铅蓄电池正极腐蚀现象的研究
铅酸蓄电池的失效模式

铅酸蓄电池的失效模式(朱松然)(2012-07-15 12:23:21)转载▼标签:分类:电池失效铅酸蓄电池在使用初期,随着使用时间的增加,其放电容量也增加,逐渐达到最大值;然后,随着放电次数的增加,放电容量减少。
电池在达到规定的使用期限时,对容量有一定的要求。
牵引电池的容量不得低于80%;对于启动电池,应不低于70%。
电动助力车电池标准规定也为70%。
一、铅酸蓄电池的失效模式由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异,最终导致蓄电池失效的原因各异。
归纳起来,铅酸蓄电池的失效有下述几种情况:1、正极板的腐蚀变型目前生产上使用的合金有3类:传统的铅锑合金,锑的含量在4%~7%质量分数;低锑或超低锑合金,锑的含量在2%质量分数或者低于1%质量分数,含有锡、铜、镉、硫等变型晶剂;铅钙系列,实际为铅—钙-锡-铝四元合金,钙的含量在0.06%~0.1%质量分数。
上述合金铸成的正极板栅,在蓄电池充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二氧化铅,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效;或者由于二氧化铅腐蚀层的形成,使铅合金产生应力,使板栅长大变形,这种变形超过4%时将使极板整体遭到破坏,活性物质与板栅接触不良而脱落,或在汇流排处短路。
2、正极板活性物质脱落、软化除板栅长大引起活性物质脱落之外,随着充放电反复进行,二氧化铅颗粒之间的结合也松弛,软化,从板栅上脱落下来。
板栅的制造、装配的松紧和充放电条件等一系列因素,都对正极板活性物质的软化、脱落有影响。
3、不可逆硫酸盐化蓄电池过放电并且长期在放电状态下贮存时,其负极将形成一种粗大的、难以接受充电的硫酸铅结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化。
轻微的不可逆硫酸盐化,尚可用一些方法使它恢复,严重时,则电极失效,充不进电。
4、容量过早的损失当低锑或铅钙为板栅合金时,在蓄电池使用初期(大约20个循环)出现容量突然下降的现象,使电池失效。
5、锑在活性物质上的严重积累正极板栅上的锑随着循环,部分地转移到负极板活性物质的表面上,由于H+在锑上还原比在铅上还原的超电势约低200mV,于是在锑积累时充电电压降低,大部分电流均用于水分解,电池不能正常充电因而失效。
最全面铅酸蓄电池常见故障和机理分析快点动力

最全面铅酸蓄电池常见故障和机理分析快点动力新能源1、反极的现象及原因铅酸蓄电池的反极系指蓄电池的正负极发生了改变,反极现象反映在两个方面,一是由于铅蓄电池在装配组装时某单格电池极群组接反或整个电池极群组接反。
这种情况下会出现铅酸蓄电池灌完酸用电压表测量端电压时其端电压值小于各单体蓄电池额定电压之和的现象或出现端电压为负的现象。
另一方面是铅蓄电池在容量放电时在多个串联使用中,由于某个蓄电池(或某单体蓄电池)容量较低或完全丧失容量。
在放电时这个电池很快被放完电被其它电池进行反充电,使原来的负极变成正极,原来的正极变成负极,端电压出现负值的现象。
对于前一种反极故障,在测量蓄电池端电压时(多个单体电池组成的蓄电池)都可发现,若有一个单体电池反极,不仅失去该电池的2 V电压,而且还要增加2 V反电压,端电压要降低4V左右。
例如,对于额定电压为12 V的电池,如测量其端电压为8 V左右,说明有1个单格电池反极。
