蓄电池产品质量检测方法探究
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作者: 杨 攀
摘要阐述当前形势下蓄电池产品质量问题,探讨蓄电池产品质量检测的方法。
关键词蓄电池;产品质量;检测
中图分类号F2文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0122-01
1蓄电池产品质量问题概述
随着人们对蓄电池产品的质量要求的提高,对蓄电池产量质量检测也势在必行。当形势下,蓄电池产品质量问题一般有以下几种:
1)低温启动能力。低温启动能力是指蓄电池在低温环境下短时间大电流放电的能力。冬天或是在寒冷的地区,汽车无法启动发动机,就是因为蓄电池低温启动性能差造成的。低温启动能力试验按标准规定是将充满电的蓄电池放入低温(<-18℃)环境中至少20h,或者当中间单体蓄电池的电解液温度达到-18℃,然后以大电流放电,以检测其放电时间是否符合标准要求。低温启动不合格的主要原因是蓄电池负极板的钝化,负极一旦出现钝化现象,电化学反应速度将急剧下降,此时电池的容量将大大减少。解决负极板钝化的关键在于极板的生产过程中应适当地加入防钝化添加剂如碱木素、硫酸钡、炭黑等。
2)气密性。气密性试验按试验标准规定对蓄电池的每个单体(汽车用铅酸蓄电池一般由6个单体串联组成)充入或抽出部分气体,使电池的单体与单体之间或单体与外界产生气压差,以检测其密封性能是否完好。气密性不合格,电池将漏液并且还会影响蓄电池的使用寿命。气密性不合格主要原因是蓄电池壳体的材质差和热封工艺差造成的。
3)耐温变性。耐温变试验是将蓄电池在高(<65℃)、低(一30℃)温环境下放置24h,移出后在25土10℃环境中放置12h,当其外壳恢复至常温后进行气密性试验。耐温变试验是考核塑料外壳蓄电池对环境温度变化的适应性。经过上述试验后,外壳材质差的蓄电池会出现变形、开裂等现象,这将影响到蓄电池的正常使用。
4)容量。容量是指蓄电池在一定放电条件下,电池所能放出的电量。一般用安时(Ah)表示,即放电电流安培(A)乘以放电时间(h)。按标准规定如放电电流一定,放电时间越长,则电池的容量越大。蓄电池容量的大小取决于蓄电池活物质数量的多少、极板的厚度、极板间距的大小、以及硫酸溶液的浓度及纯度等等。极板的厚度也是影响容量大小的一个主要因素,有些消费者认为极板越厚,容量相对越大,事实上并非如此,恰恰相反,极板的厚度与活性物质的利用率成反比,薄极板的表观面积大于厚极板的表观面积,且薄极板深处的活性物质也能更充分地参加反应提高电池的容量。当然极板过薄,活I物质过少也是不行的,只有厚、薄适中的极板保证电池的容量,且能提高电池的使用寿命。极板间距的大小是要有严格的生产工艺的,电池的极板在装配时应紧凑些,这样不仅减小了电池的体积,更主要的是减小了电池的内阻(内阻过大将使容量有损耗)。电解液(即硫酸溶液)的浓度及纯度,也是影响蓄电池质量的因素之一。有些商家在销售电池时为了使电池容量增加,以达到汽车快速启动的效果,往往配上高浓度的电解液,这样确实会使电池的容量快速增加,但是当硫酸溶液的浓度高到一定值后,溶液的电阻也会增加,降低了电池的容量,同时高浓度的电解液会使电池的板栅和隔板的腐蚀加剧,从而降低了电池的使用寿命,标准规定蓄电池用电解液的密度为1.28±0.0lg/cm3(25℃时)。如果使用了含有杂质的电解液,还会造成电池的自放电,即使电池没有使用,容量也会很快地减少。
2蓄电池产品质量检测的方法
1)外观检测。主要是要求产品标志和标识要正确,包括厂名、型号规格、商标、极性符号、生产日期等各项内窖必须具备。若产品标志、标识缺漏,该项就不能通过。我们曾遇到劣质极板装配的蓄电池,无商标、厂名等标识,或假冒他人品牌,这种产品是不可靠的。有的型号规格标识和实际的不符,致使消费者受损。外观检测有利于识别正确的品牌,推荐好的品牌外观检测中外壳质量也是考核的一个项目。若外壳硬度不够,易脆裂,注液孔旋盖气孔质量差。就会影响到电解液保持、封口剂试验、气密性等这几十检测项目的通过。
