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GFD系列固定型防酸式铅酸蓄电池使用与维护沈阳东北蓄电池有限公司东北蓄电池目录一. 概述 ......................................................................................................................................................... 31.1. 铅酸蓄电池发展简史 ..................................................................................................................................... 31.2. 铅酸蓄电池的种类及主要用途 ..................................................................................................................... 3二. 蓄电池名词解释及基本组成 ................................................................................................................... 42.1. 名词解释 ......................................................................................................................................................... 42.2. 蓄电池基本组成 ............................................................................................................................................. 4三. 电池分类 ................................................................................................................................................. 53.1. 原电池 ............................................................................................................................................................. 53.2. 蓄电池(又称二次电池) ................................................................................................................................... 53.3. 碱性蓄电池 ..................................................................................................................................................... 5四. 蓄电池电化原理 ...................................................................................................................................... 5五. 铅酸蓄电池充放电原理 ........................................................................................................................... 6六. 蓄电池充、放电过程中的电压变化情况 ................................................................................................ 76.1. 充电过程中电压变化情况 ............................................................................................................................. 76.2. 蓄电池放电过程中的电压变化过程 ............................................................................................................. 8七. 蓄电池主要生产工序 .............................................................................................................................. 9八. 我国固定型蓄电池发展概况 ................................................................................................................... 9九. 固定型防酸式（GFD）系列蓄电池特点 .................................................................................................109.1. 产品结构特点 .......................................................................................................................................... 109.2. 产品工艺特点 .......................................................................................................................................... 13十. 蓄电池使用维护 .....................................................................................................................................13 10.1.10.2.10.3.10.4.10.5.10.6.10.7.10.8.10.9.十一.表1.表2.表3.表4.表5. 适用范围 .............................................................................................................................................. 13 电池的安装 .......................................................................................................................................... 13 初充电 .................................................................................................................................................. 14 普通充电（称补充电或再充电）....................................................................................................... 