Mal funcionamiento de la batería de plomo-ácido y cómo solucionarlo
1. El aumento de la autodescarga se manifiesta en la pérdida de capacidad.
La autodescarga normal es el resultado de procesos galvánicos en la batería debido a la presencia de impurezas en el material del electrodo y en el electrolito y normalmente no supera el 0,7% de la capacidad por día. El aumento de la autodescarga en las baterías portátiles se debe a la fuga de corriente en la superficie exterior de las tapas y recipientes mojados con electrolito durante el llenado descuidado o durante la liberación de gas. La autodescarga por este motivo, especialmente si la superficie también está contaminada con polvo, puede ser tan grande que la batería se descargue por completo en 10-20 días.
Para eliminar la autodescarga, es necesario limpiar la superficie con un trapo humedecido con agua destilada, luego neutralizarlo con una solución alcalina al 10% de carbonato de sodio o amoníaco (agua de amoníaco): humedezca el trapo con una solución y limpie bien el superficie de las tapas y los platos. En este caso, debe vigilar cuidadosamente que la solución alcalina no caiga en la batería y contamine el electrolito.Después de la neutralización, los platos se limpian nuevamente con un paño húmedo y luego se secan.
Si, después de limpiar la superficie, la autodescarga no ha disminuido, es necesario analizar el electrolito de la batería y, si se encuentran impurezas nocivas en cantidades superiores a las permitidas, descargar la batería y reemplazar el electrolito. Después de verter el electrolito, cada celda se vierte con agua destilada y se deja reposar durante 1 hora. Luego se vierte el agua, la celda se vierte nuevamente con agua y una corriente débil pasa a través de la batería durante 2 horas, aproximadamente 1/10 de lo normal. Después de eso, se vierte el agua, la batería se enjuaga con agua destilada, se llena con un electrolito de densidad normal y se carga con una carga normal con una corriente de 0,1 C20.
Contaminación por electrolitos. A menudo se produce una disminución de la capacidad y un aumento de la autodescarga de las baterías debido a la presencia de impurezas en el agua que se añade a las baterías o en el ácido utilizado para preparar el electrolito. A menudo, los contaminantes ingresan a la batería cuando se viola la tecnología de reparación, por ejemplo, al soldar puentes con soldadura POS, durante el contacto prolongado de cables de cobre desnudos con cubiertas de batería humedecidas con electrolito, etc.
La presencia de algunas impurezas nocivas puede determinarse por signos externos:
- cloro: el olor a cloro cerca de los elementos y la deposición de un sedimento gris claro en el fondo del recipiente;
- cobre: liberación de gas notable en reposo y carga constante;
- manganeso: durante la carga, el electrolito adquiere un color rojo claro;
- El hierro y el nitrógeno no son detectables por signos externos y solo pueden detectarse mediante análisis químico.
En todos los casos de detección de impurezas inaceptables en el electrolito, éste debe ser reemplazado. Para ello, descargue la batería, vierta el electrolito, llénela con agua destilada verificada por la ausencia de cloro y déjela cargar durante 1 hora con una corriente débil de 0,05 C10. Luego drene el agua, llene con electrolito de alta calidad y cargue con corriente de carga normal.
El retardo de las celdas se caracteriza por un voltaje bajo, así como por una menor densidad del electrolito de las celdas individuales en comparación con otras, y generalmente surge de un voltaje de recarga insuficiente, la etapa inicial de sulfatación de la placa, un cortocircuito y la presencia de impurezas nocivas en el electrolito .Si se detecta un retraso, es imperativo analizar el electrolito para detectar la presencia de cloro, hierro y cobre. En casos sin arranque, la falla se elimina igualando la carga o aumentando el voltaje de flotación.
Si no se elimina el atraso cargando la celda atrasada desde una fuente externa, las celdas atrasadas se cortan de la batería y se cargan hasta que se restablece su capacidad.
