Poruchy olověných baterií a jak je opravit
1. Zvýšené samovybíjení se projevuje ztrátou kapacity.
Normální samovybíjení je výsledkem galvanických procesů v baterii v důsledku přítomnosti nečistot v materiálu elektrody a v elektrolytu a obvykle nepřesahuje 0,7 % kapacity za den. Zvýšené samovybíjení u přenosných baterií je způsobeno únikem proudu na vnějším povrchu víček a nádob namočených elektrolytem při neopatrném plnění nebo při uvolňování plynu. Samovybíjení z tohoto důvodu, zvláště pokud je povrch také znečištěn prachem, může být tak velké, že se baterie zcela vybije během 10-20 dnů.
Pro eliminaci samovybíjení je nutné povrch očistit hadrem navlhčeným v destilované vodě, poté jej zneutralizovat alkalickým 10% roztokem sody nebo čpavku (čpavková voda): hadr navlhčete roztokem a důkladně otřete povrch poklic a nádobí. V tomto případě musíte pečlivě sledovat, aby alkalický roztok nespadl do baterie a nekontaminoval elektrolyt.Po neutralizaci se nádobí opět otře vlhkým hadříkem a následně vytře do sucha.
Pokud se po setření povrchu samovybíjení nesnížilo, je nutné provést analýzu elektrolytu z baterie, a pokud jsou zjištěny škodlivé nečistoty v množství přesahujícím přípustné množství, baterii vybít a elektrolyt vyměnit. Po nalití elektrolytu se každý článek zalije destilovanou vodou a nechá se 1 hodinu stát. Voda se poté vylije, článek se znovu nalije vodou a baterií prochází slabý proud po dobu 2 hodin — asi 1/10 normálu. Poté se voda vylije, baterie se opláchne destilovanou vodou, naplní se elektrolytem normální hustoty a nabije se běžným nábojem proudem 0,1 C20.
Kontaminace elektrolytem. Ke snížení kapacity a zvýšenému samovybíjení baterií často dochází v důsledku přítomnosti nečistot ve vodě, která se do baterií přidává, nebo v kyselině používané k přípravě elektrolytu. Často se nečistoty dostanou do baterie při porušení technologie opravy, například při pájení propojek pájkou POS, při dlouhodobém kontaktu holých měděných drátů s kryty baterie navlhčenými elektrolytem atd.
Přítomnost některých škodlivých nečistot může být určena vnějšími znaky:
- chlór - zápach chlóru v blízkosti prvků a usazování světle šedého sedimentu na dně nádoby;
- měď — znatelné uvolňování plynu v klidu a konstantní nabíjení;
- mangan — během nabíjení získá elektrolyt světle červenou barvu;
- Železo a dusík nejsou zjistitelné vnějšími znaky a lze je zjistit pouze chemickým rozborem.
Ve všech případech detekce nepřijatelných nečistot v elektrolytu je nutné jej vyměnit. Za tímto účelem vybijte baterii, vylijte elektrolyt, naplňte ji destilovanou vodou zkontrolovanou na nepřítomnost chlóru a nechte ji nabíjet na 1 hodinu slabým proudem 0,05 C10. Poté vypusťte vodu, naplňte vysoce kvalitním elektrolytem a nabijte běžným nabíjecím proudem.
Zpomalení článku je charakterizováno nízkým napětím, stejně jako nižší hustotou elektrolytu jednotlivých článků ve srovnání s ostatními a obvykle vzniká nedostatečným dobíjecím napětím, počáteční fází sulfatace desky, zkratem a přítomností škodlivých nečistot v elektrolytu. Pokud je zjištěno zpoždění, je nutné analyzovat elektrolyt na přítomnost chlóru, železa, mědi. V nestartujících případech je závada odstraněna vyrovnáním náboje nebo zvýšením plovoucího napětí.
Pokud není zpoždění eliminováno nabíjením zpožděného článku z externího zdroje, jsou zpožděné články z baterie odříznuty a nabíjeny, dokud se neobnoví jejich kapacita.