15 蓄电池放电 .......................................................................................................................................... 16 蓄电池运行 .......................................................................................................................................... 16 浮充状态下蓄电池日常维护 .............................................................................................................. 17 蓄电池在正常工作状态下常见故障的处理 ....................................................................................... 17 均衡充电 .............................................................................................................................................. 19 GFD与GF产品结构特点比较 .........................................................................................................20 GFD蓄电池的基本参数 ..................................................................................................................21 GFD蓄电池20℃时放电容量及放电电流 .......................................................................................22 铅酸蓄电池专用硫酸标准 ..............................................................................................................23 铅酸蓄电池用水标准 .....................................................................................................................23 故障诊断及排除 .............................................................................................................................24东北蓄电池一. 概述1.1. 铅酸蓄电池发展简史铅酸蓄电池由法国人普兰特(G.Plante)创制。于1860年向法国科学院送交样品。当时蓄电池仅是实验室的一种新事物，直到13年后，即1873年，直流发电机问世，铅酸蓄电池才逐步走向实用化。1910年起，铅酸蓄电池生产受到两项大的推动力，一是汽车蓄电池开始做启动，照明，点火之用；二是电话业采用铅酸蓄电池作为备用电源，要求其安全，可靠，并能多年使用的蓄电池。从此以后铅酸蓄电池用于汽车，摩托车，铁道，矿山，通信等各领域。1860年，普兰特(G.Plante)实现了用反复充放电使铅板形成活性物质，以稀硫酸为电解质的第一个铅酸蓄电池。1873年，直流发电机问世，铅酸蓄电池从此有了可靠的电源。1881年，英国人色隆(Sellon)发明铅锑合金板栅，这种板栅与富尔涂粉方法相结合，出现了所谓涂膏式极板。这种生产方法简易可行，便于生产。1882年，Cladstone与Tribe提出硫化理论，从此建立了公认的化学反应式。1883年， PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O1883年，1886年，udor及Lucas完成了方便的形成式正极板制法(电解液加腐蚀剂)。1910年，Exide公司推出管式正极板。1935年，Haring及Thomas发明铅锑合金板栅。1935年Slegler发明玻璃丝管代替以前用于管式极板的硬胶管。1970年，Deviff创制第一个用贫液式结构的阀控式蓄电池。1970年以后， 出现拉网式板栅。微孔PE及PVC隔板。单体的穿壁焊技术。铅钙合金的加铝及加锡。1.2. 铅酸蓄电池的种类及主要用途汽车用蓄电池：用于汽车起动，照明，点火等，其要求大电流放电，低温性能好等特点。 固定型用蓄电池：广泛应用于电力，通信，电站，核电站，医院，会堂等，作为备用电源。 铁路客车用蓄电池：主要用于列车照明，通风等备用电源。牵引用蓄电池：主要用于电瓶车，叉车，矿用电机车等，要求深充放性能好，故多采用管式正极板的蓄电池。内燃机车用蓄电池：主要用于内燃机车起动，照明等，要求大电流放电性能好，故多采用涂膏式极板。摩托车用蓄电池：主要用于摩托车起动，点火，照明等，要求大电流放电性能好。故多采用涂3东北蓄电池膏式极板。助力车用蓄电池：主要用于电动自行车，电动三轮车，电动滑板车等动力电源。其它如：航空用、潜艇用、鱼雷用、矿灯用、航标灯等用蓄电池。二. 蓄电池名词解释及基本组成2.1. 名词解释蓄电池：能把电能转化成化学能储存起来，又能把化学能转化成电能释放出去的装置。 容量：电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量。单位(Ah)开路电压：电池在开路状态下的端电压。单位(V)工作电压：电池接通负荷后在放电过程中显示的电压，又称负荷（载）电压或放电电压。 电池内阻：电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低，此阻力称为电池的内阻。 自放电率：自放电速率用单位时间容量降低的百分数表示。自放电率=（Ca－Cb）MCaT×100％式中 Ca―电池储存前的容量（Ah）Cb―电池储存后的容量（Ah）T―电池储存的时间，常用天、月来计算。荷电保持能力：电池经一定时间存贮后，所剩余容量为最初容量的多少，用百分数表示。 K=CbMCa×100％Ca―电池存贮前的容量（Ah）Cb－电池存贮后的容量（Ah）电池能量：在一定放电制度下，电池所能给出的电能，通常用瓦?时（W?h）表示。 电动势：电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一。电池功率：电池的功率是指电池在一定放电制度下，于单位时间内所给出能量的大小，单位为W（瓦），或KW（千瓦）。2.2. 蓄电池基本组成正极板:放电期间作为阴极而在充电期间作为阳极的一种极板。负极板:放电期间作为阳极而在充电期间作为阴极的一种极板。隔板:放在蓄电池正，负极板之间，允许离子穿过的电绝缘材料的构件。它能防止正、负极板连接在一起。电解液：含有移动离子，参加电化学反应，并起离子导电作用的液相或固相物质。 极柱：蓄电池与外部导体连接的部件。4东北蓄电池蓄电池槽：容纳蓄电池极群组和电解液而不受腐蚀的容器。蓄电池盖：带有注液孔和端子引出孔的封闭蓄电池槽的零件。封口剂：用于蓄电池槽与盖，盖与端子密封的材料。液孔塞：用于封闭注液孔，同时允许气体逸出的部件。三. 电池分类3.1. 原电池常用的电池有原电池和蓄电池两大类。原电池可将化学能变为电能，当参与反应的物质耗损到一定程度，它的寿命便告终了，无法再将电池储存的化学能恢复，故又称一次电池。锌二氧化锰电池，锂二氧化锰电池等。3.2. 蓄电池(又称二次电池)它不仅能将储备的化学能变为电能(这一过程称为放电)，而且当参加反应的物质以电能的形式释放完毕之后，再用充电器对它输入直流电能(这一过程又称为充电)，又可将已损耗的活性物质复活，因此蓄电池可以进行多次充，放电循环。3.3. 碱性蓄电池采用碱性电解质(如氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾)的蓄电池称为碱性电池：如银―锌和镉―镍秦电池。最常用的酸性蓄电池为铅酸蓄电池，铅酸蓄电池正极活物质采用多孔隙的高价氧化铅物质(PbO2)，负极活物质采用低价绒状铅(Pb)在传统铅酸蓄电池中，电解液不仅用于导电和进行电化学反应，还需要用来浸泡极板及附件。所以电解液量很多，故称为富液式电池。20世纪80年代中期，在富液式电池的基础上，研制出阀控密封式铅酸蓄电池，简称VRLA蓄电池。