Ausfallarten von Blei-Säure-Batterien
Aufgrund der Unterschiede in den Plattentypen, Herstellungsbedingungen und Verwendungsmethoden sind die Gründe für den Ausfall von Batterien unterschiedlich. Zusammenfassend hat der Ausfall von Blei-Säure-Batterien folgende Situationen:
↘ Korrosionsvariante der positiven Platte
Derzeit werden drei Arten von Legierungen in der Produktion verwendet: traditionelle Blei-Antimon-Legierungen mit einem Antimongehalt von 4 bis 7 Massenprozent; Antimonarme oder ultraarme Antimonlegierungen mit einem Antimongehalt von 2 Massen-% oder weniger als 1 Massen-% Anteil, die Zinn, Kupfer, Cadmium, Schwefel und andere modifizierte Kristallmittel enthalten; Blei-Kalzium-Reihe, eigentlich Blei-Kalzium-Zinn-Aluminium-Quartärlegierung, der Gehalt an Kalzium beträgt 0,06% bis 0,1% Massenanteil. Die aus den oben genannten Legierungen gegossenen positiven Gitter werden während des Ladevorgangs der Batterie zu Bleisulfat und Bleidioxid oxidiert, was schließlich zum Verlust der Funktion der unterstützenden Wirkstoffe und zum Ausfall der Batterie führt; oder aufgrund der Bildung einer Bleidioxid-Korrosionsschicht zu Bleidioxid führen. Die Legierung erzeugt Spannungen, wodurch das Gitter wächst und sich verformt. Wenn die Verformung 4 % übersteigt, wird die gesamte Platte zerstört und das aktive Material fällt aufgrund eines schlechten Kontakts mit dem Gitter oder eines Kurzschlusses an der Stromschiene ab.
↘ Das aktive Material der positiven Platte fällt ab und erweicht
Neben dem durch das Wachstum des Gitters verursachten Abwurf des Aktivmaterials wird durch das wiederholte Laden und Entladen auch die Bindung zwischen den Bleidioxidpartikeln gelockert, aufgeweicht und vom Gitter gelöst. Eine Reihe von Faktoren, wie die Herstellung des Gitters, die Festigkeit der Anordnung und die Lade- und Entladebedingungen, haben alle einen Einfluss auf das Erweichen und Ablösen des aktiven Materials der positiven Platte.
↘ Irreversible Sulfatierung
Wenn die Batterie zu stark entladen und längere Zeit in entladenem Zustand gelagert wird, bildet ihre negative Elektrode einen groben Bleisulfatkristall, der nur schwer aufgeladen werden kann. Dieses Phänomen wird als irreversible Sulfatierung bezeichnet. Eine leichte irreversible Sulfatierung kann immer noch durch einige Methoden wiederhergestellt werden. In schweren Fällen fällt die Elektrode aus und kann nicht aufgeladen werden.
↘ Vorzeitiger Kapazitätsverlust
Wenn die Gitterlegierung wenig Antimon oder Blei-Kalzium enthält, fällt die Kapazität im frühen Stadium der Batterienutzung (etwa 20 Zyklen) plötzlich ab, wodurch die Batterie wirkungslos wird.
↘ Starke Anreicherung von Antimon auf Wirkstoffen
Das Antimon auf dem positiven Gitter wird mit dem Zyklus teilweise auf die Oberfläche des aktiven Materials der negativen Platte übertragen. Da die Überspannung der H+-Reduktion auf Antimon etwa 200 mV niedriger ist als auf Blei, sinkt die Ladespannung, wenn sich Antimon ansammelt, und der große Teil des Stroms wird für die Wasserspaltung verwendet, und die Batterie wird nicht richtig geladen.
Der Antimongehalt des Negativelektroden-Aktivmaterials der Blei-Säure-Batterie wurde mit einer Ladespannung von nur 2,30 V getestet, und es wurde festgestellt, dass der Antimongehalt in der Oberflächenschicht des Negativelektroden-Aktivmaterials 0,12 % bis 0,19 erreichte % Massenanteil. Für einige Batterien, wie z. B. Batterien für U-Boote, gibt es bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Wasserstoffentwicklung von Batterien. Das aktive Material der negativen Batterieelektrode mit einer Wasserstoffentwicklung, die den Standard überstieg, wurde getestet, und der durchschnittliche Antimongehalt erreichte einen Massenanteil von 0,4 %.
↘ Thermischer Ausfall
Bei wartungsarmen Akkus darf die Ladespannung eine Einzelzelle von 2,4 V nicht überschreiten. Bei der tatsächlichen Verwendung, wie z. B. in Automobilen, kann der Spannungsregler außer Kontrolle geraten, die Ladespannung zu hoch und der Ladestrom zu groß sein, und die erzeugte Wärme wird die Temperatur des Batterieelektrolyts erhöhen, was zu einer Abnahme führt im Innenwiderstand der Batterie; Verbesserter Ladestrom. Der Temperaturanstieg der Batterie und der übermäßige Strom verstärken sich gegenseitig, was letztendlich unkontrollierbar ist und dazu führt, dass sich die Batterie verformt, reißt und ausfällt. Während thermisches Durchgehen kein häufiger Fehlermodus für Blei-Säure-Batterien ist, ist es nicht ungewöhnlich. Achten Sie bei der Verwendung auf das Phänomen, dass die Ladespannung zu hoch ist und sich der Akku erwärmt.
↘ Korrosion der Minusschiene
Unter normalen Umständen gibt es kein Korrosionsproblem im negativen Gitter und in der Sammelschiene, aber in der ventilregulierten versiegelten Batterie, wenn der Sauerstoffkreislauf hergestellt ist, ist der obere Raum der Batterie im Wesentlichen mit Sauerstoff gefüllt und die Sammelschiene ist mehr oder weniger Elektrolyt im Diaphragma. Die Laschen klettern bis zu den Stromschienen. Die Legierung der Stromschiene wird oxidiert, um weiter Bleisulfat zu bilden. Wenn die Elektrodenlegierung der Stromschiene nicht richtig ausgewählt ist, gibt es Schlackeneinschlüsse und Lücken in der Stromschiene, und die Korrosion vertieft sich entlang dieser Lücken, was dazu führt, dass sich die Laschen von der Stromschiene lösen und die negative Platte versagt.
↘ Membranperforation verursacht Kurzschluss
Einzelne Arten von Membranen, wie z. B. PP (Polypropylen)-Membranen, haben große Porengrößen, und die PP-Sicherung verschiebt sich während des Gebrauchs, was zu großen Poren führt, und das aktive Material kann während des Ladens und Entladens durch die großen Poren dringen und Mikro- Kurzschlüsse, die Batterie fällt aus.
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