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铅酸蓄电池的爆炸原因及预防(附图)

中国机械工业联合会机经网  发布时间:2016-07-07 15:20:34  来源:大城


铅酸蓄电池自1859年由普兰特发明以来,至今已有150多年的历史,技术十分成熟,是全球使用最广泛的化学电源。蓄电池在充放电过程中,内阻会产生热量,使电解液温度升高,进而使部分水变为水蒸气。

  铅酸蓄电池自1859年由普兰特发明以来,至今已有150多年的历史,技术十分成熟,是全球使用最广泛的化学电源。尽管后来镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等其它电池相继问世并得以应用,但铅酸蓄电池仍然凭借其大电流放电性能强、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和原材料丰富且可再生利用、价格低廉等一系列优势,在绝大多数传统领域和一些新兴的应用领域,占据着牢固的地位。蓄电池在我们的生活中已经很普遍了,但是由于人们对蓄电池的使用并不十分了解,所以多多少少会存在一些误区。特别是近年来,电动车的应用越来越广泛,但因为对铅酸蓄电池的使用不当,导致爆炸事故时有发生,给人们的生命及财产安全造成极大损失。本文将从铅酸蓄电池工作原理上分析电池爆炸的根本原因,供大家参考。

  1.铅酸蓄电池工作原理

  铅酸蓄电池的正极活性物质是PbO2,负极活性物质是海绵状金属Pb,导电介质是稀硫酸(电解液)。蓄电池在充放电过程中,正负极板上将发生下列反应, 将电能转变成化学能贮存在蓄电池中或将化学能转变成电能提供给负载。

  铅锑合金蓄电池充电时随电压的变化析出气体的组成见表1。蓄电池充电过程中,在电池的内部及周围极易形成可爆性混合气体,若排气孔不畅通,蓄电池内易形成高压。

  蓄电池在充放电过程中,内阻会产生热量,使电解液温度升高,进而使部分水变为水蒸气。如果蓄电池排气孔畅通,水蒸气就会排出蓄电池外,长期如此将导致蓄电池缺水,否则将在蓄电池中形成一定的内压。

  2.铅酸蓄电池爆炸的三种情况

  2.1内压过高引起爆炸

  在铅酸蓄电池充电末期,水分解为氢气和氧气,同时短路、严重硫化以及电解液温度急剧上升,会使水分大量蒸发,这时若排气孔堵塞,会使得电池内部气体太多而来不及溢出,导致蓄电池内压和温度过高,先引起蓄电池壳体变形,当内压集聚到一定程度时,会从蓄电池槽盖结合处或其他薄弱处爆裂,这是一种物理过程。

  2.2氢气遇明火引起蓄电池爆炸

  H2和O2混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%~96%,H2和空气混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%~74%。当蓄电池生成的含氢量累积至爆炸极限时,遇到明火就会形成爆炸,这是一种化学反应。研究发现蓄电池的爆炸属于支链爆炸反应,此类爆炸大多发生在过充电情况下,如果蓄电池内部极柱、穿壁焊等处存在虚焊点,蓄电池的爆炸几率较高。一个合格的蓄电池在正常的使用条件下不会发生自发热爆炸反应。

  2.3先爆裂后爆炸

  由于蓄电池排气孔堵塞,蓄电池先爆裂,爆裂引起蓄电池震动,极柱接线不牢产生火花,从而形成爆炸。

  3.预防措施

  由以上铅酸蓄电池的爆炸机理可知,在使用过程中应从防止形成可爆性混合气体和杜绝明火两方面着手来预防蓄电池的爆炸。具体措施如下:

     .

  a)蓄电池充电室内通风良好,无明火;

  b)使用匹配的充电设备,不过充电;

  c)电缆连接应牢固可靠,避免因松动产生火花;

  d)蓄电池的通气孔保持通畅;

  e)调节器(或整体式交流发电机)的输出电压是否在规定的范围内,一般汽油车不超过14.4V,柴油车不超过28.8V。

  铅酸蓄电池爆炸固然可怕,但是如果我们能够在平时对蓄电池多一点关爱,必然可以将隐患提前消除。北京大城绿川科技有限公司(DACEEN)研制的铅酸蓄电池保护器,直接安装在电池的正负极实现在线修复,保护器利用电池本身电能产生持续脉冲连续清除极板硫化结晶,同时防止新硫化产生,降低蓄电池内阻,实现蓄电池充电电压均衡。从此,让您拥有一个安全优质、省心放心的绿色直流电源。

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责任编辑:机经网编辑部 yangbo
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