这种电池采用贫液式设计，即将电解液吸附在超细玻璃纤维隔板(AGM)中，且隔板所吸附的电解液不能百分之百饱和，使电池内无流动电解液，故称为贫液式电池。在德国，法国等地兴起胶体电解质VRLA蓄电池技术。胶体电解质是以SiO2质点为骨架构成的三维多孔网状结构，所需要硫酸电解液储存于凝胶后的缝隙和活性物小孔中。四. 蓄电池电化学原理铅酸蓄电池放电过程反应物负极是海绵状铅，正极是多孔状二氧化铅，而两电极的产物都是硫酸铅和水。在理想状态下，充电过程两电极上的硫酸铅和水分别可恢复为原来的物质。依据双硫酸化理论，铅酸蓄电池平衡电极反应式为:5铅电极(-) Pb+HSO4 -PbSO4+H++2e-东北蓄电池氧化铅电极(+) PbO2+3H++HSO4-+2e-综合上述两式，可得出电池平衡状态的电池反应式为:PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O PbSO4+2H2O电池在开路状态，负极上Pb具有释放出电子变为Pb2+ 离子并与电解液作用生成PbSO4 的倾向，同时PbSO4中Pb2+离子又具有吸附电极表面电子的倾向，两者反应速度是相等的。正极上Pb02具有吸附电子并和电解液作用生成PbSO4和H2O 的倾向，同时PbSO4又具有向外释放电子而氧化为PbO2和HSO4-离子的倾向，两者的反应速度也是相等的。当电池内有电流时，电池进行放电或充电反应，电极将失去平衡状态并发生能量转换。与原电池不同的是还可以用外电源恢复损耗的化学物质，使铅酸蓄电池具有多次使用功能。五. 铅酸蓄电池充放电原理蓄电池的正极活性物质为深褐色的二氧化铅，负极活性物质为浅灰色的海绵状铅，当加入电解液后，正极板就有较高的电位（1.69V），负极就有较低的电位（-0.358V），正、负极之间的电位差就构成了蓄电池的端电压。放电时正极的二氧化铅和负极的海绵状铅发生化学反应，生成硫酸铅。在充电时，正 、负极又恢复原来的二氧化铅和海绵状铅。总的反应过程是可逆的。那么蓄电池这种电化学反应的理论叫“双硫酸盐化理论”。反应方程式如下：正极： PbO2+3H++HSO4-+2e-→PbSO4+2H2O负极： Pb+HSO4-→PbSO4+H++2e-总反应： PbO2 +2H2SO4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4（正极）（电解液）（负极） （正极）（电解液）（负极）在金属导体中，电流的形成是自由电子移动的结果，自由电子受电场的作用由低电位向高电位移动。而在电学中规定，正电荷移动的方向为电流的方向，电流从高电位向低电位移动，即电流的方向是与自由电子移动的方向相反。在电解质溶液中，电流的形成是电解质电离出的正、负离子迁移的结果，且规定正离子迁移的方向为电流的方向。蓄电池在放电时，由于正极PbO2标准电极电位较高（+1.69V）负极铅Pb的标准电极电位低(-0.358V)所以蓄电池与外电路接通后，电流从正极流向负极。而在电解液中，H2SO4和H2O电离出的离子有H+、HSO-、OH-、SO42-:H2SO42H+ + SO42- H2O2H++ 2OH-其中正离子（H+）向正极迁移，负离子（OH-）向负极迁移，所以形成回路。蓄电池内部电流方向由负极流向正极。也就是说，蓄电池放电时，正极得到电子发生还原反应为阴极，负极失去电子发生氧化反应为阳极。反应方程式如下：6东北蓄电池正极： PbO2 +3H++HSO4-+ 2e- → PbSO4 +2H2O 负极： Pb+HSO4- → PbSO4 +H++2e-放电充电充电时相反，在外电源的作用下,，外部电流从蓄电池的正极流入，负极流出，电池内部电解液电离出的正离子H+向负极迁移，SO42-、OH-负离子向正极迁移，电流由正极到负极。所以充电时正极失去电子发生氧化反应，称阳极。负极得到电子发生还原反应，称阴极。正极：PbSO4+2H2O+SO42-→PbO2+2H2SO4 负极：PbSO4+2H++2e→Pb+2H2SO4由以上反应式可以看出，当蓄电池充电后，两极活性物质被恢复为原来的PbO2和Pb，而且电解液中H2SO4的成分增加，水分减少。2H2O→H2↑+O2↑在充电终期时，由于正，负极上的PSO4以大部分转化为PbO2和Pb。继续充电，充电电流只能起分解水的作用，结果在负极有氢气逸出，在正极有氧气逸出，有强烈的气泡现象。化学反应式为：两极总反应式为：2H2SO4+2H2O → 2H2SO4+ 2H2↑+O2↑ 负极：2H2O → 2H2↑+ O2↑六. 蓄电池充、放电过程中的电压变化情况6.1. 充电过程中电压变化情况在充电初期，蓄电池端电压升高很快（见曲线OA段）这是由于极板的硫酸铅转化为二氧化铅和铅时，在极板细孔内生成的硫酸聚增来不及向极板外扩散，因此电池电势增高（浓差极化），同时电池的内电压降聚增，故电压升高很快。充电中期，由于极板细孔中硫酸密度的增加速度和向外扩散的速度逐渐趋于平衡，故电势增加缓慢（AB段）。充电后期极板表面的硫酸铅大部分被转化为二7东北蓄电池氧化铅和铅（此时蓄电池的端电压为2.4V左右），如继续充电，则电流使大量的水分解，在两极上有很多气泡产生，在负极板释出的氢气很多，部分气泡吸附在极板表面来不及放出致使蓄电池负极板表面逐渐被氢气所包围。氢气为不良导体，因而增加了内阻，同时正极板被氧气所包围，形成过氧化电极，提高正极电位。由于蓄电池的内阻增加和电极电位的提高，因此端电压又迅速上升，一直升至(2.5―2.6)V之间(曲线BC段）。如继续充电，因极板上的有效物质已全部转化为有效的活物质即电池为充足状态，此时电压稳定在2.7V左右(曲线CD段）。此后，无论充电时间再长，电池电压也不再增加，只是无谓地消耗电能进行水的分解，故到D点即可结束充电。停止充电，蓄电池端电压即聚降至2.3V左右。（因内电压降I充电R内阻=0）。随着极板细孔中电解液的逐渐扩散，使细孔中电解液密度逐渐降低，最后电压将降至2.06―2.09V左右的稳定状态。充电末期的终了电压和充电流有关,如降低充电电流,则内电压降小，同时水的分解较少，在极板周围的气体也相应减少，因此充电终了电压略低。 2.62.42.2A2.01.81.613BF579时间(h)11136.2. 蓄电池放电过程中的电压变化过程蓄电池放电之前，活性物质细孔内的硫酸浓度与极板外部的电解液浓度相同，电池的开路电压与此浓度相对应，即：U≌0.85+d，放电一开始，活性物质表面处及极板细孔内的硫酸被消耗，其硫酸浓度立即下降，而硫酸由主体溶液向极板表面扩散是缓慢过程，不能立即补偿所消耗的硫酸，故活性物质表面处的硫酸浓度继续下降，而决定蓄电池端电压数值的正是活性物质表面处的硫酸浓度。结果导致电池端电压明显下降(曲线OE段)。在放电中期，随着活性物质表面处的扩散硫酸浓度的继续下降，与主体溶液的浓度差加大，促进了硫酸向极板表面及细孔内扩散速度，使极板细孔中的水分生成与极板外密度较高的电解液的渗入取得了动态平衡，而使细孔内的电解液密度下降速度大为缓慢，故蓄电池的电压降低也缓慢（曲线EF段）。放电末期极板上的有效物质大部分已变为PbSO4(硫酸铅），由于PbSO4体积较大，在极板表面上和细孔中形成的PbSO4，使极板外电解液详细孔内渗入困难，因此在细孔中已稀释的电解液很难与容器中的电解液相互混合，所以电池的端电压下降很快（曲线FG段）。放电至G点（电压1.8V左右)，放电结束。如继续放电，此时极板外的电解液几乎停止渗入极板有效物质内部，细孔中电解液几乎都变成水，因此电压急剧下降（G点后曲线），如在G段停止放电（即将外电路切断）则蓄电池电压立即上升，并随着极板有效物质细孔中电解液的扩8电压(V)东北蓄电池散，电压将升回至2V左右，曲线中的G点为蓄电池电压急剧下降的临界电压。称为蓄电池的终止电压。至此放电必须终止，以免影响蓄电池的使用寿命。如果继续放电，将使蓄电池组中个别蓄电池造成极板硫酸盐化或反极现象。蓄电池放电时的电压与放电电流有关，放电电流越大则蓄电池的端电压下降越快，原因是，电解液向极板细孔内扩散的速度受到限制以及蓄电池的内部电压将随放电电流的增加而增加，所以在大电流放电时，整个放电过程中的电压都比用较小电流放电时的相应电压低。因此，当放电率变改变时，蓄电池的放电开始电压、平均电压及终止电压均随着改变。七. 蓄电池主要生产工序铅粉制造工序：把电解铅熔化后，铸成小铅球，输送至铅粉机中，进行研磨，制成所要求的铅粉。铸造工序：把铅合金熔化成铅液，用铸造单机浇注成符合产品图纸要求的板栅。涂填工序：把铅粉和添加剂用和膏机搅拌成铅膏，再用涂板机把铅膏涂到板栅上，然后进行固化，干燥。化成工序：把正，负极板放入化成槽中，并对其进行充电，使正极板活物质转化成二氧化铅， 负极板的活物质转化成绒状铅。然后极板进行干燥。装配工序：把正，负极板用极群摸具焊接成正极群和负极群组(正负极板用隔板隔开)，装入电池槽中。壳盖之间，极柱与电池盖之间进行封合。八. 我国固定型蓄电池发展概况我国大多数固定型蓄电池是铅酸蓄电池，它具有电动势高、电阻小、造价低、放电平稳等优点，但也有寿命短、比能量低、生产过程有毒有害等缺点。