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分析铅酸蓄电池失效的原因

发布日期:2021-03-25 作者:admin 点击:

<铅酸蓄电池已经发明了100多年,具有很大的开发和应用价值。目前市场上铅酸蓄电池的应用有:普通、密封、免维护等,由于铅酸蓄电池具有经济实用的优点,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、工艺和维护等因素,据统计,铅酸蓄电池的过早失效和浪费,75%以上是由于铅酸蓄电池中不可逆的硫酸铅在板上形成铅,自放电,失效原因和活性物质的损失。这三个问题一直困扰着铅酸蓄电池行业不可逾越的顽疾。这不是解决绝对三个问题的好办法。如普通铅酸蓄电池的设计寿命为2-3年,实际使用寿命仅为1年或更短。免维护铅酸蓄电池的设计寿命为7至15年。由于储存时间长,这也会产生影响,不使用废品故障,远低于预期使用寿命,造成能源浪费和应用经济效益。

铅酸蓄电池的基本结构和特点

铅酸蓄电池的主壳体、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,并将化学电能转化为直流电能,可多次反复充放电。电化学反应式为:

正负极放电

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

氧化铅纯硫酸铅水

上述方程表明铅酸蓄电池是一个复杂的电化学反应体系。铅酸蓄电池的使用寿命取决于制造正负极板所用的材料、工艺环境、活性材料的纯度、使用环境和维护保养都有非常重要的影响。

铅酸蓄电池正负极板中的活性物质与容量有着重要的关系。

由于铅酸蓄电池的容量与能够参与正极板和负极板上电化学反应的活性物质的数量和面积有着重要的关系,这里活性物质的质量是指能够参与可逆电化学反应的实际表面积。而不是计算出的几何尺寸面积。铅酸蓄电池加入电解液时,正负极板被电解液(硫酸)浸泡,电解液中的一部分硫酸被正负极板吸收。正负极板的表面是硫酸铅。在电场作用下,正极板表面形成致密的二氧化铅,负极板表面形成致密的纯铅。正极板上形成的二氧化铅越浓,铅酸容量就越大。储存电力。因此,在传统的充放电过程中,正负极板充电时会产生二氧化铅和纯铅,正负极板放电后会形成硫酸铅。活性物质应该是渐进的,并且活性物质应该是相互兼容的。交换离子结构可以有效地用于电化学反应。

凡按规范制造的标称容量的铅酸蓄电池,只有经常充电的铅酸蓄电池应小于额定容量的95%,表明铅酸蓄电池不合格。原因是制造材料、生产工艺和环境,产品存放时间过长等失效原因,如活性材料老化。

极板酸化、自放电、活性物质脱落、铅酸蓄电池故障

1平板硫化

所谓硫化是指在白色粗晶硫酸铅组成的正负极板上不可逆地形成硫酸铅。晶体在正常充电过程中很难去除。硫化物的形成与铅酸蓄电池的容量有很大关系。有许多因素,如硫化物和电容量小,直到浪费。主要原因是铅酸蓄电池储存时间过长。硫酸附着在活性物质表面,使硫酸铅表面活性物质老化后失去电离作用。铅酸蓄电池处于放电状态,放电后不能及时充电。电解液密度过高或不纯,会使正负极板上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自放电是指铅酸蓄电池的功耗。一般认为日容量下降不超过2%。这被认为是正常的,因为铅酸蓄电池具有自放电的缺点。如果容量下降超过2%,则是故障,自放电的主要原因:制造材料不太纯净或有其他有害杂质(如锑),电解液中含有有害杂质(如铁、锰、砷、铜等),正极板和负极板硫化后,孔隙堵塞,导致铅酸蓄电池内阻增大,导致铅酸蓄电池自放电。因此,需要一种特殊的硫酸电解液,水必须是蒸馏水或去离子水。

三。抹平活性物质

采用标准铅酸电池,活性材料中的正负极板不易脱落。正极板的活性物质主要是由于大电流放电时缺电或温度过低而脱落,负极板的活性物质主要是由于充电或充电电流过大而脱落。充电会使水电解产生大量的氢和氧。当孔隙被冲出时,活性物质就会流失,而铅酸电池在崎岖不平的环境中使用,也会加速活性物质的流失。因此,铅酸蓄电池在使用过程中必须避免过充和过放电。

4电池故障和报废

如果不使用,新的铅酸蓄电池将失效并报废。该板不符合化学处理的充放电标准。板材存放环境或存放时间过长,密封损坏,空气中长期氧化导致板材活性物质老化;使用过程中维护不当,某单体长期处于断电状态,大电流放电,对电极电压过高,对电极单体出现后,电池未及时修复:如调整电解液密度,加入蒸馏水,为电池补充电能,导致单体不可逆固化失效。在使用铅酸蓄电池时,夏天往往不及时给蓄电池加水。高温蒸发会迅速导致电解液不足或干燥,暴露在电解液表面的空气和氢氧化物的脆性会导致极板硫化和坏死。因此,铅酸蓄电池的损耗发生在夏季,夏季气温较高时容易启动供电,铅酸蓄电池的容量也较大,但在夏季,铅酸蓄电池的活性物质在铅酸蓄电池的局部区域形成硫磺。如果铅酸蓄电池的启动或牵引充电为容量的70%,则只能报废,更换新的蓄电池。

简言之:铅酸蓄电池的失效和浪费,除了一些机械零件的损坏和浪费外,铅酸蓄电池的失效大多归因于不可逆的硫化和在片材表面形成的活性物质的破坏和浪费。
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