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电池有了故障怎么办?如何维修和处理?

   免维修蓄电池具有价格低廉、携带方便、容量大等特点,在应急灯、手电、UPS电源、摩托车、电动自行车、电动三轮车等多方面得到了应用。但若使用不当,会对蓄电池造成损害,以至报废。其实只要作适当修理,多数蓄电池的容量都可等到一定程度的恢复。 

 
一、常见问题及处理
             
1、免维护蓄电池(以下简称电瓶)在充电时基本不产生气泡,可以在密封状态下,省去了加酸等维护工作。但电瓶在充放电过程中要完全不产生气体是不可能的,为了释放气体,电瓶不能完全密闭。撬开电瓶上部的,为了释放气体,电瓶不能完全密闭。撬开电瓶上部的塑料盖板,就可以看到每个小电池上面都有一个用橡皮帽盖上的加液孔,蓄电池的水分可以通过橡皮帽蒸发出去。即使电瓶不使用,水分也会蒸发,造成电瓶容量下降,严重时电瓶就会干枯而不能充放电。对于这种电瓶,只要向电瓶添加蒸馏水或纯净水,再进行几次充放电循环,电瓶的大部分容量都可以恢复。
 
例:一个12V7.2Ah电瓶,使用时间不长,充电到14V后进行放电,短路电流只有300多毫安。揭开上盖检查,液已近干枯,注入蒸馏水并进行充放电循环两次,容量恢复到84%,已能正常工作。
 
2、电瓶在放电时,电解液的硫酸浓度和和比重下降,完全放电后,在15℃时的比重降到1.11。一般充电时比重上升,夏天充满电后的比重为1.25~1.26,冬天为1.27~1.28。因电瓶处在密封状态,在使用时,只能根据电瓶的电压来判断是否已充好电或已放完电。6V和12V电瓶充足电时,电压分别为6.8V~7V和13.6V~14V,完全放电时,6V和12V电瓶的电压分别为5.3V和10.6V。电瓶如果过度放电或长期处于半放电状态,电瓶会硫化,硫化的电瓶不能用添加蒸馏水和常规充电的方法来消除,只有电解液硫酸的浓度比较低时充电,硫化才能消除。
 
修复方法: 
(1)如果电瓶硫化不严重,容量下降不多,可用小电流(0.05A或更小)对电瓶长时间充电。
 
(2)如果电瓶的硫化比较严重,可充电到最高电压(6V电瓶充到7V,12V电瓶充到14V),用注射器把电瓶中的电解液抽出,然后注入蒸馏水,以稀释电解液。充电1~2小时后再抽出电解液,注入蒸馏水,重复以上操作,直到抽出的电解液比重不再显著上升时为止(一般2~3次即可)。此时尽量反电解液抽出,再根据环境温度注入比重为1.25~1.28的硫酸,放完电再充满电,检查电液的比重。若比重较小,可再次抽出电解液并注入硫酸,使电解液的比重达到标准。注意注入电瓶内的电解液不宜多,待电瓶内海绵状的物质吸满电解液即可,将多余的电解液抽出,修复工作即告完成。
 
例:一个Sony BP60 3Ah电瓶,是八十年代用于3/4英寸摄像机的电源,电瓶硫化严重。采用上述方法修复后,容量恢复到2.2Ah。
             
3、电瓶一般由几个人电池串联组成(6V电瓶用3个,12V电瓶用6个),要求串联的几个电池具有相同的容量和充放电特性。但杂牌和质量较差的电瓶,各电池的一致性就比较差,电瓶充满电后,从整个电瓶来看,电压已经充够,质量较差的电池已过充电。放电时,电瓶的电压降到了5.3V和10.6V,但质量差的电池已过度放电了。质量较差的电池性能比较差,在这种情况下使用就更容易硫化,引起电瓶容量的下降并较早报废。修复这种电瓶,首先应把其中质量差的电池找到。方法是在电瓶的上盖对应各电池连接桥(一般在两个橡皮帽的中间或略靠边)的部位钻一个Φ6mm的孔,孔的深度刚好钻到铅质的连接桥上(不可钻通)。然后在连接桥上用Φ1.5mm的钻头钻一个深度约2mm~3mm的小孔(也不要钻通)。再用一段长约40mm直径约1.2mm并已完全镀上焊锡的铜钱打入连接桥的小孔中,将熔化的松香或沥青滴在铜钱周围(因硫酸对铜钱的腐蚀性很大,腐蚀产生的硫酸铜对电瓶有损害,在铜钱上镀锡可使铜钱与连接桥的接触比较紧密,并保护铜钱不被电解液腐蚀,滴上松香是为了进一步保护铜钱不被电解液侵蚀)。12V电瓶最多可以打入5条铜钱,这就等于把每个小电池的正负极都引了出来,可以对每个小电池的电压和电解液的比重进行检查。对于已经硫化的小电池,可以采用上述方法分别进行修复。
             
