时间:2020-12-11 | 编辑:E航小E | 阅读:676 | 分享: |
佳木斯航道局现有船舶30多艘,使用铅酸蓄电池100多块,每年报废更换铅酸蓄电池有30余块,我们对报费的铅酸蓄电池进行分析,铅酸蓄电池的使用寿命变短的原因以及报废的铅酸蓄池中有65%以上是因极板硫化所造成的。
铅酸蓄电池的硫化故障,是由多种原因使极板表面(甚至活性物质空隙中)逐渐生成一层 白色粗大晶粒的硫酸铅,堵塞了极板活性物质的间隙,增大电解液的渗透阻力,因而使铅酸蓄电池内阻增加,容量减小。
同时硫酸铅又不容易溶解于电解液,致使铅酸蓄电池无法正常使用而过早报废,每年都造成不小的经济损失。
因此,了解船用铅酸蓄电池硫化故障的特征、原因对预防铅酸蓄电池极板硫化故障具有很大的现实意义。
首先我们了解一下铅酸蓄电池的构造及工作原理。
一
酸性蓄电池主要由容器、极板和隔板组成
1、容器:因为酸性蓄电池的电解液是腐蚀性较强的硫酸,所以容器必须用耐酸材料制成 ,如硬橡胶、玻璃或塑料等,其中以硬橡胶最为经济耐用。
每一组正负极板组成单电池,电压为2伏,串接后可得6伏或12伏电压。
2、极板:是用铅和5—6%的锑合金浇铸成 ,具有很多直条和横条和格栅,格栅中压入活性物质,正极板的活性物质为二氧化铅(PBO₂);
负极板的活性物质是海绵状纯铅(PB)。
负极板比正极板多一片,电充足时正极板为暗棕色,负极板是深灰色。
放电终了时,正负极板颜色都变淡。
3、隔板:是用木隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维、纸浆等不同材料制成,它的作用是使正负极板互相绝缘,并使正负极板间距离到最小。
为使电解液能流通,隔板的构造应该是多孔性的。
二
铅酸性蓄电池工作原理
当酸性蓄电池正负极板同时和硫酸溶液接触时,在正负极板之间即产生约2伏的电动势,如果外电路接通就有放电电流通过,正负极板都转化为硫酸铅, 放电结束。
蓄电池充放电时的化学反应如下:
蓄电池电压的变化:
开始充电时电压迅速上升到2.2伏,然后随充电时间的增长,电压逐渐上到2.3伏,经过几小时会到2.6伏左右,这时已经充满,如继续充电,正负极板本身只能产生极少的化学反应(因为硫酸铅几乎全部转化),充电的电流开始将硫酸溶液中的水电解为氧气和氢气,分别在正,负极板的附近冒出,可以见到很多气泡。
当充电结束时电解液的比重会慢慢降低到2.1伏左右,极板内的电解液比重较高,外面的电解液比重要低些,慢慢的混合后最后稳定在2.1伏左右。
当蓄电池放电时,当电压降到1.8伏到1.7伏左右时,正负极板上的二氧化铅和铅已接近全部转化为硫酸铅,切不可在向外放电,否则电压将更剧烈的降低,因为这时在放电时的化学反应所产生的多孔性硫酸铅将逐渐连结成白色块状的硫酸铅,它能阻塞电解液的流通。
使以后充电更加困难,不易将全部硫酸铅 还原为二氧化铅和铅。
电压降到1.7伏后会慢慢的回复到2.0伏,但这时也不能继续放电,否则电压必将剧烈降低而损坏电瓶。
最终导致铅酸蓄电池极板硫化。
三
铅酸蓄电池极板硫化后的主要特征
1、充电时气泡出现较早,电解液密度达不到规定的标准。
不同地区和气温条件下的电解液密度各不相同。
电解液的比重就按温度计算,一般以20℃时的比重为准,否则电解液的温度每低于或高于20℃一度就要增或减0.0007来计算,例如20℃时,比重在1.285 时表示已经充满,当20℃时,充足比重应为
1.285+[(20-30)×0.0007]=1.285-0.007= 1.278。
2、充电时电解液温度比极板没有硫化的铅酸蓄电池高。
3、在放电使用时或进行蓄电池容量测试时 ,端电压下降较快。
电解液密度下降低于正常值。
4、容量明显降低。
5、极板颜色不正常,正极板呈浅褐(有的呈白色),负极板变为灰白色,正负极板表面变硬为砂粒状。
四
铅酸蓄电池产生硫化故障的原因
1、缺少电解液。
因蒸馏水(或纯水)蒸发过多或电解液因意外倒泄而没有及时补充,致使液面过低,极板上部长期露出液面,造成极板上部的硫化。
2、电解液不纯。
一般情况下,使用了不合格的电解液,铅酸蓄电池一年左右便报废。
3、经常使铅酸蓄电池过量放电或小电流深放电,会在极板深处生成较多的硫酸铅。
4、缺少应有的定期过充电或经常充电不足,在活性物质中或多或少残留一部分未能还原的硫酸铅。
5、电解液密度过高或过低。
电饵液在配制过程上要产生热量,必须冷却到30摄氏度到10摄氏度时灌入蓄电池,温度过高过或过低的电解液对蓄电池性能 有影响。
6、内部有短路故障,末及时排除。
7、长期处于半放电或放电(直口漏电)状态下 。
8、放电后,24小时内没有及时补充充电。
五
铅酸蓄电池的维护
1、铅酸蓄电池应尽可能保持充电饱满状态。
2、铅酸蓄电池电解液应经常保持高出极板10毫米以上,防止极板露出液面。
如电解液因蒸发减少,可加入适量的蒸馏水。
3、如低于1.175,即为放电终了的象征 ,应即进行充电。
4、属使用过的蓄电池,如暂时不使用,在停用之前应充电一次,使电池保持充满状态 ,以后每隔一个月补充充电一次。
5、蓄电池不可过充(即电解液比重已经达到1.285左右仍继续以大电流或长时间充电)或过放(电解液比重已经下降到1.175时仍继续放电)蓄电池充电过量或放电后长时间不充电对蓄电池寿命都有影响,就尽可能避免。
6、蓄电池盖上的小气孔要经常通气,如无必要不要将盖子打开,防止外界污物进入内部 ,蓄电池表面要保持清洁和干燥。
原创作者系黑龙江省航道局 温佩民
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来源:E航网
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