Modos de falha de baterias de chumbo-ácido

Devido às diferenças nos tipos de placas, condições de fabricação e métodos de uso, as razões para a falha das baterias são diferentes. Resumindo, a falha das baterias de chumbo-ácido tem as seguintes situações:

↘ Variante de corrosão da placa positiva

Existem três tipos de ligas atualmente utilizadas na produção: ligas tradicionais de chumbo-antimônio, com teor de antimônio de 4% a 7% em massa; ligas de antimónio baixo ou ultrabaixo de antimónio, com teor de antimónio de 2% em massa ou inferior a 1% em massa Fracção, contendo estanho, cobre, cádmio, enxofre e outros agentes cristalinos modificados; série chumbo-cálcio, na verdade liga quaternária chumbo-cálcio-estanho-alumínio, o teor de cálcio é de 0,06% a 0,1% de fração de massa. As grades positivas fundidas das ligas acima serão oxidadas em sulfato de chumbo e dióxido de chumbo durante o processo de carregamento da bateria, o que eventualmente levará à perda da função de suporte de substâncias ativas e à falha da bateria; ou devido à formação de camada de corrosão de dióxido de chumbo, conduzir a dióxido de chumbo. A liga produz tensão, que faz com que a grade cresça e se deforme. Quando a deformação exceder 4%, toda a placa será destruída e o material ativo cairá devido ao mau contato com a rede ou curto-circuito no barramento.

↘ O material ativo da placa positiva cai e amolece

Além do derramamento do material ativo causado pelo crescimento da grade, com o carregamento e descarregamento repetidos, a ligação entre as partículas de dióxido de chumbo também é relaxada, amolecida e separada da grade. Uma série de fatores, como a fabricação da grade, a estanqueidade do conjunto e as condições de carga e descarga, têm impacto no amolecimento e desprendimento do material ativo da placa positiva.

↘ Sulfatação irreversível

Quando a bateria é descarregada em excesso e armazenada em um estado descarregado por um longo tempo, seu eletrodo negativo formará um cristal de sulfato de chumbo grosso que é difícil de aceitar o carregamento. Este fenômeno é chamado de sulfatação irreversível. Uma leve sulfatação irreversível ainda pode ser recuperada por alguns métodos. Em casos graves, o eletrodo falha e não pode ser carregado.

↘ Perda prematura de capacidade

Quando baixo antimônio ou chumbo-cálcio é a liga da grade, a capacidade cai repentinamente no estágio inicial de uso da bateria (cerca de 20 ciclos), o que torna a bateria ineficaz.

↘ Acúmulo grave de antimônio nas substâncias ativas

O antimônio na grade positiva é parcialmente transferido para a superfície do material ativo da placa negativa com o ciclo. Como o sobrepotencial de redução de H+ no antimônio é cerca de 200 mV menor do que no chumbo, a tensão de carga diminui quando o antimônio se acumula, e a maior parte da corrente é usada para dividir a água e a bateria não carrega adequadamente.

O teor de antimônio do material ativo do eletrodo negativo da bateria de chumbo-ácido com uma tensão de carga de apenas 2,30V foi testado, e verificou-se que o teor de antimônio na camada superficial do material ativo do eletrodo negativo atingiu 0,12% a 0,19 % fração em massa. Para algumas baterias, como baterias para submarinos, existem certas restrições sobre a evolução de hidrogênio das baterias. O material ativo do eletrodo negativo da bateria com evolução de hidrogênio superior ao padrão foi testado, e o teor médio de antimônio atingiu 0,4% de fração de massa.

↘ Falha térmica

Para baterias de baixa manutenção, a tensão de carregamento não deve exceder uma única célula de 2,4 V. No uso real, como em automóveis, o regulador de tensão pode estar fora de controle, a tensão de carga é muito alta e a corrente de carga é muito grande e o calor gerado aumentará a temperatura do eletrólito da bateria, resultando em uma diminuição na resistência interna da bateria; Corrente de carregamento aprimorada. O aumento de temperatura da bateria e a corrente excessiva reforçam-se mutuamente, o que acaba sendo incontrolável, fazendo com que a bateria se deforme, rache e falhe. Embora a fuga térmica não seja um modo de falha frequente para baterias de chumbo-ácido, não é incomum. Ao usar, preste atenção ao fenômeno de que a tensão de carregamento é muito alta e a bateria aquece.

↘ Corrosão do barramento negativo

Em circunstâncias normais, não há problema de corrosão na grade negativa e no barramento, mas na bateria selada regulada por válvula, quando o ciclo de oxigênio é estabelecido, o espaço superior da bateria é basicamente preenchido com oxigênio e o barramento é mais ou menos o eletrólito no diafragma. Os terminais sobem até os barramentos. A liga do barramento será oxidada para formar ainda mais sulfato de chumbo. Se a liga do eletrodo do barramento não for selecionada corretamente, haverá inclusões de escória e folgas no barramento, e a corrosão se aprofundará ao longo dessas folgas, fazendo com que as abas se separem do barramento e a placa negativa falhará.

↘ Perfuração do diafragma causa curto-circuito

Variedades individuais de diafragmas, como diafragmas de PP (polipropileno), têm tamanhos de poros grandes, e o fusível de PP se deslocará durante o uso, resultando em poros grandes, e o material ativo pode passar pelos poros grandes durante a carga e descarga, causando micro- curtos-circuitos, a bateria falhará.

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