固定型蓄电池在发电厂、变电站及通信部门的直流系统中占有重要位置。它是一个独立的电源系统，不但要求在正常使用情况下控制、保护装置和其他的重要负荷提供可靠的直流电源，而且要求在事故的情况下，保证提供可靠的直流电源。我国自建国以来，固定型蓄电池共经历了G，GF，GFD，GFM，GFMD 等五个系列产品，其中GFD，GFMD系列蓄电池是我公司于86年和97年从德国哈根公司引进的专利产品。G系列产品：由G―12Ah至G―3600Ah组成，共36个规格，是按苏联图纸制造的第一代产品。它主要特征是；玻璃或木衬铅皮容器；开口式、酸雾可逸出；形成式极板；零部件出厂，安装不方便。75年以后被淘汰。GF系列产品：由GF-50Ah-GF-2000 Ah组成，共16个规格，是由沈阳蓄电池研究所组织行业厂统一开发设计的第2代产品，于70年前后陆续投产。其主要特征是：AS透明塑料注塑成型的容器；9东北蓄电池封闭式，酸雾不逸出；玻璃丝管式正板；以成品出厂。基本上满足了我国当时邮电通信、发电及输变电等部门的需要。GFD系列产品：由GFD-200Ah一GFD-3000 Ah组成，共15个规格，该系列产品是我公司独有的第三代产品，在“六五”期间，机械部和水电部根据国家计委关于大型火电组辅机第二批技术引进项目的的需要，批准我公司从德国哈根公司引进固定型铅蓄电池制造技术与专用设备，于87年4月通过国家机械委组织项目验收并投产。其主要特征是：AS透明塑料注塑成型的容器，电池槽盖之间用树脂粘接，安全性极柱，极柱内嵌有铜芯，提高了导电性能。采用双层隔板，耐腐蚀、寿命长等。GFD（OPZS）系列固定型防酸式铅酸蓄电池通过国家机械部、电力部部级鉴定；被国家机械部确定为唯一替代进口产品，通过国家核安全中心15年的核（1E）级抗老化、抗地震质量鉴定。目前国家重点项目秦山（一期、二期、二期扩建）核电站、大亚湾核电站、岭澳项目，均已选用该产品并运行正常，（方家山、福清项红岩河、宁德、桃花江项目）均已签订合同，待供货。GFM系列产品：由GFM-100Ah一GFM-3000Ah组成，共14个规格，是我国固定型蓄电池第三代产品，也是我公司的第四代产品，其主要特征是：蓄电池在正常使用时保证气密和液密状态，酸雾析出量少，可与设备安放在同一房间，不用设蓄电池室，并且可卧式安装，蓄电池在使用期间无须补加电解液，维护方便。GFMD系列产品：由GFMD-100Ah一GFMD-3000Ah组成，共15个规格。是我公司根据国内阀控式蓄电池普遍出现的蓄电池爬酸漏液，电解液干涸等问题，在引进GFD系列蓄电池的基础上，再次从德国哈根公司引进了固定型阀控式铅酸蓄电池制造技术与专用设备。GFMD（OPZV）系列固定型阀控式密封胶体铅酸蓄电池，通过国家机械部部级鉴定；并通过了由机械部重大装备司组织的核级鉴定，并在国家“八六三”计划项目高温气冷核反应堆直流系统中应用，完全达到核（1E）级标准。其主要特征是：胶体电解质，不易出现热失控及电解液干涸现象，寿命长，自放电率低，电解液密度上下均匀一致，无分层现象，无漏液及渗液现象，不污染环境等。九. 固定型防酸式（GFD）系列蓄电池特点9.1. 产品结构特点塑料容器：蓄电池槽和盖分别采用AS和ABS工程塑料注塑成型，具有机械强度高、绝缘好、耐腐蚀、透明，可直接观察到蓄电池内部各零件及电解液情况。10东北蓄电池双重隔板：采用高孔率、耐酸、抗氧化的微孔橡胶隔板与冲孔的PVC波纹隔板并用，且PVC波纹隔板靠近正极板，从而减少正极板对隔板的氧化作用，避免了隔板的腐蚀，延长蓄电池寿命。正板骨架：采用含锑量2.4％以下的六元耐腐合金，经高压压铸成型，铸件表面光亮，合金细密，提高了耐腐性能，延长了蓄电池使用寿命。负板栅：低锑多元合金，也属于耐腐合金，重力浇铸成型。11东北蓄电池管式正板：采用了由涤纶纤维纺织的排管代替由玻璃纤维纺织的单管，采用了不溶于硫酸的耐氧化的进口固化剂代替易溶于硫酸溶液的国产酚醛类固化剂；采用塑料扣底（原为铅封底）。因此，提高了排管耐酸、抗氧化的能力，降低了电池内阻，提高了电气性能。负极板：负极板采用涂膏式。安全极柱：采用德国哈根公司特殊结构专利技术，在极柱内嵌有铜芯，提高极柱导电能力，避免了在使用过程中沿着极柱往外爬酸和漏气的缺点。防酸栓：采用微孔、透气、可滤酸雾的漏斗栓，使酸雾不逸到电池外部，不拧下漏斗栓可测量电解液密度和温度。12东北蓄电池连接方式：铜芯软线活连接，易于拆卸，安全性高。极群组：由正极群与负极群组成。9.2. 产品工艺特点合金与压铸工艺：正极板骨架和合金工艺是按哈根公司所提出的技术规范制定的，采用含锑量2.4%以下的六元耐腐合金，经高压压铸成型，铸件表面光亮，合金结晶细密，提高了耐腐性能，延长了蓄电池寿命。同时由于正板骨架合金含锑量的降低，不仅耐腐性能提高了，而且锑从正板栅向负极活性物质的迁移也很少，使蓄电池水分解速率降低。如自放电小，加水周期延长，维护工作量少等。造粒技术：正极板采用哈根公司的专利造粒技术，代替了国内的挤膏与灌粉工艺，提高了铅粉的活性和铅粉的表面积，增加了蓄电池容量，降低耗铅量，减少了铅尘的危害。同时，也杜绝了原来挤膏工艺所加入孔性剂经常引起蓄电池充电时冒沫现象的产生。自动控制与质量均一：在正极板的造粒过程与负极板铅膏的搅拌过程中，所加入的各物料配方的重量与操作时间都是自动控制的，其它生产工艺过程也增加了自动控制，从而减少人为的误差，提高了产品质量的均一性。十. 蓄电池使用维护10.1. 适用范围固定型防酸式（GFD）铅酸蓄电池，用于发电厂、变电站、核电厂等开关操作安全保护装置、信号指示及紧急事故照明的直流电源；适用于通讯设施、电子计算机及重要工程的直流备用电源，适用于UPS不间断电源装置。10.2. 电池的安装13东北蓄电池10.2.1. 电池应安装在清洁、阴凉及干燥的房间内，切记应靠近电力室，应远离震动较大的机房和高温场所。10.2.2. 蓄电池室附近应有存放硫酸、配件及调制电解液的专用工具和专用房间。10.2.3. 蓄电池室的墙壁、天花板、门、窗框、通风罩、通风管道内外侧金属结构，支架及其它部分均应涂上防酸漆。10.2.4. 蓄电池室的窗户，应安装遮光玻璃或者涂有带色油漆的玻璃，以免阳光直射在蓄电池上。 10.2.5. 蓄电池室的照明，应使用防爆灯，并至少有一接在事故照明母线上，开关、插座、熔断器应安装在蓄电池室外。室内照明线应采用耐酸绝缘导线。10.2.6. 蓄电池室内应有自来水和下水设施，地面应耐酸，并便于排出污水。10.2.7. 蓄电池室应安装抽风机，抽风量的大小与充电电流和电池个数成正比，由以下公式决定：V=0.07×I充×n m3M小时V―抽风量 m3M小时I充―最大充电电流值n―蓄电池组的电池个数除了设置抽风系统外，蓄电池室设置自然通风气道。通风气道应是独立管道，不可将通风气道引入烟道或建筑物的总通风系统中。10.2.8. 蓄电池室若安装暖风设备，应在蓄电池外，经风道向蓄电池室内送风，在室内只允许无接缝的或焊接无汽水门的暖气设备，取暖设备与蓄电池的距离应大于0.75m。10.3. 初充电10.3.1. 初充电前的准备: 检查电池零部件是否齐全、完整，电池间连接是否正确、牢固，拧下电池顶部的防酸拴，将连接螺丝涂上凡士林油。并将蓄电池组的正极接直流电源的正极，负极接直流电源的负极。如采用恒流充电，充电设备的输出电压应比电池组的额定电压高40％：如采用恒压充电，充电设备的输出电压应比电池组的额定高20％。电解液配制:电解液是由浓硫酸与纯净水(去离子水或蒸馏水) 配制而成，其质量的好坏对电池性能、使用寿命影响很大，所以必须用符合（HG/T2692-95）国家标准（表3）的蓄电池专用硫酸，与纯水（表4）配制成密度为1.22±0.005g/cm3(20℃)的电解液（以下密度单位略）。浓硫酸与水的体积比均为1：3.95，质量比为1：2.10。注：上述比例指浓硫酸的百分比浓度为92%，针对目前电力、通讯系统配制电解液时一般都是采用密度为（95-98）%的浓硫酸，质量比约为1：2.28。电解液密度和温度关系换算系数为0.0007g/cm?20℃。计算公式：d20=dt+a(t-20)配制时，应先将浓硫酸缓缓注入水中并用耐酸棒不断地充分搅拌均匀，千万不可将水加入浓硫143东北蓄电池酸内，以免溶液沸腾溅出伤人，配制电解液的容器必须是耐酸的塑料槽、橡胶槽、衬铅皮的木槽及带釉不含铁质的陶瓷缸。将配制好的电解液（温度不宜超过35℃）注入电池内，液面高度控制在最高、最低液面中间位置（注液时电池组注液总时间不宜超过两小时）注液后静置6-12（小时），待电解液温度冷却到30℃以下方可进行初充电，充电前拧上防酸拴。10.3.2. 初充电的方法、步骤初充电有以下两种方法，可任选一种。提示：最好选用恒流充电法，初充电时间短。恒流法：用0.05C10A的电流充电充足为止，充电时间约72小时。（C10代表电池的10h率额定容量，A为安培）低压恒压充电法：（即限流恒压法）先用0.1C10A的电流充电，充至单体电池端电压达2.35V时，然后转恒压，以2.35±0.02V的恒电压充电，充电充足为止，充电总时间约100-120小时。10.3.3. 初充电过程中的控制a.