淺談汽車(chē)蓄電池常見(jiàn)故障排除與日常維護

1 前言

鉛蓄電池是汽車(chē)上非常重要的裝置之一。它為汽車(chē)起動(dòng)提供電源，使汽車(chē)電機轉動(dòng)，并供給汽車(chē)發(fā)動(dòng)，點(diǎn)火及照明用電，又稱(chēng)SLI[1](Starting Lighting Ignition)。按額定電壓分，SLI主要有6V、12V系列，但應用最廣泛的是12V蓄電池。對于蓄電池的用戶(hù)，蓄電池的維護是十分重要的環(huán)節[1]。維護工作做得好，蓄電池的壽命長(cháng)。反之，則壽命短。在使用蓄電池的過(guò)程中，難免會(huì )出現故障，蓄電池常見(jiàn)故障包括內部故障和外部故障。內部故障包括：極板硫化、活性物質(zhì)脫落、極板柵架腐蝕、極板短路、自放電、極板拱曲等，外部故障包括：外殼裂紋、極柱腐蝕、極柱松動(dòng)、封膠干裂等。

2 內部故障

2.1 極板硫化

極板硫化故障的現象，表現為極板上生成難溶解的白色粗結晶硫酸鉛，在正常充電時(shí)不能轉化為活性物質(zhì)。產(chǎn)生故障的蓄電池在放電時(shí)，電壓急劇降低，過(guò)早降至終止電壓，電池容量降低;電解液密度低于正常數值。蓄電池在充電時(shí)，單格電壓上升過(guò)快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢，過(guò)早產(chǎn)生氣泡，甚至充電時(shí)就有氣泡。以下幾種情況會(huì )造成極板硫化：①長(cháng)期充電不足或放電后沒(méi)有及時(shí)充電，導致極板上的硫酸鉛有一部分溶解于電解液中，環(huán)境溫度越高，硫酸鉛溶解度越大，當環(huán)境溫度降低時(shí)，溶解度減小，溶解的硫酸鉛就會(huì )析出，由于蓄電池工作時(shí)溫度變化，因此析出硫酸鉛在極板上再次結晶析出，形成硫化。不能將半放電的蓄電池長(cháng)期擱置，尤其要注意給蓄電池定期補充充電，使之保持完全充電狀態(tài);②電解液液面過(guò)低，使極板上部與空氣接觸而被氧化，在行車(chē)中，電解液上下波動(dòng)與極板氧化部分接觸，會(huì )生成大晶粒硫酸鉛硬化層，使極板上部硫化，因此要定期檢查電解液面高度和密度，發(fā)現液面降低應及時(shí)添加蒸餾水;③長(cháng)期過(guò)量放電或小電流深度放電，使極板深處活性物質(zhì)的孔隙內生成硫酸鉛，不能讓蓄電池過(guò)度放電，每次接通啟動(dòng)機時(shí)間不應超過(guò)5s，避免低溫大電流放電;④新蓄電池初充電不徹底，活性物質(zhì)未得到充分還原;⑤電解液密度過(guò)高、成分不純。

對于輕度硫化的蓄電池，可用小電流充電和換加蒸餾水的方法予以排除，硫化較嚴重者采用去硫化充電方法消除硫化。由于各公司蓄電池的性能和極板硫化的程度不一樣,各蓄電池去硫化修復工藝不一樣,也有用去硫化儀[2]等蓄電池修復設備。江西真龍電源科技有限公司的修復已經(jīng)硫化蓄電池的工藝[3]如下：①對于極板輕微硫化的蓄電池，可用均衡充電法即小電流長(cháng)時(shí)間充電的方法加以克服，即用初次充電的第二階段電流連續進(jìn)行過(guò)量充電，待電解液中產(chǎn)生大量氣泡，電解液比重達到1.280g/cm3即可;②硫化充電嚴重者采用“水治療法”修復。此時(shí)電解液液面下降，出現半干涸狀態(tài)，先向電池內補足純水，再用補充第二階段電流均衡充電法連續充電數日，當放電容量能達到額定容量的80%時(shí),表示處理工作基本完成。若放電容量仍很小時(shí)則繼續重復上述充電方法，直到電池恢復正常為止。硫化特別嚴重的蓄電池應報廢。不過(guò)隨著(zhù)電池再生技術(shù)的進(jìn)步而得到改進(jìn)。電池再生方法主要有反充與化學(xué)充電法、電解液浸潤法與更電池電解法、反充法[4]。

