淺談汽車蓄電池常見故障排除與日常維護

1 前言

鉛蓄電池是汽車上非常重要的裝置之一。它為汽車起動提供電源，使汽車電機轉(zhuǎn)動，并供給汽車發(fā)動，點火及照明用電，又稱SLI[1](Starting Lighting Ignition)。按額定電壓分，SLI主要有6V、12V系列，但應(yīng)用最廣泛的是12V蓄電池。對于蓄電池的用戶，蓄電池的維護是十分重要的環(huán)節(jié)[1]。維護工作做得好，蓄電池的壽命長。反之，則壽命短。在使用蓄電池的過程中，難免會出現(xiàn)故障，蓄電池常見故障包括內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)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、封膠干裂等。

2 內(nèi)部故障

2.1 極板硫化

極板硫化故障的現(xiàn)象，表現(xiàn)為極板上生成難溶解的白色粗結(jié)晶硫酸鉛，在正常充電時不能轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)。產(chǎn)生故障的蓄電池在放電時，電壓急劇降低，過早降至終止電壓，電池容量降低;電解液密度低于正常數(shù)值。蓄電池在充電時，單格電壓上升過快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢，過早產(chǎn)生氣泡，甚至充電時就有氣泡。以下幾種情況會造成極板硫化：①長期充電不足或放電后沒有及時充電，導(dǎo)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(dāng)環(huán)境溫度降低時，溶解度減小，溶解的硫酸鉛就會析出，由于蓄電池工作時溫度變化，因此析出硫酸鉛在極板上再次結(jié)晶析出，形成硫化。不能將半放電的蓄電池長期擱置，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電解液液面過低，使極板上部與空氣接觸而被氧化，在行車中，電解液上下波動與極板氧化部分接觸，會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(xiàn)液面降低應(yīng)及時添加蒸餾水;③長期過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(nèi)生成硫酸鉛，不能讓蓄電池過度放電，每次接通啟動機時間不應(yīng)超過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(yán)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(fù)工藝不一樣,也有用去硫化儀[2]等蓄電池修復(fù)設(shè)備。江西真龍電源科技有限公司的修復(fù)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時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(xù)進行過量充電，待電解液中產(chǎn)生大量氣泡，電解液比重達(dá)到1.280g/cm3即可;②硫化充電嚴(yán)重者采用“水治療法”修復(fù)。此時電解液液面下降，出現(xiàn)半干涸狀態(tài)，先向電池內(nèi)補足純水，再用補充第二階段電流均衡充電法連續(xù)充電數(shù)日，當(dāng)放電容量能達(dá)到額定容量的80%時,表示處理工作基本完成。若放電容量仍很小時則繼續(xù)重復(fù)上述充電方法，直到電池恢復(fù)正常為止。硫化特別嚴(yán)重的蓄電池應(yīng)報廢。不過隨著電池再生技術(shù)的進步而得到改進。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(xiàn)象主要表現(xiàn)為正極活性物質(zhì)二氧化鉛脫落，充電時從加液孔中可看到有褐色物質(zhì)，電解液渾濁，會造成蓄電池容量減小。以下幾種情況會造成活性物質(zhì)脫落：①蓄電池充電電流過大，電解液溫度過高，使活性物質(zhì)膨脹、松軟而易于脫落;②蓄電池經(jīng)常過充電，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(dǎo)致活性物質(zhì)脫落,因此鉛蓄電池在使用過程中，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汽車行駛中的顛簸振動，這在汽車行駛過程中是不可避免的。

對出現(xiàn)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，可清除后繼續(xù)使用;若沉積物較多時，應(yīng)更換新極板和電解液。實踐證明，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(xiàn)象表現(xiàn)為蓄電池輸出容量降低。以下幾種情況會造成極板板柵腐蝕：①蓄電池經(jīng)常過充電，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高、充電時間過長，會加速極板腐蝕;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(yīng)倒出電解液，并反復(fù)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(yán)重的蓄電池，如果是電解液密度過高，可將其調(diào)整到規(guī)定值，在不充電的情況下繼續(xù)使用;對于腐蝕嚴(yán)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(fù)極板直接接觸或被其它導(dǎo)電物質(zhì)搭接稱為極板短路。此故障的現(xiàn)象表現(xiàn)為蓄電池充電時端電壓回升相對緩慢，若用蓄電池放電測試端電壓時，電壓很低且會迅速下降為零。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。以下幾種情況會造成極板短路：①隔板損壞使正、負(fù)極板直接接觸;②活性物質(zhì)沉積過多，會將正、負(fù)極板連通;③極板組彎曲，鉛蓄電池過量放電，或者極板活性物質(zhì)脫落較多，或者蓄電池中含有雜質(zhì)，都會造成極板彎曲;④導(dǎo)電物體落入電解液內(nèi)。