电解液温度控制在15-40℃范围内，最高不得45℃， 一旦达到45℃时应减小充电电流，采取降温措施（风冷或冰冷等）。如没有上述条件时可短时间中断充电，待电解液温度降到规定范围内再进行。但充电时间需延长。（注：夏季初充电时应事先准备好降温措施）b.初充电期间，送电后应及时测量每个单体电池的电压，然后每2小时测量一次充电电流和电池组的总电压及液温，充电30小时后应每2小时测量一次电解液的密度、单体电压、液温及总电压。c.初充电结束之前，电解液密度应调整到1.24±0.01（20℃）。液面调至最高液面线。10.3.4. 充足电的主要标志a.采用恒流法充电时充足电的标志：? 充电末期电解液密度连续3小时以上保持稳定不变。? 充电末期电压连续3小时以上稳定不变。? 电解液内部产生强烈气泡，呈沸腾状态。? 所充入电量不低于额定容量C10的3.4―3.6倍。b.采用低压恒压法充电时充足电的标志：充电末期电解液密度连续3小时以上稳定不变且充电末期电流为0.001―0.003C10A之间,并连续长时间保持不变（4-5h）10.4. 普通充电（称补充电或再充电）经过初充电的电池放电后应立即进行补充电，以保证电池的电气性能不受损害并延长使用寿命。 10.4.1. 普通充电的方法及步骤：15东北蓄电池a.恒流法：以0.05C10A的电流充电充足为止。b.低压恒压充电法：先用0.1C10A的电流充电至电池的端电压达2.35V，时间约为10h,再以2.35±0.02V的恒压充电，充足为止。普通充电充入的电量约为实际放出容量的1.3-1.5倍（从第二次放电后取上限）。10.4.2. 普通充电过程中，电解液温度不得超过45℃。10.4.3. 充电结束时，调整电解液密度至1.24±0.01（20℃），并将液面调至最高液面线。 10.5. 蓄电池放电10.5.1. 各种规格蓄电池，不同放电率的容量，放电电流及放电终止电压见电气性能表。 10.5.2. 容量考核一般情况下只考核10小时率容量，第一次放电要求容量不低于95%C10,第十次10小时率容量应达到100%C10。10.5.3. 蓄电池充足电后，将密度调整至1.24±0.01g/cm3。液面调至最高液面线，在电解液变为20℃±10℃的条件下进行放电，放电过程中每小时测记一次放电电流，电池组电压、单体电池电压，电解液密度，放电至单体电池电压1.85V时，应随时测量。10.5.4. 若放电开始时电解液温度不是基准湿度20℃，应用下式对容量进行修正；C20=放电电流X放电时间M[1+Z(T-20)]式中：C20是基准温度（20℃）时的容量，AhZ是温度系数℃-1t是初始平均温度℃当放电时间大于1h时，Z=0.006℃-1当放电时间小于或等于1h时，Z=0.01℃-110.6. 蓄电池运行蓄电池容量放电合格后，将蓄电池充足电，密度调整至1.24±0.01g/cm3(20℃)后，可投入运行。 10.6.1. 浮充运行：电池浮充运行时，单体电池的浮充电压有两种选择。一种是2.23V，电池可不进行均衡充电；另一种是低于2.23V，每隔三个月需进行一次均衡充电，否则电池亏电，将会产生极板硫酸盐化，寿命提前终止或容量下降。10.6.2. 全充放运行：无论电池以哪一种放电率放电，均不允许过放电，终止电压不能低于电气性能表中的规定。 采用全充放运行方式的电池，每隔三个月需进行一次均衡充电。16东北蓄电池备用电池应定期三个月或半年进行一次补充电，使备用电池始终具有较理想的容量。否则电池将产生硫酸盐化，失去备用的目的。备用电池的电解液密度始终保持在1.24±0.01gMcm3（20℃）。10.7. 浮充状态下蓄电池日常维护10.7.1. 防酸栓的维护：为使防酸栓达到防酸的目的，在使用的过程中将防酸栓拧紧，切忌取下。平时注意清洁，可定期（二年）拧下用不高于50℃的清水冲洗粘污在防酸栓表面上的尘土，切不可浸泡在水中。 10.7.2. 蓄电池槽的维护：电池槽应始终保持清洁，新安装的电池更应擦干电池表面的硫酸或水。防止初充电过程中形成短路，运行后的电池应定期清洁，也可用5%的碱水、酒精、脂肪烃轻轻擦拭。10.7.3. 蓄电池的充放电（核对性放电）蓄电池不可过充、过放，放电后的电池应及时充足电。放电时要严格控制终止电压，不可低于电气性能表中规定的电压值。用户可根据运行规程要求，对电池进行定期的核对性放电。 10.7.4. 充放电记录：为掌握电池的变化情况，应认真记录电池组的总电压、单体电池的端电压、电解液密度、温度。 电解液液面不能低于最低液面线，如液面下降时，只能用纯水或蒸馏水补充。如电解液意外倾泻出来时，必须添补与电池内同密度的硫酸溶液。10.7.5. 新电池的储存条件及储存年限：未灌电解液的电池应储存在5℃-40℃干燥通风的库房内，电池应轻搬轻放，不得倒置，不得使电池受阳光直接照射，新电池自出厂之日起，可贮存二年。10.8. 蓄电池在正常工作状态下常见故障的处理10.8.1. 长期浮充电压偏高或补充电时电压控制太高（大于2.40V），将会产生下列现象：a.耗水量大，电解液温度升高，电解液密度增高，正极板腐蚀速度加快。b.正极板将会出现逐渐弯曲，破肚现象。c.容量反而会下降，会导致电池寿命提前终止。消除方法：调整电压控制值，调整至浮充电压2.23V/只，（温度20℃）补充电时，调整充电电流或电压、或更换有问题的电压控制件。10.8.2. 浮充电压偏低（小于2.18V）或放电后补充电时，充电不足，将会产生以下现象：a.电解液密度低b.容量不足17东北蓄电池c.负极将会产生硫酸盐化现象，可见明显的白色小颗粒（硫酸铅晶体）d.负极板会出现早期膨胀，容量早期衰退。e.导致寿命提前终止。消除方法：调整充电电流、浮充电压。进行均衡充电，处理硫酸盐化现象。10.8.3. 电池组及单体电池产生硫酸盐化的原因分析：a.蓄电池放电时经常过放电，长期小电流放电。b.电池注入电解液后保持开路（未达到使用状态）或电池组的尾电池长期不进行充电。c.极板长期露出液面。d.电解液已不纯，或电解液密度长期过高。e.电池放电后，开路放置时间过长，不进行补充电。f.充电长时期中断等原因。10.8.4. 电池硫酸盐化的主要特点：a.极板硫酸盐化会使电解液密度下降。b.充电时电压上升快，放电时电压下降快。c.极板表面颜色不正常，有白色小颗粒。（硫酸铅晶体）d.电池容量低。消除方法硫酸盐化比较轻微时，可采用均衡充电法处理。硫酸盐化比较严重时，可采用小电流过充电法处理。即先将电解液密度调至1.208/cm3以下，然后以0.05C10A充电，当电压达到2.40V时，间歇30min,然后将电流减半充至电压和电解液密度稳定不变，停止20min，再以0.05C10A充电，如此反复直到蓄电池达到正常状态为止。硫酸盐化特别严重时，可采用水疗法处理。首先，使蓄电池以10h率电流放电至1.80V/只，倒出电解液，注入纯水，静置1-2h后以0.05C10A充电。当电解液密度上升至1.10-1.128cm3时，将电流减至0.02C10A继续充电，观察电解液密度不再上升并且正负极冒出气泡时，停止充电，以0.02C10A放电2h后再以0.05C10A进行充电，如此反复数次，直至极板恢复正常，然后将电解液倒出，换成1.22±0.01g/cm3的电解液进行补充电，充足电的蓄电池调整电解液密度及液面高度后即可投入运行。 10.8.5. 单体电池电压落后产生的原因a.蓄电池在浮充运行时，添加了不合格的水，加速了蓄电池的自放电b.蓄电池浮充期间容量有差异其阻值也不同，蓄电池自放电速率大于浮充供给电量，常年累积18东北蓄电池成致密性结晶，蓄电池开始硫酸盐化。处理方法：如添加了不合格的水，应重新更换电解液，然后进行均衡充电，使之恢复正常。如均充不能使之恢复正常，则应对蓄电池进行1至2次深放电，然后再进行一次均充。 10.9. 均衡充电10.9.1. 均衡充电的目的：均衡充电的目的在于使全列蓄电池的电解液密度、电压均衡一致，从而增加电池的容量，延长使用寿命。10.9.2. 均衡充电适用的范围：均衡充电主要适用于电解液密度不一致。蓄电池端电压出现较大偏差时，蓄电池经常放过电，经常充电不足，或出现其它异常现象，如极板硫酸盐化时。10.9.3. 均衡充电的方法：均衡充电的方法称之为间歇充电法。间歇充电法：电池普通充电充足后（具备充足电的标志），间歇60分钟，然后以0.03C10A的电流充电120分钟，如此反复3-4次，直至一接通电源就可立即读到上次测得的电压值，但3小时内电解液密度不再升高。均衡充电结束前，电解液密度调整到1.24±0.01gMcm3（20℃），液面调至最高液面线。19东北蓄电池十一. GFD与GF产品结构特点比较东北蓄电池表1.GFD蓄电池的基本参数东北蓄电池表2.GFD蓄电池20℃时放电容量及放电电流东北蓄电池表3.铅酸蓄电池专用硫酸标准*铵指标含量可每年检验一次。表4.铅酸蓄电池用水标准（JB/T 10053 C 1999）23东北蓄电池表5.故障诊断及排除24东北蓄电池25东北蓄电池铅酸蓄电池放电过程的电化反应? 铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。