2.2 活性物質(zhì)脫落

活性物質(zhì)脫落的現象主要表現為正極活性物質(zhì)二氧化鉛脫落，充電時(shí)從加液孔中可看到有褐色物質(zhì)，電解液渾濁，會(huì )造成蓄電池容量減小。以下幾種情況會(huì )造成活性物質(zhì)脫落：①蓄電池充電電流過(guò)大，電解液溫度過(guò)高，使活性物質(zhì)膨脹、松軟而易于脫落;②蓄電池經(jīng)常過(guò)充電，極板孔隙中逸出大量氣體，在極板孔隙中造成壓力，而使活性物質(zhì)脫落;③蓄電池經(jīng)常低溫大電流放電使極板彎曲變形，導致活性物質(zhì)脫落,因此鉛蓄電池在使用過(guò)程中，將放電電流和電解液比重控制在最低值，是防止正極板活性物質(zhì)脫落的可行措施;④汽車(chē)行駛中的顛簸振動(dòng)，這在汽車(chē)行駛過(guò)程中是不可避免的。

對出現活性物質(zhì)脫落的鉛蓄電池，排除故障的方法是：若沉積物較少時(shí)，可清除后繼續使用;若沉積物較多時(shí)，應更換新極板和電解液。實(shí)踐證明，極板活性物質(zhì)的脫落主要發(fā)生在蓄電池的放電過(guò)程中。

2.3 極板板柵腐蝕

極板板柵腐蝕主要是指正極板板柵架腐蝕，極板呈腐蝕狀態(tài)，活性物質(zhì)以塊狀堆積在隔板之間。此故障的現象表現為蓄電池輸出容量降低。以下幾種情況會(huì )造成極板板柵腐蝕：①蓄電池經(jīng)常過(guò)充電，正極板處產(chǎn)生的氧氣使板柵氧化;②電解液密度和溫度過(guò)高、充電時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )加速極板腐蝕;③電解液不純。

對極板板柵腐蝕的鉛蓄電池，排除方法為：對于腐蝕較輕的蓄電池，電解液中如果有雜質(zhì)，應倒出電解液，并反復用蒸餾水清洗，然后加入新的電解液，充電后即可使用;對腐蝕較嚴重的蓄電池，如果是電解液密度過(guò)高，可將其調整到規定值，在不充電的情況下繼續使用;對于腐蝕嚴重的蓄電池，如筋條、框架斷裂、活性物質(zhì)脫落等，則需要更換極板。

2.4 極板短路

蓄電池正、負極板直接接觸或被其它導電物質(zhì)搭接稱(chēng)為極板短路。此故障的現象表現為蓄電池充電時(shí)端電壓回升相對緩慢，若用蓄電池放電測試端電壓時(shí)，電壓很低且會(huì )迅速下降為零。電解液溫度迅速升高，相對比重上升很慢，充電未期氣泡很少。以下幾種情況會(huì )造成極板短路：①隔板損壞使正、負極板直接接觸;②活性物質(zhì)沉積過(guò)多，會(huì )將正、負極板連通;③極板組彎曲，鉛蓄電池過(guò)量放電，或者極板活性物質(zhì)脫落較多，或者蓄電池中含有雜質(zhì)，都會(huì )造成極板彎曲;④導電物體落入電解液內。

