铅酸蓄电池基础知识培训教材

精品文档 1欢迎下载 第一章第一章 铅酸蓄电池的定义 结构及反应原理铅酸蓄电池的定义 结构及反应原理 一 蓄电池基念知识 一 蓄电池基念知识 1 1 基本定义 基本定义 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 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 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 2 常用技术术语 常用技术术语 充电 蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电 放电 蓄电池对外电路输出电能时叫做放电 浮充放电 蓄电池和其他直流电源并联 对外电路输出电能叫做浮充放电 有不 间断供电要求的设备 起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态 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 的电动式 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 安时容量 电池的容量单位为安时 即 电池容量 Q 安时 I放 t放 I放为放电电流 安 t放为放电时间 小时 电量效率 安时效率 输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率 也 叫作安时效率 电量效率 Q放 Q充 100 I放 t放 I充 I充 100 Q放 和Q充 分别是放电和充电容量 安时 自由放电 由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗 容量损失搁置之前的容 量之比 叫做蓄电池的自由放电率 自由放电率 Q1 Q2 Q1 100 精品文档 2欢迎下载 Q1 为搁置前放电容量 安时 Q2 为搁置后放电容量 安时 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 铅酸蓄电池二 铅酸蓄电池 1 1 定义 定义 铅酸蓄电池是是蓄电池的一种 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 2 分类 分类 按蓄电池极板结构分类 有形成式 涂膏式和管式蓄电池 按蓄电池盖和结构分类 有开口式 排气式 防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池 按蓄电池维护方式分类 有普通式 少维护式 免维护式蓄电池 按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有 起动型蓄电池 Q 主要用于汽车 拖拉机 柴油机船舶等起动和照明 固定型防酸式蓄电池 GF 主要用于通讯 发电厂 计算机系统作为保护 自动控制的备用电源 牵引型蓄电池 D 主要用于各种蓄电池车 叉车 铲车等动力电源 铁路客车用蓄电池 T 主要用于铁路客车照明和车上电器设备 内燃机车用蓄电池 N 主要供内燃机车启动和照明用 摩托车蓄电池 M 主要用于各种规格摩托车起动和照明 航空用电池 HK 用于飞机启动 照明 通信 潜艇用电池 JC 用于潜艇水下航行的动力 照明 电器设备 坦克用电池 TK 用于坦克的启动 用电设备 照明 矿灯用电池 K 供井下矿工安全帽上的矿灯照明 航标用电池 B 航道夜间航标照明 其他用途电池 大小容量不一 放电率多样 如摄像机 闪光灯 应急灯 风力发电电能储存等 3 3 产品型号含义 产品型号含义 根据 JB2599 85 部颁标准 我国铅酸电池型号分为三段 其安排和含义如下 精品文档 3欢迎下载 串联的单体电池数 电池的类型和特征 额定容量 当电池数为 1 时 称为单体电池 第一段可以省略 电池的类型是根据主要用途划分 代号用汉语拼音第一个字母 如下 汉语拼音字母含义汉语拼音字母含义 Q启动用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 表 示 电 池 用 途 的 字 母 S闪光灯 表示 电池 特征 的字 母 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 4 4 基本构造 基本构造 正负极板 正负极板 1 1 铅酸蓄电池的极板 依构造和活性物质化成方法 可分为四类 涂膏式极板 管 式极板 