同时在电池内部进行化学反应。? 负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb+2）与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。? 正极板的铅离子（Pb+4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb+2），，与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。正极板水解出的氧离子（O-2）与电解液中的氢离子（H+）反应，生成稳定物质水。? 电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。? 放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO4）增加，电池内阻增大（硫酸铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。? 化学反应式为：正极活性物质 电解液 负极活性物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物PbO2 ＋ 2H2SO4 ＋ Pb PbSO4 ＋ 2H2O ＋ PbSO4 二氧化铅 稀硫酸 铅 硫酸铅 水 硫酸铅1.1.1 3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应? 充电时，应在外接一直流电源（充电极或整流器），使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变为化学能储存起来。? 在正极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb+2）和硫酸根负离子（SO4-2），由于外电源不断从正极吸取电子，则正极板附近游离的二价铅离子（Pb+2）不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子（Pb+4），并与水继续反应，最终在正极极板26充电时东北蓄电池上生成二氧化铅（PbO2）。? 在负极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb+2）和硫酸根负离子（SO4-2），由于负极不断从外电源获得电子，则负极板附近游离的二价铅离子（Pb+2）被中和为铅（Pb），并以绒状铅附着在负极板上。? 电解液中，正极不断产生游离的氢离子（H+）和硫酸根离子（SO4-2），负极不断产生硫酸根离子（SO4-2），在电场的作用下，氢离子向负极移动，硫酸根离子向正极移动，形成电流。? 充电后期，在外电流的作用下，溶液中还会发生水的电解反应。? 化学反应式为：正极物质 电解液 负极物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物 充电后PbSO4 ＋ 2H2O ＋ PbSO PbO2 ＋ 2H2SO4 ＋ Pb硫酸铅 水 硫酸铅 氧化铅 硫酸 铅2.1. 、蓄电池的失效模式由于极板种类、制造条件、使用方式由差异，最终导致蓄电池失效的原因也各异，归纳起来，有如下几种失效模式。1、 正极板板栅的腐蚀变形目前生产上使用的合金有3类，传统铅锑合金、低锑或超低锑合金、铅钙系列。上述三种合金铸成的板栅，在蓄电池的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；后由于二氧化铅腐蚀层的形成，使铅合金产生应力，使板栅线性长大变形，最后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除短路。2、 正极活性物质脱落、软化除板栅长大引起活性物质脱落外，随着充放电的反复进行，二氧化铅颗粒之间的组合也松弛，软化，从极板上脱落下来。极板的制造，装配的松紧和充放电等一系列因素，都对正极活性物质的软化、脱落有影响。27东北蓄电池3、 不可逆硫酸盐化电池过放电、放电后长期存储、或在放电状态下存储下，极板上将在硫酸铅的溶解、重结晶作用下生成一种粗大、难于接受充电的硫酸铅结晶，此现象称为不可逆硫酸盐化。严重时电极失效，无法充电。4、 容量过早的损失当用低锑或铅钙为板栅合金时，在蓄电池使用的初期（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上的锑随着充放电循环，部分的被氧化成离子，随电解液到达负极并在负极活性物质上还原，由于电解液中的氢离子在锑上比在铅上更容易还原而生成氢气，因此锑积累后，电池充电时大部分电流均用于水分解，电池不能正常充电而失效。6、 热失控由于充电电压过高、电流过大，导致电池温度升高，最终使电池变形、开裂而失效。7、 负极汇流排的腐蚀一般情况下，汇流排不存在腐蚀问题，但在阀控式密封蓄电池中，当建立氧循环时，电池上部空间基本充满氧气，隔膜中的电解液也可能沿极耳上爬到汇流排，汇流排的合金则会被氧化，生成硫酸铅，如果汇流排焊条合金选择不当，有杂质和缝隙，腐蚀会沿着这些缝隙加深，致使极耳与汇流排脱开，负极板失效。8、 隔膜穿孔造成短路个别品种的隔膜，孔径较大，使用过程中可能造成大孔，活性物质可在充放电过程中穿过大孔，造成微短路，使电池失效。2.2. 四、电液比重的变化与电池容量的关系对于起动型蓄电池，密度每下降0.01，容量约损失额定容量的5%左右，电液密度下降与容量损失关系可参照下图：28东北蓄电池比重值与放电量之关系： 1.28 1.24 1.20 1.16 1.12 1.08 1.04放电量（%）29东北蓄电池第五章 蓄电池常见故障现象及分析处理极板硫酸盐化的现象及处理1. 极板硫酸盐化的现象如下：a. 硫酸盐化电池在正常放电时，比其它正常电池的容量明显降低。b. 电解液密度下降低于正常值，而且是长时期落后。c. 充电过程中电压上升很快，高达2.9伏/单格左右（正常值在2.7伏单格左右），而在放电过程中电压降低很快，1~2小时内就降低到1.8伏左右（10小时率放电）。d. 充电过程中冒气泡过早。e. 极板颜色和状态不正常。正极板呈浅褐色（正常为深褐色），极板表面有白色硫酸铅斑点，负极板呈灰白色（正常为灰色），用于指数模极板表面时感觉到有粗大颗粒的硫酸铅结晶，并且极板发硬。正常蓄电池在放电后，正负极板上的活性物质，大都变为松软硫酸铅的小结晶，均匀地分布在极板中，在充电时容易恢复成原来的二氧化铅和海绵状铅，这是一种正常地硫酸化作用。通常所说的极板硫酸盐化是指不正常的状态。由于电池使用不当，长期充电不足，或半放电状态，过量放电或放电后不及时充电，内部短路，电解液密度过高，温度高，液面低使极板外露等都可以导致极板硫酸盐化。这是由于在极板上由于重结晶作用形成了粗大的硫酸铅结晶，这种结晶导电性差，体积大，会堵塞极板的微孔，妨碍电解液的渗透作用，增加了电阻在充电时不易恢复，成为不可逆硫酸铅，使极板中参加电化学反应的活性物质减少，因此容量大大降低。2. 极板硫酸盐化是电池损坏的主要原因之一，处理极板硫酸盐化，是一件比较困难和复杂的工作，根据极板硫酸盐化程度不同有下列三种处理方法：a. 过充电法。适用于硫酸盐化不很严重的蓄电池。倾出电池中的电解液并立即加入纯水，液面高出极板20mm左右，用0.1C20A进行充电（C20电池额定容量值）。当电压上升到2.5伏/单格时，停充半小时，改用0.025C20A小流充数昼夜（100小时以上）一直到电压、比重等稳定不变，极板因色斑消失为止。停充电前1小时调整电解液密度为1.280g/cm3。b. 反复充电法。硫酸盐化严重，容量仅为正常电池一半。倾出电解液并立即加入纯水，液面高出极板20mm左右，用0.1C20A电流充电，电压升为2.5伏/单格时，停充半小时，改用0.05C20A电流充电充到有大气泡时停充半小时,改用0.05C20A充电到电压、密度等稳定不变，停充半小时，再通电时，电解液立即起沸腾现象，10分钟左右电压即上升到上次充电终了时的值，否则再停再充。充好后的电池用0.05C20A电流放电,放电到电压为1.80伏/单格时，停放静置1~2小时再用0.05C20A电流充电，充好后再放电，如容量提高不多，自点又未消除时再充30东北蓄电池再放，反复连续进行数昼夜，直到放电接近额定容量，白斑完全消除为止。c. 水疗法（反复充放电法）。适用于硫酸盐化极为严重，容量已达不到额定容量一半的蓄电池。将电池放电至电压为1.8伏/单格，（用10小时率电流）将电解液倾出，注入纯水，液面高于极板20mm左右，静置1~2左右，静置1~2小时，用0.05C20A充电至电解液密度升至1.1~1.20g/cm3，改用0.02C20A充电至电解液密度不再上升，均匀冒出气泡为止，用0.02C20A放电2小时，然后再用0.02C20A充电至均匀冒出气泡，注意充入电量应远远超过放出电量，这样反复数周或一个月，直到用0.05C20放电检查达到额定容量的75%以上为止。