Ненормальная сульфатация

Под сульфитациейпонимают процесс образования сульфата свинца PbSO₄ в пластинах аккумулятора. При разряде кислотных аккумуляторов естественно и обязательно образование сульфата свинца на положительных и отрицательных пластинах.

Сущность ненормальной, или крупнокристаллической, сульфатации заключается в том, что при определенных условиях мелкокристаллическая структура сульфата свинца превращается в крупнокристаллическую. Одновременно сильно возрастает количество сульфата свинца.

В результате этого закупори­ваются поры пластин, и прекращается доступ электролита в них, значительна повышается внутреннее сопротивление, могут возникнуть большие местные механические напряжения, коробятся, а иногда и разрываются пластины, активное вещество выпадает из пластин.

Ненормальная сульфатация приводит к снижению емкости, а глубокая сульфатация - к полной потере ее и порче аккумулятора.

Причины ненормальной сульфатации:

· систематические глубокие разряды малыми токами до напряжения ниже 1,75 В;

· систематический неполный заряд;

· систематические заряды большими токами;

· повышенная плотность электролита;

· повышенная температура и загрязнение электролита;

· заряд до напряжения, которое ниже напряжения конца разряда.

Ненормальная сульфатация аккумулятора проявляет следующие признаки при заряде:

· раннее начало выделения газов и "кипение" электролита;

· быстрое повышение температуры электролита;

· пониженная плотность электролита и очень медленное ее увеличение.

При разряде аккумулятора ненормальная сульфатация также проявляет

ряд признаков, основные из которых:

· значительное уменьшение, а иногда и полная потеря емкости вследствие закупорки пор активной массы пластин;

· снижение разрядного напряжения против нормального на 0,1 - 0,3 В на один аккумулятор;

· понижение плотности электролита;

· понижение температуры электролита.

Ненормальная сульфатация может быть предупреждена.

Для профилактики её появления необходимо:

- регулярно проводить испытания аккумуляторов в процессе контрольно-тренировочного цикла;

- не допускать глубоких разрядов, а по возможности разряжать аккумуля­торы на величину не более 50 % их емкости летом и не более 25 % зимой;

- не оставлять аккумуляторы в разряженном состоянии более чем на 24 ч;

- следить и поддерживать нормальные уровень и плотность электролита.

Для устранения ненормальной сульфатации применяют заряд аккумулятора в дистиллированной воде, который осуществляют следующим образом.

Засульфатированный аккумулятор разряжают номинальным током до напряжения 1.8 В. Затем сливают электролит и заливают дистиллированную воду, дают постоять один час и включают под заряд. Величину зарядного тока подбирают таким образом, чтобы напряжение не превышало 2,3 В.

По мере растворения сульфата свинца плотность электролита повышается, увеличивается зарядный ток. Величину его ограничивают так, чтобы темпе­ратура электролита не превышала +40 °С. Когда плотность электролита достигнет 1,12, устанавливают зарядный тек, который равен 0,2 номинального, и продолжают заряд до достижения постоянства плотности электролита и напря­жения при равномерном выделении газов.

Короткие замыкания. Коротким замыканием в аккумуляторе называется электрическое соединение пластин различной полярности, в результате которо­го через место соединения начинает проходить ток, разряжающий аккумулятор. Следствия незамеченного короткого замыкания - глубокий разряд, ненормальная сульфатация, повреждение пластин (коробление, разрывы), а также преждевременный выход из строя аккумулятора.

Причины внутренних коротких замыканий в аккумуляторах:

- соприкасание пластин различной полярности вследствие коробления положительных пластин;

- большое количество осадка (шлама) на дне бака;

- дендриты (древовидные наросты) губчатого свинца, способные повредить сепараторы и замкнуть пластины. Они образуются на верхних кромках отрицательных пластин при систематическом перезаряде и применении больших токов заряда;

- посторонние токопроводящие предметы, попадающие в аккумулятор по небрежности обслуживающего персонала.

