鉅大LARGE | 點擊量：5851次 | 2021年04月30日
鉛酸蓄電池修復原理及流程詳解
自從，1859年法國物理學家普蘭特發(fā)明鉛酸蓄電池以來，延長電池使用壽命就成了人們研究的重要課題，長期的實踐中，人們使用了很多辦法消除電池極板硫化，歸納起來有下面幾種：
1、大電流充電
采用大電流充電，使大的硫酸鉛結晶溶解的方法，實驗中發(fā)現(xiàn)，這種方法消除硫化只可以獲得暫時的效果，并且會在消除硫化過程中帶來加重失水和正極板軟化問題，對電池壽命造成嚴重損傷，現(xiàn)在很少有人用這種簡單的方法修復電池。
2、全充全放修復法（深放電修復）
全充全放修復法就是對蓄電池采取完全充滿電后，再完全放電的修復的方法。全充全放修復法重要是對輕度損傷的蓄電池具有一定的修復用途，同時此方法還可以有效的激活電瓶深層的活性物質，提高蓄電池容量。它適用輕度硫化的電池，內阻較高的電池，此法的關鍵是放電一定要充分，并且是對每個電池進行單獨的充分放電，全充全放1～2次，蓄電池的容量一般都能得到提升。全充全放修復法不可經(jīng)常使用，最多三個月使用一次。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3、淺循環(huán)大電流充電法
對硫化的電池，采用大電流（5h率以內電流），對電池充電至稍過充狀態(tài)，控制電解液溫度不超過40℃為宜，然后放電30%，如此反復數(shù)次可減輕和消除硫化現(xiàn)象。
此法機理，用過充電析出的氣體對極板表面輕微硫化鹽沖刷，使其脫附溶解并轉化為活性物質。
此法特點，關于輕微硫化可明顯修復。但對老電池不適用，因為在析出氣體沖刷硫酸鹽的同時也對正極板的活性物出現(xiàn)強烈沖刷，使活性物質變軟甚至脫落。
4、添加活性劑
對硫化的電池，加入純水與硫酸鈉、硫酸鉀、酒石酸等物質混合液，采取正常充放電幾次，然后倒出純水加入稍高密度酸液調整電池內酸液至標準液濃度，容量恢復至80%以上可認為修復成功。
此法機理，加入的這些硫酸鹽配位摻雜劑，可與很多金屬離子，包括硫酸鹽形成配位化合物。形成的化合物在酸性介質中是不穩(wěn)定的，不導電的硫化層將逐步溶解返回到溶液中。
采用化學方法，消除硫酸鉛結晶，不僅成本高，新增電池內阻，并且還改變了電解液的原結構，修復后的使用期較短，副用途較大，其修復率約為40%左右。
5、脈沖修復
關于硫化電池，可用一些專用的脈沖修復儀對電池充放電數(shù)次來消除硫化。其一就是高電壓大電流脈沖充電，通過負阻擊穿消除硫化。這種方法速度快，見效快，但是對電池的壽命影響比較大。另外的方法就是采用小電流頻率高達8kHz以上，利用大結晶諧振的方法來溶解，這種方法修復比較慢，修復效果也比較好，但是，修復時間比較長，往往在120小時以上。
此法機理，從固體物理上來講，任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿。一旦絕緣層被擊穿，就會由絕緣狀態(tài)轉變?yōu)閷щ姞顟B(tài)。假如對電導差，阻值大的硫酸鹽層施加瞬間的高電壓，就可以擊穿大的硫酸鉛結晶。假如這個高電壓足夠短，并且進行限流，在打穿硫化層的情形下，適當控制充電電流，就不會引起電池析氣。電池析氣量取決于電池的端電壓以及充電電流的大小，假如脈沖寬度足夠短，占空比足夠大，就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結晶的條件下，同時發(fā)生的微充電來不及形成析氣，在充電過程中加入負脈沖，對減低電池溫升有用途，就更能保證在擊穿硫酸鹽層時減少極板的氣體析出，這樣就實現(xiàn)了脈沖消除硫化。