化成式极板 半化成式极板 涂膏式极板 涂浆式极板 由板栅和活性物质构成的 板栅的作用为支承活性物质和传导电流 使电流分布均匀 精品文档 4欢迎下载 板栅的材料一般采用铅锑合金 免维护电池采用铅钙合金 正极活性物质主要成份为二氧化铅 负极活性物质主要成为绒状铅 涂膏式板栅 已涂好活性物质的板栅 隔板 隔板 2 2 电池用隔板是由微孔橡胶 颜料玻璃纤维等材料制成的 它的主要作用是 防止正负极板短路 使电解液中正负离子顺利通过 阻缓正负极板活性物质的脱落 防止正负极板因震动而损伤 因此要求隔板要有孔率高 孔径小 耐酸不分泌有害杂质 有一定强度在电解液 中电阻小 具有化学稳定性的特点 电解液 电解液 3 3 电解液是蓄电池的重要组成部份 它的作用是传导电流和参加电化学反应 电解液是由浓硫酸和净化水 去离子水 配制而成的 电解液的纯度和密度对电 池容量和寿命有重要影响 汽车用铅酸蓄电池采用电解液密度为 1 280 0 005g cm 25 稀硫酸 电池壳 盖 电池壳 盖 4 4 电池壳 盖是装正 负极板和电解液的容器 一般由塑料和橡胶材料制成 精品文档 5欢迎下载 排气栓 排气栓 5 5 一般由塑料材料制成 对电池起密封作用 阻止空气进入 防止极板氧化 同时 可以将充电时电池内产生的气体排出电池 避免电池产生危险 使用前 必须将排气栓上的盲孔用铁丝刺穿 以保证气体溢出通畅 其它 其它 蓄电池除上述部件外 还有連条 6 极柱 7 鞍子 8 液面指示器等零部件 精品文档 6欢迎下载 三 酸蓄电池生产工艺流程 三 酸蓄电池生产工艺流程 四 铅酸蓄电池工作原理 四 铅酸蓄电池工作原理 1 1 铅酸蓄电池电动势的产生 铅酸蓄电池电动势的产生 铅酸蓄电池充电后 正极板是二氧化铅 PbO2 在硫酸溶液中水分子的作用下 少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质 氢氧化铅 Pb OH 4 氢氧根离 子在溶液中 铅离子 Pb 4 留在正极板上 故正极板上缺少电子 铅酸蓄电池充电后 负极板是铅 Pb 与电解液中的硫酸 H2SO4 发生反应 铅锑零件 合金冶板 切块铅粉和膏涂板淋酸固化开燥 净化水 负极添加剂 硫酸稀硫酸 插隔 板 隔板 焊板群 穿壁 焊装槽 化成水洗干燥分板 成品包装拧排 气 栓 热封 壳体 焊链条浇封 口剂封盖印商 标 精品文档 7欢迎下载 变成铅离子 Pb 2 铅离子转移到电解液中 负极板上留下多余的两个电子 2e 可见 在未接通外电路时 电池开路 由 于化学作用 正极板上缺少电子 负极板 上多余电子 如右图所示 两极板间就产 生了一定的电位差 这就是电池的电动势 2 2 铅酸蓄电池放电过程的电化反应 铅酸蓄电池放电过程的电化反应 铅酸蓄电池放电时 在蓄电池的电位差作 用下 负极板上的电子经负载进入正极板 形成电流 I 同时在电池内部进行化学反 应 负极板上每个铅原子放出两个电子后 生 成的铅离子 Pb 2 与电解液中的硫酸根 离子 SO4 2 反应 在极板上生成难溶的 硫酸铅 PbSO4 正极板的铅离子 Pb 4 得到来自负极的 两个电子 2e 后 变成二价铅离子 Pb 2 与电解液中的硫酸根离子 SO4 2 反应 在极板上生成难溶的硫酸铅 PbSO4 正极板水解出的氧离子 O 2 与 电解液中的氢离子 H 反应 生成稳定物质水 电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极 在电池内部形成电流 整个回路形成 蓄电池向外持续放电 放电时 H2SO4浓度不断下降 正负极上的硫酸铅 PbSO4 增加 电池内阻增大 硫酸铅不导电 电解液浓度下降 电池电动势降低 化学反应式为 正极活性物质 电解液 负极活性物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物 PbO2 2H2SO4 Pb PbSO4 2H2O PbSO4 二氧化铅 稀硫酸 铅 硫酸铅 水 硫酸铅 精品文档 8欢迎下载 充电时 充电后 3 3 铅酸蓄电池充电过程的电化反应 铅酸蓄电池充电过程的电化反应 充电时 应在外接一直流电源 充电极或整流器 使正 负极板在放电后生成的 物质恢复成原来的活性物质 并把外界的电能转变为化学能储存起来 在正极板上 在外界电流的作用下 硫酸铅 被离解为二价铅离子 Pb 2 和硫酸根负离 子 SO4 2 由于外电源不断从正极吸取电 子 则正极板附近游离的二价铅离子 Pb 2 不断放出两个电子来补充 变成四 价铅离子 Pb 4 并与水继续反应 最终在 正极极板上生成二氧化铅 PbO2 在负极板上 