铅酸蓄电池的失效模式及其修复方法

自放电是指铅酸电池内部电能的自耗。如果铅酸蓄电池的容量日夜下降不超过2%，通常被认为是正常的。因为铅酸电池本身就有自放电的缺陷，如果电池的容量日夜下降超过2%，那就有故障。自放电的主要原因是：生产和制造中的不纯物质(如高锑含量或其他有害杂质)，电解液中的有害杂质(铁、锰、砷和铜等离子体)，以及正负极板硫化后极性隔板的孔隙堵塞。由于铅酸电池的自放电，铅酸电池的内阻消耗增加。因此，要求电解液必须是特殊的硫酸，水必须是蒸馏水或去离子水。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _导致自放电的因素很多，如电解液和极板材料中的杂质，导致局部电池效应自放电、隔膜破裂、活性物质脱落、电池盖上的灰尘渗透、电解液或水形成回路自放电。我们能做的是保持电池盖干燥和干净。在冬天，从屋外移到屋内的蓄电池会显示出冷凝水，这些冷凝水可以被擦掉或放在房间里，直到在充电前蒸发掉。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _铅酸蓄电池的失效模式及其修复方法目前，就容量而言，电池主要是铅酸电池。铅酸电池在容量上有很大的优势，是目前其他电池无法替代的。此外，它的大电流放电特性也决定了它在启动电池方面的优势。然而，铅作为一种重金属，除了成本之外，还具有一定的毒性，对环境和人体有不同程度的危害。因此，延长铅酸蓄电池的使用寿命不仅是降低运行成本的需要，也是环境保护的需要。扩大铅酸蓄电池的应用领域也是一个重要的课题。因此，对铅酸蓄电池进行修复和延长其使用寿命的研究，不仅可以防止铅酸蓄电池销量的下降，还可以增加销量。然而，对环境的污染可能不会增加。要了解铅酸蓄电池的修理，首先必须了解铅酸蓄电池的故障模式。然后根据不同的失效模式讨论了修复方法。一、铅酸电池的失效模式由于极板的类型、制造条件和使用方法不同，电池故障的原因也不同。总而言之，铅酸蓄电池的故障可以总结如下：1.正极板的腐蚀变化目前，生产中使用的合金有三种：传统的铅锑合金，锑含量为4% 7%(质量)；低锑或超低锑合金，锑含量为2质量%或小于1质量%，含锡、铜、镉、硫等晶体变质剂；铅-钙系列实际上是一种铅-钙-锡-铝四元合金，钙含量范围为0.06质量%至0.1质量%。由上述合金铸造的正极板栅在电池充电过程中会被氧化成硫酸铅和二氧化铅，最终导致支撑活性物质的功能丧失，使电池失效。或者由于二氧化铅腐蚀层的形成，铅合金产生应力并导致网格长大和变形。当变形超过4%时，整个极板将被破坏，活性物质将由于与栅极接触不良而脱落，或者栅极将短路。2.正极片的活性物质脱落并软化。除了电网增长引起的活性物质脱落，随着反复充电和放电，二氧化铅颗粒之间的结合也松弛、软化并脱离电网。一系列因素，例如栅极的制造、组装的紧密性以及充电和放电条件，都对正极片上活性物质的软化和脱落有影响。3.不可逆硫酸化当电池过度放电并长时间以放电状态储存时，电池的负极将形成难以接受充电的粗硫酸铅晶体。这种现象被称为不可逆硫酸盐化。轻微的不可逆硫酸盐化仍然可以通过一些方法来恢复。如果情况严重，电极将失效正极板栅上的锑通过循环部分转移到负极板活性材料的表面。由于氢在锑上的还原比铅上还原的过电位低约200毫伏，当锑积累时充电电压降低，大部分电流用于水分解，电池不能正常充电，因此失效。测试了充电电压仅为2.30伏时失效的铅酸蓄电池负极活性物质中的锑含量。发现负极活性材料表面层中的锑含量达到0.12% 0.19质量%。对于某些电池，如潜艇电池，对电池的析氢有一定的限制。对析氢量超标的蓄电池负极活性物质进行测试后，平均锑含量达到0.4质量%。6.热故障对于维护较少的电池，每个电池的充电电压不得超过2.4V。在实际使用中，例如在汽车上，电压调节装置可能失控，充电电压过高，因此充电电流过高，产生的热量会使电池电解液温度升高，导致电池内阻降低；内阻的降低增强了充电电流。电池的温升和过大的电流相互增强，最终无法控制，从而导致电池变形、破裂和失效。虽然热失控不是铅酸电池常见的故障模式，但也很常见。使用时，应注意充电电压过高和电池发热的现象。7.负极母线的腐蚀总的来说，负极板和母线没有腐蚀问题。然而，在阀控密封电池中，当氧气循环建立时，电池的上部空间基本上充满了氧气，并且汇流条或多或少是隔膜中的电解质沿着凸片向上爬到汇流条。母线合金将被氧化，进一步形成硫酸铅。如果汇流条电极的合金选择不当，汇流条会有夹渣和裂缝，腐蚀会沿着这些裂缝加深，导致凸片脱离汇流条和负极板失效。8.隔膜穿孔导致短路个别类型的隔膜，如聚丙烯(聚丙烯)隔膜，孔径较大，聚丙烯保险丝在使用过程中会移位，导致大孔。