鉛蓄電池の故障とその修理方法
1. 自己放電の増加は、容量の損失として現れます。
通常の自己放電は、電極材料および電解液中の不純物の存在によるバッテリー内のガルバニックプロセスの結果であり、通常は 1 日あたりの容量の 0.7% を超えません。ポータブル バッテリーの自己放電の増加は、不注意な充填時やガス放出時に電解液で濡れた蓋や容器の外面での電流の漏れが原因です。このため、特に表面がほこりで汚れている場合には、自己放電が非常に大きくなり、バッテリーが 10 ～ 20 日以内に完全に放電してしまうことがあります。
自己放電をなくすには、蒸留水で湿らせた布で表面をきれいにし、アルカリ性の 10% ソーダ灰またはアンモニア水 (アンモニア水) で中和する必要があります。布を溶液で湿らせ、表面をよく拭きます。蓋や食器の表面。この場合、アルカリ溶液がバッテリー内に落ちて電解液を汚染しないように注意深く監視する必要があります。中和後、食器を湿らせた布で再度拭き、乾燥させます。
表面を拭いても自己放電が減少しない場合は、バッテリーの電解液を分析し、許容量を超える有害な不純物が見つかった場合は、バッテリーを放電して電解液を交換する必要があります。電解液を注入した後、各セルに蒸留水を注入し、１時間放置する。次に水を注ぎ、再びセルに水を注ぎ、通常の約1/10の微弱な電流を2時間バッテリーに流します。その後、水を注ぎ出し、バッテリーを蒸留水ですすぎ、通常の密度の電解液で満たし、0.1 C20 の電流で通常の充電で充電します。
電解質の汚染。バッテリーの容量の低下と自己放電の増加は、バッテリーに添加される水または電解液の調製に使用される酸に不純物が存在するために発生することがよくあります。多くの場合、修理技術に違反した場合、たとえば、POS はんだでジャンパーをはんだ付けするとき、電解液で湿らせたバッテリー カバーと裸の銅線を長時間接触させるときなど、汚染物質がバッテリーに侵入します。
いくつかの有害な不純物の存在は、外部の兆候によって判断できます。
- 塩素 - 要素の近くに塩素の匂いがあり、容器の底に薄灰色の沈殿物が堆積します。
- 銅 - 静止時および継続的な充電時に顕著なガス放出。
- マンガン — 充電中、電解液は明るい赤色になります。
- 鉄と窒素は外部の兆候では検出できず、化学分析によってのみ検出できます。
電解液中に許容できない不純物が検出された場合は、必ず電解液を交換する必要があります。これを行うには、バッテリーを放電し、電解液を注ぎ、塩素が存在しないことを確認した蒸留水を満たし、0.05 C10 の弱い電流で 1 時間充電します。次に、水を排出し、高品質の電解液を満たし、通常の充電電流で充電します。
セル遅延は、電圧が低いこと、および他のセルと比較して個々のセルの電解質の密度が低いことを特徴とし、通常、不十分な再充電電圧、極板の硫酸化の初期段階、短絡、およびセル内の有害な不純物の存在によって発生します。電解液の遅延が検出された場合は、電解液に塩素、鉄、銅が含まれていないか分析することが不可欠です。始動しない場合は、電荷を均等化するか、フロート電圧を増加することによって障害が解消されます。
外部電源から遅れセルを充電しても遅れが解消されない場合、遅れセルはバッテリから切り離され、容量が回復するまで充電されます。
2. バッテリー内部の短絡は、主にセパレーターの破壊時とプレートの端に海綿状の鉛が蓄積することによって発生します。
多くの場合、短絡の原因は容器の底にある高レベルの沈殿物であり、これが電極の下端に達すると、電極間に導電性のブリッジが形成されます。
短絡を解消するには、バッテリを 10 時間の放電電流で最終電圧まで放電し、セルを分解する必要があります。短絡を除去した後（損傷したセパレータを交換し、プレート上の蓄積物をナイフで切り取り、皿を洗浄して沈殿物を除去し、プレートを洗浄した後）、セルは組み立てられ、形成充電モードで充電されます。
3. プレートの破壊は、活性物質の崩壊と落下、およびグリッドの腐食によって特徴付けられます。
極板の破壊の特徴的な兆候は、バッテリー容量の急激な減少、放電時間の短縮、および充電中の電解液の密度の正常値までの急激な増加です。電解液は濁って茶色になります。プレートの破壊の原因は、システムの充電、高電流の充電、および温度の上昇です。過度に小さな電流で系統的に充電すると、プレートの破壊を引き起こす可能性があります。硫酸鉛は過酸化鉛やスポンジ鉛よりも体積が大きいため、プレートの硫酸化も破壊の原因になります。
プレートが損傷したバッテリーは動作に適さないため、交換する必要があります。
