《铅酸蓄电池维修总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铅酸蓄电池维修总结（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电池又称化学电源,是能为用电器提供直流电源的装置,化学电源是通过氧化还原的电化学 反应,将化学能转化为电能.一次电池是一次性应用的电池,二次电池是可多次反复使用的电 池,因此这里的二次实际上是多次的意思.二次电池又称为可充电电池或蓄电池。相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲,简称正脉冲,反之,则为负 脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲.二十世纪以来,随着人们对负脉冲的认识的 不断提高,负脉冲的应用范围不断扩大,在许多领域都得到了广泛的应用,如:能源、医疗、勘 探、等。下面以铅酸蓄电池和锂离子电池为例，介绍一下组合脉冲修复机和组合脉冲充电器 对蓄电池的维护与修复原理:基础
2、部分一、铅酸蓄电池铅酸蓄电池是蓄电池的一种.以其低廉的价格, 良好的高倍率放电性能,应用非常广泛, 如汽车、摩托车、火车、轮船、通信以及UPS等均需运用铅酸蓄电池主要由正极板、负极 板、电解液、容器、极柱、隔膜、可导电的物质等组成。（一） 正极板（正极活性物质）正极板活性物质的主要成分是二氧化铅. 具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生 成硫酸铅，并吸收电子，二氧化铅有两种类型晶格,一种是a Pb02另一种是B Pb02.这 两种二氧化铅活性物质差别很大,它们在正极板所起的作用也不相同竹一Pb02给出的容量 是a PbO2的1.53倍.而a Pb02具有较好的机械强度，它的存在，正极板活性
3、物质不 宜软化脱落，只有a Pb02和B a PbO2的比例达到0.8时,铅蓄电池会表现出良好的性正极活性物质在放电状态下，与电解质硫酸发生反应生成硫酸铅与水.其反应式如 下:Pb02+3H+HS04+2e=PbS04+2H20充电时，在外线路的作用下转化为p bO2与H2SO4放电 时，二氧化铅的p b4+接受了负极送来的电子形成p b+2与溶液中的硫酸根离子结合生成 p bSO4 . 当硫酸铅达到一定量时， 变成沉淀物附着在极板上. 充电时硫酸铅中的铅离子 的电 子被外线路带走转化为 二氧化铅.将水中 氢离子留在溶液中.氧离子与铅离子结合生成二 氧化铅进入晶格，形成正极活性物质.（二）负极
4、板（负极活性物质）在铅酸蓄电池里，为了供负极活性物质充分与电解液发生反应，故将铅制成多孔海棉状， 又称为海绵铅，在放电时，铅给出外线路电子形成 Pb+2 与溶液的硫酸根 结合生成硫酸铅， 充电时，部分PbSO4首先溶解成Pb2+与SO4.Pb+2接受电子还原成铅进入负极活性物质晶格。（ 三）电解液硫酸是铅酸蓄电池电解液中的重要原材料之一，市场上浓硫酸一般分为两种:一种是工 业用浓硫酸，纯度较低，不适用于铅酸蓄电池;另一种为纯度较高的分析纯，较适合于铅酸蓄 电池，硫酸的分子量为98，浓硫酸中硫酸含量为98%是无色透明油状液体，具有很强的吸水性 和腐蚀性，与水结合后，可放出大量的热.所以在电解液配
5、制过程中，一定要注意防护，以免出 现危险,配制时,千万不要把水加入浓硫酸中,而是将浓硫酸缓慢加入水中。铅酸蓄电池电解 液配制过程中,对水的要求较高,水中含杂质的多少,直接影响电池的质量.铅蓄电池用水外 观是无色透明的，残渣含量应小于0.01%. 一般检验水的标准用电阻率(Q cm)或电导率来表 示，比较简单的方法是:采用电阻率测量法:用数字式万用表将档位拨至20MQ处，将万用表 两只表笔相距1厘米,测出水的电阻阻值在510MQ即可。( 四 ) 隔板隔板也是铅蓄电池主要组成部分之一，其质量对电池影响很大，隔板的主要功能是防止 电池正负极板短路，蓄电池中，对隔板的要求是:采用多孔质隔板，允许电解液