在外界电流的作用下 硫酸铅 被离解为二价铅离子 Pb 2 和硫酸根负离 子 SO4 2 由于负极不断从外电源获得电 子 则负极板附近游离的二价铅离子 Pb 2 被中和为铅 Pb 并以绒状铅附着 在负极板上 电解液中 正极不断产生游离的氢离子 H 和硫酸根离子 SO4 2 负极不断产 生硫酸根离子 SO4 2 在电场的作用下 氢离子向负极移动 硫酸根离子向正极移动 形成电流 充电后期 在外电流的作用下 溶液中还会 发生水的电解反应 化学反应式为 正极物质 电解液 负极物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物 PbSO4 2H2O PbSO4 PbO2 2H2SO4 Pb 硫酸铅 水 硫酸铅 氧化铅 硫酸 铅 4 4 铅酸蓄电池充放电后电解液的变化 铅酸蓄电池充放电后电解液的变化 从上面可以看出 铅酸蓄电池放电时 电解液中的硫酸不断减少 水逐渐增多 溶液比重下降 从上面可以看出 铅酸蓄电池充电时 电解液中的硫酸不断增多 水逐渐减少 精品文档 9欢迎下载 溶液比重上升 实际工作中 可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程 度 精品文档 10欢迎下载 第二章第二章 铅酸蓄电池使用维护铅酸蓄电池使用维护 一 蓄电池使用 一 蓄电池使用 1 1 电解液的配制 应使用符合蓄电池用硫酸和纯净水配制 电解液的配制 应使用符合蓄电池用硫酸和纯净水配制 铅酸蓄电池电解液是用纯水和浓硫酸配制成的 汽车用起动电池电解液 密度为 1 280 0 005g cm 25 配制电解液的容器 必须是耐酸及耐温的有釉陶瓷 玻璃缸 塑料槽或 铅衬木槽 配制时 工作人员必须穿戴好防护用具 配制前将器皿洗刷干净 并用纯水清洗 配制电解液时 应先将需用的纯水 放入容器内 然后将浓硫酸缓慢注 入纯水内 并不断搅拌 严禁将水注入硫酸内 以免发生飞溅灼伤 换算公式为 d25 dt 0 0007 t 25 d25 25 电解液浓度 dt 温度为 t 时的电解液密度 0 0007 温度系数 t 实测电解液浓度 电解液中纯水 或蒸溜水 与硫酸的比例如下表 电解液中纯水 或蒸溜水 与硫酸的比例如下表 解液比重 20 时 g cm3 纯水 或蒸溜水 与硫酸 的体积比 纯水 或蒸溜水 焉 与 硫酸的重量比 1 109 80 16 28 1 1 118 80 15 84 1 1 128 00 15 40 1 1 137 28 14 40 1 1 146 68 13 98 1 1 156 15 13 63 1 1 165 70 11 35 1 1 175 30 11 11 1 1 184 95 12 90 1 1 194 63 12 52 1 1 204 33 12 36 1 1 214 07 12 22 1 1 223 84 12 09 1 1 233 60 11 97 1 精品文档 11欢迎下载 1 243 40 11 86 1 电解液比重 20 时 g cm3 纯水 或蒸溜水 与 硫酸的体积比 纯水 或蒸溜水 焉 与硫酸的重量比 1 253 22 11 76 1 1 263 05 11 60 1 1 272 80 11 57 1 1 282 75 11 49 1 1 292 60 11 41 1 1 302 47 11 34 1 注 此表是根据在 20 时纯硫酸比重为 1 83 推算而得 2 2 灌酸 灌酸 拧下排气栓 务必将栓上的透气孔穿透 栓下有密封垫和密封纸 灌酸 后需去掉 电解液温度必须冷却到 30 以下 灌入电池 将配制好的电解液注入每个单格内 塑壳电池的液面与外壳标记 max 齐平 橡胶槽电池液液面应高出隔板 10 15mm 将排气栓拧紧 以防止漏酸 3 3 电池的充电 电池的充电 1 1 充电前的准备 充电前的准备 a 检测电解液或纯水是否符合规定要求 b 打开蓄电池上的排气栓 c 加液或补水至最高液面线 2 2 充电连接 充电连接 a 充电机的正极与蓄电池正极相接 负极与蓄电池负极相接 切勿反接 b 对多只电池充电可根据充电机功率大小确定 c 充电连接必须牢固 精品文档 12欢迎下载 3 3 充电方式 充电方式 通常充电的种类有恒流充电 恒压充电和快速充电三种 A A 恒流充电又包括 初充电 补充充电 普通充电和均衡充电 恒流充电又包括 初充电 补充充电 普通充电和均衡充电 初充电 初充电是非干荷电池使用之前的首次充电 a 非干荷电电池注入电解液后 静止 1 6 小时 待温度降至 35 以下时方可开始充电 b 首次充电电流一般为 0 07C30A 充至单格电压为 2 4V 时 