注意在充电过程中，电解液的温度不得超过45℃，如果温度超过40℃时，应将电流减小，或暂进停电，待电解液温度降到35℃以下时才能进行充电。如温度仍降不下来，应考虑电池内部短路的故障，实际充入的总电量应为额定容量的5倍以上。极板消除硫酸盐化现象的标志是：电池在充放电过程中电压、比重、极板颜色和极板上发生气泡的程度，应与其它正常电池一致。极板弯曲和断裂的原因及处理1. 电池在使用寿命终止后，由于板栅腐蚀、强度变小、造成极板断裂，尤其正极板表现更为严重，这属于正常的寿命终止。但由于使用维护不当，会造成极板的弯曲和加速板栅的腐蚀其原因有以下几点：a. 极板活性物质在制造过程中因涂膏不均或运输保管中受潮，蓄电池在充放电时，极板各部分所引起的电化学变化不均，使极板各部分膨胀和收缩不一致，引起弯曲和断裂。b. 大电流充放电或高温放电时，极板上活性物质反应较强烈，容易造成电化学反应不均而引起弯曲和断裂。c. 电池使用后未进行充电而保存，板栅与较多的硫酸和硫酸铅接触，加速了板栅腐蚀，造成板栅筋条和极板断裂。d. 过量充电或过量放电，增加了内层活性物质的膨胀和收缩，恢复过程不一致，造成极板的弯曲和断裂。2. 如极板断裂严重，应更换极群装入电池，换入的极群应与电池中极群的新旧程度不宜相差过多，因为极群串联接入电池后，即使是新极板也会受到其它单格旧极群的制约而不能发挥更好的效率。如果极板有少量的大筋断裂，（对大型，固定型电池或厚型极板而言）可将断裂处锉出金属光泽，进行焊补修理。活性物质过量脱落的原因及处理1. 将电池的极群取出，检查沉淀槽中的沉淀物，如果是活性物质少量脱落，在电31东北蓄电池池正常工作的范围内是允许的，如果大大超过正常的情况时，就要及时分析原因，并进行处理。a. 电池槽底部在短时间内集积了大量褐色沉淀，说明是自正极板上脱落，是由于充电电流过大或经常过充电造成的。b. 沉淀物为白色时，是由于经常过量放电，致使活性物质成硫酸铅沉淀，或电解液中有杂质，特别是氯过量太多而形成氯化铅沉淀。c. 沉淀物形成褐、浅兰、白色互相交迭，堆积，说明了电池内进入了铁、铜等有害物质。d. 如果发现脱落物质是粘糊状的，说明电解液不纯，密度较大或电池充放电温度高，使极板腐蚀脱落。如果沉淀物成块状，说明铅膏质量工艺较差，电池装配中造成活性物质脱落。活性物质过量脱落，一方面造成电池容量下降，另一方面容易在电池底部造成正负极板短路，使电池使用寿命及早终止。2. 如果因为活性物质脱落，引起极板底部短路，则需要将极群抽出，取出沉淀物，清除极板短路部位，将极群装入电池，更换新的电解液，再以较小电流充电，并在充电后期调整电解液密度和液面高度，使电池恢复使用。短路现象的检查和处理1. 短路现象表现在：电池开路电压低，电解液密度比其它电池低，充电时不冒气或冒气出现很晚，电解液温度比其它单格电池温度高，电解液密度和充电电压上升少甚至不变。放电时容量小，电压下降快，容易发生极板硫酸盐化现象，极群取出后检查正极板从深褐色变为浅褐色，负极板从浅灰色变灰白色，而且手感发硬并有短路现象痕迹。蓄电池内部短路的原因是，导电物体落入电池内造成正负极板短路，或是焊接装配时有“铅豆”在正负极板之间造成短路。隔板穿孔或孔径太大使极板在充放电时形成的“铅绒”穿透隔板，造成短路，要板弯曲变形而损坏隔板或活性物质脱落，沉淀在极板下缘造成短路。2. 拧开排气栓，直接观察有无导体落入造成极板之间的短路，如有则取出导电物体。对电池充电，正负极板之间不冒气泡，用温度计测量，正负极板间温度较高，此时可用薄塑料片插入，慢慢移动，清除极板间的短路物体。不能直接消除时，将发生故障的单格电池极群组取出，清理导电物体和沉淀物，检查隔板有无破损，如有则更换隔板，修复电池。32东北蓄电池反极现象的检查和处理1. 反极现象反映在两个方面，一是由于装配中单格电池极群组接反，另一方面是电池在使用中，由于某个单格电池容量降低，甚至完全丧失容量，这时这个电池不但不会放电，反而会被反充，使原来的负极变成正极，原来的正极变成负极。这种故障，从测量电池总电压时即可发现，若有一个电池逆转或称反极时，不仅失去该电池的2伏电压，而且还要增加2伏反向电压，总共要降低电压4伏左右。2. 电池灌好电解液后，首先用电压表进行测量电池端电压，对额定电压为12伏的电池，如测量电压为8伏左右，说明有1个单格电池反极，如测量电压为4伏左右，说明两个单格反极，然后分别测量各单格电池，如极性相反，说明该单格电池反极。这些在装配造成反极的电池，必须进行返工修理。因为正负极板填加剂不一样，即使继续充电将正负极板强行转换，其容量和寿命也会受到很大影响。如果在使用中发现，故障电池的极性仍然正常，只是开路电压很低，这说明还没有真正反极，如不及时发现和排除，随着时间的增长，将会出现真正的反极。在使用中造成的电池反极，应单独进行过充电处理，待容量达到要求以后，方能与其它电池一起串联使用。容量降低现象的分析蓄电池在使用中达不到额定容量的要求或容量不足，首先应该考虑电池初充电不足或使用后充电不足，检查电解液密度是否较低，充电后是否有密度上升的现象，如果密度不变，应考虑外接线路不畅通，电阻较大。电池容量如果逐渐降低，检查极板是否有硫酸盐化现象，电解液是否混入了有害杂质，电池是否有局部短路现象。电池因使用时间较长是否有板栅腐蚀，极板断裂，活性物质过量脱落。并分别采取处理措施。电池在使用中容量突然降低，应首先检查电池接线端是否有白色硫酸铅析出物，测量电压是否有电池反极的现象，电池内部是否有短路，是否有极板或整个极群脱落的现象。电压异常现象的分析电池充好电以后，每个单格电池的电压应该在2.1伏左右。电池使用初期电压偏低应检查充电是否完全，电解液密度是否偏低。电池在充电时电压偏高，同时有大量气泡出现，而在放电使用时电压很快降低，此时说明极板已经硫酸盐化，应进行处理。电池在使用中，开路电压明显降低，有时相差很多，应检查电池是否有反极，短路现象，并按照本书前面所讲的方法进行修复处理。33东北蓄电池冒气异常现象的分析电池正常使用后，充电初期电池不应该冒气，充入的电流用来完成活性物质的电化学反应，随着电化学反应的完成，电流开始电解水，正极析出氧气，负极析出氢气，最后电流完全用来电解水，在极板间出现大量的均匀气泡，在放电过程中，极板活性物质变成硫酸铅和水同时输出电流。电池使用后进行充电，在充电末期不冒气或冒气少，说明充电电流太小，或电池充电还未充足。电池在充足电后不冒气，说明电池内部有短路现象，在短路的极板之间不冒气，而未短路的极板之间冒气，这样在单格电池内便出现冒气少或冒气不均匀的现象。电池在充电中冒气太早并且大量冒气，说明极板有硫酸盐化现象，需要进行反复充电处理。有时电池在放置或在放电过程中冒气，说明电解液杂质较多，需要更换纯净的电解液。另外还要使电池充电后，放置1小时左右再放电，这样防止充电时残留放电时出现，同时使电池内部有个均衡过程。电解液温度高现象的分析新电池灌酸后电解液温度高是因为负极板氧化，加入硫酸后由于中和反应而放热，这时应待电解液温度下到30℃左右再进行充电，或者用小电流进行充电。正常充电时电解液温度高，有时超过45℃，这时应检查是否充电电流太大。应使电流小于0.1C20安培,或改用0.05C20安培充电，如果温度还降不下来，应考虑电池内部极板短路，或极板硫酸盐化，前者电流集中在短路部位发热升温，后者硫酸铅电阻大，电压大部分消耗在电阻上而发热，使电解液温度升高，这就需要对电池故障进行综合判断后处理。另外在连接条焊接处部分损坏或脱离松劲，也可能引起局部发热，需要重新焊接处理。电解液密度和颜色异常现象的分析电池在充放电过程中，电解液密度应该在1.070-1.290g/cm3之间变化，充电时电解液密度升高，放电时电解液密度降低。电解液密度太高，容易造成极板硫酸盐化和加速板栅腐蚀，密度太低，放电容量受到影响。电池使用后，电解液在没有损失的情况下密度偏低，在充电中电解液密度上升少或不变，说明极板有硫酸盐化现象，需要进行消除硫酸盐化的处理。电池充好电以后，在搁置期间，密度下降大，说明电池自放电严重，电解液中杂质较多应更换电解液。34东北蓄电池电解液颜色、气味不正常，并有浑浊沉淀等现象，可能由于电解液不纯，电池内落入尘土或其它杂质，活性物质脱落严重造成的，这种情况需要换电解液，并冲洗电池内部。同时应注意电池充放电电流不应过大，充电时电解液温度不应该过高，防止活性物质进一步脱落。第六章 铅酸蓄电池常见故障问题解答2.3. 一、铅酸蓄电池为什么会发生爆炸，怎样预防？蓄电池充电到末期，两极转化为有效物质后，再继续充电，就会产生大量的氢、氧气体。H2:O2以2:1的体积析出。按氢、氧气体的电化当量计，每过充电1Ah，产生0.4181L氢气和0.20907L氧气。当这种混合气体浓度在空气中占4%时，遇到明火，就会发生爆炸，轻则损坏蓄电池，重则伤人、损物。预防的办法是：1. 控制充电量，不过充电，以减少气体析出量。充电室内，严禁明火，保持通风。2. 充电中，接线点要牢固，避免因松动产生火花。3. 使用中采用低压恒压充电，析气量少。4. 