Modos de falla de las baterías de plomo ácido

Debido a las diferencias en los tipos de placas, condiciones de fabricación y métodos de uso, las razones de la falla de las baterías son diferentes. En resumen, la falla de las baterías de plomo-ácido tiene las siguientes situaciones:

↘ Variante de corrosión de placa positiva

Hay tres tipos de aleaciones actualmente utilizadas en la producción: aleaciones tradicionales de plomo-antimonio, con un contenido de antimonio de 4% a 7% en masa; aleaciones de antimonio bajo o ultrabajo en antimonio, con un contenido de antimonio de 2% en masa o menos de 1% en Fracción en masa, que contengan estaño, cobre, cadmio, azufre y otros agentes cristalinos modificados; Serie de plomo-calcio, en realidad aleación cuaternaria de plomo-calcio-estaño-aluminio, el contenido de calcio es de 0,06% a 0,1% de fracción de masa. Las rejillas positivas fundidas a partir de las aleaciones anteriores se oxidarán en sulfato de plomo y dióxido de plomo durante el proceso de carga de la batería, lo que eventualmente conducirá a la pérdida de la función de soporte de las sustancias activas y la falla de la batería; o debido a la formación de una capa de corrosión de dióxido de plomo, conduce a dióxido de plomo. La aleación produce tensión, lo que hace que la rejilla crezca y se deforme. Cuando la deformación supera el 4%, toda la placa se destruirá y el material activo se caerá debido a un mal contacto con la rejilla o un cortocircuito en la barra colectora.

↘ El material activo de la placa positiva se cae y se ablanda

Además del desprendimiento del material activo causado por el crecimiento de la rejilla, con la carga y descarga repetidas, la unión entre las partículas de dióxido de plomo también se relaja, ablanda y separa de la rejilla. Una serie de factores, como la fabricación de la rejilla, la estanqueidad del conjunto y las condiciones de carga y descarga, inciden en el ablandamiento y desprendimiento del material activo de la placa positiva.

↘ Sulfatación irreversible

Cuando la batería se descarga en exceso y se almacena descargada durante mucho tiempo, su electrodo negativo formará un cristal de sulfato de plomo grueso que es difícil de aceptar la carga. Este fenómeno se denomina sulfatación irreversible. La sulfatación irreversible leve aún puede recuperarse mediante algunos métodos. En casos severos, el electrodo falla y no se puede cargar.

↘ Pérdida prematura de capacidad

Cuando la aleación de la rejilla es baja en antimonio o plomo-calcio, la capacidad cae repentinamente en la etapa inicial de uso de la batería (alrededor de 20 ciclos), lo que hace que la batería sea ineficaz.

↘ Acumulación grave de antimonio en las sustancias activas

El antimonio de la rejilla positiva se transfiere parcialmente a la superficie del material activo de la placa negativa con el ciclo. Dado que el sobrepotencial de reducción de H+ en el antimonio es aproximadamente 200 mV más bajo que el del plomo, el voltaje de carga disminuye cuando se acumula el antimonio, y la mayor parte de la corriente se usa para dividir el agua y la batería no se carga correctamente.

Se probó el contenido de antimonio del material activo del electrodo negativo de la batería de plomo-ácido con un voltaje de carga de solo 2,30 V, y se encontró que el contenido de antimonio en la capa superficial del material activo del electrodo negativo alcanzó 0,12% a 0,19 % fracción de masa. Para algunas baterías, como las baterías para submarinos, existen ciertas restricciones sobre la evolución del hidrógeno de las baterías. Se probó el material activo del electrodo negativo de la batería con una evolución de hidrógeno superior al estándar, y el contenido promedio de antimonio alcanzó una fracción de masa del 0,4%.

↘ Fallo térmico

Para baterías de bajo mantenimiento, se requiere que el voltaje de carga no exceda una sola celda de 2.4V. En el uso real, como en los automóviles, el regulador de voltaje puede estar fuera de control, el voltaje de carga es demasiado alto y la corriente de carga es demasiado grande, y el calor generado aumentará la temperatura del electrolito de la batería, lo que resultará en una disminución. en la resistencia interna de la batería; Corriente de carga mejorada. El aumento de temperatura de la batería y el exceso de corriente se refuerzan mutuamente, lo que finalmente es incontrolable, lo que hace que la batería se deforme, agriete y falle. Si bien la fuga térmica no es un modo de falla frecuente para las baterías de plomo-ácido, no es poco común. Cuando lo use, preste atención al fenómeno de que el voltaje de carga es demasiado alto y la batería se calienta.

↘ Corrosión del embarrado negativo

En circunstancias normales, no hay problema de corrosión en la rejilla negativa y la barra colectora, pero en la batería sellada regulada por válvula, cuando se establece el ciclo de oxígeno, el espacio superior de la batería está básicamente lleno de oxígeno, y la barra colectora es más o menos el electrolito en el diafragma. Las orejetas suben hasta las barras colectoras. La aleación de la barra colectora se oxidará para formar más sulfato de plomo. Si la aleación del electrodo de la barra colectora no se selecciona correctamente, habrá inclusiones de escoria y espacios en la barra colectora, y la corrosión se profundizará a lo largo de estos espacios, lo que provocará que las lengüetas se separen de la barra colectora y la placa negativa fallará.

↘ La perforación del diafragma provoca un cortocircuito

Las variedades individuales de diafragmas, como los diafragmas de PP (polipropileno), tienen poros de gran tamaño, y el fusible de PP se moverá durante el uso, lo que dará como resultado poros grandes, y el material activo puede pasar a través de los poros grandes durante la carga y descarga, causando micro- cortocircuitos, la batería fallará.

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