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铅酸蓄电池的硫化与清除铅酸蓄电池的硫化与清除2010-07-24 17：04铅酸蓄电池的硫化与清除一、概述铅酸电池技术发展100年来基本没什么变化。虽然在化学和结构上已有改进，但引起电池发生故障有一个共性的因素。这个故障原因是：硫酸盐堆积在极板上导致失效的结果，解决这些问题最有效的方法是应用脉冲技术。脉冲技术有助于排除电池这些故障，它可以保持高的活性物质反应，使电池内部平衡，容易接受外接充电。这样一来，节约了因置换电池带来的各种相关费用。二、技术介绍专家预言：铅酸电池作为在电池电源领域里以第一位置将延续到下一世纪。但值得重视的问题是，多数电池的工作状态不能达到当今科技先进交通工具的需求。按说，铅酸电池的反应材料能维持8年-10年或更长一些，但事实上做不到。现在的电池平均寿命是6-48个月。而能用48个月的电池仅占30%。大部分电池则提前衰老和失效。影响电池寿命的一系列问题的原因是：硫酸盐的堆积，而最有效解决这些问题的方法是脉冲技术。早在1989年就有第一个专利，利用脉冲技术提高电池的实用性，延长电池寿命。它的工作原理：使电池一直维持高的活性物质反应，使电池内部平衡，易接受充电。这种技术可提供大的放电容量，接受充电快，而且能使用持久。(换言之，延长电池工作寿命)现在让我们来了解一下脉冲技术是如何有益于电池，其工作原理是什么。首先让我们重温一下电池的工作原理：依照国际电池理事会手册第11版：蓄电池是属电化学原理设计范畴，电池产生的电能是由存储的化学能转变的。在车辆和动力机械设备上需要电池，它的三种主要功能是：(1)、供电给点火系统，使发动机启动。(2)、给发动机外的电器设备供电。(3)、对电器系统起到稳压作用，使输出平滑和降低瞬间有电器系统发生高压。电池由两种不同材料构成(铅和二氧化铅)，这两种材料置于硫酸液中反应产生电压,在放电过程，正极铅板上的活性材料与电解液的硫酸根生成PbSO4。同时，负极板上的活性材料也与电解液硫酸根生成PbSO4。所以，放电的结果使正负极板都覆盖了硫酸铅(PbSO4)。电池的恢复是通过对它反方向充电。在充电过程，化学反应状态基本是放电的逆反应。这时正负极板上的硫酸铅(PbSO4)分解变为原来状态，即铅和硫酸根，水分解出H和O原子，当分离后的硫酸根与H结合还原为硫酸电解液。从上所述，蓄电池的工作基本原理是硫酸和铅进行离子交换的化学反应过程形成的能量。在能量交换过程中，其反应生成物-硫酸铅在极板上是临时的。但值得注意的是，在充电还原过程，极板上的硫酸铅并不能全部溶解而堆在极板上。这种堆积物是电化学反应的剩余物，占据了极板的位置。这就是说，极板的有效反应材料在不断减少，这是导致电池失效的主要原因。(因硫酸铅导致电池失效，这种现象的通俗叫法是-极板盐化)极板盐化问题：大多数电池失效归咎于硫酸铅的堆积。当硫酸铅分子的能量大于一个极限低值的时候，它们从极板上溶解，返回到液体状态。那么，它们可以接受再充电。但实际上，总有一部分的硫酸盐是不能返回电解液里的，而是贴附在极板上，最终形成不可溶解的晶体。硫酸盐结晶体是这样形成的：这些不能参与反应的单个硫酸盐分子的核心能量都处于极低状态，它逐步吸附其它因能量极低的硫酸盐分子。当这些分子堆积，并紧密地结合时，就形成一个晶体。这种晶体不能有效地溶解到电解液里去。这些晶体的存在，占据了极板的位置，使极板失去了充放电的能力。所以，极板被覆盖的这一点或这一部分都相当于是死点。依照BCI手册58页说：电池的本质是化学类器材，它的充电特性常常是由电池自身化学变化而改变的。例如，硫酸盐应是正常的化学反应生成物，但在非正常状态下，它变成多余物质而成为影响化学反应的主要问题，而这些多余的硫酸盐在极板上不断堆积，又长期被忽略。另外，新电池如存放时间过长，也会出现这种状态。当电池严重盐化时，就不能接受发电机对它的快而满的补充电。同样，也不能作满意的放电。随着盐化加剧，最终因电池不能接受充电和放电而失效。第56页上说：充电电压是受温度和电解液浓度、电解液接触极板的面积、电池的年限、电解液纯度等因素影响。极板上的盐化结晶很硬，使内阻增大。超过80%的电池是因为这些盐化晶体堆积而引起失效。这些晶体形成的速度、面积及硬度是与时间、电池充电状态、能量储备的使用周期有紧密关联。电池上的盐化结晶物堆积是非常麻烦的。以下几种情况是不可避免要产生盐化：1、电池在安装使用前曾长时间搁置储存。实际上电池一旦加上硫酸液后就开始了化学反应而产生盐化物。