2. Ke zkratům uvnitř baterií dochází především při destrukci separátorů a nahromaděním houbovitého olova na okrajích desek.
Příčinou zkratu je často vysoká hladina sedimentu na dně nádob, který po dosažení spodního okraje elektrod vytváří mezi nimi vodivé můstky.
Pro eliminaci zkratů je nutné vybít baterii 10hodinovým vybíjecím proudem na konečné napětí a článek rozebrat.Po odstranění zkratu – výměně poškozených separátorů, odříznutí usazenin na deskách nožem, vyčištění nádobí a odstranění sedimentu, umytí desek – se článek sestaví a nabije v režimu formativního nabíjení.
3. Destrukce desek je charakterizována rozpadem a pádem aktivní hmoty a korozí mřížek.
Charakteristickými znaky destrukce desek jsou prudké snížení kapacity baterie, krátká doba vybíjení a rychlé zvýšení hustoty elektrolytu k normálu během nabíjení. Elektrolyt se zakalí a zhnědne. Důvodem zničení desek je systémové nabíjení, vysoké proudové náboje a nárůst teploty. Systematické nabíjení příliš malými proudy může také způsobit zničení desek. Sulfatace desek také způsobuje jejich destrukci, protože síran olovnatý má větší objem než peroxid olovnatý a houba olova.
Baterie s poškozenými deskami nejsou vhodné pro provoz a musí být vyměněny.
4. Sulfatace desek je nejčastější a nejnebezpečnější poškození baterie.
Jak bylo uvedeno výše, tvorba síranu olovnatého (olovnatého) PbSO4 je normálním důsledkem provozu baterie. Sulfid olovnatý generovaný v normálním režimu má jemnou krystalickou strukturu. V důsledku samovybíjení při nečinnosti baterie, zejména při zvýšené teplotě a hustotě elektrolytu, jsou krystaly PbSO4 velké. Při dodržení pravidel skladování baterie se krystaly vlivem běžného nabíjení stále rozpadnou.
5.Hluboká sulfatace je zpravidla výsledkem nesprávného použití baterií a je způsobena následujícími hlavními důvody:
- nedostatečné nabíjecí napětí a proud;
- zvýšené samovybíjení v důsledku zkratu v prvcích;
- přítomnost škodlivých nečistot v elektrolytu;
- nadměrná koncentrace a vysoká teplota elektrolytu;
- systematické podbíjení baterií pracujících v režimu "nabíjení-vybíjení";
- systematické hluboké výboje;
- časté nabíjení vysokými proudy;
- dlouhodobé ponechání vybité baterie bez nabíjení;
- dlouhá doba (více než 6 hodin) mezi naplněním nové nevysušené baterie elektrolytem a jejím začátkem nabíjení.
Vlivem těchto faktorů se síran olovnatý na deskách přemění na hrubou krystalickou strukturu a vytvoří souvislou krustu síranu olovnatého. K intenzivní tvorbě síranů dochází také tehdy, když se desky navlhčené elektrolytem dostanou do kontaktu se vzduchem v důsledku vystavení desek v důsledku snížené hladiny elektrolytu. Hrubý krystalický síran se při běžném nabíjení již nerozkládá a sulfatace je prý nevratná.
Aktivní hmota pozitivních desek vystavená nadměrné sulfataci získává světle hnědý nádech s bílými skvrnami síranu, někdy zůstává barva tmavá, ale přítomnost hrubého krystalického síranu je indikována tvrdým drsným povrchem. Aktivní hmota sulfatované kladné desky drhne mezi prsty jako písek.
Povrch negativních desek je potažen souvislou vrstvou síranu olovnatého. Aktivní materiál ztvrdne, zdrsní, jakoby byl na dotek pískový. Na povrchu desek není žádná jasná kovová čára, pokud na ni nakreslíte nůž.