對出現極板短路的鉛蓄電池，排除故障的方法為：出現極板短路時(shí)，必須將蓄電池拆開(kāi)檢查，找出出現極板短路的原因?；蛘吒鼡Q破損的隔板，或消除沉積的活性物質(zhì)，或校正或更換彎曲的極板組等。對出現極板短路的蓄電池充放電流不要過(guò)大，更不要過(guò)放電。

2.5 自放電

蓄電池的自放電，是指蓄電池在開(kāi)路擱置狀態(tài)時(shí)，其容量自然損耗的現象稱(chēng)為自放電[5]。完全消除自放電是不可能的。一般情況下，維護良好、充足電的蓄電池在20℃～30℃的環(huán)境中開(kāi)始擱置28天，其容量損失超過(guò)20%，稱(chēng)為自放電過(guò)大。以下幾種情況會(huì )造成自放電故障：①電解液不純，雜質(zhì)與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質(zhì)之間形成電位差，通過(guò)電解液產(chǎn)生局部放電，新蓄電池添加的電解液應是使用純凈的蓄電池專(zhuān)用硫酸和蒸餾水按要求配制成的，蓄電池的加液孔必須完好無(wú)損，加液孔蓋上的通氣孔應保持通暢，保證充放時(shí)產(chǎn)生的氫氣、氧氣能及時(shí)逸出;②蓄電池長(cháng)期存放，硫酸下沉，使極板上、下部產(chǎn)生電位差引起自放電，對閑置待用的蓄電池，應定期補充充電;③蓄電池溢出的電解液堆積在電池蓋的表面，使正、負極柱連通，應經(jīng)常檢查蓄電池蓋是否清潔，有無(wú)積垢或電解液，確保蓄電池蓋清潔;④蓄電池過(guò)熱，蓄電池離熱源過(guò)近，處于高溫環(huán)境下工作，使負極海錦狀鉛溶解加快，析氫時(shí)增加，負極板自放電加劇，因此蓄電池離熱源過(guò)近應有隔熱措施。

排除的方法為：如果因其電解液混入金屬雜質(zhì)，可將其正常放完電后，倒出電解液，用蒸餾水反復清洗干凈，再加入新電解液;在充電的同時(shí)，用蒸餾水調電解液密度至1.26g/cm3,充足后將密度調至規定值。自放電較為嚴重時(shí)，應將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水進(jìn)行清洗，清除極板和隔板之間的雜質(zhì)，加入純凈的電解液重新充電后使用。如果只有少數單格自放電，可分解后更換隔板以及清除槽底沉淀物。

3 外部故障

常見(jiàn)汽車(chē)蓄電池的外部故障見(jiàn)表1[6] 。

表1 常見(jiàn)汽車(chē)蓄電池的外部故障

4 使用與維護

4.1 蓄電池及配件清洗

如果蓄電池外殼和托架需要清洗，按以下步驟進(jìn)行清洗：清洗蓄電池時(shí)，最好從車(chē)上拆下蓄電池，用蘇打水溶液沖洗整個(gè)殼體(圖1), 然后用清水沖洗蓄電池并用紙巾擦干。對蓄電池托架，可先用鑷子刀刮凈厚腐蝕物，然后用蘇打水溶液清洗托架(圖2)，之后用水沖洗并干燥。托架干燥后，漆上防腐漆。

圖1 清洗蓄電池

圖2 清洗脫架

如果極樁和電纜卡子需要清洗，按以下步驟進(jìn)行清洗：可先用蘇打水溶液清洗，再用專(zhuān)用清潔工具進(jìn)行清洗。清洗后，在電纜卡子上涂上凡士林或潤滑油防止腐蝕。注意蓄電池及其配件清洗前，要擰緊加液孔蓋，防止蘇打水溶液進(jìn)入蓄電池內部。

