लेड एसिड बैटरियों की विफलता के तरीके

प्लेटों के प्रकार, निर्माण की स्थितियों और उपयोग के तरीकों में अंतर के कारण, बैटरियों की विफलता के कारण अलग-अलग होते हैं। संक्षेप में, लेड-एसिड बैटरियों की विफलता निम्नलिखित स्थितियों में होती है:

↘ सकारात्मक प्लेट का संक्षारण प्रकार

उत्पादन में वर्तमान में तीन प्रकार के मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है: पारंपरिक सीसा-एंटीमनी मिश्र धातु, जिसमें द्रव्यमान के हिसाब से 4% से 7% तक की एंटीमनी सामग्री होती है; कम एंटीमनी या अल्ट्रा-कम एंटीमनी मिश्र धातु, जिसमें द्रव्यमान के हिसाब से 2% या द्रव्यमान के हिसाब से 1% से कम एंटीमनी सामग्री होती है, जिसमें टिन, तांबा, कैडमियम, सल्फर और अन्य संशोधित क्रिस्टल एजेंट होते हैं; सीसा-कैल्शियम श्रृंखला, वास्तव में सीसा-कैल्शियम-टिन-एल्यूमीनियम चतुर्धातुक मिश्र धातु, कैल्शियम की सामग्री 0.06% से 0.1% द्रव्यमान अंश होती है। उपरोक्त मिश्र धातुओं से बने सकारात्मक ग्रिड बैटरी की चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान लेड सल्फेट और लेड डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाएंगे, जो अंततः सक्रिय पदार्थों को सहारा देने के कार्य को नुकसान पहुंचाएगा जब विरूपण 4% से अधिक हो जाता है, तो पूरी प्लेट नष्ट हो जाएगी, और ग्रिड के साथ खराब संपर्क, या बस बार में शॉर्ट-सर्किट के कारण सक्रिय सामग्री गिर जाएगी।

↘ सकारात्मक प्लेट की सक्रिय सामग्री गिर जाती है और नरम हो जाती है

ग्रिड के विकास के कारण सक्रिय पदार्थ के बहाव के अलावा, बार-बार चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के साथ, लीड डाइऑक्साइड कणों के बीच का बंधन भी शिथिल, नरम और ग्रिड से अलग हो जाता है। ग्रिड के निर्माण, असेंबली की जकड़न और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की स्थिति जैसे कारकों की एक श्रृंखला, सभी का सकारात्मक प्लेट की सक्रिय सामग्री के नरम होने और बहाव पर प्रभाव पड़ता है।

↘ अपरिवर्तनीय सल्फेशन

जब बैटरी को ओवर-डिस्चार्ज किया जाता है और लंबे समय तक डिस्चार्ज अवस्था में संग्रहीत किया जाता है, तो इसका नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक मोटे लेड सल्फेट क्रिस्टल का निर्माण करेगा जिसे चार्ज करना मुश्किल होता है। इस घटना को अपरिवर्तनीय सल्फेशन कहा जाता है। कुछ तरीकों से थोड़ा अपरिवर्तनीय सल्फेशन अभी भी ठीक किया जा सकता है। गंभीर मामलों में, इलेक्ट्रोड विफल हो जाता है और चार्ज नहीं किया जा सकता है।

↘ क्षमता का समयपूर्व नुकसान

जब कम एंटीमनी या सीसा-कैल्शियम ग्रिड मिश्र धातु होता है, तो बैटरी के उपयोग के प्रारंभिक चरण (लगभग 20 चक्र) में क्षमता अचानक कम हो जाती है, जिससे बैटरी अप्रभावी हो जाती है।

↘ सक्रिय पदार्थों पर एंटीमनी का गंभीर संचय

सकारात्मक ग्रिड पर एंटीमनी चक्र के साथ नकारात्मक प्लेट की सक्रिय सामग्री की सतह पर आंशिक रूप से स्थानांतरित हो जाती है। चूंकि एंटीमनी पर H + कमी की ओवरपोटेंशियल लीड की तुलना में लगभग 200mV कम है, इसलिए जब एंटीमनी जमा होती है तो चार्जिंग वोल्टेज कम हो जाती है, और करंट का बड़ा हिस्सा पानी के विभाजन के लिए उपयोग किया जाता है, और बैटरी ठीक से चार्ज नहीं हो पाती है।