如测量其端电压为4 V左右说明有2个单格反极,如测量其端电压为-4 V左右说明有4个单格反极,如测量其端电压为-12 V说明6个单格均反极。
对于后一种反极故障,其端电压值(负值)随放电情况而不同。
一般在检测时,对于这种情况要及时将蓄电池从放电线路中摘除下来,以免对蓄电池有所损坏。
2、短路现象及原因铅酸蓄电池的短路是指铅酸蓄电池内部正负极群相连。
铅酸蓄电池短路现象主要表现在以下几个方面:(1)开路电压低,闭路电压(放电)很快达到终止电压。
(2)大电流放电时,端电压迅速下降到零。
(3)开路时,电解液密度很低,在低温环境中电解液会出现结冰现象。
(4)充电时,电压上升很慢,始终保持低值(有时降为零)。
(5)充电时,电解液温度上升很高很快。
(6)充电时,电解液密度上升很慢或几乎无变化。
(7)充电时不冒气泡或冒气出现很晚。
造成铅酸蓄电池内部短路的原因主要有以下几个方面:(1)隔板质量不好或缺损,使极板活性物质穿过,致使正、负极板虚接触或直接接触。
铅酸蓄电池的常见缺陷分析及责任

铅酸蓄电池的常见缺陷分析及责任一、铅酸蓄电池的常见缺陷:蓄电池质量原因:1.隔板上窜:隔板位置上移造成底部短路。
2.隔板下陷:隔板位置下移损坏造成短路。
3.隔板裂纹:隔板中部微裂造成短路。
4.隔板穿孔:隔板基体存在杂质形成不规则孔洞造成短路。
5.隔板损坏:隔板边部开裂,局部缺损,沿中部或边部划伤造成短路。
6.隔板渗透:隔板对应面有红色或灰色物质,与极板有对应关系。
7.隔板不齐:极群中部分隔板面面不相对偏差大造成短路。
8.缺少隔板。
9.掉极拄:极拄与汇流排焊接部位断裂。
10.极拄中间断。
11.汇流排断。
12.极拄无螺纹,或螺纹细,铅螺帽无法拧紧。
13.掉板:板耳与汇流牌结合部位断裂。
14.极板断裂:极板板耳或大边框断。
15.焊接短路:汇流排或板耳焊接过程中由于毛刺,漏铅等原因造成短路。
16.极板不平:由于铅膏疙瘩蹭破隔板造成短路。
17.极板弯曲:极板大框或板脚严重弯曲,磨破隔板造成短路。
18.板脚毛刺:板脚有毛刺刺破隔板造成短路。
19.热封粘合不严:槽盖热封,粘合部位漏液,漏气,造成溢酸。
20.反极:整只电池未按规定极性装配或安装时装反。
21.极板不齐:极群中极板面面不相对偏差大造成短路。
22、正极漏粉:管状正极板封底掉落或涤纶排管,玻璃丝管空率大。
负极板硫酸盐化:正极板正常,负极板有硫酸盐化现象。
22.块状脱落:正,负物质过早大面积脱落。
23.无可视外伤损坏情况下渗液。
24.虚焊:接线端,连接板接合不牢固。
25.极拄腐蚀。
26.容量低:化成不透。
27.电压不齐。
(二)用户原因:1.电解液不纯:电解液有异味,活性物质及电解液颜色异常,隔板严重腐蚀穿透形成明显断面,电解液化验不合格等。
2.充反极性:正负端子或汇流排有相反极性颜色。
3.过充电:壳体内部或注液盖篓颜色明显变黄或暗红色,隔板扭曲变形,外壳变形,极柱橡胶套管老化开裂,蓄电池底部有浆状脱落物,正极爆管。
4.电解液密度高:负极板软化膨胀,正极板严重腐蚀,板栅断。
关于免维护铅酸蓄电池铅钙合金掺杂元素的腐蚀研究

素 ,有效地改善 了铅酸蓄电池的初期容量及循环寿命 。 关键词 :铅钙合金 ;初期容量 ;循环寿命 ;铅酸蓄电池 中图分 类号 :T 1 . M921 文 献标识 码 :B 文章编 号 : 1 0 — 8 72 1 )3 1 8 0 0 6 0 4 (0 20 — 1 — 4
