Mau funcionamento da bateria de chumbo-ácido e como corrigi-los
1. O aumento da auto-descarga se manifesta na perda de capacidade.
A autodescarga normal é resultado de processos galvânicos na bateria devido à presença de impurezas no material do eletrodo e no eletrólito e geralmente não ultrapassa 0,7% da capacidade por dia. O aumento da auto-descarga em baterias portáteis é devido ao vazamento de corrente na superfície externa de tampas e recipientes molhados com eletrólito durante o enchimento descuidado ou durante a liberação de gás. A autodescarga por esse motivo, especialmente se a superfície também estiver contaminada com poeira, pode ser tão grande que a bateria descarrega completamente em 10 a 20 dias.
Para eliminar a autodescarga, é necessário limpar a superfície com um pano umedecido em água destilada, depois neutralizá-lo com uma solução alcalina a 10% de carbonato de sódio ou amônia (água de amônia): umedeça o pano com uma solução e limpe bem o superfície das tampas e dos pratos. Nesse caso, você deve monitorar cuidadosamente para que a solução alcalina não caia na bateria e contamine o eletrólito.Após a neutralização, os pratos são novamente enxugados com um pano úmido e depois secos.
Se, após a limpeza da superfície, a autodescarga não diminuir, é necessário analisar o eletrólito da bateria e, se forem encontradas impurezas nocivas em quantidades superiores ao permitido, descarregar a bateria e substituir o eletrólito. Depois de despejar o eletrólito, cada célula é despejada com água destilada e deixada em repouso por 1 hora. A água é então despejada, a célula é novamente despejada com água e uma corrente fraca passa pela bateria por 2 horas - cerca de 1/10 do normal. Em seguida, a água é despejada, a bateria é enxaguada com água destilada, preenchida com eletrólito de densidade normal e carregada com carga normal com corrente de 0,1 C20.
Contaminação eletrolítica. A diminuição da capacidade e o aumento da autodescarga das baterias ocorrem frequentemente devido à presença de impurezas na água que é adicionada às baterias ou no ácido usado para preparar o eletrólito. Freqüentemente, contaminantes entram na bateria quando a tecnologia de reparo é violada, por exemplo, ao soldar jumpers com solda POS, durante contato prolongado de fios de cobre nus com tampas de bateria umedecidas com eletrólito, etc.
A presença de algumas impurezas nocivas pode ser determinada por sinais externos:
- cloro - o cheiro de cloro próximo aos elementos e a deposição de um sedimento cinza claro no fundo do vaso;
- cobre — liberação perceptível de gás em repouso e carregamento constante;
- manganês - durante o carregamento, o eletrólito adquire uma cor vermelha clara;
- Ferro e nitrogênio não são detectáveis por sinais externos e só podem ser detectados por análise química.
Em todos os casos de detecção de impurezas inaceitáveis no eletrólito, ele deve ser substituído. Para fazer isso, descarregue a bateria, despeje o eletrólito, encha-o com água destilada verificada quanto à ausência de cloro e coloque-o por 1 hora para carregar com uma corrente fraca de 0,05 C10. Em seguida, drene a água, encha com eletrólito de alta qualidade e carregue com corrente de carga normal.
O retardo celular é caracterizado por baixa voltagem, bem como uma menor densidade do eletrólito de células individuais em comparação com outras, e geralmente decorre de voltagem de recarga insuficiente, estágio inicial de sulfatação da placa, curto-circuito e presença de impurezas nocivas em o eletrólito .Se for detectado um atraso, é imperativo analisar o eletrólito quanto à presença de cloro, ferro, cobre nele. Em casos de não partida, a falha é eliminada equalizando a carga ou aumentando a tensão de flutuação.
Se o atraso não for eliminado carregando a célula atrasada de uma fonte externa, as células atrasadas são cortadas da bateria e carregadas até que sua capacidade seja restaurada.
