淺談鉛酸蓄電池的維護與保養

劉開彬

摘 要：鉛酸蓄電池的維護保養是確保電池正常工作，延長其使用壽命的重要措施。文章從鉛酸蓄電池的工作原理出發，闡述了其充放電過程中的管理措施，并介紹幾種鉛酸蓄電池的常見故障及處理辦法，希望對鉛酸蓄電池的管理維護有所借鑒。

關鍵詞：鉛酸蓄電池；電池充放電；常見故障；維護保養

中圖分類號：TM912.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0168-01

鉛酸蓄電池具有安裝使用方便、容量大等優點，在各煤礦企業中應用較為廣泛。如何確保蓄電池安全使用、降低材料消耗、延長其使用壽命，現已成為了礦井生產管理的重點內容之一。

1 鉛酸蓄電池工作原理

鉛酸蓄電池的工作原理為雙極硫酸化理論，其運用Pb/H2SO4/PbO2的電化學體系。鉛酸蓄電池充放電過程是可逆的，放電狀態時其正極為二氧化鉛，負極為海綿狀鉛，電解液為硫酸溶液，三者反應將化學能轉化為電能釋放出來，反應產物為PbSO4和H2O；充電時其正、負極上的PbSO4均同電解液發生反應，分別形成PbO2和海綿狀Pb，這一過程中將電能轉化為化學能并儲存起來。

2 蓄電池的維護保養

2.1 電池充電

鉛酸蓄電池使用過程中最重要的使用內容就是電池的充放電，科學合理地進行電池充放電能夠大大提升電池的工作效率與使用壽命。鉛酸蓄電池的充電方法一般有兩種，其分別為恒壓充電法和恒流充電法。但從維修和保養的角度分析，電池的充電方法又可分為四種，即恒壓充電法、恒流充電法、均衡充電法和補充充電法，各充電方法適用于不同的電池情況。①恒壓充電法指充電過程中的充電電壓保持不變（或將充電過程分為幾個階段，在每個階段內其充電電壓始終保持不變），一般適用于鉛酸蓄電池的正常充電。恒壓充電法具有充電終期充電電流自動降低，甚至為零，不會使蓄電池過充電；各組蓄電池為并聯充電，放電程度不同的蓄電池進行充電時互不影響，較適于礦燈的正常充電；總體電壓較恒流充電略低，電解水的現象較少，比較省電，便于管理等優點。但恒壓充電法充電初期電流較大，易使得極板活性物質脫落，縮短電池極板的壽命；而在充電后期電流過小，無法深入到極板內部，極板深部的硫酸鉛長期無法參與反應，易發生“極板硫酸化”現象。②恒流充電法在整個充電過程中的充電電流始終保持不變，其存在著充電末期充電電流不能減小，使得電池中的水分消耗較大、電力消耗過多的缺點，易使極板過早損壞，其適用于鉛酸蓄電池的初充電。③均衡充電實質上是過充電，其充電方法為按日常充電的方法連續充電24 h，其目的是使在使用過程中各個蓄電池由于機遇不一，其電壓、容量、電液比重會產生較大的差異經過均衡充電達到較為一致的狀態。一般應每個月進行一次均衡充電，比較有利于蓄電池的維護。④補充充電法的目的是對蓄電池所出現的不正?，F象進行處理，對極板輕微硫酸化的電瓶可采用此法進行處理。其充電方法為：正常充電完成后，再以正常充電電流的一半進行充電3～5 h，停止充電1 h后再充電1～2 h，反復停充過程，直到其放電容量和電壓變化均達到正常為止。此方法維修中經常用到。

2.2 電池放電

電池放電過程需要確定電池的放電電流以及放電時間，而不同型號的蓄電池容量與負載情況有差異，因此電池放電需根據電池情況來確定。電池過放電會大大降低電池的壽命，放電終止一般以終止電壓來衡量，終止電壓應不小于1.80 V/單體。電池充放電過程中使用的連接條會出現發熱或壓降過大（大于10 mV以上）的現象，此時應對連接條進行處理，重新打磨連接條與端子接觸部位或者重新更換連接條，保證電池充放電的安全與效率。電池放電一般都是以成組的形式集中放電，而如若其中少數電池單體電壓下降出現異常，應及時檢查原因并進行處理，對異常電池單體進行數據記錄與標記，避免個別異常電池單體對整個電池組造成影響。電池放電完畢之后，需及時進行充電，不允許電池長時間處于放電狀態。