2. Los cortocircuitos en el interior de las baterías se producen principalmente durante la destrucción de los separadores y por la acumulación de plomo esponjoso en los bordes de las placas.
A menudo, la causa de un cortocircuito es un alto nivel de sedimento en el fondo de los recipientes que, al llegar al borde inferior de los electrodos, crea puentes conductores entre ellos.
Para eliminar los cortocircuitos, es necesario descargar la batería con una corriente de descarga de 10 horas hasta el voltaje final y desmontar la celda.Después de eliminar el cortocircuito (reemplazar los separadores dañados, cortar las acumulaciones en las placas con un cuchillo, limpiar los platos y eliminar el sedimento, lavar las placas), la celda se ensambla y se carga en el modo de carga formativa.
3. La destrucción de las placas se caracteriza por la disgregación y caída de la masa activa y corrosión de las rejillas.
Los signos característicos de la destrucción de las placas son una fuerte disminución de la capacidad de la batería, un tiempo de descarga corto y un rápido aumento de la densidad del electrolito a la normalidad durante la carga. El electrolito se vuelve turbio y de color marrón. El motivo de la destrucción de las placas es la carga del sistema, las cargas de alta corriente y el aumento de temperatura. La carga sistemática con corrientes demasiado pequeñas también puede provocar la destrucción de las placas. Sulfatar las placas también provoca su destrucción, ya que el sulfato de plomo tiene un volumen mayor que el peróxido de plomo y el plomo esponjoso.
Las baterías con placas dañadas no son adecuadas para el funcionamiento y deben reemplazarse.
4. La sulfatación de las placas es el daño más común y peligroso de la batería.
Como se mencionó anteriormente, la formación de sulfato de plomo (sulfato de plomo) PbSO4 es una consecuencia normal del funcionamiento de la batería. El sulfuro de plomo generado en el modo normal tiene una estructura cristalina fina. Como resultado de la autodescarga cuando la batería está inactiva, especialmente a temperatura y densidad elevadas del electrolito, los cristales de PbSO4 son grandes. Sujeto a las reglas de almacenamiento de la batería, los cristales aún se desintegrarán bajo la influencia de la carga normal.
5.La sulfatación profunda, por regla general, es el resultado de un uso inadecuado de las baterías y se debe a las siguientes razones principales:
- voltaje y corriente de carga insuficientes;
- mayor autodescarga por cortocircuito en los elementos;
- la presencia de impurezas nocivas en el electrolito;
- concentración excesiva y alta temperatura del electrolito;
- subcarga sistemática de las baterías que funcionan en el modo de "carga-descarga";
- descargas profundas sistemáticas;
- carga frecuente con altas corrientes;
- dejar una batería descargada sin cargar durante mucho tiempo;
- un largo período de tiempo (más de 6 horas) entre el llenado de una batería nueva no seca con electrolito y el comienzo de la carga.
Bajo la influencia de estos factores, el sulfato de plomo de las placas se transforma en una estructura cristalina gruesa y forma una costra continua de sulfato de plomo. También se produce una intensa formación de sulfato cuando las placas humedecidas con electrolito entran en contacto con el aire debido a la exposición de las placas debido al nivel reducido de electrolito. El sulfato cristalino grueso ya no se descompone durante la carga normal y se dice que la sulfatación es irreversible.
La masa activa de las placas positivas sometidas a una sulfatación excesiva adquiere un tinte marrón claro con manchas blancas de sulfato, a veces el color permanece oscuro, pero la superficie dura y rugosa indica la presencia de sulfato cristalino grueso. La masa activa de la placa positiva sulfatada se frota entre los dedos como arena.
La superficie de las placas negativas está recubierta con una capa continua de sulfato de plomo. El material activo se vuelve duro, áspero, como si fuera arena al tacto. No hay una línea de metal clara en la superficie de las placas si dibuja un cuchillo sobre ella.
