Режимы отказа свинцово-кислотных аккумуляторов

Из-за различий в типах пластин, условиях изготовления и способах использования причины выхода из строя аккумуляторов разные. Подводя итог, отказ свинцово-кислотных аккумуляторов имеет следующие ситуации:

↘ Коррозионный вариант положительной пластины

В настоящее время в производстве используются сплавы трех типов: традиционные свинцово-сурьмяные сплавы с содержанием сурьмы от 4% до 7% по массе; сплавы с низким или сверхнизким содержанием сурьмы, с содержанием сурьмы 2% по массе или менее 1% по массе, содержащие олово, медь, кадмий, серу и другие модифицированные кристаллообразователи; свинцово-кальциевый ряд, фактически четверной сплав свинец-кальций-олово-алюминий, содержание кальция составляет от 0,06% до 0,1% массовой доли. Положительные сетки, отлитые из вышеуказанных сплавов, будут окисляться до сульфата свинца и двуокиси свинца в процессе заряда аккумулятора, что в конечном итоге приведет к потере функции поддерживающих активных веществ и выходу аккумулятора из строя; или из-за образования коррозионного слоя двуокиси свинца привести к двуокиси свинца. Сплав создает напряжение, что заставляет сетку расти и деформироваться. Когда деформация превысит 4%, вся пластина будет разрушена, а активный материал отвалится из-за плохого контакта с сеткой или короткого замыкания на шине.

↘ Активный материал положительной пластины отпадает и размягчается

В дополнение к осыпанию активного материала, вызванному ростом сетки, при многократной зарядке и разрядке связь между частицами диоксида свинца также ослабляется, размягчается и отсоединяется от сетки. На размягчение и осыпание активного материала положительной пластины влияет ряд факторов, таких как изготовление сетки, герметичность сборки, а также условия зарядки и разрядки.

↘ Необратимая сульфатация

Когда батарея чрезмерно разряжена и хранится в разряженном состоянии в течение длительного времени, ее отрицательный электрод образует грубый кристалл сульфата свинца, который с трудом воспринимает зарядку. Это явление называется необратимой сульфатацией. Незначительную необратимую сульфатацию все же можно восстановить некоторыми методами. В тяжелых случаях электрод выходит из строя и не может быть заряжен.

↘ Преждевременная потеря мощности

Когда в качестве сплава сетки используется сплав с низким содержанием сурьмы или свинца-кальция, емкость внезапно падает на ранней стадии использования батареи (около 20 циклов), что делает батарею неэффективной.

↘ Серьезное накопление сурьмы на действующих веществах

Сурьма на положительной сетке частично переносится на поверхность активного материала отрицательной пластины с циклом. Поскольку перенапряжение восстановления H+ на сурьме примерно на 200 мВ ниже, чем на свинце, зарядное напряжение уменьшается при накоплении сурьмы, и большая часть тока расходуется на расщепление воды, и батарея не заряжается должным образом.

Было проверено содержание сурьмы в активном материале отрицательного электрода свинцово-кислотной батареи с зарядным напряжением всего 2,30 В, и было обнаружено, что содержание сурьмы в поверхностном слое активного материала отрицательного электрода достигало от 0,12% до 0,19. % массовая доля. Для некоторых батарей, таких как батареи для подводных лодок, существуют определенные ограничения на выделение водорода из батарей. Был испытан активный материал отрицательного электрода батареи с выделением водорода, превышающим стандарт, и среднее содержание сурьмы достигло 0,4% массовой доли.

↘ Термический отказ

Для малообслуживаемых аккумуляторов требуется, чтобы зарядное напряжение не превышало для одной ячейки 2,4 В. При фактическом использовании, например, в автомобилях, регулятор напряжения может выйти из-под контроля, зарядное напряжение слишком велико, а зарядный ток слишком велик, а выделяемое тепло повысит температуру электролита батареи, что приведет к снижению во внутреннем сопротивлении батареи; Увеличенный зарядный ток. Повышение температуры батареи и чрезмерный ток усиливают друг друга, что в конечном итоге не поддается контролю, что приводит к деформации, растрескиванию и выходу батареи из строя. Хотя тепловой разгон не является частым режимом отказа свинцово-кислотных аккумуляторов, он не является чем-то необычным. При использовании обратите внимание на то, что напряжение зарядки слишком высокое, и батарея нагревается.

↘ Коррозия отрицательной шины

В нормальных условиях в отрицательной сетке и сборной шине нет проблем с коррозией, но в герметичной батарее с регулируемым клапаном, когда установлен кислородный цикл, верхнее пространство батареи в основном заполнено кислородом, а шина более электролита в диафрагме. Наконечники взбираются на шины. Сплав шинопровода будет окисляться с образованием сульфата свинца. При неправильном подборе электродного сплава ошиновки в ошиновке будут шлаковые включения и зазоры, вдоль которых коррозия будет углубляться, что приведет к отделению выводов от ошиновки и выходу отрицательной пластины из строя.

↘ Перфорация диафрагмы вызывает короткое замыкание

Отдельные разновидности диафрагм, такие как ПП (полипропиленовые) диафрагмы, имеют большие размеры пор, и предохранитель из ПП будет смещаться во время использования, что приводит к образованию больших пор, а активный материал может проходить через большие поры во время заряда и разряда, вызывая микро- короткое замыкание, аккумулятор выйдет из строя.

--Конец--