减半电流继续充电 补充充电 针对存放时间较长 干荷电性能较差的干荷电池或灌酸充足电后停用一个月左 右时间的电池而说的 补充充电流为 0 1C30A 补充充电时间为 5 小时左右 或根据存放时 间长短确定充电时间 普通充电 普通充电是指电池经初充电后使用后的充电 a 汽车电池普通充电第一阶段釆用 0 1C20A 充电 8 12 小时至电压升到 2 4 伏 单格 以上同 电流减半再充电 10 小时左右 b 充入电量一般为放电量的 1 5 倍以上 或者充入额定容量的 1 3 1 5 倍 均衡充电 a 用普通充电的方法将电池充足 然后用 0 035C20A 电流充电 b 当电池冒出均匀气泡 温度上升时 停止充电 1 小时 如此重复 3 4 次 c 单格电池都能产生大量气泡 并且电流电压 电解液密度趋于不变时结束 B B 恒压充电 恒压充电 恒压充电是始终一定不变的电压对电池进行充电 开始时充电电流较大 然后逐渐减 小 恒压充电电压通常在 2 3 2 4 伏 这种充电情况 气体产生很少 耗水量小 因此 恒压充电常用于免维护密封铅酸蓄电池 C C 快速充电 快速充电 a 快速充电是采用大电流 脉冲充电 并采用短时间放电的间歇式充电方法 对电池 进行充电 b 快速充电法用 1 2 倍 C20A 大电流充电 c 快速充电用特制的快速充电机完成 4 4 电池充足电判断标志 电池充足电判断标志 a 电池单格内有大量气泡产生 b 电池单体电压在 2 6 2 8V 且在 2 小时以上测定不变 这是指新电池 用过的 电池要低一些 c 电液比重达 1 280 g cm 0 01 25 且 2 小时以上测定不变 精品文档 13欢迎下载 5 5 充电主意事项 充电主意事项 a 液温不得超过 45 否则应釆取降温措施 减少充电电流或停止充电或放入水槽中 冷却 b 通风性好 c 禁止火源 二 铅酸蓄电池的维护与保管二 铅酸蓄电池的维护与保管 铅酸蓄电池维护与保管的好坏 不仅直接影响蓄电池质量和寿命 还影响起动设备安全 用电和工作任务的完成 因此 蓄电池的维护 保管是蓄电池使用及销售人员的一项重要工 作 1 1 蓄电池的维护 蓄电池的维护 铅酸蓄电池的维护分日常维护和定期维护 日常维护是指平时日常工作中的维护 这是 蓄电池维护工作的最基本而有效的一项工作 定期维护是针对蓄电池的不同情况 在充电站 进行一定项目的维护 只有在日常维护工作做好的基础上 结合定期维护 才能把蓄电池的 维护工作做好 1 1 日常维护 日常维护 1 经常保持蓄电池表面的清洁 发现表面有灰尘和酸液时 应及时擦拭 擦拭 时可先可先用沾有苏打水的擦布擦拭一遍 后用清水冲洗干净 2 经常用蒸馏水清洗排气栓 保持排气栓通气良好 3 按照规定进行蓄电池的充电 放电和补充电工作 4 充电过程中 电解液的温度不得超过 45 严防过量充电 5 放电过程中 严禁大电流放电和过量放电 6 充放电过程中 应开动通风装置排除酸雾 使室内空气较为新鲜 以减少酸 性分子对人员和设备和侵蚀 7 发现故障应及时排除 8 蓄电池充电间应经常保持清洁 干燥 空气流通 光线充足 应用带湿的拖 把擦净地面 在清洁 绝缘较好的情况下 可以在地面洒水 保持室内的湿 度 以减少电池中水分的蒸发 9 做好各种充 放电记录工作 精品文档 14欢迎下载 2 2 定期维护 定期维护 1 非起动用蓄电池每月应认真地用蒸馏水擦拭一次表面 直至表面 含外壳 不呈酸性为止 2 起动蓄电池每半月应认真地检查连接条 极柱及输出接线的接触情况和牢固 程度 彻底清除金属部位 如接线端子 的氧化物和锈蚀 更换金属部位的 凡土林油 3 及时检查和排除蓄电池的故障 4 对蓄电池测量用的仪表 如密度计 温度计 电压表 电流表 进行检查和 校验 以免由于仪表不准确导致蓄电池维护工作的质量受到影响 5 根据气候季节的变化 按说明书的要求 调整电解液密度 也称换季 6 电池失水时应及时补充纯水 防止极板露出液面而氧化和降低利用率 切勿 补充电解液 7 电池在使用过程中应调整好充电器的电压 13 8 14 4V 防止过充电 2 2 蓄电池保管 蓄电池保管 1 1 保管规则 保管规则 1 蓄电池应保存在干燥 洁净 通风良好 并能防止灰尘 雨雪侵入 能 避免阳光直射与热源辐射的房间内 室温全日在 5 30 范围 2 绝对禁止酸性蓄电池与碱性蓄电池同存放在一个房间内 3 新蓄电池保管期限不应超过二年 尤其干荷电蓄电池保管期限超过二年 后 使用时应按一般电池补充充电 干荷电池在保管期限内启用时 灌 入电解液后 不需进行初充电或只给予少量的补充充电即可使用 4 蓄电池除带包装箱者外 不得重叠堆放 2 2 带电解液的保管方法 