標題:柴油機組電瓶典型失效模式分析
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柴油機組電瓶典型失效模式分析
綜合分析各個失效模式對電池的影響,柴油機組電瓶提前失效的最主要原因有3個:正極板柵腐蝕、負極匯流排腐蝕和負極硫酸鹽化。
1、正極板柵腐蝕:正極板柵腐蝕是浮充型蓄電池最常見的失效模式,因此失效蓄電池都有著不同程度的正極板腐蝕問題。正極板柵腐蝕會硬氣板柵形變、鉛膏與板柵脫離、正極極化增加,從而導致柴油機組電瓶容量下降。
2、負極匯流排腐蝕:由于負極氧復合反應,負極匯流排處呈堿性環境,使得金屬鉛不斷被腐蝕形成硫酸鉛,最終導致負極匯流排斷裂。從解剖結果來看,負極匯流排腐蝕往往伴隨著正極板柵腐蝕、熱時空及電解液干涸等失效因素。推測在柴油機組電池浮充過程中,電池正極板柵先發生腐蝕,從而使得正極電位向更正的方向便宜,即加劇了真機上的析氧反應;氧氣的大量析出造成電池負極氧復合反應增大,加劇負極匯流排的腐蝕風險;正極板柵腐蝕及氧氣析出的過程都需要消耗水,從而引起電解地干涸,增加了氧氣傳遞通道,進一步加劇氧復合反應,同時增加了電池熱失控的風險。
3、負極硫酸鉛鹽化:由于柴油機組電池浮充電壓偏低、長期充電不足、電解液密度過高或溫度過高等原因,蓄電池負極板上就會生成大顆粒的硫酸鉛晶體,這種大顆粒硫酸鉛晶體會堵塞極板活性物質的微孔,阻礙電解液的滲透和擴散;同時由于硫酸鉛晶體導電性差,增加了蓄電池內阻;在充電時這種硫酸鉛晶體也不易轉變成海綿狀鉛,使極板上的活性物質減少,會降低蓄電池的有效容量。
4、其他失效迷失:如鉛膏軟化、熱失控等失效迷失也是電池的重要失效模式,但更多的時候是由于前3中失效迷失導致了進一步失效。
從危險性來說,正極板柵腐蝕、負極硫酸掩護兩種模式會引起柴油機組電瓶增大,容量下降,因此均可以通過核容來發現。不同的是,正極板柵腐蝕是蓄電池“筋骨”的損壞,不能修復;而負極硫酸鹽化一般來說可以通過脈沖電流、添加修復劑等物理、化學的手段,是柴油機組電瓶容量得到一定程度的修復。負極匯流排腐蝕則最具有隱蔽性,危害也往往最大。在浮充過程中,電流很小,匯流排保持連接,浮充電壓基本保持正常值,一旦發生事故需要大電流放電時,被嚴重腐蝕的匯流排會被燒斷,引起蓄電池組開路,徹底失去應有的功能。
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