铅酸电池的故障以及如何修复它们
1.自放电增加表现为容量损失。
正常的自放电是由于电极材料和电解液中存在杂质而导致的电池电流过程的结果,通常每天不超过容量的 0.7%。便携式电池的自放电增加是由于在不小心填充或气体释放过程中,盖子和被电解质弄湿的容器外表面的电流泄漏造成的。由于这个原因,特别是如果表面也被灰尘污染时,自放电会很大,以至于电池会在 10-20 天内完全放电。
为了消除自放电,需要用蘸有蒸馏水的抹布清洁表面,然后用碱性 10% 的纯碱溶液或氨水(氨水)中和:用溶液蘸湿抹布,彻底擦拭表面盖子和盘子的表面。在这种情况下,您必须仔细监测碱性溶液不会落入电池并污染电解液。中和后,再次用湿布擦拭餐具,然后擦干。
如果擦拭表面后自放电没有减少,则需要对电池电解液进行分析,如果发现有害杂质超过允许量,则对电池进行放电并更换电解液。注入电解液后,每个电池注入蒸馏水并静置1小时。然后倒掉水,再给电池注水,微弱的电流通过电池2小时——大约是正常的1/10。之后,将水倒出,用蒸馏水冲洗电池,注入正常密度的电解液并以0.1 C20的电流进行正常充电。
电解质污染。由于添加到电池中的水中或用于制备电解质的酸中存在杂质,经常会导致电池容量下降和自放电增加。通常,当修复技术遭到破坏时,污染物会进入电池,例如,在使用 POS 焊料焊接跳线时,裸铜线与被电解液弄湿的电池盖长时间接触时等。
一些有害杂质的存在可以通过外部迹象来确定:
- 氯 - 元素附近有氯的气味,容器底部有浅灰色沉淀物沉积;
- 铜——静止和持续充电时明显的气体释放;
- 锰——在充电过程中,电解液呈浅红色;
- 铁和氮是无法通过外部迹象检测到的,只能通过化学分析来检测。
在所有检测到电解液中不可接受的杂质的情况下,必须更换。为此,请将电池放电,倒出电解液,注入经检查不含氯的蒸馏水,并以 0.05 C10 的弱电流充电 1 小时。然后排干水分,注入优质电解液,以正常充电电流充电。
电池延迟的特点是电压低,以及与其他电池相比,单个电池的电解质密度较低,通常是由于充电电压不足、极板硫酸盐化的初始阶段、短路和有害杂质的存在引起的电解液。如果检测到滞后,则必须分析电解液中是否存在氯、铁、铜。在无法启动的情况下,通过均衡充电或提高浮动电压来消除故障。
如果无法通过从外部电源为滞后电池充电来消除滞后,则滞后电池将与电池断开并充电,直到其容量恢复。
2. 电池内部短路主要发生在隔板损坏和极板边缘积聚海绵状铅时。
短路的原因通常是容器底部沉积物含量高,沉积物到达电极的下边缘,在电极之间形成导电桥。
为消除短路,需要用 10 小时的放电电流将电池放电至最终电压并拆开电芯。排除短路后——更换损坏的隔板,用刀切掉极板上的堆积物,清洗盘子并去除沉淀物,清洗极板——电池组装完成,形成充电模式充电。
3、极板的破坏表现为活性物质的解体、脱落和板栅的腐蚀。
极板破坏的特征标志是电池容量急剧下降,放电时间短,充电时电解液密度迅速增加至正常。电解液变得混浊并呈棕色。极板破坏的原因是系统充电、大电流充电和温度升高。用过小的电流进行系统充电也会导致极板损坏。对板进行硫酸化也会导致它们的破坏,因为硫酸铅的体积比过氧化铅和海绵铅的体积大。
极板损坏的电池不适合操作,必须更换。
4. 极板硫酸化是对电池最常见和最危险的损坏。
如上所述,硫酸铅(硫酸铅)PbSO4 的形成是电池运行的正常结果。正常模式下生成的硫化铅具有精细的晶体结构。由于电池处于非活动状态时自放电,尤其是在高温和电解液密度升高的情况下,PbSO4 晶体会很大。根据电池存储规则,晶体在正常充电的影响下仍会分解。
5.深度硫酸化通常是电池使用不当的结果,主要有以下几个原因:
- 充电电压和电流不足;
- 由于元件短路导致自放电增加;
- 电解液中存在有害杂质;
- 电解液浓度过高、温度过高;
- 在“充电-放电”模式下运行的电池系统充电不足;
- 系统性深度放电;
- 经常大电流充电;
- 长期放置没电的电池不充电;
- 将新的非干电池充满电解液和开始充电之间的较长时间(超过 6 小时)。
在这些因素的影响下,极板上的硫酸铅转变为粗大的晶体结构,形成连续的硫酸铅外壳。当电解液润湿的极板由于电解液水平降低而暴露在空气中而与空气接触时,也会发生强烈的硫酸盐形成。粗结晶硫酸盐在正常充电过程中不再分解,据说硫酸化是不可逆的。
过度硫酸化的正极板的活性物质会呈现浅棕色,并带有白色的硫酸盐斑点。有时颜色仍然很深,但坚硬、粗糙的表面表明存在粗结晶硫酸盐。硫酸化正极板的活性物质像沙子一样在手指之间摩擦。
负极板的表面涂有一层连续的硫酸铅。活性物质变得坚硬、粗糙,摸起来就像沙子一样。如果在上面画刀,则板材表面没有明显的金属线。
