Por qué fallan las baterías de plomo-ácido：modos de fallo de las baterías de plomo-ácido.

En comparación con las baterías ordinarias de plomo-ácido, las baterías selladas de plomo-ácido reguladas por válvula tienen una larga vida útil de diseño (15~20 años), y son relativamente sencillas de utilizar y mantener, pero su vida útil real es muy inferior a la de diseño, y algunas sólo pueden utilizarse durante 2~3 años. años son incluso más cortos. Las razones de la corta vida de las baterías VRLA son las siguientes: una es el problema de calidad del producto, la segunda viene determinada por la estructura especial de las baterías VRLA, y la tercera son los métodos inadecuados de uso y mantenimiento.

Debido a las razones anteriores, los modos de fallo de las baterías de plomo-ácido son mayores que los de las baterías de plomo ordinarias. Los modos de fallo comunes de las baterías de plomo-ácido son la vulcanización y la pérdida de agua. Corrosión de la rejilla positiva, cortocircuitos internos, embalamiento térmico, pérdida prematura de capacidad y corrosión de las barras colectoras de la rejilla negativa, etc.

Vulcanización

Parte del material activo de las placas positiva y negativa de la batería de plomo se convierte gradualmente en el producto sulfato de plomo con partículas gruesas, que no puede convertirse en una reacción reversible entre el dióxido de plomo y el plomo esponjoso durante la carga, lo que se denomina sulfatación de la placa. denominada vulcanización.

En el caso del uso normal de las baterías de plomo-ácido, la mayor parte de los materiales activos de la placa se convertirán en cristales blandos y finos de sulfato de plomo después de la descarga. Estos pequeños cristales se distribuyen uniformemente en el material activo poroso, que es fácil de cargar durante la carga. Funciona en contacto con el electrolito y restaura las sustancias activas originales dióxido de plomo y plomo esponjoso.

Fenómeno de vulcanización

① Fenómeno durante el alta.
a. Disminución de la capacidad: El material activo de la batería vulcanizada se ha convertido en cristales de grano grueso y no puede volver al estado cargado de dióxido de plomo y plomo esponjoso, por lo que la capacidad es muy inferior a la normal, y su capacidad es muy inferior a la normal cuando se descarga Descargue primero la batería.

b. Baja tensión terminal: El voltaje terminal de la batería está relacionado con la densidad del electrolito, mientras que la densidad del electrolito de la batería vulcanizada es baja, y no se puede recuperar incluso durante el proceso de carga, por lo que el voltaje terminal es correspondientemente bajo.

c. Baja densidad del electrolito: La sulfatación se produce cuando la batería está en estado de descarga durante mucho tiempo o está insuficientemente cargada, por lo que la densidad del electrolito será cada vez menor. En las baterías ordinarias de plomo-ácido pueden observarse los fenómenos anteriores, pero la batería sellada de plomo-ácido regulada por válvula es una estructura sellada, por lo que sólo pueden observarse los dos primeros fenómenos.

② Fenómeno durante la carga
a. La tensión terminal aumenta rápidamente: debido a la gran resistencia interna de la batería vulcanizada, la tensión terminal de la batería aumenta más rápidamente que la de la batería normal durante la carga a corriente constante. El método de carga utilizado por la batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula es el método de limitación de corriente y tensión constante, por lo que la primera etapa de carga de la batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula terminará pronto.

b. Descomposición prematura del agua: Debido a que el voltaje del terminal aumenta rápidamente durante la carga, pronto alcanzará el voltaje de descomposición del agua de 2,3V.

Si se trata de una batería de plomo-ácido ordinaria, habrá desgasificación. La estructura de sellado de la batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula hace que sea imposible observar el fenómeno de descomposición del agua, y la tensión constante del método de tensión constante de limitación de corriente es de aproximadamente 2,3 V, y no habrá descomposición de una gran cantidad de agua, pero debido a la vulcanización de la batería No es fácil cargar en electricidad después, por lo que casi toda la corriente de la carga de tensión constante de segunda etapa se utiliza para la descomposición del agua.

La densidad del electrolito aumenta lentamente: la reacción de carga de la batería de plomo liberará ácido sulfúrico, pero la reacción de carga normal de la batería de sulfuro no puede producirse, por lo que la densidad del electrolito aumenta lentamente o incluso no aumenta.

