鉛酸蓄電池基本特性及常見故障判定

www.mydingqi.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-10-11

摩托車、汽車上的電源是蓄電池和發(fā)電機，兩者并聯(lián)工作。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時各用電設(shè)備主要靠發(fā)電機供電，當(dāng)發(fā)電機發(fā)出的電能有富裕時，蓄電池會將富裕的電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來，需要時再轉(zhuǎn)化成電能供給各用電設(shè)備。一、蓄電池基本特性 1、電壓電池電壓是把1格隔槽約2.1V串聯(lián)3格成6.3V（標稱為6V電池）。同理，串聯(lián)6格就為12.6V（標稱為12V電池）。該電壓值是在完全充電的狀態(tài)下，同時端子間沒構(gòu)成電路的電壓（開路電壓）。（1）電池的電動勢和硫酸濃度成正比，并受溫度影響。（2）放電時的電壓與放電電流和電池內(nèi)阻有關(guān)，放電電流越大，電壓下降越大。（3）放電到0V后，再充電也不能維持原來的性能。所以依放電電流的多少規(guī)定了相應(yīng)的停止放電電壓，以避免放電至低于該電壓以下。另外，按規(guī)定放電到“停止放電電壓”后擱置一段時間，其開路電壓便恢復(fù)到和硫酸濃度相應(yīng)的電壓。 2、容量容量是指從電池中可取出的電量。以放電電流（A）和能放電的時間（h）之積（Ah）安培小時表示。實際上是把被充電的電池，以一定的電流放電到規(guī)定的停止放電電壓的方法進行測定。 3、關(guān)于電解液電解液是由高純度硫酸和純水組成的無色透明的稀硫酸，它和陰、陽極板起化學(xué)作用，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，同時在電池內(nèi)部起導(dǎo)電作用。電解液的比重在標準溫度20℃下定為1.28。 4、關(guān)于自放電灌入電解液狀態(tài)下的電池，雖然沒有連接外部電路，也會隨著時間的推移逐漸失去電量。一般在溫度越高和比重越大時自放電量也高。其原因是被充電的陰極活性物和硫酸起了反應(yīng)，生成氫氣而失電。 Pb＋H2SO4→PbSO4＋H2 如果電解液中混入了鐵離子、氯或有機物等成份，會顯著地加速自放電。因此使用劣質(zhì)的電解液就會大大影響電池性能和壽命。 5、蓄電池內(nèi)部的化學(xué)變化（1）放電中的化學(xué)變化從電池外部連接電路用電，就使陽極板的二氧化鉛（PbO2)和陰極板鉛（Pb）在電解液中與硫酸起反應(yīng)，逐漸變成硫酸鉛。同時，電解液就成為水而不能持續(xù)產(chǎn)品生電，到了最終狀態(tài)叫完全放電。因為電解液中的硫酸濃度和放電電量成正比關(guān)系變化，所以用比重計測量電解液便可知電池的放電量。（2)充電中的化學(xué)變化已放電的蓄電池從外部供給直流電時，曾變成硫酸鉛（PbSO4）的陽極和陰極板的活性物質(zhì)逐漸恢復(fù)原狀，即陰極回復(fù)為海綿狀鉛，電解液回復(fù)為稀硫酸。接近到完全充電狀態(tài)時，電解液中的水開始電解，從陽極發(fā)生氧氣（O2），從陰極發(fā)生氫氣。（3）水的電解對電池進行持續(xù)充電，快到尾期就開始冒出氣體，這就是電解液中的水分被電解的緣故。發(fā)生的氣體是從陽極出氧氣，從陰極出氫氣，其體積比O2:H2＝1:2，這是電池使用過程中電解液減少的主要原因。在充電中，12V電池達到14.1V～14.4V時；6V電池達到7.05V～7.2V時，水電解急劇增加，即使達到完全充電狀態(tài)，充電電流幾乎全部浪費在水電解上。下表說明，蓄電池在完全充電狀態(tài)下，過充電電流1A/充電1小時的水電解量。二、鉛酸蓄電池的常見故障 1、極板硫酸鹽化鹽化了的蓄電池極化作用大，充電接受能力差，活性物質(zhì)有效性差，放電端電壓下降快，額定容量低。（1）極板的活性物質(zhì)減少，電池正常放電時，明顯比其他正常電池的容量低。（2）由于硫酸鉛晶體不能充分還原，電解液比重降低且長期不足，過量地產(chǎn)生氣分解。