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晶硫酸鉛，在正常充電時不能轉化為活性物質。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，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，電解液比重達到1.280g/cm3即可；②硫化充電嚴重者采用“水治療法”修復。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，當放電容量能達到額定容量的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。不過隨著電池再生技術的進步而得到改進。電池再生方法主要有反充與化學充電法、電解液浸潤法與更電池電解法、反充法[4]。

2.2 活性物質脫落

活性物質脫落的現(xiàn)象主要表現(xiàn)為正極活性物質二氧化鉛脫落，充電時從加液孔中可看到有褐色物質，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脫落：①蓄電池充電電流過大，電解液溫度過高，使活性物質膨脹、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，應更換新極板和電解液。實踐證明，極板活性物質的脫落主要發(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，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高，可將其調整到規(guī)定值，在不充電的情況下繼續(xù)使用；對于腐蝕嚴重的蓄電池，如筋條、框架斷裂、活性物質脫落等，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、負極板直接接觸；②活性物質沉積過多，會將正、負極板連通；③極板組彎曲，鉛蓄電池過量放電，或者極板活性物質脫落較多，或者蓄電池中含有雜質，都會造成極板彎曲；④導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?；蛘吒鼡Q破損的隔板，或消除沉積的活性物質，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，雜質與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質之間形成電位差，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，使負極海錦狀鉛溶解加快，析氫時增加，負極板自放電加劇，因此蓄電池離熱源過近應有隔熱措施。

排除的方法為：如果因其電解液混入金屬雜質，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，用蒸餾水調電解液密度至1.26g/cm3,充足后將密度調至規(guī)定值。自放電較為嚴重時，應將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水進行清洗，清除極板和隔板之間的雜質，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。

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在蓄電池外殼上、下液面線之間。

當電解液液面過低時，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。

5.結束語

汽車用鉛蓄電池的技術性能和使用壽命不僅取決于其本身的結構和質量，而且還與使用時維護的好壞有關?？傊?，要延長蓄電池壽命，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，清除包樁和導線接頭上氧化物。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，應補加蒸餾水。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)電機和調節(jié)器出現(xiàn)故障應予以及時排除。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，維修時必須嚴格遵守工藝規(guī)范。

參考文獻

[1] 朱松然.蓄電池手冊[M].天津：天津大學出版社，1998，41.

[2] 福州鉛酸蓄電池去硫化儀獲國家專利.https://www.ybzhan.cn/News/Detail/4586.html.

[3] 汽車起動用鉛酸蓄電池維護保養(yǎng)及故障判定知識. https://www.zldy.com.cn/china/ news_show.asp?id=148.

[4] 陳紅雨，熊正林，李中奇.先進鉛酸蓄電池制造工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010，318-324.

[5] 伊曉波.鉛酸蓄電池制造與過程控制[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004，334.

[6] 楊忠敏，肖永清.車用蓄電池的使用維護與檢修[J].客車技術與研究.2004,26(2): 35～37.

[7] 國家技術監(jiān)督局. GB5008-1991，啟動用鉛酸蓄電池技術條件[S].北京：中國標準出版社，1991.