對出現(xiàn)極板短路的鉛蓄電池，排除故障的方法為：出現(xiàn)極板短路時，必須將蓄電池拆開檢查，找出出現(xiàn)極板短路的原因。或者更換破損的隔板，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(xiàn)極板短路的蓄電池充放電流不要過大，更不要過放電。

2.5 自放電

蓄電池的自放電，是指蓄電池在開路擱置狀態(tài)時，其容量自然損耗的現(xiàn)象稱為自放電[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)境中開始擱置28天，其容量損失超過20%，稱為自放電過大。以下幾種情況會造成自放電故障：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，通過電解液產(chǎn)生局部放電，新蓄電池添加的電解液應(yīng)是使用純凈的蓄電池專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損，加液孔蓋上的通氣孔應(yīng)保持通暢，保證充放時產(chǎn)生的氫氣、氧氣能及時逸出;②蓄電池長期存放，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(yīng)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(fù)極柱連通，應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池蓋是否清潔，有無積垢或電解液，確保蓄電池蓋清潔;④蓄電池過熱，蓄電池離熱源過近，處于高溫環(huán)境下工作，使負(fù)極海錦狀鉛溶解加快，析氫時增加，負(fù)極板自放電加劇，因此蓄電池離熱源過近應(yīng)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(fù)清洗干凈，再加入新電解液;在充電的同時，用蒸餾水調(diào)電解液密度至1.26g/cm3,充足后將密度調(diào)至規(guī)定值。自放電較為嚴(yán)重時，應(yīng)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(shù)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

常見汽車蓄電池的外部故障見表1[6] 。

表1 常見汽車蓄電池的外部故障

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，按以下步驟進行清洗：清洗蓄電池時，最好從車上拆下蓄電池，用蘇打水溶液沖洗整個殼體(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，按以下步驟進行清洗：可先用蘇打水溶液清洗，再用專用清潔工具進行清洗。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，防止蘇打水溶液進入蓄電池內(nèi)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察測量法(如圖3)。觀察或測量電解液液面應(yīng)在蓄電池外殼上、下液面線之間。

圖3 玻璃管觀察電解液液面高度

圖4 檢測電解液密度

當(dāng)電解液液面過低時，應(yīng)加注蒸餾水，以恢復(fù)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，一般汽車蓄電池每行駛(6000-7500)km , 應(yīng)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)。

由于充放電過程中，電解液密度隨之變化，因此通過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表2。也可以通過測量電解液密度來判斷蓄電池故障(見表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(dāng)以啟動電流或規(guī)定的放電電流連續(xù)放電15s時，測量電壓應(yīng)不低于規(guī)定值。也可以測量電壓判斷蓄電池故障[6] ，見表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(biāo)規(guī)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(xù)放電至單格電池平均電壓降到1.75V時,輸出的電量為額定容量。實際測量蓄電池按額定條件放電至終止電壓，超過20小時為合格。放電時間小于20h,則其容量低于額定容量，為不合格產(chǎn)品。也可以通過容量測量法來判斷和處理蓄電池故障[6]，見表4。

表4 測量電解液密度、容量判斷和處理蓄電池故障

5 結(jié)束語

汽車用鉛蓄電池的技術(shù)性能和使用壽命不僅取決于其本身的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，而且還與使用時維護的好壞有關(guān)?？傊娱L蓄電池壽命，必須做到以下幾點。①在使用汽車蓄電池時，檢查蓄電池在車上安裝是否牢靠，導(dǎo)線接頭與電樁的連接是否緊固。用戶要經(jīng)常觀察蓄電池外殼表面有無電解液漏出，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(dǎo)線接頭上氧化物。②定期檢查和調(diào)整電解液的相對密度及液面高度，液面不足時，應(yīng)補加蒸餾水。③經(jīng)常保持汽車充電系統(tǒng)的正常工作，若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機和調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障應(yīng)予以及時排除。正確起動發(fā)動機。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(jù)不同使用條件進行選擇，寒冷地區(qū)使用相對密度較高的電解液。⑤經(jīng)常檢查電氣系統(tǒng)的絕緣性，排除漏電和短接。⑥定期檢查端電壓，應(yīng)經(jīng)常保持蓄電池充足電的狀態(tài)，檢查蓄電池放電程度，超過規(guī)定時立即充電。⑦ 防止冬季因充電不足而造成電解液結(jié)冰，防止大電流過充電、過放電，防止夏季過充電?？傊谲囕v使用過程中，對蓄電池的要求較高，必須定期強制維護，維修時必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范。