③ Cambios en la resistencia interna. La razón principal del aumento de la resistencia interna de la batería de sulfuro es que las partículas gruesas de PbSO4 bloquean los microporos y provocan una gran polarización de concentración, lo que aumenta la resistencia interna de polarización de la batería. Cuando la vulcanización de la batería es grave, lo que provoca una pérdida de más de 50% de la capacidad de la batería, causará un rápido aumento de la resistencia interna de la batería.

④ El color y el estado de la placa. El sulfato de plomo producido por la vulcanización son partículas blancas y duras, y su volumen es mayor que el del plomo, por lo que la superficie de la placa negativa de la batería es rugosa, y la superficie de la placa es irregular. Debido a que la vulcanización se produce principalmente en la placa negativa, en las baterías de plomo-ácido ordinarias, se puede encontrar observando el color de la placa negativa, es decir, la placa negativa es de color blanco grisáceo, y en casos graves, hay manchas blancas en la superficie. En las baterías VRLA, sólo puede detectarse diseccionando la batería.

Razones para la vulcanización

Hay muchas razones para la vulcanización de las placas de las baterías de plomo-ácido selladas y reguladas por válvula, pero todas ellas están relacionadas directa o indirectamente con la descarga a largo plazo o la carga insuficiente de la batería. Se pueden resumir de la siguiente manera.

① Estado de descarga de larga duración. Esta es la causa directa de la sulfidación de la batería. Muchas otras razones (como los Artículos ⑧~⑪) causan indirectamente la vulcanización de la batería, que también es causada por la descarga de la batería y haciendo que la batería esté en estado de descarga durante mucho tiempo sin ser cargada a tiempo.

②Carga insuficiente durante mucho tiempo. La parte del material activo que no se ha cargado se vulcaniza debido a que ha estado en estado de descarga durante mucho tiempo.Si la tensión de flotación es demasiado baja o la temperatura desciende, la tensión de flotación de la batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula no se eleva, lo que hará que la batería esté en estado de carga insuficiente durante mucho tiempo, provocando un fallo de vulcanización de la batería.

③ A menudo sobrecarga o descarga profunda de corriente pequeña. Esto convertirá las sustancias activas profundamente en la placa en sulfato de plomo, que debe ser sobrecargado para recuperarse, de lo contrario se producirá la vulcanización debido a la falta de recuperación oportuna.

④ No se carga a tiempo después de la descarga. Las baterías de plomo-ácido deben cargarse a tiempo dentro de las 24 horas posteriores a la descarga, de lo contrario. Está vulcanizada y no se puede cargar completamente en el tiempo especificado.

⑤ La carga de ecualización no se realiza a tiempo. En el proceso de utilización de la batería de plomo-ácido, se producirá un fenómeno de desequilibrio. La razón es que la batería ha sido ligeramente vulcanizada, y debe ser equilibrada para eliminar la vulcanización, de lo contrario la vulcanización será cada vez más grave.

⑥ Ausencia de carga y mantenimiento regulares durante el almacenamiento. Las baterías de plomo-ácido pierden su capacidad debido a la autodescarga durante el almacenamiento.
Se requiere una carga y un mantenimiento regulares, de lo contrario la batería se descargará durante mucho tiempo.

⑦La cantidad de electrolito disminuye. En las baterías de plomo-ácido ordinarias, el nivel de electrolito disminuye, exponiendo la parte superior de la placa al aire; en las baterías de plomo-ácido selladas reguladas por válvula, es la pérdida de agua la que reduce la saturación del electrolito en el diafragma, haciendo que la placa no sea efectiva. En contacto con el electrolito, el material activo se vulcaniza porque no puede participar en la reacción.

⑧ Cortocircuito interno. El material activo de la parte en cortocircuito se encuentra en estado de descarga durante mucho tiempo porque no puede producirse la reacción de carga.

⑨ Autodescarga grave. La autodescarga convertirá rápidamente el plomo recuperado o el dióxido de plomo en sulfato de plomo descargado. Si la autodescarga es grave, no podrá cargarse.

⑩ La densidad del electrolito es demasiado alta. Si la densidad es demasiado alta, la velocidad de autodescarga de la batería se acelera, y es fácil que se formen cristales gruesos en la capa interna de la placa del electrodo. Además, una densidad demasiado alta hará que se malinterprete que la batería es suficiente y se sobredescargue durante la descarga, y que se piense erróneamente que la batería ha llegado al final de la carga cuando se está cargando, pero en realidad está infracargada, lo que a la larga conduce a la vulcanización.