在充电和放电过程中，活性物质会穿过大孔，导致微短路和电池故障。二。影响铅酸电池寿命的因素铅酸蓄电池的故障是许多因素综合作用的结果，这两个因素都是由极板的内在因素决定的，例如活性物质的组成。晶体形式、孔隙率、板尺寸、网格材料和结构等。还取决于一系列外部因素，如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护条件和储存时间等。以下是主要的外部因素。1.排放深度排放深度是指使用过程中排放开始停止的程度。100%深度是指释放全部容量。铅酸蓄电池的寿命受放电深度的影响很大。设计考虑的重点是深度回收、浅层回收或漂浮。如果浅回收电池用于深度回收，铅酸电池将很快失效。由于正极活性物质二氧化铅本身并不相互紧密结合，所以在放电时会产生硫酸铅，充电时会回收为二氧化铅。如果硫酸铅的摩尔体积大于氧化铅的摩尔体积，则放电时活性材料的体积会膨胀。如果一摩尔氧化铅转化为一摩尔硫酸铅，体积将增加95%。以这种方式反复收缩和膨胀将逐渐松开二氧化铅颗粒之间的相互结合，使它们容易脱落。如果每摩尔二氧化铅中只有20%的活性物质被释放出来，收缩和膨胀的程度将大大降低，结合力的破坏将变得缓慢。因此，排放深度越深，循环寿命越短。2.过度充电的程度过度充电时，会释放大量气体，然后正极片的活性物质受到气体的冲击，这将促使活性物质脱落。此外，正极板栅合金也遭受严重的阳极氧化和腐蚀，因此当电池过度充电时，使用周期将会缩短。3.影响力在一定温度范围内，电池寿命随温度而延长，因为容量随温度而增加。如果放电容量不变，随着温度的升高，放电深度将减小，固体寿命将延长。4、硫酸浓度的影响酸密度的增加有利于正极板容量，但电池自放电增加，栅极腐蚀也加速，这也促进了二氧化铅的松散脱落。随着电池中使用的酸密度的增加，循环寿命降低。5.放电电流密度的影响随着放电电流密度的增加，电池寿命降低，因为在高电流密度和高酸浓度的条件下，正二氧化铅被促进松散和脱落。另一种失效模式是失水。对于开放式电池，失水属于正常维护，对于密封电池，失水不应在严格控制下发生。因此，失水不包括在故障模式中。密封电池的失水问题集中在电动自行车上。这是因为充电的恒定电压值太高了。容量过早丧失的修复方法过早容量损失的特征当低锑或铅钙是一种网格合金时，电池的容量在使用的初始阶段(大约20个循环)突然下降，使电池失效。电池的容量几乎在每个周期都会下降5%，下降的速度会越来越快。在过去的几年里，铅钙合金系列电池经常表现出令人费解的容量下降。据分析，正极板没有软化，但容量极低。现在，我们已经基本上找到了解决这一现象的方法。1.正极板中锡的含量。对于深循环电池，基本上采用1.5% 2%的锡含量。2、提高装配压力。3、电解液含酸量不应过高。使用注意事项：1.避免持续低初始充电电流；2.减少深度放电；3.避免过度收费；4.不要通过活性物质的过高利用率来增加电池容量。导致早期容量损失的电池可以回收。首先，初始充电电流应增加到0.3C0.5C，然后用小电流补充充电。其次，充满电的电池最好储存在40 60。用小于0.05的小电流放电至0V。当电池电压达到标称电压的一半后，放电将变慢。这样重复几次，电池的容量可以恢复。注意：务必确定电池是否在前20个循环中出现。如果电池的容量在中期和后期降低，这种方法只能损坏电池的正极板，导致正极板软化。铅钙合金系列电池经常莫名其妙地出现。几节电池的容量下降主要是由电池不平衡引起的。铅钙合金系列电池的充足电压相对较高，12V电池的充电电压一般高于16V。当充电器的电压过低时，很容易造成电池不平衡。这种现象是这样发生的。当一组蓄电池一起使用时，蓄电池的每个电池的自放电不能绝对相等。对于自放电较大的蓄电池，恒压充电器不能每次都充满电。对于没有足够电力的电池，没有气体释放反应。极板与电解液接触的相对面积大，自放电大。然而，自放电小的电池每次都能充满电。当在充足的电荷之后进行少量的电荷时，将发生气体放出反应，并且将产生气体。极板与电解液的接触面积将相对减小，自放电将减少。同时，充电电压将上升，充电器将关闭。结果自放电小、电压高的电池自放电越来越小，自放电大的电池每次都能获得足够的电量。然而，自放电大的电池越来越大，而且每次都不能获得足够的电力。此外，用电量越少，长期不足将导致硫化和失效。问题的根本原因是恒压充电器不能使用。如果使用恒压充电器，上述现象将过度充电通常需要大电流和高电压，这会形成强烈的副反应并损坏电池的正极板，还会形成电池的失水。如何实现过充修复？现在我们找到了一个非常有效的方法，脉冲法。基本原则如下：采用高压大电流脉冲，克服了