AGM蓄电池的常见故障分析和处理

◆文/湖北 杨天峰 易琨 刘勋 杨春祺

一、AGM蓄电池概述

随着汽车怠速启停功能的广泛应用，人们对车载启动型蓄电池的性能提出了更高的要求。吸附式玻璃纤维棉隔板铅酸蓄电池(AGM)的高循环寿命可以满足汽车频繁的怠速启停工况，在现实生活中得到了广泛应用。汽车用AGM蓄电池按结构类型可分为AGM平板蓄电池和AGM卷绕式蓄电池，下文提到的AGM蓄电池均为AGM平板蓄电池。本文对AGM平板蓄电池常见故障分析和处理进行了阐述，并列举了故障分析实例。

二、AGM蓄电池的常见故障模式及处理

1.外壳爆裂及处理

故障现象：爆裂，壳体爆裂并有酸液溅出。故障判断：过充电、电池内部打火或外面有明火打火。可能的原因：过充电产生大量H2和O2且内部电解液缺乏、连接裸露。电池处理：电池报废并更换电池。

2.端柱污染及处理

故障现象：电池端柱周围塑料盖上颜色为暗红色，出现“湿湿”的现象；向怀疑是酸迹的地方滴几滴水，界面不模糊用PH试纸测试酸碱性显示“中性”或“弱酸性”；线束的端柱连接头无腐蚀或轻微腐蚀。故障判断：电池端柱污染。可能的原因：端柱上端柱密封剂(红色油状物质)或工业油脂(如凡士林)等和塑料件浸润的物质在受热的情况下在塑料盖上扩散或其他油性物质到此处。电池处理：正常使用，如有轻微腐蚀请用温水或碱水洗尽后涂上凡士林。

3.电池被深放电导致亏电及处理

故障现象：蓄电池开路电压在10.5～12.2V时，负载放电会出现电流、电压下降较快，蓄电池电压低于10.5V时，外加负载放电为0A、0V，充电开始阶段电流较大(20A左右)，并能维持较长时间。如故障件解剖后，可发现负极发泡正极活性物质泥化。故障判断：蓄电池电池被深放电。可能的原因：车辆漏电严重或操作不当；电池深度放电后未能及时补充电。电池处理：电池可通过补充电来恢复性能。

4.电池极板硫酸盐化及处理

故障现象：充电时明显酸雾从排气孔中喷出，且有刺鼻的气味产生；充电时蓄电池电压和电池温度上升快，放电测试时，蓄电池电压快速下降。故障判断：电池极板硫酸盐化。可能的原因：电池亏电严重，电池极板活性物质出现不可逆转的化学反应，即硫酸盐化。电池处理：电池可通过小电流补充电可恢复部分容量，但应尽快更换。

5.电池发生内部短路及处理

故障现象：蓄电池电压为10.5V左右或以2.1V的倍数递减，大电流放电时，电压、电流均较低，但不会为0A、0V。故障判断：电池发生内部短路。可能的原因：隔板开裂、穿孔和错位；金属铅枝晶形成，刺穿隔板；极板膨胀，活性物质脱落。电池处理：电池报废并更换新电池。

6.电池发生内部断格及处理

故障现象：电压不稳定，现象明显时会呈现2.1V倍数递减(如10.5V、8.4V等)；负载测试时，趋势为0A、0V；充电电压高(额定电压16V)，但电流为0A。故障判断：电池发生断格，即电池内部发生短路。可能的原因：有连接处发生腐蚀；单格之间、单格和极板之间虚焊；单格和端柱间虚焊。电池处理：电池报废并更换新电池。

7.负极柱端子爬酸及处理

故障现象：静态开路电压：12.5V左右或者偏高，CCA也正常，负极端子有明显孔洞，可见腐蚀痕迹。故障判断：负端子孔洞处存在端子爬酸，酸液可经此处渗出，从而形成端子爬酸，腐蚀端子接线座。可能的原因：生产过程中在包装测量电池尺寸时，卡尺同时接触正负极，端子打火，在端子上形成凹坑，使得端子外壁变薄，端子经过多次电流放电及酸液腐蚀，该处凹坑变成贯穿孔洞，酸液渗出；电池是在打磨后进行尺寸测量，测量完成后未进行再次检验就出货，导致端子凹坑电池流出。电池处理：电池报废并更换新电池。