4. プレートの硫酸化は、バッテリーにとって最も一般的で危険な損傷です。
上で述べたように、硫酸鉛 (硫酸鉛) PbSO4 の生成は、バッテリー動作の通常の結果です。ノーマルモードで生成される硫化鉛は微細な結晶構造を持っています。電池が作動していないとき、特に電解質の温度と密度が上昇したときの自己放電の結果、PbSO4 の結晶は大きくなります。電池の保管規則に従って、結晶は通常の充電の影響下でも分解します。
5.深い硫酸化は、通常、バッテリーの不適切な使用の結果であり、次の主な理由によって引き起こされます。
- 充電電圧と電流が不十分。
- 素子の短絡による自己放電の増加。
- 電解液中に有害な不純物が存在する。
- 電解液の過剰な濃度と高温。
- 「充放電」モードで動作するバッテリーの系統的な過充電。
- 系統的な深部放電。
- 高電流での頻繁な充電。
- 放電したバッテリーを充電せずに長期間放置した場合。
- 新しい非乾電池に電解液を充填してから充電を開始するまでの長い時間 (6 時間以上)。
これらの要因の影響下で、プレート上の硫酸鉛は粗い結晶構造に変化し、硫酸鉛の連続的な地殻を形成します。電解液で湿ったプレートが空気と接触した場合にも、電解液レベルの低下によりプレートが露出し、激しい硫酸塩の形成が発生します。粗い結晶性硫酸塩は、通常の充電ではもはや分解せず、硫酸化は不可逆的であると言われています。
過度の硫酸化を受けた陽極板の活性物質は、硫酸塩の白い斑点を伴う薄茶色の色合いを帯びます。色が暗いままである場合もありますが、粗大な結晶性硫酸塩の存在は、硬くて粗い表面によって示されます。硫酸化された正極板の活性物質が指の間で砂のようにこすれます。
負極板の表面は硫酸鉛の連続層でコーティングされています。活物質は、触れると砂のように硬くなり、粗くなります。プレートの表面にナイフを引いても、明確な金属の線はありません。
粗い結晶性硫酸塩は電流の伝導率が低いため、不可逆的な硫酸化が発生すると、セルの内部抵抗が増加します。その結果、充電電圧は 3 V まで上昇し、放電電圧は大幅に低下します。大きな結晶は活性物質の細孔を詰まらせ、電解液が内層に入るのを困難にします。バッテリー容量が通常より大幅に低下します。これらの兆候は硫酸塩電池に特有のものです。
6. 過剰なスラッジの生成。
電解液が鉄、硝酸およびその塩で汚染されている場合、また短絡や不適切な動作（重度の過負荷や深放電）の際には、活性物質の粒子がプレートから落下し、沈殿物（沈殿物）が形成されます。 、プレートに上昇すると、短絡を引き起こす可能性があります。
堆積物の出現の特徴的な兆候と理由。
堆積物の分離が増加した原因に応じて、堆積物を除去するための措置を講じる必要があります。
事前に容量の 50 ～ 60% まで放電したセルからガラス棒で曇った電解液を汲み上げ、ポンプまたはサイフォンを使用して開放容器から沈殿物を除去します。この場合、土砂粒子によるショートを起こさないように注意する必要があります。排気後、エレメントを蒸留水ですすぐ必要があります。
裸のプレートを空気中に長時間放置することはできないため、注入された電解液の代わりに、きれいな電解液が瓶に注がれます。
ポータブルバッテリーからの沈殿物は、年に一度、プレートを分解し、以前に放電したバッテリーの容器とプレートをすすぐことによって除去されます。
7. バッテリーの極性を逆にします。
バッテリーが異なる容量の直列接続されたセルで構成されている場合、または一部のセルの極板が切断されているか硫酸化されている場合、バッテリーが放電されると、より低い容量のセルがゼロまで放電される可能性があり、残りのセルは引き続き放電します。現在。放電したセルをマイナスからプラスに流れるこの電流は、セルを逆方向に充電し始めます（マイナス極板はプラスになり、プラス極板はマイナスになります）。この場合、二酸化鉛と海綿状鉛の混合物がプレート内に現れ、強い自己放電が発生し、硫酸化が形成されます。
マイナスのプレートは暗くなり、大きく膨らみます。このような要素はバッテリーから切り離され、数回のトレーニングショックと充電を受ける必要があります。
極性反転は、誤ったスイッチングに対する保護のない古い設計の充電用モーター ジェネレーターまたは整流器の反対極 (プラスからマイナス、マイナスからプラス) にバッテリーが誤って接続された場合にも発生する可能性があります。充電バッテリーの正しい接続を注意深く監視する必要があります。時間内に気づいた間違いは修正できます。バッテリーを正しい充電モードに切り替えることで、電極の極性の反転がなくなります。