⑪ La temperatura es demasiado alta. Si la temperatura es demasiado alta, la velocidad de autodescarga de la batería se acelerará, y es fácil que se formen cristales gruesos en la capa interna de la placa del electrodo.

Tratamiento de vulcanización

① Método de sobrecarga. Cuando el grado de vulcanización de la batería de plomo-ácido es leve, se puede utilizar el método de sobrecarga. Es decir, se utiliza un instrumento especial de carga-descarga para sobrecargar la batería vulcanizada durante mucho tiempo sola.

② Método de carga y descarga repetida. Cuando el grado de vulcanización de la batería de plomo-ácido es grave y no se puede recuperar por el método de sobrecarga, se puede utilizar el método de carga y descarga repetida. Si existe un instrumento especial de carga-descarga para reparar baterías atrasadas para baterías de plomo-ácido selladas reguladas por válvula, se puede utilizar directamente para el tratamiento de carga-descarga inversa. De hecho, las baterías de plomo selladas reguladas por válvula con vulcanización grave suelen ir acompañadas de pérdida de agua. Por lo tanto, si el efecto de recuperación de la capacidad no es bueno, puede intentar abrir la batería y añadir lo adecuado.

Cantidad de agua pura, y luego tratar el fallo de vulcanización. Si no hay ningún instrumento especial de carga y descarga, puede abrir la batería y añadir una cantidad adecuada de agua pura, y luego utilizar el método de tratamiento de la vulcanización de las baterías de plomo-ácido ordinarias.

③ Método de carga por impulsos. Tratar la vulcanización con carga de pulsos es una tecnología de recuperación de capacidad que ha surgido en los últimos años, y este método debe llevarse a cabo con un equipo especial de carga de pulsos. Existen dos métodos de reparación con este instrumento, en línea y fuera de línea.

a. Reparación en línea: conecte el protector que puede generar la fuente de impulsos a los polos positivo y negativo de la batería en paralelo, y cuando se conecte la alimentación, habrá una salida de impulsos a la batería. La característica de este método de reparación es que requiere menos energía y puede conectarse en paralelo en ambos extremos de la batería durante todo el año, pero la velocidad de reparación es relativamente lenta. Este método no sólo puede reparar la batería vulcanizada, sino que también puede inhibir la vulcanización de la batería normal. b. Reparación fuera de línea: El instrumento de reparación puede generar pulsos rápidos, la corriente de pulso es relativamente grande, y la frecuencia de pulsos es relativamente alta, se utiliza principalmente para reparar baterías vulcanizadas.

Deshidratación

La pérdida de agua se refiere al fenómeno por el que el electrolito de la batería disminuye debido a la eficiencia de recombinación del oxígeno inferior a 100% y a la evaporación del agua, lo que provoca el escape de agua, que causa la reducción de la cantidad de agua en la batería, lo que a su vez hace que el rendimiento de descarga de la batería disminuya significativamente. Los estudios han demostrado que cuando la pérdida de agua en la batería alcanza los 3,5mL/Ah, la capacidad de descarga de la batería será inferior a 75% de la capacidad nominal.

La batería falla cuando la pérdida de agua alcanza 25%. La mayoría de las razones de la disminución de la capacidad de las baterías VRLA se deben a la pérdida de agua en la batería. Una vez que la batería pierde agua, provocará que las placas positivas y negativas de la batería queden fuera de contacto con el diafragma o que el suministro de ácido sea insuficiente, haciendo que la batería no descargue electricidad porque el material activo no puede participar en la reacción electroquímica.

El fenómeno de la deshidratación

Cuando la batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula pierde agua, debido a su estructura de sellado y electrolito pobre, la pérdida de agua no puede observarse directamente a simple vista como en la batería de plomo-ácido ordinaria (el contenedor es transparente).
① Cambios en la resistencia interna: Cuando la batería pierde agua seriamente, lo que resulta en una pérdida de más de 50% de la capacidad de la batería, causará un rápido aumento de la resistencia interna de la batería.
② Fenómeno durante la descarga: El fenómeno durante la descarga es básicamente el mismo que el de la vulcanización, es decir, tanto la capacidad como la tensión terminal de la batería caen. Esto se debe a que tras la pérdida de agua, parte de la placa del electrodo no puede entrar en contacto efectivo con el electrolito, y parte de la capacidad se pierde, y la tensión de descarga también cae.
③ Fenómeno durante la carga: Después de que la batería pierde agua, pierde parte de su capacidad, por lo que la primera etapa de carga termina rápidamente, es decir, la batería no se puede cargar.