由于粗结晶硫酸盐是电流的不良导体,当发生不可逆的硫酸盐化时,电池的内阻增加。结果,充电电压升至 3 V,放电电压急剧下降。大晶体会堵塞活性物质中的孔隙,使电解液难以进入内层。电池容量变得比正常情况低得多。这些迹象是典型的硫酸盐电池。
6、污泥产量过多。
当电解质被铁和硝酸及其盐类污染时,以及在短路和不当操作(严重过载和深度放电)期间,活性物质的颗粒从板上掉落,形成沉淀物(沉淀物),这, 上升到极板,可能会导致短路。
沉积物出现的特征标志和原因。

根据造成沉积物分离增多的原因,应采取措施清除。
使用泵或虹吸管通过用玻璃棒从先前放电到其容量的 50-60% 的电池中泵送混浊电解质,从开口容器中去除沉积物。在这种情况下,必须注意不要因沉积物颗粒造成短路。抽真空后,应使用蒸馏水冲洗元件。
不是倒入电解液,而是将清洁液倒入罐子中,因为不能将裸板长时间放在空气中。
每年一次通过拆卸极板并冲洗先前放电电池的容器和极板来清除便携式电池中的沉积物。
7. 反转电池极性。
如果电池由不同容量的电池串联而成,或者部分电池的极板被切割或硫酸化,那么当电池放电时,容量较小的电池可能会放电到零,其余电池仍会放电当前的。流过放电电池的电流从负极流向正极,开始向相反方向充电(负极板变为正极,正极板变为负极)。在这种情况下,极板中出现二氧化铅和海绵状铅的混合物,发生强烈的自放电并形成硫酸盐。
负极板变暗并大大膨胀。此类元件应从电池上切下并进行多次训练冲击和充电。
当电池错误地连接到充电电动发电机或没有防止错误切换保护的旧设计整流器的相反两极时,也会发生极性反转。有必要仔细监控充电电池的正确连接。及时发现的错误是可以改正的。通过将电池切换到正确的充电模式,它消除了电极的极性反转。
如果极性反转是由于长时间不正确的接通引起的,则需要进行 2-3 次“充电-放电-充电”循环。在特别不利的情况下,极性电池不会恢复其容量并完全分解。
8、电池绝缘电阻降低会引起自放电。
最常见的原因是电池表面污染、电解液渗透到容器的盖子和外壁以及支架上。如果检测到电解液从槽缝中泄漏,则必须更换。
通过用燃气燃烧器或喷灯的低火焰将其熔化来修复密封胶中的裂缝。
注意:工作必须在电池仓外进行。电池应放完电,打开盖子静置 1-2 小时,然后用空气吹掉残留气体,防止爆炸性混合物爆炸。熔化时必须小心,以免容器和盖子的边缘着火。
9. 硬橡胶块和容器中的裂纹。
单体电池和容器的损坏会导致电解液泄漏、电池室污染并为电池自放电创造条件。此外,硫酸烟雾对维修人员有害。单体电池间的裂纹对电池特别危险。相邻电池之间的电解接触创建了增强自放电的路径。裂纹大时,自放电电流达到短路值,电池电压降低4V,电极硫酸化或完全破坏。
损坏的起动电池单体通常无法修复,尤其是在中间元件隔板出现裂缝的情况下。如果无法更换新的单体,当电池在静止条件下(不受冲击和晃动)使用时,修复可能有效。
待修复的单体用流水充分清洗并在室温下干燥 3-4 小时。允许在不高于 60°C 的温度下在橱柜中干燥。
为了密封裂缝,后者用直径为 3-4 毫米的钻头在边缘钻孔。用锉刀或凿子将裂缝切割至 3-4 毫米的深度。在带有耐酸嵌件的整体式混凝土中,钻孔和切割裂缝只能深入到沥青混合料的深度,并且只能从外部进行。硬橡胶块从两侧切割。用砂纸清理切开的裂缝,直到在裂缝两侧产生宽度为 10-15 毫米的粗糙表面。之后,清洁区域用蘸有丙酮的餐巾纸除油并干燥5-6分钟。
必须使用特殊设备对修复后的单体进行泄漏测试。
检查单块是否损坏时,应特别小心,切勿将两个电极握在手中,否则会导致触电。
重新焊接和矫直板
如果由于操作不当、电解液污染或短路导致极板严重变形(特别是正极),则需要对电池进行分类并拉直极板。这应该通过对电池放电来完成。负极板必须立即浸入蒸馏水中去除其中的酸,只有换水两三次才能保持在空气中。带电的负极板在空气中变得非常热,变得无法使用。
取下正极板时,注意不要碰到负极板。为了对齐,将切割的正极板放置在两块光滑的板之间,然后逐渐小心地称重。在任何情况下都不要用锤子敲击并用力按压盘子,因为它们会因脆弱而破裂。
严禁在充电时焊接电池仓内的极板!它们可以在充电结束后两小时内进行焊接,并保持连续通风。
应使用氢气火焰或电炭加热器焊接固定电池的连接。这项工作只能由经过专门培训的人员执行。
小型电池(启辉器、灯丝等)的焊接可以用普通电烙铁完成,但不能使用锡焊料和酸,因为它们会污染电池并导致电池自放电和损坏。
清除锡的烙铁熔化纯铅棒或带,落入接缝中,将电池的铅部分焊接在一起。必须注意,熔化的铅不会产生细丝,如果细丝卡在电池中,可能会导致短路。您需要焊接导线和跳线的整个横截面,以免它们的导电性降低。