2)蓄电池容量检测。常用容量检测方法有外观尺寸测量法、储备容量检测法、20h和10h率容量检测法。下面分别对这三种方法进行简单讨论。外观尺寸测量法。将待检测蓄电池长、宽、高与标准规格尺寸对照,判断蓄电池容量等级。这种检测方法比较简易,容易让不法厂家钻空子。一般来讲,电池容量与蓄电池所装片数有关,片数越多,容量越大。而所装片数与蓄电池当量容积有关。有些非法厂家使用较大的蓄电池外壳,但是装入了较少的片数以蒙蔽用户。因此这种方法不严谨。储备容量检测法。国家标准简易,当蓄电池容量小于120Ah时,应当优先选用储备容量检测法。在检测过程中,这种方法放电电流大、时间短、电化学极化快且储备容量值明确。一般情况须要进行三次放电试验才能确定是否合格。客观的讲,这种方法简单方便,比较严谨。20h和10h率容量检测法。这种检测方法耗时较长,适用于一些非标准蓄电池、摩托车蓄电池等。采用该方法检验,须要特别注意放电温度。
3)变形。蓄电池变形不是突发的,往往是有一个过程的。蓄电池在充电到容量的80%左右进入高电压充电区。这时,在正极先析出氧气,氧气通过隔板中的孔,到达负极。在负极板上进行氧复活反应:Pb+O2=2PbO+H2O+Q以及PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q,反应时产生热量,当充电容量达到90%时,氧气发生速度增大,负极开始产生氢气。大量气体的增加是蓄电池内压超过开阀压,安全阀打开,气体逸出,最终表现为失水。其检测方式为:一组电池(3只)同时变形,先作电压检查。如果电压基本正常。还应测量单格电压判断是否短路,无短路则说明变形是过充电产生“热失控”所致。应着重检查充电器的充电参数。电压偏高(44.7V以上的)无过充保护或涓流转换电流偏低的,要求更换充电器。
4)不可逆硫酸盐化检测。极板硫酸盐化是蓄电池常见的故障,许多蓄电池失效也是因这一故障而发生的。极板硫酸盐化主要表现为:充电时电压很快上升,过早析出气体,温度上升快;放电时电压下降快,容量小。蓄电池产生不可逆硫酸盐化时,应根据其程度的轻重进行修复。盐化较轻者,对其进行一般的活化充电(即均衡充电),就可以恢复正常。具体方法如下:恒压限流充电:第一阶段0.18C2A充电到2.7V/单格充电12-24小时。恒流电第一阶段:0.18C2A充电到2.4V/单格,第二阶段:0.05C2A充电5-12小时。盐化较重者,需要对其进行“水疗法”充放电,才能恢复正常。具体方法为:先对蓄电池补加入纯水或密度为1.05g/cm3稀硫酸到富液状态,再以0.05-0.018C2A的电流充电20小时左右,抽尽流动液,再作容量试验。反复上述操作,直到电池容量恢复。这种方法的难点是缺乏原始的放电曲线,而且不同的电池曲线的离散性较大。
5)有关起动性能的检测。根据标准要求主要做低温起动试验和耐振动起动试验。干荷电起动性能主要针对干荷型蓄电池。这种试验是瞬间大电流放电.标准要求用3.5～4倍C20的电流来放电。终止单体电压不低于1.40V。这就是模拟实际起动时5s内的起动电流考核。因此,起动放电前5s的电压数值是很重要的。若12V电池5s内一下降至8.4V以下,这种蓄电池起动性能就是不过关的。我们遇到过这样一种蓄电池,其干荷电试验5s后一下降至7v左右,虽然仍能满足标准150s不低于6V的指标要求。但可以看出这种蓄电池实际起动性能是不好的。
3结语
蓄电池产品质量检测非常重要,无论从外观检测,还是从起动性能以及容量检测相关方面,必须按正确的方法来进行检测,这样才能充分保障蓄电池产品质量,确保消费者的各种利益,提高蓄电池企业的核心竞争力。
参考文献
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