淺談鉛酸蓄電池的維護(hù)與保養(yǎng)

劉開彬

摘 要：鉛酸蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)是確保電池正常工作，延長其使用壽命的重要措施。文章從鉛酸蓄電池的工作原理出發(fā)，闡述了其充放電過程中的管理措施，并介紹幾種鉛酸蓄電池的常見故障及處理辦法，希望對(duì)鉛酸蓄電池的管理維護(hù)有所借鑒。

關(guān)鍵詞：鉛酸蓄電池；電池充放電；常見故障；維護(hù)保養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TM912.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）30-0168-01

鉛酸蓄電池具有安裝使用方便、容量大等優(yōu)點(diǎn)，在各煤礦企業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。如何確保蓄電池安全使用、降低材料消耗、延長其使用壽命，現(xiàn)已成為了礦井生產(chǎn)管理的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

1 鉛酸蓄電池工作原理

鉛酸蓄電池的工作原理為雙極硫酸化理論，其運(yùn)用Pb/H2SO4/PbO2的電化學(xué)體系。鉛酸蓄電池充放電過程是可逆的，放電狀態(tài)時(shí)其正極為二氧化鉛，負(fù)極為海綿狀鉛，電解液為硫酸溶液，三者反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來，反應(yīng)產(chǎn)物為PbSO4和H2O；充電時(shí)其正、負(fù)極上的PbSO4均同電解液發(fā)生反應(yīng)，分別形成PbO2和海綿狀Pb，這一過程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并儲(chǔ)存起來。

2 蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)

2.1 電池充電

鉛酸蓄電池使用過程中最重要的使用內(nèi)容就是電池的充放電，科學(xué)合理地進(jìn)行電池充放電能夠大大提升電池的工作效率與使用壽命。鉛酸蓄電池的充電方法一般有兩種，其分別為恒壓充電法和恒流充電法。但從維修和保養(yǎng)的角度分析，電池的充電方法又可分為四種，即恒壓充電法、恒流充電法、均衡充電法和補(bǔ)充充電法，各充電方法適用于不同的電池情況。①恒壓充電法指充電過程中的充電電壓保持不變（或?qū)⒊潆娺^程分為幾個(gè)階段，在每個(gè)階段內(nèi)其充電電壓始終保持不變），一般適用于鉛酸蓄電池的正常充電。恒壓充電法具有充電終期充電電流自動(dòng)降低，甚至為零，不會(huì)使蓄電池過充電；各組蓄電池為并聯(lián)充電，放電程度不同的蓄電池進(jìn)行充電時(shí)互不影響，較適于礦燈的正常充電；總體電壓較恒流充電略低，電解水的現(xiàn)象較少，比較省電，便于管理等優(yōu)點(diǎn)。但恒壓充電法充電初期電流較大，易使得極板活性物質(zhì)脫落，縮短電池極板的壽命；而在充電后期電流過小，無法深入到極板內(nèi)部，極板深部的硫酸鉛長期無法參與反應(yīng)，易發(fā)生“極板硫酸化”現(xiàn)象。②恒流充電法在整個(gè)充電過程中的充電電流始終保持不變，其存在著充電末期充電電流不能減小，使得電池中的水分消耗較大、電力消耗過多的缺點(diǎn)，易使極板過早損壞，其適用于鉛酸蓄電池的初充電。③均衡充電實(shí)質(zhì)上是過充電，其充電方法為按日常充電的方法連續(xù)充電24 h，其目的是使在使用過程中各個(gè)蓄電池由于機(jī)遇不一，其電壓、容量、電液比重會(huì)產(chǎn)生較大的差異經(jīng)過均衡充電達(dá)到較為一致的狀態(tài)。一般應(yīng)每個(gè)月進(jìn)行一次均衡充電，比較有利于蓄電池的維護(hù)。④補(bǔ)充充電法的目的是對(duì)蓄電池所出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象進(jìn)行處理，對(duì)極板輕微硫酸化的電瓶可采用此法進(jìn)行處理。其充電方法為：正常充電完成后，再以正常充電電流的一半進(jìn)行充電3～5 h，停止充電1 h后再充電1～2 h，反復(fù)停充過程，直到其放電容量和電壓變化均達(dá)到正常為止。此方法維修中經(jīng)常用到。

2.2 電池放電

電池放電過程需要確定電池的放電電流以及放電時(shí)間，而不同型號(hào)的蓄電池容量與負(fù)載情況有差異，因此電池放電需根據(jù)電池情況來確定。電池過放電會(huì)大大降低電池的壽命，放電終止一般以終止電壓來衡量，終止電壓應(yīng)不小于1.80 V/單體。電池充放電過程中使用的連接條會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱或壓降過大（大于10 mV以上）的現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)對(duì)連接條進(jìn)行處理，重新打磨連接條與端子接觸部位或者重新更換連接條，保證電池充放電的安全與效率。電池放電一般都是以成組的形式集中放電，而如若其中少數(shù)電池單體電壓下降出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)檢查原因并進(jìn)行處理，對(duì)異常電池單體進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與標(biāo)記，避免個(gè)別異常電池單體對(duì)整個(gè)電池組造成影響。電池放電完畢之后，需及時(shí)進(jìn)行充電，不允許電池長時(shí)間處于放電狀態(tài)。

