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分析铅酸蓄电池失效的原因

发布时间:2019-08-26 10:33:12

  铅酸蓄电池已发明100多年,具有很大的发展和应用价值。目前,铅酸蓄电池在市场上的应用是:普通,密封,免维护等,由于铅酸蓄电池经济实用的优点,占市场容量的70%以上。但由于铅酸蓄电池的性质,结构,材料,生产,工艺和使用的维护等因素,据统计,铅酸蓄电池过早失效和废料现象,超过75%是由于不可逆的硫酸铅盐是在铅酸蓄电池板上形成铅,自放电,失效的原因和活性物质的流失,而这三个问题一直困扰着铅酸蓄电池行业难以克服的疾病,它不是解决绝对三个问题的好方法。如普通铅酸蓄电池的设计寿命为2-3年,而且往往实际使用仅一年或更短的时间,免维护铅酸蓄电池的设计寿命为7至15年,由于存放时间过长也有所作为长期,不使用报废故障,比预计的使用寿命短得多,导致能源浪费和经济效益的应用。

  铅酸蓄电池的基本结构和特点

  铅酸蓄电池的主壳,正负极板,隔板和电解液在电场作用下将电能转化为化学电能储存,将化学电能转换为直流电能,可反复充放电几次。电化学反应式为:

  正极板和负极板放电

  PbO2+Pb+2-h2so4=PbSO4+PbSO4+2h2o

  铅2氧化物纯硫酸铅装铅硫酸铅水

  上述等式表明铅酸电池是一种复杂的电化学反应系统。铅酸蓄电池的使用寿命取决于制造正极板和负极板的材料,工艺环境,活性物质的组成纯度,使用环境和维护都有非常重要的影响。

  铅酸蓄电池正负极板中活性物质与容量之间存在重要关系。

  由于铅酸电池的容量与可参与正极板和负极板上的电化学反应的活性物质的量和面积有重要关系,因此这里的活性物质质量是指可参与可逆电化学反应的真实表面积。而不是计算出的几何尺寸面积。当铅酸电池添加电解液时,正极板和负极板浸泡在电解液(硫酸)中,电解液中的部分硫酸被正极板和负极板吸收,正极板和负极板的表面都是硫酸铅。在电场作用下,正极板表面形成致密的二氧化铅,而负极板表面形成致密的纯铅,正极板形成的二氧化铅越致密,铅酸的容量越大。存储电力。因此,在传统的充放电过程中,正负极板在充电时会产生二氧化铅和纯铅,正极板和负极板在放电后形成硫酸铅,活性物质应该是渐进的,活性物质与可互换的离子结构可有效用于电化学反应。

  按照标准制造的规格任何一种标称容量的铅酸蓄电池,只有经常充电的铅酸蓄电池容量应低于95%额定容量,说明铅酸蓄电池不合格,其原因是制造材料,生产过程中,环境,产品储存时间过长等故障原因,如活性物质老化。

  板酸化,自放电,活性物质脱落和铅酸电池失效

  1.板硫化

  所谓的硫化是指在由白色粗晶硫酸铅组成的正极板和负极板上不可逆地形成硫酸铅。正常充电时晶体很难消除,硫化程度的形成与铅酸电池容量有很大关系,硫化物,电容较少,直到废料,板材的因素很多,主要是铅酸电池存放时间过长,因为板材在活性物质表面附有硫酸,导致硫酸铅表面活性物质老化后失去电离效应。铅酸蓄电池在放电状态下被搁置,放电后未能及时给电池充电,电解液密度过高或不纯,可使正极板和负极板表面的活性物质形成硫化物。因此,硫化是板上活性材料失效的主要原因。

  2.自放电,是指铅酸电池的耗电量,一般认为每天昼夜容量下降不超过2%,这被认为是正常的,因为铅酸电池本身具有自放电的缺点,如果每天昼夜容量下降超过2%,则是失败,自放电的主要原因:制造材料不是纯度过高或其他有害杂质(如锑),电解液中含有有害杂质(如铁,锰,砷和铜来自),正极板和负极板经过板硫化后堵塞孔隙,导致铅酸蓄电池内阻消耗增加,导致铅酸蓄电池自放电因此,要求必须使用专用的硫酸电解液,水必须是蒸馏水或去离子水。

  3.平掉活性物质

  标准使用铅酸电池,活性物质中的正负极板不易脱落。正极板活性物质的脱落主要是缺电或大电流放电时的低温,而负极板的活性物质损失主要是充电或充电电流过大,充电会导致水的电解产生大量的氢气而氧气,当氢气向孔隙冲出时,会使活性物质损失,铅酸电池在颠簸环境中的使用也会加速活性物质的流失。因此,铅酸电池在使用中的要求必须避免过充电和放电的发生。

  4.电池故障和报废

  如果不使用,新的铅酸电池将无效并报废。该板不符合化学处理中的充放电标准。板材储存环境或储存时间过长,密封损坏,长期在空气中氧化,导致板材活性物质老化;在使用过程中维护不当,某种单体在长时间处于脱电状态,大电流放电,反电极电压出现后出现反电极单体,仍未及时给电池维修:如调整电解液密度,加蒸馏水,给电池补充电能,导致单体不可逆固化和失效。在使用铅酸蓄电池时,往往不及时在夏季给电池加水,高温蒸发很快导致电解液不足或干燥,使板暴露在电解质表面的空气和氢氧化物脆性导致板硫化和坏死。因此,铅酸蓄电池的损耗是夏季,电源是夏季时温度高易启动,铅酸蓄电池容量高,但夏季板铅酸蓄电池活性物质局部区域形成硫磺,冬季铅酸蓄电池大电流供电是不可能的。如果铅酸电池的启动或牵引力充电量为容量的70%,只能报废,更换新电池。

  总而言之:铅酸电池的故障和废品,除了一部分机械部件损坏和废料外,大多数铅酸电池的故障都归因于板材活性材料表面形成不可逆的硫化和破坏和废料。

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