S u n hec r o in e ha im fPb t dy o t o r so m c n s o -Ca al y t do d ee e t lo swih pe lm n s us d o a n e n e r el a e f rm i t na c —f e d—a i a t re c cd b te is
目前 ,铅钙 合金 已经 广泛应用 于免 维护铅 酸蓄 电池 的工业 生产 中 ,因为 它的析氢 过 电位 高 ,可 以 基 本上 保证 铅酸 蓄 电池 在工作 中有 很低 的水损 耗和 自放 电 ,保 证 了 良好 的免维 护性 能 ,为 了更好 地发
了几种免维护蓄电池合金的特性 , 也推荐 了非常突 出的免维 护铅 合金实 用 配方 。
在铸 好 的铅钙 合金 锭上 ,用钢 锯锯 下一块 大小 为 2 m×2 m ×2 m 的标 样块 ,使用 6 0 0m 0m 0m 0 #、 10 20样、20 水 砂 纸 打磨 至 一 面光 滑无 痕 ,使 00样
金 ,铅铜母合金( 铅铜母合金要在 10 0℃下配置) 1 再加入金属铋 ,搅拌均匀后提取标样做光谱成分分 析 ,根据分 析结 果进行 合金成 分 的适 当调 整 ,而后
Ab t a t e d c l i m l y r e e s r o ma u a t r h i tn n e fe e d a i at r s sr c :L a — ac u a l s a e n c sa y t n fcu e t e man e a c - r e l a — cd b t i o e e
铅酸蓄电池常见故障和机理分析

铅酸蓄电池常见故障和机理分析一、铅酸蓄电池故障和一般机理1、反极的现象及原因铅酸蓄电池的反极系指蓄电池的正负极发生了改变,反极现象反映在两个方面,一是由于铅蓄电池在装配组装时某单格电池极群组接反或整个电池极群组接反。
这种情况下会出现铅酸蓄电池灌完酸用电压表测量端电压时其端电压值小于各单体蓄电池额定电压之和的现象或出现端电压为负的现象。
另一方面是铅蓄电池在容量放电时在多个串联使用中,由于某个蓄电池(或某单体蓄电池)容量较低或完全丧失容量。
在放电时这个电池很快被放完电被其它电池进行反充电,使原来的负极变成正极,原来的正极变成负极,端电压出现负值的现象。
对于前一种反极故障,在测量蓄电池端电压时(多个单体电池组成的蓄电池)都可发现,若有一个单体电池反极,不仅失去该电池的2 V电压,而且还要增加2 V反电压,端电压要降低4V左右。
例如,对于额定电压为12 V的电池,如测量其端电压为8 V左右,说明有1个单格电池反极。
如测量其端电压为4 V左右说明有2个单格反极,如测量其端电压为-4 V左右说明有4个单格反极,如测量其端电压为-12 V说明6个单格均反极。
对于后一种反极故障,其端电压值(负值)随放电情况而不同。
一般在检测时,对于这种情况要及时将蓄电池从放电线路中摘除下来,以免对蓄电池有所损坏。
2、短路现象及原因铅酸蓄电池的短路是指铅酸蓄电池内部正负极群相连。
铅酸蓄电池短路现象主要表现在以下几个方面:(1)开路电压低,闭路电压(放电)很快达到终止电压。
(2)大电流放电时,端电压迅速下降到零。
(3)开路时,电解液密度很低,在低温环境中电解液会出现结冰现象。
(4)充电时,电压上升很慢,始终保持低值(有时降为零)。
(5)充电时,电解液温度上升很高很快。
(6)充电时,电解液密度上升很慢或几乎无变化。
(7)充电时不冒气泡或冒气出现很晚。