（3）充電時電壓上升很快，迅速高達2.9V/格左右（正常為2.7V/格左右）；放電時電壓降低很快，1至2小時即達1.8V/格。（4）充電時冒氣很早，且電解液溫升較高。（5）極板顏色不正常，正極板呈淺渴色，負極板呈灰白色斑塊，表面粗糙堅硬。造成此現(xiàn)象的主要原因如下： ①經(jīng)常處于放電狀態(tài)或放電后不充電，常表現(xiàn)為線路搭鐵而引起短路等現(xiàn)象。 ②初充電不足或長期充電不足。由于電池的貯存期過長，干荷性能減弱而又未在售出之前補充電或車用充電器不配套，造成電池長期充電不足。 ③由于未及時作補水維護，使長期處于高比重的電解液逐漸硫酸鹽化。 ④沒有定期過充電。由于電池內(nèi)部的活性物質(zhì)不能百分之百地利用，總有一部分硫酸鉛不易轉(zhuǎn)化，這部分硫酸鉛很容易結(jié)晶細化造成極板硫酸鹽化。采用定期過充電可使這部分硫酸鉛轉(zhuǎn)化。 ⑤經(jīng)常采用快速充電，這容易造成由于電流密度過高，極板內(nèi)部的硫酸鉛不易轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。 ⑥通過隔板及極板邊緣絕緣產(chǎn)生慢性短路。由于電池槽底積粉過高或由于電解液不純，雜質(zhì)結(jié)晶于極板邊緣而形成慢性短路，使極板逐漸硫化。 2、電池開路電池開路主要表現(xiàn)為充不進電，沒有電流顯示，嚴重時伴有電池內(nèi)部打火現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的主要原因有：裝配時極柱受損有裂紋；假焊；因加酸不小心使酸漏入引線焊點，腐蝕引線而造成開路。 3、電池短路蓄電池短路主要表現(xiàn)為電壓低，容量不足，充電后電壓仍低于正常值等。造成電池短路的主要原因有：由于漏鉛或隔板破損引起短路；電解液不純，雜質(zhì)結(jié)晶而引起短路；極板活性物質(zhì)嚴重脫落，堆積在電池槽底部的脫落物引起短路。 4、蓄電池嚴重自行放電主要表現(xiàn)為電壓低，充電后電壓正常但放置幾天后電壓下降很快。電池不存電的主要原因是：所加的硫酸電解液不合標準，含雜質(zhì)太多或補水維護時補加的水含有害雜質(zhì)過多而造成電池自放電過大。 5、蓄電池失效一般表現(xiàn)為電池底部積粉過多，電池電壓低等現(xiàn)象。造成電池失效的主要原因是：電池使用壽命終止；充電電流過大，充電時間過長；含氯等有害雜質(zhì)過多，使極板松散脫粉。三、故障的判定和處理方法 1、當(dāng)電池充不進電時，即無電流、顯示高電壓，則可判定電池開路。 2、當(dāng)電池電壓低于正常值，充電時電壓值上升不大，充電后電池經(jīng)放置1小時后仍低于正常值，則可判定該電池內(nèi)部短路。如果電池使用時間極短（不超過1個月），則屬于裝配出現(xiàn)的質(zhì)量故障。如果電池使用時間較長而又觀察不到底部積粉太多，則屬于雜質(zhì)結(jié)晶而引起的短路。如果底部積粉太多，則屬于電池底部接觸的慢性短路。 3、電池正常放電時，容量大大低于正常電池。充電時電流極小，電壓上升極快，高達2.9V/單格左右（正常值2.7V/單格）；放電時電壓降低很快，一下子降到1.8V/單格以下。電池充電時冒氣較早，且電池內(nèi)部發(fā)熱，由此種現(xiàn)象可判定電池極板硫酸鹽化。硫酸鹽化不很嚴重的電池可用均衡充電法進行處理，小電流（電池容量的1/40）充20-30小時，并反復(fù)進行多次充放電循環(huán)（全充全放），可以消除硫化現(xiàn)象，使其恢復(fù)正常。 4、如果電池經(jīng)充電后當(dāng)時的電壓電量非常，經(jīng)一夜或幾天擱置仍無電，主要原因是電解液比重過高和電解液不純凈致蓄電池嚴重自行放電。調(diào)節(jié)一下補水，可能的話更換不純凈的電解液，倒出電解液后應(yīng)用純凈水清洗極板組。 5、能過外表觀察，如果電池內(nèi)部發(fā)紅、發(fā)黃且底部積粉太多，是由于大電流充電時間過長或缺水狀態(tài)下使用時間過長引起的。以上簡要介紹了蓄電池的基本特性和常見的故障及處理方法，用戶應(yīng)該按照生產(chǎn)廠的使用說明書進行維護和保養(yǎng)，才能保證蓄電池的使用能量并延長其使用壽命。