在測試儀上進行修復。
9、冷卻法
充電及修復過程中要經(jīng)常檢查電池殼體的溫度,整體溫度超過40't(用手觸摸感覺發(fā)燙)時,則須檢查充電電壓及電流是否過高,如果正常,須給予降溫冷卻處理。
(1)風扇吹風冷卻。
(2)將電池2/3浸入水中降溫,同時并不中斷修復工作(如充放電、去硫等)。
(3)降低充電電流(如并聯(lián)電池),加長充電時間等。
10、活化充電法
蓄電池在存儲或使用期間,可定期進行活化充電,即所謂均衡充電,這對防止蓄電池不可逆硫化非常有利,對蓄電池壽命很有好處,值得提倡。用測試儀定期對電池充電——放電——充電(均衡充電)即可。
