三、AGM蓄电池的故障分析案例

1.负极爬酸故障分析实例

(1)不良问题描述

电池型号：AGM-L3；不良数量：1只；初始测试：电压12.84V；CCA 781A电池外观，检查发现负端子有明显孔洞，可见腐蚀痕迹。端子爬酸故障件外观如图1所示。

图1 端子爬酸故障件外观

(2)电池分析—气密性检测

检测方法及标准：向电池单格内加压35～37kPa，充气5s，保压5s，气压下降不超过0.3kPa，且压力放后壳体无变形，无漏气。检测结果：压差为0.5kPa，测试NOK。结论：电池气密性检测NOK，说明负端子孔洞处漏气。

(3)电池分析—解剖分析

根据上述分析可得出结论：负端子孔洞处存在端子腐蚀痕迹。

(4)小结

经过以上测试后可知：该只电池气密性检测NOK；该只电池负极端子孔洞处有酸液腐蚀痕迹；因此，造成该只电池故障的原因为电池负端子有明显孔洞，与端子内部缝隙相连，酸液可经此处渗出，从而形成端子爬酸，腐蚀端子接线座。

(5)原因分析

①5Why分析法分析制造原因，其具体内容列于表1。

表1 5Why分析法分析制造原因

②5Why分析法分析流出原因，其具体内容列于表2。

表2 5Why分析法分析流出原因

因此，流出原因为该只电池是在打磨后进行尺寸测量的，测量完成后未进行再次检验就出货，导致端子凹坑电池流出。

(6)改善措施

①在包装段设立GP12全检工作站，包装生产合格的电池经过该工作站进行检查；

②对员工进行教育培训，规范员工卡尺测量手法，避免正负极同时接触。

2.单格微短路故障分析实例

(1)不良问题描述

电池型号：AGM-L3；不良数量：1只；初始测试：电压(11.41V)；CCA(9A)初步判定：电池亏电或内部故障。

(2)电池分析—性能测试

补电：恒压14.4V，充电21h；静置2h，测试电池电压、CCA；储备容量检测：恒温25℃，25A放电至10.5V。储备容量曲线图如图2所示。补电后的测试数据列于表3。

表3 补电后的测试数据

图2 储备容量曲线

结论：电池CCA不足，储备容量不合格，电池内部结构故障。

(3)电池分析—解剖分析

①解剖测量方法如图3所示。

图3 解剖方法示意图(红色箭头指向故障问题单格)

对6个单格进行大电流(456A)放电，再静置。测电压电流测试结果列于表4。

结论：负极方向第二格电压异常。

②问题单格解剖分析方法如图4所示。

图4 问题单格的解剖分析(红圈内为故障点)

从电池壳体内取出问题单格，查找故障点、发现故障点(图4内红圈标记处)。解剖故障问题单格结果：第二单格极群底部有铅渣，硌穿隔板，正负极板接触，形成微短路，电池故障。

(4)小结

经过以上分析及测试后可知：①该只电池通过补电后电池CCA不能恢复正常；②该只电池储备容量测试不合格；③解剖分析后，负极处第二单格极群底部有铅渣，硌穿隔板。因此，造成该只电池故障的原因为：极群底部有铅渣，硌穿隔板，正负极板接触，电池微短路。

表4 大电流放电静置后的单格电压测试数据(红圈内为故障单格数据)

(5)故障原因分析

①5Why分析法分析制造原因，具体内容列于表5。制造原因：未对极群检查方式做具体规定，员工习惯拿出检查，极群底部接触到有铅渣的工作台面，铅渣被带入电池中，硌穿隔板，正负极板接触，电池微短路。②5Why分析法分析流出原因，流出内容列于表6。

表5 5Why分析法分析制造原因

表6 5Why分析法分析流出原因

(6)改善措施

①改变极群的检查方式，禁止把极群拿出壳体检查；②对员工进行教育培训，及时做好5S清洁。

四、总结

以上对对AGM平板蓄电池常见故障分析和处理进行了阐述，并列举了故障分析实例。只要按照以上介绍的分析方法和测试手段进行故障电池分析，一般能取得良好的分析效果，当然电池故障的分析经验是不断积累的，随着故障分析经验的丰富和测试手段的完善，蓄电池的故障分析定能取得满意效果。

如果在故障分析中，发现了蓄电池设计及制造生产过程中不符合项目和影响质量的隐患，我们必须制定有针对性的控制计划、PFEMA、DFEMA来实施改善，这里不再冗述。