Se puede ver que el fenómeno después de que la batería pierde agua es básicamente el mismo que el fenómeno de vulcanización. De hecho, existe una conexión entre estos dos fallos, es decir, la sulfidación acelerará la pérdida de agua, y la pérdida de agua debe ir acompañada de la aparición de la sulfidación. En circunstancias normales, siempre y cuando el mantenimiento se lleve a cabo de acuerdo con las normas pertinentes, la posibilidad de fallo de vulcanización es muy pequeña, pero el funcionamiento normal durante mucho tiempo reducirá gradualmente el contenido de agua. Por lo tanto, una vez que la capacidad disminuye y no se puede cargar, básicamente Se puede juzgar que hay demasiada pérdida de agua dentro de la batería.

Razones de la deshidratación

①Recombinación incompleta del gas: En condiciones normales, la eficiencia de recombinación de gas de las baterías VRLA no puede alcanzar 100%, normalmente sólo 97%~98%, es decir, alrededor de 2%~3% del oxígeno generado en el electrodo positivo no puede ser Absorbido por el electrodo negativo y escapa del interior de la batería. El oxígeno se forma por la descomposición del agua durante la carga, y el escape de oxígeno es equivalente al escape de agua. Aunque 2%~3% de oxígeno no es mucho, la acumulación a largo plazo causará graves pérdidas de agua en la batería.

②Corrosión de la rejilla positiva: La corrosión de la rejilla positiva consume agua.
③Autodescarga: El oxígeno producido por la autodescarga del electrodo positivo puede ser absorbido en el electrodo negativo, pero el hidrógeno producido por la autodescarga del electrodo negativo no puede ser absorbido por el electrodo positivo, y sólo puede escapar a través de la válvula de seguridad, haciendo que la batería pierda agua. Cuando la temperatura ambiente es alta, la autodescarga de la batería se acelera, y la pérdida de agua resultante aumentará.

④La presión de apertura de la válvula de seguridad es demasiado baja: la presión de apertura de la válvula de seguridad de la batería está diseñada de forma poco razonable. Cuando la presión de apertura de la válvula es demasiado baja, la válvula de seguridad se abrirá con frecuencia y se acelerará la velocidad de pérdida de agua.

⑤ Carga de ecualización regular: Durante la carga de ecualización, debido al aumento de la tensión de carga, la cantidad de evolución de oxígeno aumenta, y la presión dentro de la batería también aumenta, y parte del oxígeno escapa de la batería a través de la válvula de seguridad antes de que pueda recombinarse.

⑥ La batería no está bien sellada: equivale a que la presión de apertura de la válvula de seguridad es demasiado baja, y la causa de la pérdida de agua también es la misma.

⑦El control de la tensión de flotación no es estricto: el modo de trabajo de la batería VRLA para la comunicación es la operación de flotación completa, la tensión de flotación tiene un cierto requisito de rango, y se debe realizar la compensación de temperatura, y la elección de su valor tiene un gran impacto en la vida de la batería. grande. Si la tensión de flotación es demasiado alta o no se ajusta en consonancia con el aumento de la temperatura, la batería perderá agua más rápidamente.

⑧ Temperatura ambiente elevada: El efecto directo de la alta temperatura ambiente es causar la evaporación del agua en la batería. Cuando la presión del vapor de agua alcance la presión de apertura de la válvula de seguridad, el agua escapará a través de la válvula de seguridad. Por lo tanto, la temperatura ambiente de las baterías VRLA es muy estricta y debe controlarse a (20±5)℃.

Medidas para reducir la pérdida de agua de las pilas

① Selección correcta y ajuste oportuno de la tensión de flotación: si la tensión de flotación es demasiado alta, la reacción del agua electrolizada de la batería se intensificará, la tasa de evolución del gas aumentará y la pérdida de agua aumentará inevitablemente; si la tensión de flotación es demasiado baja, aunque la pérdida de agua en la batería puede reducirse la velocidad, pero es propensa a causar sulfatación de la placa. Por lo tanto, la tensión de flotación debe ajustarse a tiempo en función de la corriente de carga del sistema de alimentación, la frecuencia de los cortes de energía, la temperatura de la batería y la edad del pack de baterías.