केवल 2.30V के चार्जिंग वोल्टेज वाली लेड-एसिड बैटरी के नेगेटिव इलेक्ट्रोड सक्रिय पदार्थ की एंटीमनी सामग्री का परीक्षण किया गया, और पाया गया कि नेगेटिव इलेक्ट्रोड सक्रिय पदार्थ की सतह परत में एंटीमनी की सामग्री 0.12% से 0.19% द्रव्यमान अंश तक पहुँच गई। कुछ बैटरियों के लिए, जैसे कि पनडुब्बियों के लिए बैटरी, बैटरी के हाइड्रोजन विकास पर कुछ प्रतिबंध हैं। मानक से अधिक हाइड्रोजन विकास वाली बैटरी नेगेटिव इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री का परीक्षण किया गया, और औसत एंटीमनी सामग्री 0.4% द्रव्यमान अंश तक पहुँच गई।

↘ थर्मल विफलता

कम रखरखाव वाली बैटरियों के लिए, चार्जिंग वोल्टेज 2.4V के एकल सेल से अधिक नहीं होना चाहिए। वास्तविक उपयोग में, जैसे कि ऑटोमोबाइल में, वोल्टेज नियामक नियंत्रण से बाहर हो सकता है, चार्जिंग वोल्टेज बहुत अधिक है, और चार्जिंग करंट बहुत बड़ा है, और उत्पन्न गर्मी बैटरी इलेक्ट्रोलाइट के तापमान को बढ़ाएगी, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में कमी आएगी; बढ़ा हुआ चार्जिंग करंट। बैटरी का तापमान बढ़ना और अत्यधिक करंट एक दूसरे को मजबूत करते हैं, जो अंततः बेकाबू होता है, जिससे बैटरी ख़राब हो जाती है, फट जाती है और विफल हो जाती है। जबकि थर्मल रनवे लीड-एसिड बैटरी के लिए लगातार विफलता मोड नहीं है, यह असामान्य नहीं है। उपयोग करते समय, इस घटना पर ध्यान दें कि चार्जिंग वोल्टेज बहुत अधिक है और बैटरी गर्म हो जाती है।

↘ नेगेटिव बसबार का संक्षारण

सामान्य परिस्थितियों में, नेगेटिव ग्रिड और बसबार में जंग की समस्या नहीं होती है, लेकिन वाल्व-विनियमित सीलबंद बैटरी में, जब ऑक्सीजन चक्र स्थापित होता है, तो बैटरी का ऊपरी स्थान मूल रूप से ऑक्सीजन से भर जाता है, और बसबार कमोबेश डायाफ्राम में इलेक्ट्रोलाइट होता है। लग्स बसबार तक चढ़ जाते हैं। बसबार के मिश्र धातु को आगे लेड सल्फेट बनाने के लिए ऑक्सीकरण किया जाएगा। यदि बसबार के इलेक्ट्रोड मिश्र धातु को ठीक से नहीं चुना जाता है, तो बसबार में स्लैग समावेशन और अंतराल होंगे, और इन अंतरालों के साथ जंग गहरा हो जाएगा, जिससे टैब बसबार से अलग हो जाएंगे, और नकारात्मक प्लेट विफल हो जाएगी।

↘ डायाफ्राम छिद्र के कारण शॉर्ट सर्किट होता है

पीपी (पॉलीप्रोपिलीन) डायाफ्राम जैसे विभिन्न प्रकार के डायाफ्राम में बड़े आकार के छिद्र होते हैं, तथा उपयोग के दौरान पीपी फ्यूज खिसक जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़े छिद्र बन जाते हैं, तथा चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान सक्रिय पदार्थ बड़े छिद्रों से होकर गुजर सकता है, जिससे सूक्ष्म शॉर्ट सर्किट हो सकता है, तथा बैटरी खराब हो जाएगी।

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