造成铅酸蓄电池内部短路的原因主要有以下几个方面:(1)隔板质量不好或缺损,使极板活性物质穿过,致使正、负极板虚接触或直接接触。
铅酸蓄电池极柱爬酸

铅酸蓄电池极柱爬酸全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:铅酸蓄电池是一种常见的蓄电设备,广泛应用于汽车、UPS电源等领域。
它的正极和负极是由铅板制成,通过电解液中的铅酸溶液进行电化学反应来储存和释放电能。
在长时间的使用过程中,铅酸蓄电池极柱会出现一种很常见的问题,那就是极柱爬酸。
极柱爬酸是指在铅酸蓄电池的极柱表面出现的白色结晶物,通常是硫酸铅的盐类沉淀物。
当极柱爬酸严重时,会导致电池容量降低,内阻增大,甚至缩短电池的使用寿命。
那么,为什么铅酸蓄电池极柱会爬酸呢?铅酸蓄电池的极柱在充放电过程中会产生气体,这些气体会与周围的空气中的水分和二氧化碳反应,形成硫酸铅沉淀物。
铅酸蓄电池的使用环境如果潮湿或温度过高,也容易促进极柱爬酸的产生。
极柱表面如果有损伤或存在金属离子溶出,也会导致爬酸的形成。
那么,如何避免铅酸蓄电池极柱爬酸呢?要保持蓄电池的使用环境干燥清洁,避免潮湿和高温的环境。
及时检查蓄电池的电解液浓度和液位,保持电解液的质量和量足够,防止过放电和过充电。
定期检查蓄电池的极柱表面是否有损伤或腐蚀,如有问题及时处理。
当铅酸蓄电池极柱出现爬酸时,应该如何处理呢?可以用稀碱水清洗极柱表面的硫酸铅沉淀物,然后用清水冲洗干净。
也可以使用适量的酸性溶液或铅酸浓溶液进行处理,使极柱表面重新变得光滑和干净。
如果爬酸严重,建议更换新的蓄电池极柱,以保证电池的正常使用。
在蓄电池的维护过程中,注意定期清洗极柱表面,保持电解液的质量和液位,正确使用和充电,可以有效预防和延缓铅酸蓄电池极柱爬酸的发生,延长电池的使用寿命。
及时处理和维修爬酸问题,可以减少对电池性能的影响,保持电池的正常运行。
铅酸蓄电池极柱爬酸是一种常见的问题,但只要及时发现和处理,采取正确的预防和维护措施,就能有效延长电池的使用寿命,提高蓄电池的性能。
希望通过以上的了解和措施,读者能够更好地保护和维护铅酸蓄电池,确保其正常运行和安全使用。
【字数已达要求,谢谢阅读】。
关于蓄电池端子防腐蚀工艺的研究

关键词 :端予 ;腐蚀机理 ;金属腐蚀 ;实验分析 ;现场 工 艺改进
中图分类号 :T 1. M9 26 文献标 识码 :A 文章编号 :1 0 — 872 1)5 2 8 0 0 6 0 4 ( 00 — 2 — 5 0
St y o o r so ft r i l fl a —a i a t r e ud n c r o i n o e m na so d — c d b te i s e
i gd s i ln , n sr ltd t tlu g , y is c e sr , lcr c e sr n c a is T satce n icp i e a d i ea e meal r y ph sc , h mity e e to h mity a d me h nc . hi ril o b ifyd s rb st ed f iin me h n s p e o n ftr a o r so f e d cd b t re . re e c ie h e n to , c a im, h n me ao mil ro ino a —a i a t is l i e c l e
2 腐蚀发 生的机理
腐 蚀 的推动力是 电池 电动势 ,也就是说造成 电化学 腐 蚀 的原 因是 南于介 质 中存在 电极 电位 高于金属 的 氧 化性 物质 。也 可以认 为 ,端 子腐蚀是 因为外 界环