2.3 設定合理浮充電壓

電池浮充電壓的設定首先應根據生產廠家提供的浮充電壓值與溫度補償電壓，浮充電壓可由下式確定：

U浮=（U×N）+？駐V

？駐V=-溫度補償系數（mV/℃）×（電池溫度-基準溫度）×N

式中：U為廠家提供的單體電池浮充電壓；N為電池組內電池只數；？駐V為溫度補償電壓；N為電池組單體個數。

浮充電壓的確定應考慮電池工作環境溫度，為降低環境溫度對電池工作效率與壽命的影響，浮充電壓值需進行溫度補償。煤礦鉛酸蓄電池較為理想的環境溫度為在20～25 ℃，井下電池室應保證良好的通風，有條件的企業可安裝空調保持電池室的溫度。為降低浮充電壓對電池的危害，蓄電池可定期（一般為一季度）檢測單體電池的端電壓，各電池端電壓之間的差值應穩固在100 mV以內，大于此電壓值應對電池進行處理。

2.4 例行檢查維護

電池使用過程中應定期對電池工作狀態進行檢查，做到周、月、季、年例行檢查。周檢查維護內容為標識電池電壓、環境溫度，清理蓄電池灰塵與腐蝕污染的接頭，檢查電池狀態、電池連接線、螺栓等附件狀態；月維護內容為普測電池電壓與環境溫度，并做好數據記錄與分析；每季度測試一次開路電壓；每年測試以此鉛酸蓄電池電池容量，記錄每個電池單體做好數據，對異常電池單體進行維修保養。

3 鉛酸蓄電池的常見故障及處理辦法

3.1 極板硫酸化

極板酸化分為輕微硫酸化和嚴重硫酸化兩種，視酸化程度采取不同的處理措施。輕微硫酸化時采用均衡充電，后再調整電解液比重，若仍無法正常充放電，則應將電池槽內的電解液全部抽出，更換為蒸餾水進行充電，反復多次更換蒸餾水直至液色變得清昕為止（俗稱水洗法），再加電解液進行充電。用上述方法若仍無法正常充電，則需將極板取出對電池槽進行清理。極板先用蒸餾水進行清洗后，放于稀釋的堿水溶液中用火煮沸，然后再用蒸餾水進行清洗，再重新裝入，按初充電步驟進行充電，若仍無法滿足要求則應更換蓄電池極板。

3.2 放電容量不足

造成蓄電池放電容量不足的一般原因為電解液比重不足、電解液液面太低或電池失水，電池工作過程中會有2 %～3 %氧從電解液中釋放出來，這是造成電池失水的重要原因。鉛酸蓄電池工作中多處于浮充狀態，工作中會出現浮充電壓偏高與電池溫度過高的問題，如不能及時下調浮充電壓，電池失水過程將會更加嚴重。電池失水將會降低將是放電容量，當失水速度達到3.5 mL/Ah時，電池放電容量將達不到電池初始容量的四分之三；而電池水損失達到總水容量的四分之一時，電池基本上已經報廢。對于電解液異常情況可采取補液和調整電解液比重的辦法進行維護，一般可達到要求。

3.3 電池熱失控

電池工作過程中會產生熱量，加之溫度與電流之間的疊加作用，電池內的溫度會迅速升高。電池內溫度過高會對電池造成嚴重影響，輕者會使電池槽發生“鼓肚”，使得電池容量及電壓不達標，影響正常使用，甚至會對整個供電線路造成影響。電池在使用中應保持適宜的間距，避免新舊電池混搭使用，并加強電池室內通風，確保電池組的機房溫度。

4 結 語

鉛酸蓄電池的維護保養能夠大大提升電池的使用壽命，電池管理中應做好充放電，設定合理的浮充電壓，并對電池進行例行檢查維護；電池工作中出現異常情況應及時進行處理，確保電池的工作狀態。

參考文獻：

[1] 魯春生.淺談密封鉛酸蓄電池的維護[J].煤炭工程，2001，（7）.

[2] 王紅，張體領.淺談變電站閥控密封鉛酸蓄電池的運行維護[J].煤礦現

代化，2002，（6）.

[3] 孟雪，徐建文，宋立娣，等.淺談鉛酸蓄電池的防爆設計和維護[J].電氣防 爆，2011，（2）.