带电解液的保管方法 1 对加有电解液的电池应充足电存放 且每 1 个月左右补充电一次 2 电解液密度低于 1 18 g cm 25 或单格电压低于 1 75V 时 应及时补充电 3 蓄电池预计中断使用 1 3 个月时 应釆取带电解液封存保管的方法保管 精品文档 15欢迎下载 其方法是 a 蓄电池在保管前 应排除蓄电池的故障缺陷 按规定进行过量充电 并将电解液密度调低为 1 200 g cm 25 以减少电解液对极板 隔板的腐蚀 b 过量充电结束 待电解液冷却后 拧上排气栓 将蓄电池各部位擦 拭干净 在连接条 极柱 提把等金属部位涂上一层凡士林油 c 将蓄电池在台架上摆放整齐 不得重叠 盖好盖子 带电解液封存保管的蓄电池 保管期内应做好以下的维护工作 a 经常保持清洁 每隔 5 7 天擦拭一次蓄电池外壳和沥青表面的电解液 及时消除硫 酸盐结晶 必要时 可更换涂在金属部位上的凡士林油 b 每半月用第二阶段电流给蓄电池补充充电一次 若发现蓄电池的端电压低于规定时 应立即进行补充充电 充电结束后 电解液密度仍保持 1 200 g cm c 按照规定进行实有容量检验 检验前将电解液密度调到正常规定的数值 检查后如 果需继续带电解液封存保管 则再按以上方法封存 d 无论是补充充电 放电检查 均应将其情况填入覆历本 e 带电解液封存保管的蓄电池需要使用的时候 应擦净金属部位的凡士林油按规定进行补 充充电 并将电解液密度调到正常规定的数值 3 3 干封存保管方法 干封存保管方法 1 蓄电池预计中断使用 4 6 个月时 应当及时进行干封存保管 也叫油封存保管 其 方法是 a 排除蓄电池的故障缺陷 外壳应完整无缺 保管前 按规定进行实有容 量检验 其额定容量应在 85 以上 b 符合干封存保管的蓄电池 经正常充足电 再作半放电 c 把蓄电池的电解液倒尽 用 30 35 的蒸馏水灌入电池内部 轻轻摇动 倒出 反复几次 直到倒出来的水溶液没有混浊物为止 把蓄电池倒置 一昼夜 排尽水份 擦干净后 在连接条 接线柱等金属部分涂上凡士 林油 并用密封螺塞把它拧紧 注液口密封 d 将蓄电池放在台架上摆放整齐 不得重叠 精品文档 16欢迎下载 2 蓄电池在干封存保管期内 每月应拧下密封螺塞 将蓄电池倒置 检查其内部是否受 潮 如发现有水滴出 应立即启封或者重新封存 3 启封检查后需要继续干封存保管蓄电池 用按照干封存期保管的方法进行 三 蓄电池的失效模式三 蓄电池的失效模式 由于极板种类 制造条件 使用方式由差异 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 1 正极板板栅的腐蚀变形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 2 正极活性物质脱落 软化正极活性物质脱落 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 3 不可逆硫酸盐化不可逆硫酸盐化 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 4 容量过早的损失容量过早的损失 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 精品文档 17欢迎下载 5 5 锑在活性物质上的严重积累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 6 热失控热失控 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 7 负极汇流排的腐蚀负极汇流排的腐蚀 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 8 隔膜穿孔造成短路隔膜穿孔造成短路 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 四 电液比重的变化与电池容量的关系四 电液比重的变化与电池容量的关系 对于起动型蓄电池 密度每下降 0 01 容量约损失额定容量的 5 左右 电液密度下降 与容量损失关系可参照下图 精品文档 18欢迎下载 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 280 1 260 比重值与放电量之关系 1 28 1 24 1 20 1 16 1 12 1 08 1 04 放电量 良好 充 电 精品文档 19欢迎下载 第三章第三章 铅酸蓄电池故障常用的检查判断方法铅酸蓄电池故障常用的检查判断方法 一 