Debido a que el sulfato cristalino grueso es un mal conductor de la corriente eléctrica, cuando ocurre una sulfatación irreversible, la resistencia interna de la celda aumenta. Como resultado, el voltaje de carga sube a 3 V y el voltaje de descarga cae dramáticamente. Los cristales grandes obstruyen los poros en la masa activa, lo que dificulta que el electrolito ingrese a las capas internas. La capacidad de la batería se vuelve mucho más baja de lo normal. Estos signos son típicos de las baterías de sulfato.
6. Producción excesiva de lodos.
Cuando el electrolito se contamina con hierro y ácido nítrico y sus sales, así como durante un cortocircuito y un funcionamiento inadecuado (sobrecargas severas y descargas profundas), las partículas de la masa activa caen de las placas, formando un precipitado (sedimento), que , subiendo a las placas, puede causar un cortocircuito.
Signos característicos y motivos de la aparición de sedimentos.
De acuerdo con las razones que causaron la mayor separación de sedimentos, se deben tomar medidas para eliminarlos.
Los sedimentos se eliminan de los recipientes abiertos utilizando una bomba o sifón bombeando el electrolito turbio con una varilla de vidrio de las celdas previamente descargadas al 50-60% de su capacidad. En este caso, se debe tener cuidado de no provocar un cortocircuito con partículas de sedimento. Después de la evacuación, los elementos deben enjuagarse con agua destilada.
En lugar del electrolito vertido, se vierte limpio en los frascos, porque no se pueden mantener las placas desnudas en el aire durante mucho tiempo.
Se eliminan los sedimentos de las baterías portátiles una vez al año desmontando las placas y enjuagando los recipientes y placas de la batería previamente descargada.
7. Invierta la polaridad de la batería.
Si la batería consta de celdas conectadas en serie de diferentes capacidades, o algunas de las celdas tienen placas cortadas o sulfatadas, entonces cuando la batería se descarga, las celdas con menor capacidad pueden descargarse a cero, y el resto seguirá dando una descarga. actual. Esta corriente que fluye a través de las celdas descargadas de negativo a positivo comienza a cargarlas en la dirección opuesta (la placa negativa se volverá positiva y la placa positiva se volverá negativa). En este caso, aparece en las placas una mezcla de dióxido de plomo y plomo esponjoso, se produce una fuerte autodescarga y se forma una sulfatación.
Las placas negativas se oscurecen y se hinchan mucho. Dichos elementos deben cortarse de la batería y someterse a varios choques y cargas de entrenamiento.
La inversión de polaridad también puede ocurrir cuando la batería se conecta por error a los polos opuestos (positivo a negativo, negativo a positivo) de generadores de motor de carga o rectificadores de diseño antiguo que no tienen protección contra una conmutación incorrecta. Es necesario monitorear cuidadosamente la conexión correcta de la batería de carga. Un error notado a tiempo puede ser corregido. Al cambiar la batería al modo de carga correcto, elimina la inversión de polaridad de los electrodos.
Si la inversión de la polaridad se debe a un encendido incorrecto prolongado, es necesario realizar 2-3 ciclos de «carga-descarga-carga» En casos particularmente desfavorables, la batería polarizada no recupera su capacidad y se desintegra por completo.
8. La reducción de la resistencia de aislamiento de la batería provocará la autodescarga.
Ocurre con mayor frecuencia debido a la contaminación de la superficie de las baterías, penetración de electrolito en las tapas y paredes exteriores de los recipientes y en los estantes. Si se detecta una fuga de electrolito por grietas en el tanque, debe reemplazarse.
Las grietas en la masilla de sellado se reparan derritiéndola con una llama baja de un quemador de gas o un soplete.
Atención: el trabajo debe realizarse fuera del compartimento de la batería. La batería debe descargarse, dejarse sola durante 1-2 horas con las tapas abiertas, luego soplarse con aire para eliminar los gases residuales y evitar la explosión de la mezcla explosiva. La fusión debe hacerse con cuidado para que los bordes de los tanques y las tapas no se incendien.
