鉛蓄電池の原理と爆発原因の分析

電池の使い方をよく知らないので、電池の使い方を間違えることがあります。

製品の概要

鉛蓄電池（VRLA）は、主に鉛とその酸化物でできている電極です。電解液は硫酸溶液のバッテリーです。鉛蓄電池の充電状態では、正極は主に二酸化鉛で構成され、負極の主成分は鉛です。放電状態では、正極と負極の主成分は硫酸鉛です。単セル鉛蓄電池の公称電圧は2.0Vで、1.5 Vまで放電でき、2.4Vまで充電できます。アプリケーションでは、6個の単セル鉛蓄電池を直列に使用して、公称12V、24V、36V、および48Vの鉛蓄電池を形成することがよくあります。

VRLAバッテリーは、次のように設計されています。バッテリーでは、電解質の一部が電極とパーティションに吸収され、負の酸素吸収能力が高まり、電解質の損失が防止され、バッテリーが密閉されます。

VRLAバッテリー構造

部品構成材料

正極性の鉛-アンチモン-カルシウム合金プレート。活性物質として酸化鉛を含み、長期間の使用時にバッテリー容量を維持するのに十分な容量を確保し、自己放電を低減します。

スポンジ繊維活物質を含む負極鉛-アンチモン-カルシウム合金プレートは、長期間の使用中にバッテリー容量を維持し、自己放電を低減するのに十分な容量を確保します

高度なマルチミクロポーラスAGMパーティションは、電解液を保持し、正極と負極が短絡するのを防ぎます。正極と負極の短絡の防止;電解質のメンテナンス;電極表面からの活物質の放出の防止

電池の電気化学反応では、硫酸が電解質として作用してイオンを伝導し、電池内の正と負の極性活性物質間で電子が移動できるようにします。

シェルと蓋は、ABS樹脂を特定の指示なしに正負の組み合わせパネルに配置するためのバッテリースペースを提供します

安全弁は、耐酸性と耐老化性に優れた合成ゴム製です。バッテリーの内圧が常圧より高い場合は、ガスを放出し、常圧を維持して酸素の侵入を防ぎます。

さまざまなバッテリーに応じて、正と負の極値は、接続された部品、ロッド、ねじ柱、またはリード線になります。密閉された端子は、高電流放電と長寿命に貢献します

電極の電気化学反応

バルブ制御鉛蓄電池の電気化学反応を以下に示します。充電とは、外部DC電源をバッテリーに接続して充電し、電気エネルギーを化学エネルギー貯蔵に変換することです。放電は、外部デバイスを駆動するためのバッテリーからの電気エネルギーの放出です。

VRLAバッテリーの充電がピークに達すると、充電電流は電解液中の水を分解するためにのみ使用されます。このとき、電池の正極は酸素を生成し、負極は水素を生成します。バッテリーからガスが溢れ、電解液が減少します。水は不規則な時間に追加されます。

一方、充電期間の終了時または過充電状態では、充電エネルギーは水を分解するために使用されます。正極によって生成された酸素は、負極の鉛と反応し、負極の一部を不完全な状態のままにして、負極の水素の生成を阻害します。

シリーズで使用される新旧のバッテリー

化学反応物質が多いため、エンド電圧が高く、内部抵抗が小さく、旧電池のエンド電圧が低く、内部抵抗が大きい。一般的に、新しい12vバッテリーの内部抵抗は0.015〜0.018oumuであり、古いバッテリーの内部抵抗はほとんど0.085オーム以上です。新旧のバッテリーを直列に使用する場合、両端の充電電圧は古いバッテリーは、新しいバッテリーの両端の充電電圧よりも高くなります。その結果、新しいバッテリーはまだ充電されておらず、古いバッテリーはすでに高すぎて放電状態になっています。新しいバッテリーの容量が古いバッテリーよりも大きいため、過放電になります。古い電池の、そして古い電池でさえ逆になり、電池の膨張は副作用を引き起こします。新しい電池の電力を消費し、電化製品の内部電圧を不安定にします。古いバッテリーを使いすぎる危険もあります。

爆発の3つの原因：

バッテリーの内圧が高いと、バッテリーシェルが爆発します

鉛蓄電池の動作原理によれば、電池の充電過程、特に充電期間の終わりに、過充電により水が水素と酸素に分解され、電解液の温度が上昇することが知られています。短絡、激しい加硫、充電が発生すると、大量の水が蒸発します。このとき、液穴カバーの空気穴が塞がれると、ガスがあふれすぎて電池内部の圧力が非常に高くなり、電池タンクが先に変形します。内圧が一定の圧力に達すると、バッテリータンクカバーなどの弱点の組み合わせによるものになります。バースト、これは物理的なプロセスです。バッテリーの内圧が0.25MPaを超えると、バッテリーが破裂し、破裂位置はタンクカバーの熱風接合部または応力集中の隅になります。

直火での水素のバッテリー爆発。

水素と酸素の混合ガスの爆発限界は、混合物のガス体積の4％-96％であり、水素と空気の混合ガスの爆発限界は、混合物のガス体積の4％-74％です。過剰充電の80％が水の電気分解に使用される場合、バッテリー内の水素含有量は爆発範囲よりも大きくなります。バッテリーまたは空気中の水素含有量が爆発限界まで蓄積すると、直火が爆発を形成します。これは化学反応です。研究は、バッテリーの爆発が連鎖爆発反応に属することを発見しました。これらの爆発の多くは、過充電状態で発生します。バッテリーの内極に仮想溶接スポットがある場合、壁の溶接などが摩耗している場合、バッテリーは爆発する可能性が高くなります。認定されたバッテリーは、通常の動作条件下では自己発熱爆発反応を起こしません。ガソリン車の充電電圧が14.4V以上、ディーゼル車が28.8V以上の場合、同時に火災が発生した状態で爆発する可能性があります。バッテリーの爆発を車検したところ、ほとんどの電圧レギュレーターに欠陥があり、バッテリーは深刻な過充電状態にあることがわかりました。

ベントの詰まり、爆発。

バッテリーの排気口が塞がれると、バッテリーが先に破裂してバッテリーが振動し、極配線で火花が発生せず爆発します。

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