2.3 設(shè)定合理浮充電壓

電池浮充電壓的設(shè)定首先應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的浮充電壓值與溫度補(bǔ)償電壓，浮充電壓可由下式確定：

U浮=（U×N）+？駐V

？駐V=-溫度補(bǔ)償系數(shù)（mV/℃）×（電池溫度-基準(zhǔn)溫度）×N

式中：U為廠家提供的單體電池浮充電壓；N為電池組內(nèi)電池只數(shù)；？駐V為溫度補(bǔ)償電壓；N為電池組單體個(gè)數(shù)。

浮充電壓的確定應(yīng)考慮電池工作環(huán)境溫度，為降低環(huán)境溫度對(duì)電池工作效率與壽命的影響，浮充電壓值需進(jìn)行溫度補(bǔ)償。煤礦鉛酸蓄電池較為理想的環(huán)境溫度為在20～25 ℃，井下電池室應(yīng)保證良好的通風(fēng)，有條件的企業(yè)可安裝空調(diào)保持電池室的溫度。為降低浮充電壓對(duì)電池的危害，蓄電池可定期（一般為一季度）檢測單體電池的端電壓，各電池端電壓之間的差值應(yīng)穩(wěn)固在100 mV以內(nèi)，大于此電壓值應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行處理。

2.4 例行檢查維護(hù)

電池使用過程中應(yīng)定期對(duì)電池工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，做到周、月、季、年例行檢查。周檢查維護(hù)內(nèi)容為標(biāo)識(shí)電池電壓、環(huán)境溫度，清理蓄電池灰塵與腐蝕污染的接頭，檢查電池狀態(tài)、電池連接線、螺栓等附件狀態(tài)；月維護(hù)內(nèi)容為普測電池電壓與環(huán)境溫度，并做好數(shù)據(jù)記錄與分析；每季度測試一次開路電壓；每年測試以此鉛酸蓄電池電池容量，記錄每個(gè)電池單體做好數(shù)據(jù)，對(duì)異常電池單體進(jìn)行維修保養(yǎng)。

3 鉛酸蓄電池的常見故障及處理辦法

3.1 極板硫酸化

極板酸化分為輕微硫酸化和嚴(yán)重硫酸化兩種，視酸化程度采取不同的處理措施。輕微硫酸化時(shí)采用均衡充電，后再調(diào)整電解液比重，若仍無法正常充放電，則應(yīng)將電池槽內(nèi)的電解液全部抽出，更換為蒸餾水進(jìn)行充電，反復(fù)多次更換蒸餾水直至液色變得清昕為止（俗稱水洗法），再加電解液進(jìn)行充電。用上述方法若仍無法正常充電，則需將極板取出對(duì)電池槽進(jìn)行清理。極板先用蒸餾水進(jìn)行清洗后，放于稀釋的堿水溶液中用火煮沸，然后再用蒸餾水進(jìn)行清洗，再重新裝入，按初充電步驟進(jìn)行充電，若仍無法滿足要求則應(yīng)更換蓄電池極板。

3.2 放電容量不足

造成蓄電池放電容量不足的一般原因?yàn)殡娊庖罕戎夭蛔?、電解液液面太低或電池失水，電池工作過程中會(huì)有2 %～3 %氧從電解液中釋放出來，這是造成電池失水的重要原因。鉛酸蓄電池工作中多處于浮充狀態(tài)，工作中會(huì)出現(xiàn)浮充電壓偏高與電池溫度過高的問題，如不能及時(shí)下調(diào)浮充電壓，電池失水過程將會(huì)更加嚴(yán)重。電池失水將會(huì)降低將是放電容量，當(dāng)失水速度達(dá)到3.5 mL/Ah時(shí)，電池放電容量將達(dá)不到電池初始容量的四分之三；而電池水損失達(dá)到總水容量的四分之一時(shí)，電池基本上已經(jīng)報(bào)廢。對(duì)于電解液異常情況可采取補(bǔ)液和調(diào)整電解液比重的辦法進(jìn)行維護(hù)，一般可達(dá)到要求。

3.3 電池?zé)崾Э?/p>

電池工作過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，加之溫度與電流之間的疊加作用，電池內(nèi)的溫度會(huì)迅速升高。電池內(nèi)溫度過高會(huì)對(duì)電池造成嚴(yán)重影響，輕者會(huì)使電池槽發(fā)生“鼓肚”，使得電池容量及電壓不達(dá)標(biāo)，影響正常使用，甚至?xí)?duì)整個(gè)供電線路造成影響。電池在使用中應(yīng)保持適宜的間距，避免新舊電池混搭使用，并加強(qiáng)電池室內(nèi)通風(fēng)，確保電池組的機(jī)房溫度。

4 結(jié) 語

鉛酸蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)能夠大大提升電池的使用壽命，電池管理中應(yīng)做好充放電，設(shè)定合理的浮充電壓，并對(duì)電池進(jìn)行例行檢查維護(hù)；電池工作中出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，確保電池的工作狀態(tài)。

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