9. Grietas en monobloques y vasijas de ebonita.
El daño a los monobloques y contenedores provoca fugas de electrolito, contaminación del compartimiento de la batería y crea condiciones para la autodescarga de la batería. Además, los vapores de ácido sulfúrico son dañinos para el personal de servicio. Las grietas en las particiones intercelulares de los monobloques son particularmente peligrosas para las baterías. El contacto electrolítico entre celdas adyacentes crea vías para mejorar la autodescarga. Con grietas grandes, la corriente de autodescarga alcanza un valor de cortocircuito, el voltaje de la batería se reduce en 4 V y los electrodos se sulfatan o se destruyen por completo.
Los monobloques dañados de las baterías de arranque no suelen ser prácticos de reparar, especialmente en presencia de grietas en las particiones de los elementos intermedios. Si es imposible reemplazar el monobloque por uno nuevo, la reparación puede ser efectiva cuando la batería se utilizará en condiciones estacionarias (no sujetas a impactos y sacudidas).
El monobloque a reparar se lava abundantemente con agua corriente y se seca a temperatura ambiente durante 3-4 horas. Se permite el secado en gabinetes a una temperatura no superior a 60°C.
Para sellar las grietas, estas últimas se perforan en los bordes con un taladro con un diámetro de 3-4 mm. Las grietas se cortan con una lima o cincel a una profundidad de 3-4 mm. En monobloques con insertos resistentes a los ácidos, la perforación y el corte de grietas se realizan solo hasta la profundidad de la mezcla asfáltica y solo desde el exterior. Los bloques de ebonita se cortan por ambos lados. La grieta cortada se limpia con papel de lija hasta que se crea una superficie rugosa con un ancho de 10-15 mm en ambos lados de la grieta. Después de eso, las áreas limpias se desengrasan con una servilleta humedecida en acetona y se secan durante 5-6 minutos.
El monobloque reparado debe probarse para detectar fugas con un dispositivo especial.
Al revisar los monobloques en busca de daños, se debe tener especial cuidado y en ningún caso sostener los dos electrodos en las manos, ya que esto puede provocar una descarga eléctrica.
Resoldar y enderezar tableros
Si las placas están fuertemente distorsionadas (especialmente las positivas) como resultado de una operación incorrecta, contaminación de electrolitos o cortocircuito, es necesario clasificar las baterías y enderezar las placas. Esto debe hacerse descargando las baterías.Las placas negativas deben sumergirse inmediatamente en agua destilada para quitarles el ácido, y solo cambiando el agua dos o tres veces se pueden mantener al aire. Las placas negativas cargadas en el aire se calientan mucho y se vuelven inutilizables.
Al retirar las placas positivas, tenga cuidado de no tocar las placas negativas. Para la alineación, las placas positivas cortadas se colocan entre dos tablas lisas y luego se pesan gradualmente y con cuidado. En ningún caso debe golpear con un martillo y presionar con fuerza sobre las placas, ya que pueden romperse debido a su fragilidad.
¡Está terminantemente prohibido soldar las placas en el compartimento de la batería durante la carga! Se pueden soldar no antes de dos horas después del final de la carga y con ventilación continua.
La soldadura de las conexiones de las baterías estacionarias debe realizarse con una llama de hidrógeno o un calentador eléctrico de carbón. Este trabajo solo puede ser realizado por personal especialmente capacitado.
La soldadura de baterías pequeñas (arrancador, filamento, etc.) se puede realizar con un soldador común, pero sin el uso de soldaduras de estaño y ácido, que contaminan la batería y provocan su autodescarga y daño.
Un soldador, limpio de estaño, funde una varilla o tira de plomo puro que, al caer en la costura, suelda las partes de plomo de la batería. Se debe tener cuidado de que el plomo fundido no cree filamentos que, si quedan atrapados en la celda, puedan causar un cortocircuito. Debe soldar toda la sección transversal de los cables y puentes para que su conductividad no disminuya.