比重测量法一 比重测量法 比重值 25 判定处理 1 300 以上电解液浓度过高 加液错误 用去离子水调整比重 1 250 1 280良好 1 250 1 220充电不足补充电 1 220 1 100 以下过放电 浓度过 低 或可能有故障 充电后再检查 各单格比重相差 0 04 以上可能单格有故障充电后再检查 二 电压测量法二 电压测量法 电压判定处理 12 5V 以上正常 12 5 11 5V充电不足补充电 11 5V 以下过放电或内部故障充电后再检查 三 容量测量法三 容量测量法 容量仪显示判定处理 白色区充足 绿色区正常 黄色区重充补充电 红色区放充补充电后再检查 精品文档 20欢迎下载 四 外观判定法四 外观判定法 制造者责任 用户责任 检验项目故障状况 不良原因 责任 1 电槽破损 2 电槽成型不良或胶壳变形 破 损 3 安装不当 固定松动 1 端子接头松动或接触不良 2 充电时火花介入 3 外部短路 爆 破 裂 损 4 排气孔堵塞或未穿透 1 过充电 2 过大电流充电 电 池 槽 变 形 3 排气孔阻塞 1 成型不良 阻 塞 2 被沙土杂物阻塞 排气栓 破 裂1 成型不良 1 受外力撞击或温度过高 封 口泄 水 2 热封不严 1 外部短路 2 接线连接不良 端 子熔 损 3 焊接不良 精品文档 21欢迎下载 五 内部检查法五 内部检查法 制造者责任 用户责任 检验项目故障状况不良原因责任 1 初加液错误 比重过高 1 300 以上 2 补加水错误 1 240 1 280良好 1 充电不足 2 初加液错误 1 220 1 100 3 单格比重低 1 过放电 2 初加液错误 3 电池完全无电 充电不足 比重过低 1 100 以下 4 单格比重低 液面高度在最 低液面线以下 补加水不足 1 过充电 电 解 液 比 重 色泽混浊 2 加入不纯物或杂质落入 12 5V正常 12 4 11V充电不足 1 充电不足 11 10V 2 可能短路 1 充电不足 电 压 10V 以下 2 短路或连接反极 精品文档 22欢迎下载 第四章第四章 铅酸蓄电池常见缺陷分析及责任铅酸蓄电池常见缺陷分析及责任 一 酸蓄电池常见缺陷 一 酸蓄电池常见缺陷 一 电池质量原因 一 电池质量原因 1 未穿壁焊 2 穿壁焊开焊 中间极柱焊点接触部位断开 3 穿壁焊脱焊 中间极柱沿焊点处脱开成洞状 4 端极柱断 从端子上部平面 5mm 以下端极柱断裂 5 铅管断裂 铅管表面有裂纹 6 端子假焊 端极柱与铅管焊接部位脱离 7 掉极柱 极柱与汇流排焊接部位断裂 8 中间极柱断 是间极柱断裂 9 汇流排断 10 掉板 板耳与汇流排接合部位断裂 11 极板断裂 极板板耳或大框断裂 12 隔板上窜 隔板位置上移造成底部短路 13 隔板下陷 隔板位置下移损坏造成上部短路 14 隔板裂纹 隔板中部微裂造成短路 15 隔板穿孔 隔板基体存在杂质形成不规则孔洞造成短路 16 隔板损坏 隔板边部开裂 局部缺损 沿中部边部划伤造成短路 17 缺少隔板 18 隔板渗透 隔板对应有红色或灰色物质 与极板有对应关系 19 隔板不齐 极群中部分隔板面面不对偏差大造成短路 20 焊接短路 汇流排或端子焊接过程中由于毛刺 漏铅等原因造成短路 21 极板不平 由于铅膏疙瘩蹭破隔板造成短路 22 极板弯曲 极板大框或板脚严重弯曲刺破 磨破隔板造成短路 23 板脚毛刺 板脚有毛刺刺破隔板造成短路 24 热封不严 槽盖热封部位漏液 漏气造成串格或溢酸 25 反极 某一种或整只电池未按规定极性装配 26 极板不齐 极群中极板面面不对偏差大造成短路 27 板耳弯曲 极群铸焊时捏板耳力度过大使板耳纵向弯曲 极板蹭破隔板造成短 路 28 负极板硫酸盐化 正极板正常 而负极板有硫酸盐化现象 精品文档 23欢迎下载 29 单体落后 在六个单体全部解剖前提下 未发现其它明显缺陷 个别单体极板 有硫酸盐化现象 而其它极板正常 30 块状脱落 正极活性物质过早大面积块状脱落 二 用户原因 二 用户原因 1 电解液不纯 有下列情况之一的 如电解液有异味 活性物质及电解液颜色异常 隔板严重腐蚀穿透形成明显断面 电解液化验不合格等 2 充反极性 正负端子或汇流排有相反极性颜色 3 过充电 壳体内部或排气栓颜色明显变黄 电池底部有浆状脱落物 4 电解液密度高 电解液密度明显偏高或有下列现象 如负极板软化膨胀 正极板发 硬 橡胶隔板泡槽变平 5 振动过大 装车未紧固 造成电流振动过大 有板脚明显凹进或外壳有振动磨损痕 迹等现象 6 磕碰损坏 用户自行运输或使用中磕碰造成电池损坏 7 电池短路打火 端子或连条有明显打火痕迹造成断路或漏液 8 电解液液面低 