4、有的电瓶的连接桥或电池对外部的引出线出现断裂(多数情况是正负极的引出线断裂),电瓶就不能工作了。变样的电瓶,只有把断裂的部位找到才能修复。采用上述的入镀铜钱的方法,用万用表找到电压不正常或输出电流较小的电池,断裂点就在该电池上。找到以后,在断裂处的塑料盖上开一个孔,孔的大小以能用烙铁伸入到断裂处进行焊接为度,不宜太大。焊接好后,经检查连接正常,用塑料或环氧树脂把打开的孔封闭,再用上述方法进行复活,电瓶就可以重新投入工作了。
             
5、电瓶内部如有短路故障,可用低压大电流把短路点烧掉。如果出现活性物质脱落(表现为抽出的电解液中有褐色物质),说明电瓶寿命已经完结,这类电瓶就不必修理了。但如果仅是其中一两个电池寿命终结,可把这一两个电池短路起来,余下的电池尚可作为较低电压的电瓶继续使用。 
 
二、两点说明 
 
1、杂质(特别是铁离子)对电瓶的危害很大,会造成电瓶自放电,缩短自身寿命。因此,在注入硫酸和水时,要注意纯度。
 
2、比重计是修复电瓶必不可少的工具,但市售的比重计测量时需要较多电解液,难以使用。笔者用中性笔的笔心和圆珠笔的笔帽做了一个微型简易比重计:把比重计放在纯水中,记下比重计在水面的位置,这是比重为1.00的刻度位置;再把比重计放入已知浓度(在电瓶商店或维修店可买到稀硫酸,可请他们准确测量出硫酸的比重,例如1.28)的硫酸液中,记下比重计在液面位置;将量出的比重为1.00~1.28的长度刻在纸上,再把1.00~1.28之间的刻度28等分,比重计就做成了。
 
 蓄电池的故障与检修
 
充不绿灯 
不转灯原因有三:一,充电器参数不匹配,产生漂移;二,线路问题;三,是电池因素:失水,电池内部有单格短路,硫化较为严重。排查方法:
 
1、检查充电器是否损坏,充电参数是否符合要求(有的人用48V的充电器来充36V的电池组),看是否电压偏高(14.8V/个以上的)或涓流转换电流偏低
 
2、检查充电回路保险丝是否接触良好,保险丝座有无烧焦痕迹,检查连线插接头接触是否良好,包含充电器的插头的车上的插座。
 
3、查看电池内部是否有干涸现象,即电池是否缺液严重。干涸的电池应补加纯水或1.05g/cm3的稀硫酸,进行维护充放电进行修复,同时测量单格电压,看是否有单格短路的存在。
 
4、还应检查极板是否存在不可逆硫酸盐化。硫化严重的话,内阻增大,充电就会引起严重发热。
 
极板的不可逆硫酸盐化,可通过充放电测量其端电压的变化来判定。在充电时,电池的电压上升特别快,某些单格电压特别高,放电时电压下降特别快。出现上述情况,可判断电池出现不可逆硫酸盐化。如果发现有不可逆硫酸盐化,应进行均衡充电法进行修复。 
 
蓄电池变形 
1、故障原因:
蓄电池变形不是突发的,往往是有一个过程的。蓄电池在充电到容量的80%左右进入高电压充电区。这时,在正极先析出氧气,氧气通过隔板中的孔,到达负极。在负极板上进行氧复活反应:
2Pb+O2=2PbO+热量
PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+热量
反应时产生热量,当充电容量达到90%时,氧气发生速度增大,负极开始产生氢气。大量气体的增加使蓄电池安全阀打开,气体逸出,最终表现为失水。
2H2O=H2é+O2é
随着蓄电池循环次数的增加,水分逐渐减少,结果蓄电池出现如下情况:
(1) 氧气“通道”变得畅通,正极产生的氧气很容易通过“通道”到达负极。
(2) 热容减小,在蓄电池中热容最大的是水。水损失后,蓄电池热容大大减小,产生的热量使蓄电池温度升高很快。
(3) 由于失水后蓄电池中超细玻璃纤维隔板发生收缩现象,使之与正负板的附着力变差,内阻变大,充放电过程 发热量增大。经过上述过程,蓄电池内部产生的热量只能经过电池槽散热。如散热量小于发热量即出现温度上升,使蓄电池析气电位降低,析气量增大,正极大量的氧气通过“通道”,在负表面反应,发出大量的热量使温度快速上升。形成恶性循环导致“热失控”,发生变形。
 