4.2蓄電池電解液液面高度的檢查

電解液液面高度檢查的方法有目測法和玻璃管觀(guān)察測量法(如圖3)。觀(guān)察或測量電解液液面應在蓄電池外殼上、下液面線(xiàn)之間。

圖3 玻璃管觀(guān)察電解液液面高度

圖4 檢測電解液密度

當電解液液面過(guò)低時(shí)，應加注蒸餾水，以恢復正常的液面高度。除非確知電解液濺出，否則不許添加硫酸溶液。

4.3蓄電池電解液密度的檢查

蓄電池要經(jīng)常檢查電解液的密度，一般汽車(chē)蓄電池每行駛(6000-7500)km , 應檢查電解液的相對密度。檢查電解液密度用吸式密度計檢測(圖4)。

由于充放電過(guò)程中，電解液密度隨之變化，因此通過(guò)測量電解液密度可判斷蓄電池充放電程度。12V蓄電池充電程度與電解液相對密度見(jiàn)表2。也可以通過(guò)測量電解液密度來(lái)判斷蓄電池故障(見(jiàn)表4)。

表2 蓄電池的充電程度與電解液相對密度

4.4蓄電池放電程度的檢測

蓄電池的放電程度用高率放電計檢測，對于技術(shù)狀態(tài)良好的蓄電池，當以啟動(dòng)電流或規定的放電電流連續放電15s時(shí)，測量電壓應不低于規定值。也可以測量電壓判斷蓄電池故障[6] ，見(jiàn)表3。

表3 測量電壓判斷和處理蓄電池故障

4.5 容量的檢查

國標規定[7]將充電的新蓄電池在電解液溫度為25 5℃條件下，以20h率的放電電流連續放電至單格電池平均電壓降到1.75V時(shí),輸出的電量為額定容量。實(shí)際測量蓄電池按額定條件放電至終止電壓，超過(guò)20小時(shí)為合格。放電時(shí)間小于20h,則其容量低于額定容量，為不合格產(chǎn)品。也可以通過(guò)容量測量法來(lái)判斷和處理蓄電池故障[6]，見(jiàn)表4。

表4 測量電解液密度、容量判斷和處理蓄電池故障

5 結束語(yǔ)

汽車(chē)用鉛蓄電池的技術(shù)性能和使用壽命不僅取決于其本身的結構和質(zhì)量，而且還與使用時(shí)維護的好壞有關(guān)?？傊?，要延長(cháng)蓄電池壽命，必須做到以下幾點(diǎn)。①在使用汽車(chē)蓄電池時(shí)，檢查蓄電池在車(chē)上安裝是否牢靠，導線(xiàn)接頭與電樁的連接是否緊固。用戶(hù)要經(jīng)常觀(guān)察蓄電池外殼表面有無(wú)電解液漏出，經(jīng)常清除蓄電池蓋上的灰塵和污垢，保持蓄電池外表面的清潔干燥。擦去電池頂上的電液,疏通加液孔蓋上的氣孔，清除包樁和導線(xiàn)接頭上氧化物。②定期檢查和調整電解液的相對密度及液面高度，液面不足時(shí)，應補加蒸餾水。③經(jīng)常保持汽車(chē)充電系統的正常工作，若發(fā)現發(fā)電機和調節器出現故障應予以及時(shí)排除。正確起動(dòng)發(fā)動(dòng)機。定期補充充電。④新蓄電池使用之前，需要合理選擇電解液相對密度，根據不同使用條件進(jìn)行選擇，寒冷地區使用相對密度較高的電解液。⑤經(jīng)常檢查電氣系統的絕緣性，排除漏電和短接。⑥定期檢查端電壓，應經(jīng)常保持蓄電池充足電的狀態(tài)，檢查蓄電池放電程度，超過(guò)規定時(shí)立即充電。⑦ 防止冬季因充電不足而造成電解液結冰，防止大電流過(guò)充電、過(guò)放電，防止夏季過(guò)充電?？傊?，在車(chē)輛使用過(guò)程中，對蓄電池的要求較高，必須定期強制維護，維修時(shí)必須嚴格遵守工藝規范。