Для обнаружения и устранения повреждения в стартерных и других переносных, аккумуляторных батареях необходимо разобрать аккумулятор с внутренним замыканием, удалить осадок, заменить старые сепараторы новыми и устранить дендриты.

В случае короткого замыкания через осадок на дне производят удаление его вместе с электролитом, промывают бак и заполняют свежим электролитом.

Отстающие аккумуляторы. Состояние всех аккумуляторов в батарее должно быть одинаковым. В исправной батарее разница в плотности электролита не должна превышать 0,01 г/см³, а напряжения - 0,1 - 0,2 В. Однако в процессе эксплуатации отдельные аккумуляторы ведут себя по-разному и среди них появляются отстающие. Отставание аккумулятора проявляется в снижении плотности электролита более чем на 0,01 г/см³ по сравнению с остальными аккумуляторами,, в уменьшении напряжения, в более позднем и слабом выделе­нии газов при заряде и снижении отдаваемой емкости при разряде. Количество отстающих аккумуляторов должно быть не более 5 % общего числа торов в батарее.

Отстающие аккумуляторы ограничивают емкость всей батареи. При обнаружении в ней отстающих аккумуляторов разряд должен быть прекращен, ибо дальнейшее его продолжение повлечет за собой глубокий разряд и даже переполюсовку пластин отстающих аккумуляторов.

К причинам такого отставания относятся ненормальная сульфатацил, короткие замыкания, повышенный саморазряд и вредные примеси в электролите.

Диагностика отстающих аккумуляторов проводится следующим образом. В конце заряда, когда наблюдаются все признаки окончания заряда, произ­одят замер плотности электролита во всех аккумуляторах. Аккумуляторы с пониженной плотностью электролита на 0,01 г/см³ и более берут на заметку. Затем батарею разряжают номинальным током в течение 10 - 15 мин. После этого ее вновь включают на заряд током, который равен 0,25 номинальною, и наблюдают за "кипением" электролита. В отстающих аккумуляторах "кипение" начинается позднее и выражено слабее. Если разница в плотности электролита в отмеченных и остальных аккумуляторах в конце заряда не уменьшилась, то совокупность всех этих признаков дает основание считать отмеченные аккумуляторы отстающими. Определив отстающие аккумуляторы нужно выявить и устранить причины отставания, а только после этого приступать к "лечению".

Если отстающих аккумуляторов один или два, то их следует подзарядить отдельно от остальных аккумуляторов батареи.

Переполюсовка аккумуляторов. Если отстающий аккумулятор своевременно не обнаружен и остается включенным в цепь разрядного тока вместе с исправными аккумуляторами, то он может достигнуть состояния конца разряда, в то время как другие еще будут оставаться заряженными. Так как батарея про­должает работать в режиме разряда, то разрядный ток в отстающем аккумуляторе действует на пластины как зарядный. В результате, на отрицательных пла­стинах образуется двуокись свинца, а на положительных губчатый свинец. Происходит изменение полярности (переполюсовка) пластин на противоположные знаки.

При нормальном заряде переполюсованный аккумулятор не исправляется, а при последующем разряде состояние аккумулятора ухудшается.

Следствием переполюсовки пластин является образование в пластинах смеси частиц двуокиси свинца и губчатого свинца, которые создают множество коротко замкнутых микроэлементов. В результате, усиливается саморазряд и возникает ненормальная сульфатация пластин. Активные вещества разбухают, выпадают из ячеек, а при глубокой переполюсовке происходят коробление пла­стин и разрыв решеток.

Характерный признак переполюсованного аккумулятора - снижение напряжения батареи на 4 В.

Самый верный способ предупреждения переполюсовки - не допустить от­ставания отдельных аккумуляторов в батарее.

Для устранения неисправности при обнаружении в батарее переполюсованного аккумулятора его нужно любым способом вывести из цепи батареи. С помощью подзарядного устройства дать ему серию зарядно-разрядных циклов, которые необходимо проводить до тех пор, пока емкость не будет доведена до номинальной величины.

В табл. 6.8 указаны основные неисправности аккумуляторных батарей, причины и способы их устранения.