2、故障的检查和处理
一组电池(3只)同时变形,先作电压检查。如果电压基本正常。还应测量单格电压判断是否短路,无短路则说明变形是过充电产生“热失控”所致。应着重检查充电器的充电参数。电压偏高(44.7V以上的)无过充保护或涓流转换电流偏低的,要求更换充电器。
一组电池(3只)中只有1只或2只变形,有以下故障的可能性:
(1)是电池容量不一致,充电时造成某些电池过充电引起变形。容量不一致的原因,可能有短路单格存在,也可能用户将电池试验放电或自放电等。
(2)是某些电池出现极板不可逆硫酸盐化,内阻增大,充电发热变形。
(3)是某些电池连线时反接造成充电发热变形。对未变形的电池检查放电容量以及自放电性能,若无异常则不属电池问题。
解决蓄电池变形的措施有:
*保证不漏液的前提下尽可能多加液,以延长或避免“热失控”的产生。
*避免产生内部短路或微短路,及带有微短路倾向。
*使用过程中应防止过放电的发生,做到足电存放。
*严格检查充电器,不得有严重过充现象。
*在高温下充电,必须保证蓄电池散热良好。应采取降温措施或减短充电时间的方法,否则应停止充电。
 
自放电速度快 
蓄电池在不工作的情况下,电量逐渐消耗的现象称自行放电。自行放电不能完全避免,一般认为每天消耗本身容量的1%~2%是正常的,如超过此数值,为不正常自行放电。
 
1、自行放电原因
(1) 极板材料或电解液中有杂质,这样杂质与羁绊或不同杂志间就会产生电位差,形成闭合的“局部电池”而产生电流,使蓄电池放电。
(2) 隔板破裂,造成局部短路。
(3) 蓄电池盖上有电解液或水,使正、负极间形成通路而放电。
(4) 活性物质脱落,使极板短路造成放电。
(5) 蓄电池长期存放,电解液中硫酸下沉,使上部密度小,下部密度大,引起自行放电。
 
2、处理方法
要减少自行放电,电解液必须力求纯净,使用中应经常保持蓄电池盖清洁,以免短路。如电解液不纯,需将蓄电池用标称容量的1/10的电流放电至单格电压1.7V为止,然后将电解液倒出,并用蒸馏水清洗干净,再换用纯洁电解液进行充电。
 
活性物质脱离 
1、活性物质脱离的原因
(1) 起始充电电流过大。因为极板活性物质的还原是从导电最好的栅架处开始的,大电流充电时,该处硫酸铅迅速还原,所以距栅架较远的硫酸铅来不及起化学反应,由于硫酸铅体积较大,故与内部已还原的活性物质间的附着力就差,所以易从极板上脱落下来。
(2) 充电终期电流过大。这样回产生大量的气泡,剧烈地冲击极板表面,使已还原的比较松软的二氧化铅大量脱落。
(3) 经常性的过量充电。过充电的电流虽然不大,但因此时极板上硫酸铅已全部还原为二氧化铅和铅,充电电流全部用到电解液上,这时产生的气泡虽不太多,但同样对极板表面产生冲击作用使活性物质脱落。
(4) 放电电流过大,此时化学反应激烈,会引起极板翘曲,从而造成活性物质脱落。
 
2、处理方法
由于活性物质脱落,会使极板短路,造成电池自行放电,必须将蓄电池拆开修理,建议更换。
 
容量降低--电池极板不可逆硫酸盐化 
1、故障现象
极板硫酸盐化是蓄电池常见的故障,许多蓄电池失效也是因这一故障而发生的。极板硫酸盐化主要表现为:充电时电压很快上升,过早析出气体,温度上升快;放电时电压下降快,容量小。
 