境 的变化造 成的 ,外 界环境 的变化打破 了原有 的平
衡 ,加 快 了腐 蚀反应 的发生 。
Ab t a t Meal o r s n w ih tr n l o ' in o atr eo g n i d p n e t n e eo - sr c : tl cc r i h c mi a c no o f t y b l s o i a e e d n d d v lp i o o e s b e n t s n a
铅酸蓄电池正极板栅腐蚀与防护研究进展

铅酸蓄电池正极板栅腐蚀与防护研究进展摘要:铅酸蓄电池是一种常见的电池类型,广泛应用于汽车、UPS电源等领域。
然而,长期使用后,铅酸蓄电池的正极板容易出现栅腐蚀问题,降低了蓄电池的性能和寿命。
因此,研究正极板栅腐蚀与防护方法对于提高铅酸蓄电池的性能具有重要意义。
基于此,以下对铅酸蓄电池正极板栅腐蚀与防护研究进展进行了探讨,以供参考。
关键词:铅酸蓄电池;正极板栅腐蚀;防护研究进展引言正极板栅腐蚀是铅酸蓄电池运行过程中一个普遍存在的问题,其发生机制涉及多种因素。
目前,正极板栅腐蚀问题的研究主要集中在寻找合适的防护涂层以及改良正极板材料的制备方法上。
这些研究成果对于铅酸蓄电池正极板寿命的延长和电池性能的提升具有重要意义。
1铅酸蓄电池正极板栅腐蚀与防护研究的重要性近年来,铅酸蓄电池作为一种可再充电电池的重要组成部分,在各个领域的应用越发广泛。
然而,随着使用时间的增长,铅酸蓄电池正极板栅腐蚀问题逐渐凸显出来,这不仅对电池的性能和寿命产生负面影响,还对环境和人身安全构成潜在威胁。
因此,研究正极板栅腐蚀问题的防护方法变得至关重要。
了解正极板栅腐蚀的原因对于制定相应的防护策略至关重要。
正极板栅腐蚀主要是由于铅酸蓄电池在使用过程中产生的酸性环境和电化学反应所致。
蓄电池内部的酸性环境会导致铅酸蓄电池正极板上形成一层薄膜,这一薄膜会进一步与电池内部电化学反应中产生的氧气和硫酸反应,形成硫酸铅。
这种反应会导致正极板栅腐蚀,并且会降低电池的效率和寿命。
针对正极板栅腐蚀问题,研究人员已经提出了多种防护方法。
其中一种方法是使用添加剂来改变电池中的化学环境,以减少栅腐蚀的发生。
例如,加入某些特定的添加剂可以有效地抑制栅腐蚀反应,从而延长电池的使用寿命。
另外,涂覆一层保护膜也可以起到防护作用,保护蓄电池正极板免受酸性环境的侵蚀。
这些防护膜可以通过化学反应或物理隔离的方式来减少正极板与酸性环境直接接触,从而达到抑制栅腐蚀的目的。
此外,对于正极板栅腐蚀的防护研究还可以从材料的角度进行深入探讨。
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铅蓄电池正极腐蚀现象的研究
摘要对一组因正极极耳腐蚀、断裂的失效铅蓄电池进行了失效机理和故障现象的研究。
结果表明,发现铅蓄电池的正极极耳发生严重腐蚀或断裂时,会出现充电时电压偏高、电解液密度偏低,放电时正极极柱发热、容量很低和电池内阻明显偏高等现象。
关键词铅蓄电池;正极板栅;正极极耳;腐蚀;断裂
0引言
近十年来,阀控式密封铅蓄电池(VRLAB)作为备用电源在我国得到了广泛的应用。
对于采用AGM的阀控式密封铅蓄电池来说,由于其密封关键技术氧复合循环的需要,一方面电池内部采用了贫液和紧装配等特殊的结构,使得其失效模式有失水、正极板栅腐蚀、早期容量损失、硫化、短路、热失控和负极汇流排腐蚀及脱落等,远远多于普通铅蓄电池的失效模式。