從原子物理學來說，硫離子具有5個不同的能級狀態(tài)，處于亞穩(wěn)定能級狀態(tài)的離子趨向于遷落到穩(wěn)定的共價健能級存在。在穩(wěn)定的共價鍵能級狀態(tài)，硫以包含8個原子的環(huán)形分子形式存在，這8個原子的環(huán)形分子模式是一種穩(wěn)定的組合，難以躍變和被打碎，電池的硫化現(xiàn)象就是這種穩(wěn)定的能級。要打碎這些硫化層的結構，就要給環(huán)形分子供應一定的能量，促使外層原子加帶的電子被激活到下一個高能帶，使原子之間解除束縛。每一個特定的能級都有唯一的諧振頻率，諧振頻率以外的能量過高會使躍遷的原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，過低能量不足以使原子脫離原子團的束縛，這樣脈沖修復儀在頻率多次變換中只要有一次與硫化原子出現(xiàn)諧振，就能使硫化原子轉化為溶解于電解液的自由離子，在特定條件下轉化回活性物質，重新參與電化學反應。
去硫化脈沖頻率取8.33kHZ以上，脈沖的瞬間電壓一般根據(jù)產(chǎn)品所體現(xiàn)的功能要，采取的瞬間電壓為60V~300V之間，充電脈沖寬度900ms，間隔10ms，放電50ms，測試開路電壓40ms，上升沿陡直，除硫效果好；放電脈沖選用3歐姆電阻，放電電流為3~4.5A。從克服極化的角度來說，所加的負脈沖時間上要很短，一般在時間上往往是正脈沖的5%左右，幅度是正脈沖的1.5~3倍。
采用脈沖波使硫酸鉛結晶體重新轉化為晶體細小、電化學性高的可逆硫酸鉛，使其能正常參與充放電的化學反應，修復率約為60%左右。但修復時間長，需數(shù)十小時以上，甚至一周的時間，效率較低。
6、水療法
重要是通過硫化的極板在純水充電，是硫酸鹽逐步溶解并排除電池外。具體做法就是倒出電解液，換為純水，用0.05C左右的電流充電，充電十小時以上，再倒掉電解液，換為純水，反復充-放-充-放幾次，經(jīng)數(shù)十小時甚至十幾天，最后在充足電情況下用密度稍高的電解液調整電池內電解液密度至標準溶液密度，一般硫化現(xiàn)象可解除，容量恢復至80%以上可認為修復成功。
此法機理，加水降低了溶液的硫酸鉛的飽和度，用降低酸液密度提高硫酸鹽的溶度積，采取小電流長時間充電以降低歐姆極化延緩水分解電壓的提早出現(xiàn)，最終使硫化現(xiàn)象在溶解和轉化為活性物質中逐漸減輕或消除，按照這一理論，假如用大電流充電，將電池溫度控制在45℃左右，并加以振蕩可以加大硫酸鉛溶解度，加快電化學反應速度，除硫效果更明顯。
此法關于開口式蓄電池比較適用，關于硫化嚴重現(xiàn)象亦可反復處理，無須投資設備即可自行修復，缺點是過程太繁瑣，對密封電池不適用。
絕大多數(shù)的電池生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的電池都是按國家標準檢測合格的，一般的使用年限都應該在3年左右。而實際情況是，許多電池在使用1年左右的時候就出現(xiàn)充不進電等現(xiàn)象。根據(jù)大量的相關經(jīng)驗總結，電池一般在使用8個月的時候，就會出現(xiàn)缺水，再過2個月，也就是10個月的時候，就可能出現(xiàn)硫化現(xiàn)象，這個時候是電池修復的最佳時機。假如此時做好電池修復，重新使用，一段時間后，電池還會出現(xiàn)缺水而硫化，這個過程其實就是對上一個過程的重復，時間也基本是8個月左右。理論分析和實踐表明：電池完全修復后使用6～8個月是正常的。
電池修復的方法很重要，最好的方法是加蒸餾水，用脈沖方法進行除硫修復，再根據(jù)電池的實際情況做其它的技術處理，這才是真正的無損修復。在此主張不要輕易添加化學試劑，因為這會改變電池內的成分組成和對極板造成損傷，它所出現(xiàn)的效果是短時間的，且極易造成熱失控等問題，最后導致電池徹底報廢。
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