2. Os curtos-circuitos no interior das baterias ocorrem principalmente durante a destruição dos separadores e pelo acúmulo de chumbo esponjoso nas bordas das placas.
Freqüentemente, a causa de um curto-circuito é um alto nível de sedimentos no fundo dos vasos, que, atingindo a borda inferior dos eletrodos, cria pontes condutoras entre eles.
Para eliminar curtos-circuitos, é necessário descarregar a bateria com uma corrente de descarga de 10 horas até a tensão final e desmontar a célula.Depois de remover o curto-circuito - substituir os separadores danificados, cortar com uma faca os acúmulos nas placas, limpar as louças e remover os sedimentos, lavar as placas - a célula é montada e carregada no modo de carga formativa.
3. A destruição das placas caracteriza-se pela desintegração e queda da massa ativa e corrosão das grades.
Os sinais característicos da destruição das placas são uma diminuição acentuada da capacidade da bateria, um curto tempo de descarga e um rápido aumento da densidade do eletrólito ao normal durante o carregamento. O eletrólito torna-se turvo e de cor marrom. O motivo da destruição das placas é o carregamento do sistema, altas cargas de corrente e aumento de temperatura. O carregamento sistemático com correntes excessivamente pequenas também pode causar a destruição das placas. A sulfatação das placas também provoca a destruição das mesmas, pois o sulfato de chumbo tem um volume maior que o peróxido de chumbo e o chumbo esponjoso.
Baterias com placas danificadas não são adequadas para operação e devem ser substituídas.
4. A sulfatação das placas é o dano mais comum e perigoso da bateria.
Conforme mencionado acima, a formação de sulfato de chumbo (sulfato de chumbo) PbSO4 é uma consequência normal do funcionamento da bateria. Sulfeto de chumbo gerado no modo normal tem uma estrutura cristalina fina. Como resultado da descarga automática quando a bateria está inativa, especialmente em temperaturas e densidades elevadas do eletrólito, os cristais de PbSO4 são grandes. Sujeito às regras de armazenamento da bateria, os cristais ainda se desintegrarão sob a influência do carregamento normal.
5.A sulfatação profunda, via de regra, é resultado do uso indevido de baterias e é causada pelos seguintes motivos principais:
- tensão e corrente de carga insuficientes;
- aumento da autodescarga devido a curto-circuito nos elementos;
- a presença de impurezas nocivas no eletrólito;
- concentração excessiva e alta temperatura do eletrólito;
- subcarga sistemática de baterias operando no modo "carga-descarga";
- descargas profundas sistemáticas;
- carregamento frequente com altas correntes;
- longo prazo deixando uma bateria descarregada sem carregar;
- um longo período de tempo (mais de 6 horas) entre encher uma nova bateria não seca com eletrólito e começar a carregá-la.
Sob a influência desses fatores, o sulfato de chumbo nas placas é transformado em uma estrutura cristalina grosseira e forma uma crosta contínua de sulfato de chumbo. A formação intensa de sulfato também ocorre quando as placas umedecidas com eletrólito entram em contato com o ar devido à exposição das placas devido ao nível reduzido de eletrólito. O sulfato cristalino grosso não se decompõe mais durante o carregamento normal e a sulfatação é considerada irreversível.
A massa ativa das placas positivas submetidas a sulfatação excessiva adquire uma tonalidade marrom clara com manchas brancas de sulfato.Às vezes a cor permanece escura, mas a presença de sulfato cristalino grosso é indicada pela superfície dura e áspera. A massa ativa da placa positiva sulfatada esfrega entre os dedos como areia.
A superfície das placas negativas é revestida com uma camada contínua de sulfato de chumbo. O material ativo torna-se duro, áspero, como se fosse arenoso ao toque. Não há linha de metal clara na superfície das placas se você desenhar uma faca nela.