②Mantenga una temperatura ambiente adecuada: mantenga la temperatura ambiente dentro del intervalo de (20±5)°C en la medida de lo posible para que la temperatura interna de la batería no supere los 30 °C y la temperatura ambiente de la sala del ordenador no supere los 35 °C.

③ Compruebe regularmente la resistencia interna (o conductancia) de la batería: Aunque la medición de la conductancia de la batería con un medidor de conductividad puede juzgar la calidad de la batería, cuando la capacidad del paquete de baterías es más de 50% de la capacidad nominal, el valor de conductancia medido es casi no.

Cambio, sólo cuando la capacidad es inferior a 50% de la capacidad nominal, el valor de conductancia de la batería caerá rápidamente. Por lo tanto, cuando la capacidad de cada célula individual de la batería es superior a 80% de la capacidad nominal, la conductancia (o resistencia interna) no puede utilizarse para estimar la capacidad de la batería y predecir su vida útil. Sin embargo, para la misma batería, una vez que se comprueba que la resistencia interna es anormal
aumento, es probable que esté causado por la deshidratación.

Tratamiento de la deshidratación

El proceso de tratamiento de la pérdida de agua es: abrir la tapa de la batería → añadir agua pura → tratar el fallo de vulcanización → sellar la batería.
①Agregue adecuadamente agua pura. Cuando la batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula tiene un fallo de pérdida de agua, puede intentar añadir agua pura. El método específico es el siguiente.
a. Abra la tapa de la batería: Debido a que la batería VRLA no es una batería completamente sellada, existe un canal de escape, por lo que la tapa de la batería y la ranura de la batería suelen estar unidas sólo parcialmente, es decir, se deja un hueco para el escape. La tapa de la batería puede abrirse con la herramienta adecuada siempre que se encuentre el lugar de unión.

b. Añada una cantidad adecuada de agua pura: Preste atención a la cantidad adecuada cuando añada agua pura a la batería, ya que la batería sellada de plomo-ácido regulada por válvula es una batería pobre en líquido, añadir demasiada agua bloqueará el canal de gas y afectará a la eficiencia de recombinación del oxígeno. Sin embargo, la baja eficiencia de recombinación del oxígeno hará que el exceso de agua se consuma continuamente, y finalmente la batería se convertirá en una batería pobre en líquido. Sin embargo, si se añade demasiada agua
Si el electrolito está en estado fluido, la pila colocada de lado tendrá fugas.

② Tratar el fallo de vulcanización. Dado que las baterías con pérdida de agua van acompañadas de fallos de vulcanización, después de añadir una cantidad adecuada de agua pura, se debe eliminar la vulcanización de acuerdo con el método para tratar los fallos de vulcanización. Una vez restablecida la capacidad de la batería, séllela con adhesivo. Al sellar, preste atención a dejar un cierto espacio de aire entre la tapa de la batería y la ranura de la batería.

Corrosión positiva de la rejilla

La corrosión de la rejilla positiva significa que la rejilla se vuelve más fina o incluso se rompe debido a la reacción de oxidación anódica de la rejilla positiva cuando la batería se sobrecarga, lo que empeora el contacto eléctrico entre el material activo y la rejilla, afectando así al rendimiento de carga y descarga de la batería.
elefante.

Causas de la corrosión de las rejillas positivas

La razón principal de la corrosión de la rejilla positiva es que el plomo de la rejilla sufre una reacción de anodización cuando se carga o sobrecarga. La ecuación de reacción química correspondiente es:

Cuando la rejilla contiene antimonio, se producen simultáneamente las siguientes reacciones:

La reacción anterior se acelerará cuando la tensión de flotación y la temperatura sean demasiado elevadas, provocando un aumento de la velocidad de corrosión de la rejilla positiva, y la batería perderá agua debido al consumo de agua por la reacción de corrosión.

El fenómeno de la corrosión positiva de la rejilla

Cuando la corrosión de la rejilla positiva no es grave y el contacto eléctrico entre el material activo y la rejilla no se ha visto afectado, diversas características de la batería, como la tensión, la capacidad y la resistencia interna, no presentan anomalías significativas. Sin embargo, cuando la corrosión de la rejilla positiva es tan grave que la rejilla se rompe parcialmente, la batería experimentará una caída de tensión, una fuerte disminución de la capacidad y un aumento de la resistencia interna durante la descarga.

Si la corrosión también se produce en la posición del polo para romperlo, el polo positivo generará calor durante la descarga.