阀控式密封铅蓄电池发生失水、硫化、早期容量损失故障后,只要未伴有短路或板栅与极耳严重腐蚀故障,电池的容量是可以恢复的。
短路电池的现象比较明显,它在充电过程中会表现出电解液温度显著增高。
在普通铅蓄电池中,板栅与极耳严重腐蚀故障往往出现在电池寿命终期,都不再研究其充放电时的现象。
但对于阀控式密封铅蓄电池来说,这一故障可能在出现在寿命的早期或中期,因此其现象的研究是有必要的。
如果能在恢复失效铅蓄电池的容量之前诊断出电池失效的模式,特别是是否存在短路和板栅严重腐蚀故障,将有利于有针对性地对电池进行修复,为此我们对一组因正极极耳严重腐蚀及断裂的失效铅蓄电池在充放电过程中的现象进行了研究。
1 实验
实验电池为12只GF-30型铅蓄电池。
该组电池以充放电运行方式工作,平均每年充放电8次,平时处于搁置状态。
实验中先用20h率和30h率对电池充电和过充电,直至电解液密度不再上升为止;再用10h率电流放电,放电终止电压为1.75V;然后重复前面的充电过程,并在充电结束时测量电池的内阻;最后对最早发生正极极耳断裂的电池进行解剖。
2 结果与讨论
2.1正极板栅腐蚀机理
正极板栅的腐蚀是由于在正极所能达到的电势范围内,铅和铅合金的热力学不稳定性所造成的。
正极板栅以及浸没于电解液中的正极极耳在充电过程中发生以下反应生成PbO2:
正极板栅和极耳上的铅或锑与活性物质PbO2或腐蚀生成的PbO2构成原电池发生自放电:
因此,正极板栅和极耳无论在搁置时还是在充电时,始终处于不稳定状态,存在着被氧化的趋势[5]。
2.2失效模式分析
表1为充电结束时各电池的状态。
由表1可见,3# 和8# 的正极极耳中有一片发生断裂,其中8# 另有一片极耳接近断裂,充电过程中它们表现为端电压高和密度低,其内阻明显偏高。
这是因为一方面断裂的正极极耳在充电时会发生析氧的反应,具有较高的超电位,且极耳断裂的电池的内阻高,因而导致端电压较高;另一方面极耳断裂的正极板得不到充电,导致电解液的密度偏低。
此外,在第二次充电完成后,6# 电池的电解液密度有所上升,3# 和8# 电池的电解液密度反而下降,这说明6# 电池有硫化现象,经充放电循环后得以消除,而正极极柱断裂或严重腐蚀的电池经过量充电会加重正极极耳的腐蚀,导致电解液密度下降。
注:9# 为性能良好的参比电池
3 结论
1)较长时间带电解液搁置的铅蓄电池,因其正极极耳的原电池电化学反应而发生腐蚀,并严重影响电池的循环寿命;2)铅蓄电池正极极耳断裂后,充电过程中的端电压高、密度低;放电过程中正极极柱要发热、放电容量很低;电池内阻明显偏高;随着充放电循环的进行其容量会越来越低,且自放电速度较快;3)铅蓄电池正极极耳严重腐蚀时,在充电过程中其端电压和密度不一定会出现异常;放电过程中放电容量明显偏低、正极极柱有可能发热;电池内阻高于正常电池;4)铅蓄电池正极极耳严重腐蚀或断裂后,在充放电过程中发生的现象与电池硫化的现象基本相同,但在放电时表现出正极极柱发热的现象;5)对于阀控式密封铅蓄电池来说,如果使用维护不当,电池容易在寿命早期出现负极汇流排腐蚀及脱落或者正极极柱的腐蚀及断裂,则可通过上述现象来判断,一旦电池出现这类故障,就没有必要对其进行修复。
参考文献
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[4]华寿南等译.铅蓄电池现代理论[M].北京:机械工业出版社,1981,12.
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