Como o sulfato cristalino grosso é um mau condutor de corrente elétrica, quando ocorre a sulfatação irreversível, a resistência interna da célula aumenta. Como resultado, a tensão de carga sobe para 3 V e a tensão de descarga cai drasticamente. Grandes cristais obstruem os poros da massa ativa, o que dificulta a entrada do eletrólito nas camadas internas. A capacidade da bateria torna-se muito menor do que o normal. Esses sinais são típicos de baterias de sulfato.
6. Produção excessiva de lodo.
Quando o eletrólito está contaminado com ferro e ácido nítrico e seus sais, bem como durante um curto-circuito e operação inadequada (sobrecargas severas e descargas profundas), partículas da massa ativa caem das placas, formando um precipitado (sedimento), que , subindo para placas, pode causar um curto-circuito.
Sinais característicos e razões para o aparecimento de sedimentos.
De acordo com as razões que causaram o aumento da separação de sedimentos, medidas devem ser tomadas para removê-los.
O sedimento é removido de vasos abertos usando uma bomba ou sifão bombeando o eletrólito turvo com uma vareta de vidro de células previamente descarregadas para 50-60% de sua capacidade. Neste caso, deve-se tomar cuidado para não causar curto-circuito com partículas de sedimentos. Após a evacuação, os elementos devem ser enxaguados com água destilada.
Em vez do eletrólito derramado, o limpo é derramado nos frascos, porque você não pode manter as placas nuas no ar por muito tempo.
O sedimento é removido das baterias portáteis uma vez por ano, desmontando as placas e enxaguando os recipientes e placas da bateria previamente descarregada.
7. Inverta a polaridade da bateria.
Se a bateria consistir em células conectadas em série de diferentes capacidades, ou algumas das células tiverem placas cortadas ou sulfatadas, quando a bateria for descarregada, as células com menor capacidade podem ser descarregadas a zero e o restante ainda dará uma descarga atual. Essa corrente que flui pelas células descarregadas de negativo para positivo começa a carregá-las na direção oposta (a placa negativa se tornará positiva e a placa positiva se tornará negativa). Nesse caso, uma mistura de dióxido de chumbo e chumbo esponjoso aparece nas placas, ocorre uma forte autodescarga e forma-se sulfatação.
As placas negativas escurecem e incham muito. Tais elementos devem ser cortados da bateria e submetidos a vários choques de treinamento e carga.
A inversão de polaridade também pode ocorrer quando a bateria é conectada erroneamente aos pólos opostos (mais a menos, menos a mais) de geradores de motores de carregamento ou retificadores de design antigo que não possuem proteção contra comutação incorreta. É necessário monitorar cuidadosamente a conexão correta da bateria de carregamento. Um erro percebido a tempo pode ser corrigido. Ao mudar a bateria para o modo de carregamento correto, elimina-se a inversão de polaridade dos eletrodos.
Se a inversão da polaridade for causada por uma ligação incorreta prolongada, é necessário realizar 2-3 ciclos de «carga-descarga-carga» Em casos particularmente desfavoráveis, a bateria polarizada não recupera sua capacidade e se desintegra completamente.
8. Resistência de isolamento de bateria reduzida causará auto-descarga.
Na maioria das vezes ocorre devido à contaminação da superfície das baterias, penetração de eletrólito nas tampas e paredes externas dos recipientes e nos racks. Se for detectado vazamento de eletrólito de rachaduras no tanque, ele deve ser substituído.
Rachaduras no mastique de vedação são reparadas derretendo-o com uma chama baixa de um queimador de gás ou maçarico.
Atenção: o trabalho deve ser feito fora do compartimento da bateria. A bateria deve ser descarregada, deixada sozinha por 1-2 horas com as tampas abertas, depois soprada com ar para remover os gases residuais e evitar a explosão da mistura explosiva. O derretimento deve ser feito com cuidado para que as bordas dos tanques e tampas não peguem fogo.