Prevención de la corrosión de la rejilla positiva

Para ralentizar la velocidad de corrosión de la rejilla positiva, deben realizarse los siguientes puntos durante su uso:

a. No sobrecargue con frecuencia.

b. No utilice la batería en un entorno con altas temperaturas.

c. Ajustar la tensión de flotación de la batería en función de la temperatura ambiente. Cabe señalar que cuando la temperatura es demasiado baja, para garantizar que la batería esté en estado de carga, es necesario aumentar la tensión de flotación a un valor relativamente alto, lo que también tiene el riesgo de provocar la corrosión de la red. utilizado en el medio ambiente.

Cortocircuito interno

El cortocircuito interno se refiere al microcortocircuito dentro de la batería, es decir, al fenómeno de cortocircuito local entre los electrodos positivo y negativo.

El fenómeno del cortocircuito interno

Después de cortocircuitar la batería de plomo-ácido, el fenómeno de descarga es básicamente el mismo que el fenómeno de descarga durante la vulcanización, y el fenómeno durante la carga es diferente al de la batería vulcanizada.

El fenómeno durante la carga es el siguiente: la tensión de la batería es significativamente inferior al valor normal durante la carga de corriente constante y la etapa de limitación de corriente de la carga de tensión constante con limitación de corriente; la temperatura del electrolito es superior (normalmente superior a la de la batería vulcanizada) y la velocidad de subida es rápida ; La densidad del electrolito sube muy lentamente, o incluso no sube (en las baterías inundadas). Por lo tanto, según el fenómeno durante la carga, es posible distinguir si la batería tiene un fallo de cortocircuito o un fallo de vulcanización.

Causas de cortocircuito interno

Las principales razones del cortocircuito de la batería son: el separador está dañado o la placa está doblada, lo que provoca que el separador esté dañado, haciendo que el positivo y el negativo. 
Las placas están conectadas y cortocircuitadas; el material activo se ha caído demasiado y los depósitos de la parte inferior son demasiado altos, lo que provoca que los bordes inferiores de las placas positiva y negativa estén en contacto entre sí.
Conectado y cortocircuitado; otros conductores cayeron entre las placas positiva y negativa, haciendo que las placas positiva y negativa estuvieran conectadas y cortocircuitadas.

Método de eliminación del cortocircuito interno

Los métodos para tratar los fallos de cortocircuito varían en función de la causa específica. Los métodos específicos son:
①Si el separador está dañado, sustitúyalo por uno nuevo;

②Si el separador se daña debido a la flexión de la placa polar, puede manipularse según el grado de flexión: si la placa polar está ligeramente doblada, sustituya el nuevo separador; si la placa polar está muy doblada, sustituya la placa polar o la batería;

③ Si la sustancia activa cae demasiado y el sedimento del fondo es demasiado alto, retire la sustancia activa caída;

④ Cuando caen otros conductores entre las placas positiva y negativa, si se trata de un recipiente transparente, se puede introducir un palillo de plástico entre las placas positiva y negativa desde el orificio de inyección para sacar el objeto de cortocircuito; si se trata de un recipiente opaco, se puede utilizar primero la tasa de 1h. Descargue el valor de corriente a 1,8V, luego retire el pegamento de sellado, saque la placa del polo y luego saque el objeto de cortocircuito, y sustitúyalo por un nuevo separador si es necesario.

El método de tratamiento antes mencionado es adecuado para la batería de plomo-ácido ordinaria para el arranque, y ahora la batería de plomo-ácido para el arranque es en su mayoría batería de plomo-ácido sellada regulada por válvula. Cabe señalar que las baterías con cortocircuito van acompañadas de fallos de vulcanización. Una vez eliminados los fallos de cortocircuito, se debe llevar a cabo el tratamiento de vulcanización.

Fuga térmica

La fuga térmica se refiere al fenómeno de que la corriente de carga flotante de la batería y la temperatura tienen un aumento mutuo acumulativo durante la carga a tensión constante, lo que provoca que la batería se dañe debido a una temperatura excesiva.

El fenómeno del desbordamiento térmico

Cuando se produce un desbordamiento térmico, la temperatura de la batería es demasiado alta. En casos graves, la batería se deformará y se descargará un gas con olor a huevo podrido, e incluso puede producirse una explosión.