6、自由扩散和离 子迁移，要有比较小的电阻，隔板孔径要小.空隙总面积要大，要防止脱落的活性物质 到达对 方的极板. 因此， 隔板的孔径要小， 孔数要多。二、电池修复过程中常用的名词:1. 不可逆的硫酸盐化不可逆的硫酸盐化，简称硫酸盐化.铅酸蓄电池在放电时，正负极板都产生一种化合 即 硫酸铅，硫酸铅是一种难溶于水，不导电的物质，在正常情况下，蓄电池在放电后形成的硫酸 铅结晶比较小，充电时，在电的作用下，比较容易地溶解并还原成铅.如果使用不当，常常充电 不足、失水、过放电等.硫酸铅就会形成粗大坚硬的结晶体，这时就很难用一般的方法将其还 原成铅，所以被称之为不可逆的硫酸盐化，由于硫酸盐化，一方面，它可以
7、阻挡硫酸与其他活 性物质接触并发生反应:另一方面，使活性物质数量减少，它可引起蓄电池容易下降，严重时 会造成蓄电池寿命终止.2. 活性物质的脱落在我们修复废旧电池时，有些电池加水修复后，从注水孔内流出一些红褐色液体.即为脱 落的活性物质，活性物质脱落原因有以下几种解释:1、电池受外力的影响，如振动，摔打等.2、 a PbO2. B PbO2变体模型.a PbO2是活性物质骨架，当电池在充放电时，一部分a PbO2转化为B PbO2从而导致软化脱落.3、随着循环进行，活性物质由无定性态逐渐晶形化，即结晶度增加,水化聚合物链数目减少,凝胶压电阻增加,晶粒间电接触恶化,该活性物质脱 落.4、还有人们
8、认为，随着充电和放电的不断进行，活性物质形成若干密集的团块，当团块间 缺乏足够的连接时，活性物质就会脱落，电池失效.3. 电池的电压电池正负两极的电势差称蓄电池的电压，一般用万用表来测量.在电池修复过程中，其电 压有三种表现形式:第一种叫空载电压，又称为开路电压，就是电池即不充电又无负载的情况 下测量到的电池电压:第二种叫负载电压，就是电池放电过程中某个时段所测量的电池电压. 第三种叫在线电压，就是电池在充电过程中某一时刻所测量的电压，了解三种电压测量方法， 对判断电池是否断路或短路;电池内阻计算具有重要的意义.4. 蓄电池的容量蓄电池的容量是衡量蓄电池性能的一项重要指标.一般用安时来表示.放
9、电时间(小时) 与放电电流(安培)的总称，即容量=放电时间X放电电流.电池的实际容量，取决于电池中活 性物质的多少和活性物质的利用率.活性物质是量越多，活性物质利用率就越高，电池的容量 也就越大.反之容量越小，影响电池容量的因素很多，常见的有以下几种:(1) 放电率对电池容量的影响铅蓄电池容量随放电倍率的增大而降低，也就是说放电电流越大，计算出电池的容量就 越小.比如一只lOAh的电池，用5A放电可以放2小时，即5X2=10 ;那么用10A放电只能放 出47.4分钟的电，合0.79小时.其容量仅为10X0.79=7.9安时.所以对于给定电池在不同时 率下放电，将有不同的容量.我们在谈到容量时必
10、须知道放电的时率或倍率.简单的讲就是用 多大的电流放电。(2) 温度对电池容量的影响温度对铅酸蓄电池的容量影响较大，一般随温度降底，容量的下降，容量与温度的关系如:Ct1= Ct2/1+k(tl-12 ).t1t2分别是电解液的温度,k为容量的温度系数,Ctl温度为tl 时容量(Ah),Ct2是温度为t2时的容量(Ah)在蓄电池生产标准中，一般要规定一个温度为额 定标准温度,如规定tl为实际温度,t2为标准温度，(一般为25摄氏度)负极板受低温的影 响要比正极板敏感.当电解液温度降低时，电解液粘度增大，离子受到较大的阻力，扩散能力 下降，电解液电阻也增大，使电化学反应阻力增加，一部分硫酸铅不能
11、正常转化.充电接受能 力下降，结果导致蓄电池容量下降.(3) 终止电压对电池容量的影响当电池放电至某一个电压值以后，产生电压急剧下降，实际上所获得的能量非常小，如果 长期深放电，对电池的损害相当大.所以必须在某一电压值终止放电，该截止放电电压叫放电 终止电压.设定放电终止电压，对延长蓄电池使用寿命意义重大.一般我们所维修的电动车电 池,电摩电池的放电终止电压为每格1.75伏,也就是说一节12伏电池为6 格,其放电终止电 压是 6X1.75=10.5 伏.(4) 极板的几何尺寸对电池容量的影响在活性物质的量一定时,与电解液直接接触极板的几何面积增加,电池容量的增加,所以 极板的几何尺寸,对电池容