预防蓄电池外壳裂痕、电解液渗漏、渗到电缆沟，引起线路短路产生火花，起火爆炸。5. 免维护型蓄电池虽经密封处理，设排气阀，蓄电池内部蓄存一定量的氢，氧气体，一旦排气阀失效或不灵，内压过大，也会将电池凸裂，甚至爆炸、起火。因此，必须保持排气阀的可靠。蓄电池极板活性物质脱落是什么原因，怎样判断？电池极板活性物质分别是二氧化铅、多孔金属铅。在长期作用中蓄电池不断充电和放电，极板活性物质进行氧化还原反应，体积发生变化，膨胀、收缩反复进行，活性物质逐渐变得松软脱落，特别是正极板更显明，应视为正常。有的蓄电池出现早期大量活性物质脱落，则是一种不正常现象。其特性是：容量下降，温升高，电解液浑浊，析气量大。造成活性物质脱落的原因有：1. 充电电流过大，时间过长，温度过高，产生大量的氢、氧气体，过分地冲恻活性物质。2. 经常过放电，生成大量硫酸铅，体积过分膨胀，结合力下降。3. 电解液密度低，严寒季节电解液结冰，活性物质被冰晶胀裂，失去结合力。4. 电解液密度大，腐蚀性大，活性物质机械强度下降，以及内部短路等因素。5. 经常过充电，活性物质过度氧化，疏松，板栅受到腐蚀，失去承载活性物质能力。6. 经常处于高温下充电，正极活性物质形成泥浆软化，易脱落。35东北蓄电池7. 长期大电流充电、放电，极板产生弯曲，活性物质附着能力差，易脱落。8. 蓄电池在车辆设备上过度震动，导致脱落。9. 杂质进入电池，碱性物质会引起负极多孔金属铅膨胀、脱落。10. 因制造质量有问题，板栅与活性物质结合不牢，出现大量活性物质块状脱落。 判断蓄电池是否出现活性物质脱落，通过容量检测，用10h率放电，容量低于80%，说明活性物质量已不足。解剖检查极板上活性物质脱落的现状是：1. 蓄电池底部淤积了大量沉淀物，极板表现露出板栅筋条，极板组两侧有大量的铅絮物，电解液混蚀，呈铁青色。2. 沉淀颜色呈灰褐色，说明铁、铜杂物较多；沉淀物旦浅蓝或灰白色，说明蓄电池中电解液密度高。3. 沉淀是糊状物，说明蓄电池出现温升过高；是块状物，则说明制造时有先天因素。使用中怎样预防极板活性物质非正常性脱落？减少蓄电池在使用中极板活性物质非正常性脱落的措施主要是：1. 充电电流不宜过大，恒流充电时间不宜过长，只要端电压升起稳定即可。温度不宜过高，减少气体析出量，预防活性物质被冲击。2. 不过放电，预防硫酸铅大量生成，过分膨胀，失去活性物质结合力。蓄电池在使用中，要考虑到留有一定电量，不要放电过量。3. 电解液密度不宜过低，严寒季节，密度低于1.050g/cm3易结冰，导致活性物质被冰晶胀裂。4. 电解液密度不宜超过1.300g/cm3，密度高，加重活性物质腐蚀，出现泥浆脱落。5. 不过充电，预防活性物质过度氧化，疏松，失去结合力。6. 充电中温度不宜过高，超过50℃，正极板栅腐蚀，二氧化铅易软化脱落，新电池初充电要有降温措施。7. 电池安装在车辆上，要有防震垫，预防过分震动，加重活性脱落。8. 防止电池内部进入碱类或醇类物质，否则，会促使两极活性脱落。9. 大电流起动放电（车上灯火），起动电机一次不超过3-5秒，待第二次起动应间歇几秒，不要连续起动。新铅酸蓄电池加入电解液后，温度升高是什么原因？新蓄电池加电解液后，温度上升是与电池内在因素有关。普通非干荷电电池，加酸后，温升高，而干荷电电池温升不十分明显。这是因干荷电极板经过抗氧化处理，36东北蓄电池出厂电池已是处于充足电的状态，加酸后，即可带负荷使用。普通电池的极板，未经抗氧化处理，极板处于半充足电状态，相当一部分物质处于原始状态，和稀硫酸反应产生很大的热量，因而温升很高，在夏天有的高达50℃以上。因此，充电需要人工降温，给使用带来不便。为什么说准确地掌握电解液密度是判断蓄电池蓄电状态的重要依据？在使用过程中蓄电池电解液密度高低是作为分析电池实际容量的重要依据。电解液密度随蓄电池充电程度升高而上升，随放电程度增加而降低。因为蓄电池充电，极板上的硫酸铅分解，电解液中硫酸含量增加，密度升高。蓄电池放电，两极板生成硫酸铅，电解液中硫酸含量减少，密度降低。测试证明，电解液密度每下降0.01，蓄电池耗电约5%。起动蓄电池是这样判断，其它凡是富液式蓄电池，也都是这样一个规律。2.4. 六、为什么要定期向蓄电池内补充纯水？起动蓄电池在运行中，温度升高，充放电频繁，电解液中水分消耗大，因此，要定期给予补充纯水，弥补水耗。驾驶人员要通过检查蓄电池液面，确定是否补充水。普通蓄电池每月之内应补水一次，其它各型蓄电池要视耗水情况，定期给予补充纯水。对暂不使用的电池。可延缓数月给予补水。凡给蓄电池补水后，需作必要的补充电。如果有的蓄电池出现液面下降较快，补水频繁，要检查车上的调节器限额电压调得是否过高。过高会出现过充电，水分消耗大，蒸发快，通过调整限额电压解决。如有个别电池下降快，要检查是产生微短路。此处，还要看电池槽有无裂痕，电解液是否渗漏，要按实情判后再行处理。蓄电池正常运行，只能补水，切不可加电解液，更不能加深硫酸！如果蓄电池倾倒，损失了原有电解液时，方可补充电解液。再按原电解液密度予以补充。有时车辆发动不起来，认为存电不足，向蓄电池内加电解液，结果会使得其反，缩短蓄电池使用寿命。在使用中，无论是充电，还是放电，电解液硫酸含是在内部消耗和再生，硫酸逸出量极少。电解液面下降只是水分减少，只需补充纯水就行了。如果蓄电池存电不足，发动不起车来，应卸下蓄电池进行检查和修理。检查蓄电池液面高度的方法是用一根内径3-5mm有刻度的下扁管子插单格电池内探测，起动蓄电池液面高度规定是高出防护板10-15mm。也可用清洁的竹木细棍儿探测，不要用金属棍儿测。2.5. 七、对汽车、拖拉机用铅酸蓄电池使用保养应注意做哪些工作？汽车、拖拉机用起动蓄电池分为普通型和干荷电两种。普通型蓄电池，需进行初充电才能装车使用。一般干荷电蓄电池，加进一定密度的电解液，急需时应待20-3037东北蓄电池秒，即可使用。使用中的保养工作是：1. 要检查电解液密度下降情况，确定是否给蓄电池作必要的补充电。同时，判断蓄电池的存电量。起动蓄电池电解液密度每降0.02，容量约减少10%。一只蓄电池电解液标准密度为1.280g/cm3，若实测密度是1.220，说明蓄电池已消耗了30%的电量，还有70%的电量。2. 定期检查调节器调节电压是否符合标准，一般调节电压为13.8-14.4V（12V蓄电池）。车辆在短途往返行驶，起动频次高，此时，调节器限额电压值应调得略高一点，长途行驶，起动次数很少，调节器限额是压可调得略低一点，避免过充电，免维护蓄电池调节电压可定在14.1V。在电解液中铁、锰、铵等杂质对正、负极板有什么危害？铁在电解液中含量大于0.01%时，极板就会受到破坏。铁杂质存在，极板呈淡红色，变得硬而脆。含量高于0.5%时，自放电非常严重，能在1昼夜内，将存电全部放光。二价铁离子（Fe2+）在蓄电池正极上被氧化，而在负极上又被还原，反复循环，形成自放电。锰在电解液中呈微红色，并有黑色二氧化锰析出挂在容器上。锰和硫酸起反应放出新生态氧，有很强的氧化性，既腐蚀极板，又腐蚀橡胶隔板。氨也会引起正、负极板自放电。以上几种杂质中，铁杂质是常见的，如果铁在蓄电池中含量超过标准0.004%，电解液要作更新处理。2.6. 九、在电解液中盐酸、醋酸、酒精对正极板有什么危害？盐酸在正极上放电产生氯气，引起自放电，随氯气量逐渐消失，自放电减弱，氯气又溶于电解液中和负极金属铅起反应。醋酸对正极板栅有很强的腐蚀作用，生成可溶性醋酸铅，产生大量铅离子，再与硫酸作用生成硫酸铅。酒精存在于电解液中，当充电时酒精被氧化成醋酸，对正板栅也构成腐蚀，影响蓄电池寿命。蓄电池电解液中铁含量超标怎样处理？铁是电解液中最常见的杂质之一。铁是较活泼的元素，电位顺序在氢之前。铁进入电解液中，不论是单质或化合物，总是被硫酸水溶液分解，以硫酸铁或硫酸亚铁存在于电解液中。在电池充电和放电情况下，以三价和二价铁离子来往迁移于正、负极板之间。三价和二价铁与极板活性物质作用。产生自放电是非常严重的。38东北蓄电池若电解液的铁含量高达0.5%时，能使一只充足电的电池在一昼夜内放光，而且能使正极活性物质早期疏松脱落，缩短电池使用寿命。如果经化验确认电解液中铁含量超过标准时，把电池充足，启封取出极板群，倒去电解液，用纯水冲洗极群组，更新电解液。蓄电池要在充足电后倒液，而不要在放电后倒液。因为放电后两极生成硫酸铅，对Fe3+、Fe2+有很大的吸附作用，不易去除。十四、未灌电解液的铅酸蓄电池长期贮存后，加电解液充电的端电压为什么很高？蓄电池长期存放，负极板的多孔金属铅产生氧化，生成氧化铅。在电池加电解液后，氧化铅和硫酸作用生成硫酸铅，内部电阻大，充电电流只作在板栅上。此时，电流作用面积小，密度大，极化作用大。因此，端电压较高。充电后时间不长，端电压就会降下来，继续充电，硫酸铅逐渐分解，作用面积渐大，极化作用渐小，端电压渐渐地下降。之后，端电压渐渐上升，符合常规充电。因此，对贮存过的蓄电池，开始只能用小电流缓缓地进行充电，待电压平稳后，再转入正常电流值进行充电。否则，因电流大、温升高、损坏极板。39欢迎您转载分享：
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