Causas del desbordamiento térmico

①La reacción de recombinación del oxígeno es exotérmica. La reacción de recombinación del oxígeno producido por el electrodo positivo en el electrodo negativo es una reacción exotérmica. Si no se puede liberar el calor liberado por la reacción, la temperatura de la pila aumentará.

②La estructura de la batería no favorece la disipación del calor. Las características estructurales de las baterías de plomo-ácido selladas reguladas por válvula son el sellado, el electrolito pobre y el ajuste hermético de los diafragmas de fibra de vidrio fina (materiales aislantes), que no favorecen la disipación del calor. Es decir, esta batería no es como una batería inundada, que puede disipar el calor generado en la batería mediante el escape, una gran cantidad de electrolito y una disposición no estanca entre las placas.

③La temperatura ambiente es alta. Cuanto mayor sea la temperatura ambiente, menos propicia será la disipación de calor de la batería, y el aumento de la temperatura aumentará la corriente de flotación de la batería, y la corriente de flotación y la temperatura aumentarán mutuamente. Por lo tanto, el dispositivo de carga debe tener una función de compensación de temperatura, es decir, cuando la temperatura sube, la tensión de flotación debe bajar.

④La tensión de flotación es demasiado alta. Si la tensión de flotación es demasiado alta, la corriente de flotación aumentará y la temperatura de la batería subirá.

Prevención del desbordamiento térmico

Las principales razones del desbordamiento térmico son las siguientes.
①El equipo de carga añade funciones de compensación de temperatura y limitación de corriente;
②Controlar estrictamente la calidad de la válvula de seguridad y diseñar una presión de apertura de la válvula razonable para disipar el calor mediante la descarga del exceso de gas;
③ Instale las pilas razonablemente y deje un espacio adecuado entre ellas;
④Coloque la batería en una habitación bien ventilada y mantenga una temperatura interior adecuada.

Pérdida temprana de capacidad

La pérdida temprana de capacidad de la batería se refiere al fenómeno de que la capacidad de la batería disminuye en la fase temprana de la vida útil debido a la falta de ciertos elementos en la red positiva o al método de uso inadecuado.

El fenómeno de la pérdida precoz de capacidad

①El electrodo negativo es normal pero la capacidad del electrodo positivo disminuye;
② No hay corrosión evidente en la rejilla positiva ni en el colector de líquido;
③ El material activo positivo no se ablanda ni se desprende;
④ Tras la carga, el contenido positivo de PbO2 es normal (PbO2>85%).
⑤ La capacidad normal todavía se puede dar durante la descarga de baja tasa;
⑥ La tasa de disminución de la capacidad es rápida (hasta 5%/ciclo, y la más lenta es muy superior a la de la batería normal tradicional);
⑦ Es reversible, es decir, se puede recuperar la capacidad.

Razones de la pérdida temprana de capacidad

①La falta de ciertos elementos en la rejilla positiva. Para reducir la autodescarga de las baterías VRLA, deben utilizarse aleaciones sin antimonio o con bajo contenido de antimonio (como las aleaciones de plomo-calcio) como material de la rejilla positiva, lo que provoca una pérdida temprana de capacidad de la batería. Causada por la falta de antimonio en la aleación. Más tarde, se descubrió que añadir estaño a la aleación, es decir, utilizar una aleación de plomo-calcio-estaño, puede reducir la pérdida temprana de capacidad de la batería. Así pues, la falta de determinados elementos (como Sb o Sn) en la rejilla positiva provocará una pérdida temprana de capacidad.

② Uso inadecuado. Los siguientes métodos de uso inadecuado provocarán la pérdida temprana de capacidad de la batería: a. Durante el ciclo de uso, la densidad de corriente de carga inicial es demasiado baja; b. La tensión de carga no es lo suficientemente alta durante la carga de flotación; c. Sobredescarga profunda frecuente;
d. La capacidad de carga suele ser superior a 120% de la capacidad de la batería y se descarga continuamente a un ritmo elevado.

Gestión de la pérdida temprana de capacidad

La capacidad de una batería que sufre una pérdida temprana de capacidad puede recuperarse. El método específico es el siguiente: primero aumente la corriente de carga inicial a 0,3~0,5C, luego utilice una pequeña corriente para compensar la carga y, por último, almacene la batería totalmente cargada en condiciones ambientales de 40~60℃, y descárguela con una pequeña corriente inferior a 0,05C hasta 0V. Cuando el voltaje de la batería alcance la mitad del voltaje nominal, la velocidad de descarga será muy lenta. Repita esto varias veces para restaurar la capacidad de la batería.