12、量的影响不可忽视. 极板厚度对容量的影响活性物质的量一定,电池容量随极板厚度的增加而减少,极板越厚,硫酸与活性物质接触 面就越小,活性物质的利用率越低,电池容量越小. 极板高度对容量的影响在电池中,极板的上下两部分的活性物质利用率存在着较大的差异,实验证实,放电初期, 极板上部比下部的电流密度大约高出2倍2. 5倍,这种差别随着放电时的推移逐渐减少,但 上部要比下部的电流密度大. 极板面积对容量的影响活性物质的量一定,极板几何面积越大,活性物质的利用率也越高,电池的容量越大. 在 电池壳体相同,活性物质量不变情况下,采用薄极板增加极板片数,也就是增加了极板的有效 反应面积 ,从而提高了活性物质
13、的利用率,增加了电池的容量.5. 铅酸蓄电池的内阻蓄电池的内阻是由蓄电池内部物质形成的电阻,蓄电池的内阻只有在充放电时才能形成. 它不是常数,而是在充放电过程中随时间的变化而变化的. 我们平时所讲的内阻是某一时刻 的总内阻. 它不仅包含了蓄电池的内阻,而且还包含有极化的全电阻值。就单电池而言,电池的内阻很小,主要是由电解液,隔板和极板本身的电阻构成. 如果是 电池组,单体电池之间的连接导线、极柱等都是构成电阻的重要部分. 计算电池内阻可用以下 方法:设空载电压为VI,负载电压为V2,则电池的内阻为R=V1-V2/I.I是放电电流必须注意 的是第一:测量的全过程必须在10 - -4秒内完成，否则
14、 测内阻应该包括极化时的全部电阻 值, 它是可以变化的。6. 铅蓄电池的短路与断路在废旧电池修复过程中,短路与断路是判断电池能否维修的关键.蓄电池短路有外部和内部之分,外部短路则是用导线将正负两极连接起来,通常用这一 “”方法来判断电池的好坏.内部短路是指在电池内部正、负极板是靠隔膜(隔板)把它们 相互隔离的,一但隔膜受损,如隔膜老化,隔膜腐蚀等均可造成短路。蓄电池的断路是指:整个 电池回路中断,要与断格区分开来,断格是极板部分脱离.断路是电池无电压电流,断路一般是由于电池桩头与极板完全脱离,或硫酸铅严重包围极板供电流不能正常通过.一般不多见, 最常见的是短路,最常见的判断电池短路的方法有三种
15、：第一种是用电压表测量蓄电池电压,如小于 11.5伏,则该电池可能短路;第二种是给蓄电池加水后,再测量其电压,因为有些电池由于严重缺水,加水前,电压可 超过 12 伏.但加水后,由于隔膜软化,极板吸水后膨胀,隔膜功能显现出来,开路电压反而小 于 11.5V;第三种是充电时,尤其是修复后电池电压始终过不到15 伏,也可判断为短路.但要与硫 酸浓度降低加以区分.后者在放电时,电压下降慢,加入浓硫酸后,电压或容量可以恢复。7. 蓄电池的自放电自放电指的是电池在不使用或在贮存间,出现容量下降的现象.也就是说的电池在无任 何负载时,由于自放电使容量损失。一般电池的自放电主要出现在负极,因为负极活性物质中
16、 多为比较活泼的金属粉末,冲在溶液中比氢的电势负,容易发生置换氢气的反应.如果在极板 上存在比电势低的金属杂质.这些杂质在极板活性物质中形成了微小的腐蚀电池,引起负极 金属自容,并伴有氢气板出,从而使容量减少。自放电的严重程度将直接影响电池质量.一般 用自放电率来表示其公式为：自放电率=Ca-Cb/CaTX100%其中,Ca为电池初始容量,Cb为放 置后电池容量,T为放置时间值得说明的是，当自放电率为负值时,说明贮存时间不长,电池 处于容量增长期。三、铅酸蓄电池的工作原理铅蓄电池在充电和放电会产生如下反应:Pb02+pb+2H2S04=2PbS04+2H20在充电时，在 电能的作用下，转化为PbO2、Pb和H2SO4也就是说充电是由电能转化为化学能的过程.放电 时,正极板接受了负极板送来的电子,铅离子有正4 价变为