9. Fissuras em monoblocos e vasos de ebonite.
Danos a monoblocos e recipientes causam vazamento de eletrólito, contaminação do compartimento da bateria e criam condições para autodescarga da bateria. Além disso, vapores de ácido sulfúrico são prejudiciais ao pessoal de serviço. Rachaduras nas partições intercelulares de monoblocos são particularmente perigosas para as baterias. O contato eletrolítico entre as células adjacentes cria caminhos para autodescarga aprimorada. Com grandes rachaduras, a corrente de autodescarga atinge um valor de curto-circuito, a tensão da bateria é reduzida em 4 V e os eletrodos são sulfatados ou completamente destruídos.
Monoblocos danificados de baterias de partida geralmente são impraticáveis de reparar, especialmente na presença de rachaduras nas partições do elemento intermediário. Caso seja impossível substituir o monobloco por um novo, o reparo pode ser efetivo quando a bateria for utilizada em condições estacionárias (não sujeita a impactos e tremores).
O monobloco a reparar é lavado abundantemente com água corrente e seco à temperatura ambiente durante 3-4 horas. A secagem em armários a uma temperatura não superior a 60 ° C é permitida.
Para vedar as rachaduras, estas são perfuradas nas bordas com uma broca de 3-4 mm de diâmetro. As rachaduras são cortadas com uma lima ou cinzel até uma profundidade de 3-4 mm. Em monoblocos com insertos resistentes a ácidos, a perfuração e o corte de fissuras são realizados apenas até a profundidade da mistura asfáltica e somente do lado de fora. Os blocos de ebonite são cortados de ambos os lados. A rachadura cortada é limpa com lixa até que uma superfície áspera com largura de 10-15 mm seja criada em ambos os lados da rachadura. Em seguida, as áreas limpas são desengorduradas com guardanapo embebido em acetona e secas por 5 a 6 minutos.
O monobloco reparado deve ser testado quanto a vazamentos usando um dispositivo especial.
Ao verificar os monoblocos quanto a danos, deve-se tomar cuidado especial e em nenhum caso segurar os dois eletrodos nas mãos, pois isso pode levar a um choque elétrico.
Re-soldar e endireitar placas
Se as placas estiverem fortemente distorcidas (especialmente positivas) como resultado de operação inadequada, contaminação de eletrólito ou curto-circuito, é necessário separar as baterias e endireitar as placas. Isso deve ser feito descarregando as baterias.As placas negativas devem ser imediatamente imersas em água destilada para retirar o ácido delas, e somente trocando a água duas ou três vezes podem ser mantidas ao ar. Placas negativas carregadas no ar ficam muito quentes e inutilizáveis.
Ao remover as placas positivas, tome cuidado para não tocar nas placas negativas. Para o alinhamento, as placas positivas cortadas são colocadas entre duas tábuas lisas e depois pesadas gradual e cuidadosamente. Em nenhum caso você deve bater com um martelo e pressionar com força as placas, pois elas podem quebrar devido à sua fragilidade.
Soldar as placas no compartimento da bateria durante o carregamento é estritamente proibido! Eles podem ser soldados não antes de duas horas após o término do carregamento e com ventilação contínua.
A soldagem das conexões das baterias estacionárias deve ser feita com chama de hidrogênio ou aquecedor elétrico a carvão. Este trabalho só pode ser realizado por pessoal especialmente treinado.
A soldagem de baterias pequenas (starter, filamento, etc.) pode ser feita com um ferro de solda comum, mas sem o uso de soldas de estanho e ácido, que contaminam a bateria e levam à sua autodescarga e danos.
Um ferro de solda, limpo de estanho, derrete uma haste ou tira de chumbo puro que, caindo na costura, solda as partes de chumbo da bateria. Deve-se tomar cuidado para que o chumbo derretido não crie filamentos que, se ficarem presos na célula, podem causar um curto-circuito. Você precisa soldar toda a seção transversal dos fios e jumpers para que sua condutividade não diminua.