Protože hrubý krystalický sulfát je špatný vodič elektrického proudu, dojde při nevratné sulfataci ke zvýšení vnitřního odporu článku. Výsledkem je, že nabíjecí napětí stoupne na 3 V a vybíjecí napětí dramaticky klesne. Velké krystaly ucpávají póry v aktivní hmotě, což ztěžuje vstup elektrolytu do vnitřních vrstev. Kapacita baterie je mnohem nižší než obvykle. Tyto znaky jsou typické pro sulfátové baterie.
6. Nadměrná produkce kalů.
Při kontaminaci elektrolytu železem a kyselinou dusičnou a jejími solemi, jakož i při zkratu a nesprávném provozu (těžké přetížení a hluboké výboje) padají částice aktivní hmoty z desek a vytvářejí sraženinu (sediment), který , stoupající k deskám, může způsobit zkrat.
Charakteristické znaky a důvody vzniku sedimentu.
V souladu s důvody, které způsobily zvýšenou separaci sedimentů, by měla být přijata opatření k jejich odstranění.
Sediment se z otevřených nádob odstraňuje pomocí čerpadla nebo sifonu čerpáním zakaleného elektrolytu skleněnou tyčinkou z dříve vybitých článků na 50-60 % jejich kapacity. V tomto případě je třeba dbát na to, aby nedošlo ke zkratu s částicemi sedimentu. Po evakuaci by měly být prvky opláchnuty destilovanou vodou.
Místo nalitého elektrolytu se do sklenic nalévá čistý, protože holé talíře neudržíte dlouho na vzduchu.
Sediment se z přenosných baterií odstraňuje jednou ročně rozebráním desek a opláchnutím nádob a desek dříve vybité baterie.
7. Otočte polaritu baterie.
Pokud se baterie skládá ze sériově zapojených článků různých kapacit nebo některé články mají řezané nebo sulfátované desky, pak při vybití baterie mohou být články s nižší kapacitou vybity na nulu a zbytek bude stále vybíjet aktuální. Tento proud protékající vybitými články z negativního na pozitivní je začne nabíjet v opačném směru (záporná deska se stane pozitivní a pozitivní deska negativní). V tomto případě se v deskách objevuje směs oxidu olovnatého a houbovitého olova, dochází k silnému samovybíjení a vzniká sulfatace.
Negativní plotny velmi tmavnou a bobtnají. Takové prvky by měly být z baterie odříznuty a podrobeny několika tréninkovým otřesům a nabití.
K přepólování může dojít i při chybném připojení baterie k opačným pólům (plus na mínus, mínus na plus) nabíjecích motorgenerátorů nebo usměrňovačů staré konstrukce, které nemají ochranu proti chybnému sepnutí. Je nutné pečlivě sledovat správné připojení nabíjecí baterie. Včas zjištěná chyba může být opravena. Přepnutím baterie do správného režimu nabíjení eliminuje přepólování elektrod.
Pokud je přepólování způsobeno delším nesprávným zapnutím, je nutné provést 2-3 cykly «nabití-vybití-nabití».V obzvláště nepříznivých případech polarizovaná baterie neobnoví svou kapacitu a zcela se rozpadne.
8. Snížený izolační odpor baterie způsobí samovybíjení.
Nejčastěji k němu dochází v důsledku znečištění povrchu baterií, průniku elektrolytu na víka a vnější stěny nádob a na stojany. Pokud je zjištěn únik elektrolytu z trhlin v nádrži, musí být vyměněn.
Praskliny v těsnicím tmelu se opravují jeho roztavením nízkým plamenem plynového hořáku nebo hořáku.
Pozor: Práce je třeba provádět mimo přihrádku na baterie. Baterii je třeba vybít, nechat 1-2 hodiny v klidu s otevřenými uzávěry, poté profouknout vzduchem, aby se odstranily zbytkové plyny a zabránilo se explozi výbušné směsi. Tavení je třeba provádět opatrně, aby se okraje nádrží a víka nevznítily.