2、故障的检查和处理
产生极板不可逆硫酸盐化原因归结如下:
(1)存放时间过长,自放电率高,未对其进行维护充电。
(2)放电后未对其进行及时充电。
(3)长时间处于欠充电状态。
(4)过放电。
(5)干涸或加入的电解液浓度过高。
蓄电池产生不可逆硫酸盐化时,应根据其程度的轻重进行修复。
盐化较轻者,对其进行一般的活化充电(即均衡充电),就可以恢复正常。具体方法如下:
恒压限流充电:第一阶段0.18C2A充电到2.7V/单格充电12-24小时。
恒流电第一阶段:0.18C2A充电到2.4V/单格,第二阶段:0.05C2A充电5-12小时。
盐化较重者,需要对其进行“水疗法”充放电,才能恢复正常。具体方法为:先对蓄电池补加入纯水或密度为1.05g/cm3稀硫酸到富液状态,再以0.05-0.018C2A的电流充电20小时左右,抽尽流动液,再作容量试验。反复上述操作,直到电池容量恢复。
 
路程跑不远--电池组出现“不均衡” 
1、故障现象
串联蓄电池组的均衡性是一个共性的难题,使用过程中总会有“落后”蓄电池存在。其原因是多种多样的,有生产原因,也有原材料的原因和使用的原因等。
 
2、故障的检查和处理
首先将电池进行一般性的维护充电,然后用2h率电流放电。放电过程中不断地测量电池的电压,将放电容量不足的“落后”电池选出来给予处理。先补加1.05g/cm3的稀硫酸至刚好看到有流动电解液出现,再继续充电12~15h.。充电时注意电池的温度不要超过50度。充电结束后,静置0.5~4h,重做2h率放电。放电过程中,测量单格电压的数值,若放电时间达不到标准或单格电压到了1.6V,放电时间与正常单格电池相差较大者(出厂三个月相差5分钟以上,六个月相差8分钟以上,九个月相差10分钟以上,十三个月相差15分钟以上),则还需重复上述充放电程序操作,直到符合要求为止。
 
若是重复充放循环后,电池容量无明显上升或仍为0V左右低压,这种电池一般有短路存在,或活性物质严重脱落软化,严重不可逆硫酸盐化等,无法修复,应作报废处理。对符合要求者可以继续使用电池,应在恒压15V/只的充电条件下,抽尽流出的电解液,擦干净电池表面,安上帽阀,用PVC(或氯仿)黏合剂将面板粘和好。
 
单格短路 
1、故障现象
现象是突然失去启动能力;启动时,短路单格有电解液喷出。其原因是:单格短路后,使蓄电池阻力增加,电压降低,不能供出强大的电流,同时在短路处产生高温使电解液急剧受热而喷出。
 
2、故障原因
(1) 活性物质脱落。
(2) 使用的电解液有杂质。
3、检查和处理
检查方法可用一根细导线各格的正、负极打火,无火花或火花较弱的单格,即为短格,需送修。
 
蓄电池的补水 
(1) 准备工作。用纯水和分析纯硫酸配置硫酸溶液电解液,比例是:500ml纯水,加入0.5ml纯硫酸。准备标准的橡胶排气阀备用。工具:起子、吸管(可以用一次性针管代替),透明聚乙烯管,直径要适合吸管(针管)吸口,ABS胶。
(2) 顺着排气孔撬开电池上方的盖板。一些电池的盖板是ABS胶粘接的,一些电池是 搭扣连接的。注意撬开盖板的时候,不要损坏盖板。这是可以看到6个排气阀的橡胶帽。
(3) 打开橡胶帽,露出排气孔,通过排气孔可以看到电池内部。一些电池的排气阀是可以旋开的,一些电池的橡胶帽周围还有一些填充物,注意保管填充物。
(4) 用滴管吸入配置好的电解液由排气孔注入电解液。电解液要恰好覆盖极板1mm.
(5) 把注好电解液的电池用偷情的遮挡物覆盖排气孔,以防止灰尘落入排气孔,静置12-24小时,以便电解液充分渗透。再次观察排气孔内部的电解液,应该有流动的电解液(游离酸),否则要补充电解液。
(6) 在排气孔没有覆盖的条件下,进行16.2伏恒压限流充电。充电时最好把电池放在耐酸的容器内,防止溢出的电解液污染环境。在电池充电电流降到400~300毫安,或者电压达到16.2V三小时以上,认为电池初次充电充满。
(7) 初次充电结束以后,检查电池极板表面是否还有电解液,如果没有电解液,应该补充电解液后,再次进行恒压限流充电;如果6个格里边还有电解液,用吸管吸出多余的电解液。
(8) 采用14.8V恒压限流充电,一直到充电电流下降至300mA。
(9) 盖上排气阀以后,注意恢复填充物。盖上电池盖板,如果是胶接的,应该涂胶粘接。在电池盖板上压上重物,待胶完全凝固,再次进行4.8V恒压限流充电,一直到充电电流下降至300mA。
(10) 再次测试电池容量,判断电池容量是否恢复。
 
