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预防及处理蓄电池极板腐蚀变形
来源:本站整理  作者:佚名  2012-12-12 08:54:55


阳极析出氧的过程对铅蓄电池正极板栅的腐蚀速度有很大影响,添加一些能提高铅合金耐腐蚀性的元素(如银)能引起氧的超电压值大大下降,这是含银的铅合金耐腐蚀性能提高的重要原因。当合金中存在银时,其它元素对腐蚀不起什么重要作用,含银1%~3%的合金具有非常高的耐腐蚀性。但是,当在蓄电池中采用这种合金时,就增加了电子迁移,甚至当负极板中含有腐殖酸时,气体的析出量和自放电(硫酸盐化)的速度也有一定增加。所以,这种合金用于起动用铅蓄电池比较适宜。

 

目前的汽车蓄电池极板材料多采用铅锑合金,高锑合金正极板栅失效的原因是板栅筋条的强烈腐蚀,对于涂膏方式生产的铅锑合金极板,其设计寿命为15~18 个月。在锑含量相同时,含砷与否是影响铅蓄电池寿命的一个重要因素。砷在铅锑合金中最适宜的含量取决于锑的含量,含锑5% ~6% 时推荐砷的含量为 0.1% ~0.2%,低锑合金中砷的含量在 0.15%~0.3%为宜。试验表明,含铅锑砷的合金可以提高极板的断裂强度和硬度,延长蓄电池的使用寿命。

 

蓄电池在工作时正极板栅“胀大”,即在充、放电循环过程中板栅的线性尺寸有所增加,这种变化称为“板栅变形”。板栅变形对铅蓄电池的寿命有很大影响,除腐蚀之外,板栅变形也导致蓄电池极板的破坏。

 

引起板栅变形最重要的原因是极板腐蚀,表面出现氧化膜,PbO2膜的比容大大超过了形成PbO2金属的比容。PbO2膜对金属表面产生压力,此压力能产生足以使铅合金变形的抗张应力,这个膜是很坚固的,否则膜就会裂开并从金属上脱落下来。因此,这里起主导作用的是膜与被氧化金属之间强度的关系,以及腐蚀件的线性尺寸与膜的厚度之间的关系。

 

研究表明,能够减小铅合金阳极腐蚀速度、提高合金机械强度、增加氧化膜密度的合金添加剂,有促使正极板栅变形减小的作用。同时,极板的伸长率与其外形也有很大关系,增加极板的面积会大大减少其伸长率。

 

3.极板腐蚀变形的原因

由于在蓄电池充电时正极板栅的铅处于热力学不稳定状态,它有力图转化为氧化程度更高的化合物(二氧化铅)的趋向,使板栅持续地受到腐蚀直到腐烂。另外,当电解液中含有对板栅有腐蚀作用的酸类或其它有机物盐类时,都会加速板栅的腐蚀。在充、放电循环中,正极板活性物质的活动能力强,所以正极板栅更容易腐烂。为了提高正极板栅的抗腐蚀性能,多在浇铸板栅的铅锑合金中添加结晶变型剂,以改善正极板栅氧化膜的保护性能,增强其抗腐蚀性。

 

常见造成正极板栅腐蚀变形的具体原因:一是电解液内含有超量的杂质。在起动用铅蓄电池电解液中,若含有对正极板栅有侵蚀作用的酸类或其它有机物盐类,都会逐渐腐蚀正极板栅。这些对正极板栅有害的酸类和盐类可能来自硫酸或蒸馏水中,也可能从隔板或其它部件里浸出。二是正极板栅受腐蚀的过程也是氧化膜生成的过程,因此板栅的线性尺寸有所增加,这就造成了板栅的变形或胀大。三是电解液密度和温度的影响,低温、大电流放电会促使正极板上的活性物质脱落。四是在正极板栅处于阳极极化的条件下,经常过量充电是造成正极板栅腐蚀的主要原因。五是由于蓄电池在使用中反复充电、放电,化学反应中的不可逆因素使极板逐渐变质,这是蓄电池正常的损坏形式。

 

放电条件对正极活性物质的脱落有较大影响,因此应尽量避免低温、大电流放电。电解液的密度应按规定配制,对于含有杂质的电解液应予以更换。对于正极板栅正常损坏的蓄电池,可以更换极板组,然后按初充电规范进行充电。对于正极板栅腐蚀变形的蓄电池可进行拆检,严重者应予以更换。

 

4.极板腐蚀变形的预防及补救措施

 

为了提高正极板栅的抗腐蚀性能,可在浇铸板栅的铅锑合金中添加结晶变型剂(效果较好的结晶变型剂有银、砷、钙等),以改善正极板栅氧化膜的保护性能,或者对板栅进行热处理,使板栅内、外成分均匀,结晶细致,也可达到抗腐蚀、抗变形的效果。

 

对于腐蚀较轻的铅蓄电池,若电解液中有杂质,应更换符合规定的电解液,同时清除沉淀物,彻底清洗极板、隔板、电池槽,装好后经过充电即可重新使用。对于腐蚀较重的铅蓄电池,如果电解液密度过高,可用蒸馏水将电解液密度调到规定标准,注意不要过量充电,一般仍可继续应用。

 

对于已到寿命中期以后的蓄电池,若发现正极板栅腐蚀,一般不要拆修,能勉强使用先尽量维持使用,到寿命终止后再更换新极板。对于腐蚀严重的蓄电池,如板栅已经断裂,活性物质呈块粒状脱落,则无法补救,需要更换新极板,更换后进行初充电(干荷电极板不需初充电)即可使用。

 

蓄电池是一种化学电源,它的工作有一定的规律性,使用寿命是它的重要性能指标之一,而它的主要缺点就是使用寿命较短,导致使用寿命缩短的主要原因就是板栅腐蚀变形。因此,只有掌握蓄电池的工作规律,正确地使用和维修,才能保证其良好的工作性能,延长蓄电池的使用寿命。

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