9. Trhliny v ebonitových monoblocích a nádobách.
Poškození monobloků a nádob způsobuje únik elektrolytu, kontaminaci prostoru baterie a vytváří podmínky pro samovybíjení baterie. Výpary kyseliny sírové jsou navíc škodlivé pro servisní personál. Praskliny v mezibuněčných přepážkách monobloků jsou zvláště nebezpečné pro baterie. Elektrolytický kontakt mezi sousedními články vytváří cesty pro zesílené samovybíjení. Při velkých trhlinách dosáhne samovybíjecí proud zkratové hodnoty, sníží se napětí baterie o 4 V a elektrody se zasulfatují nebo úplně zničí.
Oprava poškozených monobloků startovacích baterií je obvykle nepraktická, zejména v případě prasklin v přepážkách mezičlánků. Pokud není možné vyměnit monoblok za nový, může být oprava účinná, když bude baterie používána ve stacionárních podmínkách (nevystavuje se nárazům a otřesům).
Monoblok určený k opravě se hojně promyje tekoucí vodou a suší se při pokojové teplotě po dobu 3-4 hodin. Sušení ve skříních při teplotě nepřesahující 60 ° C je povoleno.
K utěsnění prasklin se tyto vrtají na okrajích vrtákem o průměru 3-4 mm. Trhliny jsou řezány pilníkem nebo dlátem do hloubky 3-4 mm. V monoblocích s kyselinovzdornými vložkami se vrtání a vyřezávání trhlin provádí pouze do hloubky asfaltové směsi a pouze z vnější strany. Ebonitové bloky jsou řezány z obou stran. Proříznutá trhlina se čistí brusným papírem, dokud se na obou stranách trhliny nevytvoří drsný povrch o šířce 10-15 mm. Poté se vyčištěná místa odmastí ubrouskem namočeným v acetonu a suší se 5-6 minut.
Opravený monoblok je nutné otestovat na těsnost pomocí speciálního zařízení.
Při kontrole poškození monobloků je třeba dbát zvýšené opatrnosti a v žádném případě nedržet obě elektrody v rukou, protože by mohlo dojít k úrazu elektrickým proudem.
Přepájení a rovnání desek
Pokud jsou desky silně zdeformované (zejména kladné) v důsledku nesprávné obsluhy, znečištění elektrolytem nebo zkratu, je nutné baterie roztřídit a desky narovnat. To by mělo být provedeno vybitím baterií.Negativní desky je nutné ihned ponořit do destilované vody, aby se z nich odstranila kyselina, a pouze dvojí až trojnásobnou výměnou vody je lze udržet ve vzduchu. Nabité záporné desky ve vzduchu se velmi zahřejí a stanou se nepoužitelnými.
Při vyjímání pozitivních desek dávejte pozor, abyste se nedotkli negativních desek. Pro vyrovnání se nařezané pozitivní desky umístí mezi dvě hladké desky a poté se postupně a pečlivě zatěžují. V žádném případě byste neměli bít kladivem a prudce tlačit na talíře, protože se mohou kvůli své křehkosti zlomit.
Pájení desek v prostoru pro baterie během nabíjení je přísně zakázáno! Lze je pájet nejdříve dvě hodiny po ukončení nabíjení a při nepřetržitém větrání.
Pájení spojů stacionárních baterií by se mělo provádět pomocí vodíkového plamene nebo elektrického ohřívače dřevěného uhlí. Tuto práci smí provádět pouze speciálně vyškolený personál.
Pájení malých baterií (startér, vlákno atd.) lze provádět běžnou páječkou, ale bez použití cínových pájek a kyseliny, které baterii znečišťují a vedou k jejímu samovybíjení a poškození.
Páječka očištěná od cínu roztaví tyč nebo pásek čistého olova, který spadne do švu a svaří olověné části baterie. Je třeba dbát na to, aby roztavené olovo nevytvářelo vlákna, která, pokud se zachytí v článku, mohou způsobit zkrat. Je potřeba svařit celý průřez vodičů a propojek, aby se nesnížila jejich vodivost.