电池维修后效果不理想的原因(容量上升不大,或者没有达到标称容量的70%以上)如下:
1、电池正极板软化,其显著表现是:在上述第(7)步骤时,会发现吸出的多余电解液中有黑色杂质,如果黑色杂质比较多的时候,就是正极板软化排出的,这样的电池基本上无法修好,只能够报废。
2、电池硫化,可充电后对电池进行电子脉冲修复24小时,再次测试。
3、充电以后30min,测试电池电压,还低于12V,可能是电池内部断路,电池应该报废。
 
如何解决电动车电池的硫化问题 
定期保养:每三个月定期到专业维修点检修电池,及时补水。这些方法简单易行,经济成本很低,但要严格遵守却有一定难度。所以,大多使用专门的设备进行除硫维护,方法有:
 
1、使用台式快速除硫设备
台式快速除硫设备的工作原理是高电压大电流脉冲充电,通过负阻击穿消除硫化。这种方法速度快,见效快,可以获得暂时的消除硫化的效果,但是,高电压大电流能击除硫也能除活性物质,在消除硫化中带来严重失水和正极板软化的问题,对电池产生致命的损伤,经过这类设备除硫两次后的电池基本都会报废。目前,市场上的专业电池维护店主都已经明白了这种方法的危害.于是,又出现了脉冲放电除硫的设备,其实,根本原理并没有变,只是从恒高压恒大电流变成了瞬时峰值高压,还是会损伤极板活性物质。
 
2、选择可除硫充电器
目前可除硫充电器有三种工作原理,一种是类同于台式快速除硫设备的工作原理,采用高电压大电流脉冲充电,通过负阻击穿除硫,上面已经说明了这种方法对电池寿命会构成致命伤害,已被市场否定。第二种是采用快速的脉冲前沿的充放电脉冲,利用瞬间峰值,在充电过程中干扰电池的硫化。另一种是周期性的采用10%~20%的过充电的方法,还原电池的硫酸铅结晶。
 
3、使用在线式铅酸蓄电池延生器
在线式铅酸蓄电池延生器与电池并联,可二十四小时阻止及消除硫化。这种方法修复比较慢,修复时间比较长,往往在120小时以上,但无论是充电还放电过程都能阻止和消除硫化,修复效果很好。因为采用低电压低电流,延生器不会对电池极板产生强大冲击而导致失水和软化,这是一种用户一次投入就可以持之以恒的维护方式,特别是对于质量较好的新电池,可延长电池寿命2~5倍,而且一次投入,可一直伴随着电动自动车,下一次更换电池,延生器还可以继续使用,能为用户节约大量的经济成本。
 
采取这个方法的意义很大。首先是给用户带来了实实在在的经济效益,减少了用户的麻烦。其次是提高了车厂的声誉,为拓展生产提供了条件。第三,为电动车经销商解决了电池质保的难题,减少投诉,提高信誉度,增加了利润,同时,在店面销售上也增加了促成交易的销售方案。第四,可以大大减少电池制造商的理索赔费用。第五,改善电动自行车的形象,拓展电动自行车整体市场的发展。第六,提高电池的利用率,有利于环保。 
 
上面说的那么多优点,其实只是一句话,那就是电池延长寿命之后的好处。其实实际使用中并没有以上那段话吹捧的那么好,我认识的一些人使用过都表示没什么效果,而现在他们都不使用了,还说什么能延长2~5倍的寿命!一般电池,稍微注意一下使用方法和注意事项,一般可以用到一年半,好一点的可以到两年或以上,如果照它那么说,接上去之后不是可以使用3~10年了。这是在电动车上使用,不是拿来做后备电源点灯,电动车用三年的电池是有听说过,10年的从来没有。除非,你天天充电,每天只需要跑一两公里。
 
说白了,很多的延升器里面只是一个短时大电流放电电路。它是对解决电池的硫化是有一定的作用,但是在它看来只要装上延升器,电池的硫化就能得到完全解决,那是不可能的。因为影起电池硫化的根本原因是使用和充电的问题,所以解决电池的硫化最根本的办法是防止硫化,另外加上定期的养护。如单单对个人来说,我们只要注意使用的方法和注意事项就可以了,等发现问题了再用相应的方法来解决。
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