电解液液面低于规定要求或有下列现象 如隔板及极板有上下分层 现象 极板上部较硬 9 人为损坏 电池由人为原因造成的各种缺陷 10 硫酸盐化 未发现其它缺陷 由于充电不足或放电等原因造成电池大部分单体极板 有硫酸盐化现象 二 常见缺陷分析处理 二 常见缺陷分析处理 制造者责任 用户责任 缺陷缺 陷 分 析不 良 现 象责任 精品文档 24欢迎下载 充电不足 1 车辆电压调节器设定值 低 2 车辆用电量大于充电量 3 起动次数多行驶距离短 4 车辆发电机发电量不足 或线路故障 5 极柱腐蚀或接线腐蚀 1 电压 12V 左右 2 电液比重 1 220 以下 3 起动困难 灯光警向声弱 4 以容量测试仪测定在黄色 或红色区 缺陷缺 陷 分 析不 良 现 象责任 过 充 电 1 车辆电压调节器设定值 高 2 长时间充电 3 长时间长距离行驶 4 补充电时充电电流过高 2 隔板碳化 3 正极腐蚀 断裂 浮起 4 电槽表面有湿酸 5 电解液面时常降低或混浊 6 极板活性物质均匀脱落 过 放 电 1 电池充电不足而继续使 用 2 车辆电器线路短路 3 车辆用电器未关掉 1 电压在 10V 以下 2 电液比重在 1 00 以下 3 补充电后比重低 短 路 1 电池组装时焊铅流入 2 极板弯曲变形短路 3 隔板缺少或装配中破损 1 电压 10V 左右 2 6 格比重中 一格较低 3 以检测器测定电压降到 8V 以下且故障格有沸腾现象 4 补充电后 故障格比重低 气体发生较慢 5 单格温度高 精品文档 25欢迎下载 4 活性物质呈褐色或白色 粘糊状脱落 充电电流大 过充电过放电 电解液不 纯 5 自行放电量大 断 路 1 极柱或极板组装时焊接 不良 2 外部短部 3 大电流放电 1 电压异常不稳定 2 端子部位熔损 3 放电时电压 0V 以下 且故 障格冒烟 4 补充电时电流无法输入或 冒烟液温升高 缺陷缺 陷 分 析不 良 现 象责任 注 液 不 当 1 初加液比重过高或过低 2 液面降低补液错误 注 入不纯水 比重高时 1 补电电后液比重 1 300 2 隔板碳化 比重过低时 1 补充电后液比重 1 200 2 隔板色泽淡 3 电池容量低 注入不纯物 时电解液混浊或异常色泽 精品文档 26欢迎下载 1 初充电不足 2 放电状态 放置时间过 久 3 长期充电不足 4 电液比重高 5 液面低落 极板上面暴 露于空气 6 电液不纯 1 正常放电时容量降低 2 比重下降低于正常值 3 放电时电压下降快 4 充电时气泡产生早 5 PhSO4结晶粗大 极 板 硫 酸 盐 化 7 内部短路 1 褐色沉淀是由于充电电 流过大 2 白色沉淀是由于充电电 流过大 3 电池内部杂质 4 脱落物质为糊状 比重 或温度长期偏高 活 性 物 质 过 量 脱 落 5 成快脱落 极板质量 1 电液内发现沉淀 充电时 有褐色物质从底部上升 2 电池容量减少 缺陷缺 陷 分 析不 良 现 象责任 1 电池制造中隔板穿孔 2 热封不严 1 电压低 2 相互贯穿的单格电解液比 重约相同 且隔板色泽较淡 3 相互贯穿的单格倾倒时电 解液相互流通 电解液串格 3 受外力碰击 4 以检测器测试贯穿单格电 液会产生沸腾且混浊 装配 反极 1 组装反极 2 封盖时极性相反 1 反一格约 8V 反二格约 4V 2 封盖相反约 12V 充电 反极 充电时正负极连接错误1 电压呈负值 2 电液比重低在 1 200 以下 3 正负极板色泽相反 精品文档 27欢迎下载 1 电池槽盖热封不良 2 端子与盖结合不良 1 注射口破裂漏水 2 槽体与盖体结合处漏水 3 电池倾倒 60 电解液泄出 泄 水 3 使用疏忽撞击泄水4 电槽外部有碰伤痕迹 1 焊接不良或短路1 检查焊接质量或短路 2 排气栓阻塞2 排气栓排气不通或阻塞 3 端子连接处接触不良3 端子部位熔损 4 充电或使用时火花介入4 电槽破裂 裂纹由下而上 5 外部端子短路 电 池 爆 裂 6 6 线路故障 5 确认线路或端子接触是否 不良 精品文档 28欢迎下载 第五章第五章 蓄电池常见故障现象及分析处理蓄电池常见故障现象及分析处理 一 极板硫酸盐化的现象及处理一 极板硫酸盐化的现象及处理 1 1 极板硫酸盐化的现象如下 极板硫酸盐化的现象如下 a 硫酸盐化电池在正常放电时 比其它正常电池的容量明显降低 b 电解液密度下降低于正常值 而且是长时期落后 c 充电过程中电压上升很快 高达 2 9 伏 单格左右 正常值在 2 7 伏单格左右 而 在放电过程中电压降低很快 1 2 小时内就降低到 1 8 伏左右 10 小时率放电 d 充电过程中冒气泡过早 e 