鉛酸蓄電池基本特性及常見故障判定

www.diaoyou.cc 來源：電動車商情　　　電動車商情網作者：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電機，兩者并聯工作。發動機運轉時各用電設備主要靠發電機供電，當發電機發出的電能有富裕時，蓄電池會將富裕的電能轉換成化學能儲存起來，需要時再轉化成電能供給各用電設備。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3格成6.3V（標稱為6V電池）。同理，串聯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下，同時端子間沒構成電路的電壓（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阻有關，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定了相應的停止放電電壓，以避免放電至低于該電壓以下。另外，按規定放電到“停止放電電壓”后擱置一段時間，其開路電壓便恢復到和硫酸濃度相應的電壓。 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定的停止放電電壓的方法進行測定。 3、關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、陽極板起化學作用，把化學能轉化成電能，同時在電池內部起導電作用。電解液的比重在標準溫度20℃下定為1.28。 4、關于自放電灌入電解液狀態下的電池，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，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。因此使用劣質的電解液就會大大影響電池性能和壽命。 5、蓄電池內部的化學變化（1）放電中的化學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，逐漸變成硫酸鉛。同時，電解液就成為水而不能持續產品生電，到了最終狀態叫完全放電。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逐漸恢復原狀，即陰極回復為海綿狀鉛，電解液回復為稀硫酸。接近到完全充電狀態時，電解液中的水開始電解，從陽極發生氧氣（O2），從陰極發生氫氣。（3）水的電解對電池進行持續充電，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，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。造成此現象的主要原因如下： ①經常處于放電狀態或放電后不充電，常表現為線路搭鐵而引起短路等現象。 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。由于電池內部的活性物質不能百分之百地利用，總有一部分硫酸鉛不易轉化，這部分硫酸鉛很容易結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化。 ⑤經常采用快速充電，這容易造成由于電流密度過高，極板內部的硫酸鉛不易轉化的現象。 ⑥通過隔板及極板邊緣絕緣產生慢性短路。由于電池槽底積粉過高或由于電解液不純，雜質結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為充不進電，沒有電流顯示，嚴重時伴有電池內部打火現象。造成此現象的主要原因有：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，雜質結晶而引起短路；極板活性物質嚴重脫落，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，含雜質太多或補水維護時補加的水含有害雜質過多而造成電池自放電過大。 5、蓄電池失效一般表現為電池底部積粉過多，電池電壓低等現象。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；含氯等有害雜質過多，使極板松散脫粉。三、故障的判定和處理方法 1、當電池充不進電時，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，充電后電池經放置1小時后仍低于正常值，則可判定該電池內部短路。如果電池使用時間極短（不超過1個月），則屬于裝配出現的質量故障。如果電池使用時間較長而又觀察不到底部積粉太多，則屬于雜質結晶而引起的短路。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，且電池內部發熱，由此種現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，并反復進行多次充放電循環（全充全放），可以消除硫化現象，使其恢復正常。 4、如果電池經充電后當時的電壓電量非常，經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。調節一下補水，可能的話更換不純凈的電解液，倒出電解液后應用純凈水清洗極板組。 5、能過外表觀察，如果電池內部發紅、發黃且底部積粉太多，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，用戶應該按照生產廠的使用說明書進行維護和保養，才能保證蓄電池的使用能量并延長其使用壽命。