Corrosión de la rejilla negativa y la barra colectora

En circunstancias normales, no hay problemas de corrosión en la rejilla negativa y la barra colectora de la batería, pero en la batería sellada regulada por válvula, cuando se produce el ciclo de recombinación de oxígeno, el espacio superior de la batería se llena de oxígeno, y cuando el electrolito de la membrana sube por las lengüetas al llegar a la barra colectora, la aleación de la barra colectora se oxidará gradualmente hasta formar sulfato de plomo. Si la aleación del electrodo de la barra colectora no se selecciona adecuadamente o la calidad de la soldadura no es buena, habrá impurezas o huecos en la barra colectora, y la corrosión se profundizará a lo largo de estos huecos, haciendo que las lengüetas se desconecten de la barra colectora, y la batería sellada regulada por válvula se dañará debido a la corrosión de la placa negativa. inválida.

Factores que provocan los modos de fallo de las baterías de plomo-ácido

De lo anterior se desprende que los distintos modos de fallo de las baterías de plomo-ácido VRLA pueden deberse a diversos factores, como factores de uso, factores estructurales y la influencia de otros modos de fallo de las baterías de plomo-ácido.

Factores de uso

Diversos factores de uso adversos, como una tensión y una corriente de flotación altas o bajas, una temperatura ambiente alta o baja, una alta densidad del electrolito, una sobrecarga, una sobredescarga, unos métodos de carga y mantenimiento inadecuados, etc., provocarán uno o más En este modo de fallo, la tensión de flotación es demasiado baja, la carga no se realiza a tiempo después de la descarga, la carga a largo plazo es insuficiente, el estado de descarga a largo plazo, la densidad del electrolito es demasiado alta, la temperatura es demasiado alta, la placa del electrodo está expuesta, etc., provocarán la vulcanización.

Si la temperatura es demasiado alta o la tensión de flotación es demasiado alta, se producirá una pérdida de agua o un embalamiento térmico. Como la temperatura es demasiado alta, el agua se evaporará. Si la tensión de flotación es demasiado alta, es decir, la corriente de flotación es demasiado grande, la eficiencia de recombinación del oxígeno disminuirá y la batería perderá agua. El aumento de fase de la temperatura y la corriente de flotación provocará el desbordamiento térmico.

Una temperatura excesiva y una sobrecarga prolongada provocarán la corrosión de la rejilla positiva. Durante el ciclado, la densidad de corriente de carga inicial es demasiado baja, la tensión de flotación es demasiado baja, la sobredescarga profunda, la capacidad de carga superior a 120% y la descarga continua a alta velocidad son las causas de la carga prematura. El principal factor de pérdida de capacidad La sobrecarga puede provocar la formación de dendritas de plomo en la placa negativa de la batería, que pueden crecer a lo largo de los grandes poros del separador perpendiculares al separador y acabar provocando un microcortocircuito en la batería.

Factores estructurales

Las características estructurales de las baterías VRLA, como el sellado, el electrolito pobre, el ajuste hermético, el diafragma de fibra de vidrio ultrafino y la rejilla de oro sin antimonio, pueden ser factores potenciales causantes de determinados modos de fallo de las baterías de plomo-ácido. La estructura sellada hace imposible que la batería añada agua para complementar la pérdida de agua causada por la evaporación del agua y la reducción de la eficiencia de recombinación del oxígeno. 

La parte expuesta aumenta gradualmente, y esta parte del material activo se vulcaniza debido a la falta de carga; el sellado, el electrolito deficiente, el montaje hermético y la estructura de fibra de vidrio ultrafina no favorecen la disipación del calor, y la reacción del ciclo compuesto de oxígeno es una reacción exotérmica. Cuando es alta, es fácil que se produzca una fuga térmica; aunque la estructura de fibra de vidrio ultrafina proporciona canales de difusión de oxígeno, también favorece el crecimiento de dendritas de plomo a lo largo del canal, y finalmente provoca el cortocircuito interno de la batería.

Efectos de otros modos de fallo

Existe una relación muy estrecha entre los distintos modos de fallo de las baterías de plomo-ácido de las baterías VRLA. Siempre que se produzca un modo de fallo de la batería de plomo-ácido, pueden aparecer otro o varios modos de fallo de la batería de plomo-ácido, como se muestra en la Figura 6-13.