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 用于指数模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 2 2 极板硫酸盐化是电池损坏的主要原因之一 处理极板硫酸盐化 是一件比较困难和极板硫酸盐化是电池损坏的主要原因之一 处理极板硫酸盐化 是一件比较困难和 复杂的工作 根据极板硫酸盐化程度不同有下列三种处理方法 复杂的工作 根据极板硫酸盐化程度不同有下列三种处理方法 a 过充电法 适用于硫酸盐化不很严重的蓄电池 倾出电池中的电解液并立即加入纯 水 液面高出极板 20mm 左右 用 0 1C20A 进行充电 C20电池额定容量值 当电压上升到 2 5 伏 单格时 停充半小时 改用 0 025C20A 小流充数昼夜 100 小时以上 一直到电压 比重 等稳定不变 极板因色斑消失为止 停充电前 1 小时调整电解液密度为 1 280g cm3 b 反复充电法 硫酸盐化严重 容量仅为正常电池一半 倾出电解液并立即加入纯水 液面高出极板 20mm 左右 用 0 1C20A 电流充电 电压升为 2 5 伏 单格时 停充半小时 改 用 0 05C20A 电流充电充到有大气泡时停充半小时 改用 0 05C20A 充电到电压 密度等稳定不 变 停充半小时 再通电时 电解液立即起沸腾现象 10 分钟左右电压即上升到上次充电 终了时的值 否则再停再充 精品文档 29欢迎下载 充好后的电池用 0 05C20A 电流放电 放电到电压为 1 80 伏 单格时 停放静置 1 2 小时 再用 0 05C20A 电流充电 充好后再放电 如容量提高不多 自点又未消除时再充再放 反 复连续进行数昼夜 直到放电接近额定容量 白斑完全消除为止 c 水疗法 反复充放电法 适用于硫酸盐化极为严重 容量已达不到额定容量一半的 蓄电池 将电池放电至电压为 1 8 伏 单格 用 10 小时率电流 将电解液倾出 注入纯水 液面高于极板 20mm 左右 静置 1 2 左右 静置 1 2 小时 用 0 05C20A 充电至电解液密度升 至 1 1 1 20g cm3 改用 0 02C20A 充电至电解液密度不再上升 均匀冒出气泡为止 用 0 02C20A 放电 2 小时 然后再用 0 02C20A 充电至均匀冒出气泡 注意充入电量应远远超过放 出电量 这样反复数周或一个月 直到用 0 05C20放电检查达到额定容量的 75 以上为止 注意在充电过程中 电解液的温度不得超过 45 如果温度超过 40 时 应将电流减 小 或暂进停电 待电解液温度降到 35 以下时才能进行充电 如温度仍降不下来 应考 虑电池内部短路的故障 实际充入的总电量应为额定容量的 5 倍以上 极板消除硫酸盐化现象的标志是 电池在充放电过程中电压 比重 极板颜色和极板上 发生气泡的程度 应与其它正常电池一致 二 极板弯曲和断裂的原因及处理二 极板弯曲和断裂的原因及处理 1 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 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 2 如极板断裂严重 应更换极群装入电池 换入的极群应与电池中极群的新旧程度不如极板断裂严重 应更换极群装入电池 换入的极群应与电池中极群的新旧程度不 宜相差过多 因为极群串联接入电池后 即使是新极板也会受到其它单格旧极群的制约而不宜相差过多 因为极群串联接入电池后 即使是新极板也会受到其它单格旧极群的制约而不 能发挥更好的效率 如果极板有少量的大筋断裂 能发挥更好的效率 如果极板有少量的大筋断裂 对大型 固定型电池或厚型极板而言 对大型 固定型电池或厚型极板而言 可将断裂处锉出金属光泽 进行焊补修理 可将断裂处锉出金属光泽 进行焊补修理 精品文档 30欢迎下载 三 活性物质过量脱落的原因及处理三 活性物质过量脱落的原因及处理 1 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 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 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 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 精品文档 31欢迎下载 五 反极现象的检查和处理五 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