3.3 减少腐蚀的措施
与电池有关的腐蚀有两类:一是由充放电反应引起的电化学腐蚀;二是单纯由酸引起的化学腐蚀。这里只讲解由酸引起的化学腐蚀。
电池外连接件的腐蚀问题常给行车带来意外的故障。这些腐蚀,都是由于电解液的泼洒、外溢和酸雾造成的。最有害的腐蚀是D型和N型电池极柱螺孔(图3-4)内的酸液腐蚀。螺孔内的酸液通常都是电池整备作业中洒入的。为防止酸液洒入,整备作业时,用涂有凡士林的螺钉将孔堵住。
图3-4 一种蓄电池的极柱结构
通常酸能吸收空气中水分,酸浓度越高对水分的吸收性越强。浓硫酸通常可做干燥剂使用。在机动车运行时,虽然充电和热空气对酸液有干燥作用,但一遇潮气,又显出湿汪汪一片,电池顶盖的酸液是不会干的。
蓄电池车用的D型电池和内燃机车上用的N型电池,单电池间都是用导线或连接片相连的。这类电池的腐蚀首先从非接触面开始,逐步扩大到接触面。这种腐蚀对紧固力没有多大危害,但却增大了接触电阻。当启动电流大时,连接不良会导致连接处过度发热,甚至烧毁。有时汽车不能启动,只要对电池极柱外表面刮修一下,接线后就可起车。要避免极柱及连接片烧损,接触而无腐蚀是必要条件,还要有足够的接触压力。对连接片做防腐蚀处理,可采用镀铅的办法。没有电镀条件的可采用挂锡的办法。将钢质连接片表面用盐酸清洗后,直接投入铅锡合金锅做挂锡处理。这种铅锡合金含铅64%,含锡36%,熔点为181℃,较单纯的铅或锡的熔点都低,附着力很好。这种合金由于锡层厚,不易产生剥离,防腐效果显著。
锡(Sn)对铜(Cu)的保护机理有两种:锡层蒙在铜表面,虽然锡的抗腐蚀性比铜弱,但当酸作用在连接片上时,首先是锡与酸发生作用,在锡层未破开以前,一直是锡被腐蚀,这是锡对铜的第一种保护作用;锡对铜的第二种保护作用如图3-5所示。
图3-5 连接片上锡对铜的保护作用
在锡层破裂以后,铜和锡同处于酸液里,由于锡的标准电位是-0.316V,铜的标准电位是+0.337V,所以在酸液中就构成一对电池。铜夺取锡上的电子,使Sn→Sn2+,而H+又在Cu表面得到了电子,H+→H2,这个腐蚀反应一直持续到酸液所覆盖的锡消耗完为止。在这个过程中,Sn以自己的消耗保护了Cu,这就是阴极保护原理。
除以上两种措施外,还需用凡士林将保护面涂封起来。酸液在凡士林的隔离下,不与金属接触,这就大大延缓了腐蚀的发生。实践表明,使用凡士林防腐,可使连接件消耗量减少到1/3以下。
在室外,由于凡士林能粘住灰尘,所以不能使用。可用15%的石蜡和85%的黄油加热后混为一体,趁热用毛刷涂到电池极柱连接处,冷却后即形成一层防腐层。冬季黄油可取多些,夏季石蜡比例可大一些。
在国外,为解决电池连接件的腐蚀问题,采用能长时间耐受浓酸腐蚀的不锈钢来制造连接件。这样做,虽然可解决腐蚀问题,但成本高,同时要注意不锈钢导电性差,不宜在大电流场合下使用。有的厂家在机车蓄电池上使用不锈钢连接片,外观光亮,在1000多安的电流下,却造成极柱烧损的事故。
可采用减少酸雾的办法来减少腐蚀。减少酸雾的途径如下。
①控制充电电流及充电时间,避免过量充电。
②将电解液胶凝化,使其难以蒸发。
③加强电池四周的通风。
④板栅采用铅钙合金或低锑合金,使出气量减少。
⑤将电池出气用专用集流管汇集导出。
当腐蚀发生后,需进行净化保养。由于硫酸的腐蚀,常使电池夹头不易拆下,特别是表面不做镀锡处理的金属夹头。有时看到被黄绿色[硫酸亚铁(FeSO4)]、蓝色[硫酸铜(CuSO4)]和白色[硫酸铅(PbSO4)]物质所覆盖,甚至连螺钉都看不见。这种桩头及紧固件,是不易拆下的,这三种腐蚀物,前两种都溶于水,尤其是热碱水。用热碱水稍作清洗,腐蚀物就溶去许多,然后轻轻活动,夹头便会取下。即使铜制夹头的固定螺钉腐蚀断了,用开水一冲也会从孔中掉出。