長期間誤ってスイッチを入れ続けたために極性が反転した場合は、「充電-放電-充電」サイクルを2〜3回実行する必要があり、特に好ましくない場合、分極したバッテリーは容量が回復せず、完全に分解してしまいます。
8. バッテリーの絶縁抵抗が低下すると、自己放電が発生します。
ほとんどの場合、バッテリーの表面の汚染、容器の蓋や外壁、ラックへの電解液の浸透が原因で発生します。タンクの亀裂から電解液の漏れが見つかった場合は交換する必要があります。
シーリングマスチックの亀裂は、ガスバーナーまたはブロートーチの弱火で溶かすことによって修復されます。
注意: 作業はバッテリー収納部の外で行う必要があります。バッテリーを放電し、キャップを開けたまま 1 ～ 2 時間放置し、空気を吹き込んで残留ガスを除去し、爆発性混合物の爆発を防ぐ必要があります。溶解はタンクの端や蓋が発火しないように慎重に行う必要があります。
9. エボナイトのモノブロックと容器の亀裂。
モノブロックや容器が損傷すると、電解液の漏れやバッテリー収納部の汚染が発生し、バッテリーが自己放電する状態が生じます。さらに、硫酸ガスはサービス担当者にとって有害です。モノブロックのセル間隔壁の亀裂は、バッテリーにとって特に危険です。隣接するセル間の電解接触により、自己放電が強化される経路が形成されます。大きな亀裂があると、自己放電電流が短絡値に達し、バッテリー電圧が 4 V 低下し、電極が硫酸化されるか完全に破壊されます。
スターターバッテリーの損傷したモノブロックは、通常、特に中間要素の隔壁に亀裂が存在する場合、修理するのが現実的ではありません。モノブロックを新しいものと交換することが不可能な場合、バッテリーを静止状態（衝撃や揺れを受けない状態）で使用する場合に修理が効果的である可能性があります。
修復すべきモノブロックを流水で十分に洗浄し、室温で３〜４時間乾燥させる。 60℃以下の温度でキャビネット内で乾燥することができます。
亀裂をシールするために、直径3〜4 mmのドリルで亀裂の端に穴を開けます。亀裂はヤスリまたはノミで3〜4 mmの深さまで切り取られます。耐酸性インサートを備えたモノブロックでは、穴あけと亀裂の切り取りは、アスファルト混合物の深さまで、外側からのみ行われます。エボナイトブロックは両面からカットされます。切断された亀裂は、亀裂の両側に幅 10 ～ 15 mm の粗い表面が作成されるまでサンドペーパーで洗浄されます。その後、洗浄した部分をアセトンに浸したナプキンで脱脂し、5〜6分間乾燥させます。
修理されたモノブロックは、特別な装置を使用して漏れがないかテストする必要があります。
モノブロックの損傷をチェックするときは特別な注意を払う必要があり、感電する可能性があるため、決して 2 つの電極を手で持たないでください。
基板の再はんだ付けと矯正
不適切な操作、電解液の汚染、または短絡の結果、プレートが大きく歪んでいる場合（特にプラス側）、バッテリーを分類してプレートをまっすぐにする必要があります。これはバッテリーを放電して行う必要があります。陰極プレートは直ちに蒸留水に浸して酸を除去する必要があり、水を 2 ～ 3 回交換することによってのみ空気中に保つことができます。空気中で帯電した負極板は非常に高温になり、使用できなくなります。
プラス極板を取り外す際はマイナス極に触れないように注意してください。位置を調整するために、切断した正極板を 2 枚の滑らかな板の間に置き、徐々に慎重に重みを加えます。プレートは壊れやすいため、ハンマーで叩いたり、プレートを鋭く押したりしないでください。
充電中にバッテリーコンパートメント内のプレートをはんだ付けすることは固く禁止されています。充電終了後 2 時間以内であれば、継続的に換気しながらはんだ付けできます。
定置型電池の接続部のはんだ付けは、水素炎または電気炭ヒーターを使用して行う必要があります。この作業は、特別な訓練を受けた担当者のみが実行できます。
小型バッテリー (スターター、フィラメントなど) のはんだ付けは通常のはんだごてで行うことができますが、バッテリーを汚染し、自己放電や損傷につながる錫はんだや酸は使用しません。
錫をきれいにしたはんだごてで純鉛の棒またはストリップを溶かし、継ぎ目に落ちてバッテリーのリード部分を溶接します。溶けた鉛がフィラメントを生成しないように注意する必要があります。フィラメントがセルに巻き込まれると短絡を引き起こす可能性があります。導電性が低下しないように、ワイヤとジャンパの断面全体を溶接する必要があります。