所以，新电池的搁置也会盐化，导致在交通运输工具上安装不久的新电池就失效。2、交通工具长时间静止不工作。3、电池受到侵蚀使充电期间内阻增加，引起充电不足的情况。4、持续过放电。5、温度影响。例如，当气温转热，随温度每增加10度，盐化速率呈2倍增长。在充电期间，如外界温度高，当电池的温度达75度时，内阻会增大，致使充电不足情况发生。当温度转冷，交通工具的润滑油变稠，这就需要更大的动力去启动车辆，也就是说，需要电池放电能力更大。其结果，加快了极板上盐化物的堆积。如果留意一下电池过放电的情况，就知道这时候的电池电解液凝固，这种情况极大地伤害了极板。一般情况下，充电达100%时，电解液的比重是1.27左右，这时候的电解液凝固温度是 83华氏；当比重在1.2左右时，凝固温度是 17华氏；若比重在1.14时(也称完全放电)，这时仅在8华氏就凝固。6、在充电不足的情况下，电池不能供给最大启动电流，这样对频繁使用的车辆经常发生死火。依照BIC手册说：一辆使用一个充不满电的电池时，就有可能使发动机转速慢和空转不能启动，消耗电能。而反过来，电池也得不到发电机在最佳速率下充电。其结果，虽然电池用全天候充电，仍不能充满电。而又经常性地充电不足，电池盐化加重。这样恶性循环下去，最终使电池完全失效。综上所述，硫酸盐是能量转换过程必然之物，但硫酸盐的结晶物确是一个严重问题，而不是硫酸盐本身，这需要更多的人去了解这个问题的严重性-硫酸盐结晶使电池失效。其失效的现象包括：1、极板弯曲：极板某处有硫酸盐结晶削弱电能的接受，造成电池极板的某处过充电，而这种过充电使此处温度升高，使这里的极板弯曲。2、盐化使极板上栅格网眼的反应物脱落，会导致过充电，极板弯曲。3、短路：由于盐化使内阻增加，极板弯曲，接触了另一极性的极板而发生短路或破坏了支撑极板的框架。4、活性物质的脱落：盐化结晶物使内阻增大，造成局部过充电，导致极板有裂缝和裂缝的物质脱落。因此，应用脉冲技术去保护极板是最合适的，也有助于减低机械震动引起电池极板的损害。过去，电池盐化后，被认为无用而丢弃，或拉到远处修理。但现在，脉冲技术能很好地解决这个问题。汽车蓄电池修复方法这里介绍的汽车电池指汽车启动电池而言。启动电池包括普通的开口电池和免(少)维护电池，免维护电池就是阀控密封式铅酸蓄电池的俗称。而开口电池和免维护电池的维修方法稍有不同。一、开口电池维护方法1、清理维护电池以前，首先要清理被修电池外表的灰尘，清除端子上面的沾污和锈蚀。2、旋开排气栓，观察电池内部的电解液电解液应该适量，如果缺少电解液应该及时补充。同时，检查是否由黑色浑浊杂质。如果有明显的黑色浑浊杂质，说明电池的正极板已经明显的软化，电池修好的可能性比较小。如果只有很少的黑色杂质，也应该采取换液的方法处理。如果仅仅是因为停用时间较长而引起电池容量下降，不需要本步骤和步骤3操纵，应该直接进入步骤4。3、测量电解液比重，调整电解液比重应该在1.28作左右。如果电解液比重高了，应该加水稀释，如果电解液比重的低了，应该加酸提高比重。4、预充电闭合排气阀，首先给电池放电，使电池电压达到单格1.8V。如果在放电时采用恒流放电，乘以放电时间，就是电池残存容量。放电以后，按照0.1C的电流给电池充电7个小时，然后改为0.05C充电8个小时，如果在充电过程中，充电的电压连续2个小时电压不上升液可以停止充电。充电结束以后，电池静止半小时以后，测量电池的开路电压，电压应该在12V以上，如果电池电压低于12V，特别是低于10.8V，电池可能有内短路，该电池已经没有维修价值。5、放电测试容量给电池按照0.1C电流放电，记录放电时间。其放电电流乘以时间的小时数，就是电池修复以前的容量。再次按照步骤4预充电条件进行充电，充电结束以后，再次按照步骤3测量调整电解液的硫酸比重应该为1.28。6、修复连接修复仪的正负输出到电池的正负极柱上，开启修复仪，对电池进行修复。首次修复时间应该不低于10小时，然后按照1.5测量电池容量。如果电池容量上升到标称容量的70%以上，结束修复。如果容量上升幅度不大，可以继续修复，维修20小时，一般，超期存贮一年的电池需要二次修复，才可以恢复到超期存贮以前的状态。二、阀控密封式铅酸蓄电池的修复方法1、清理维护电池以前，首先要清理被修电池外表的灰尘，清除端子上面的沾污和锈蚀。2、打开排气阀，观察电池内部的电解液撬开胶粘的或者热封的电池上盖，露出免维护电池的橡胶排气阀，小心拆下排气阀，保存好，观察电池内部情况。给电池加含0.1%0.5%硫酸的电解液，到电池上面刚好有流动的电解液。同时，检查是否由黑色杂质，如果有明显的黑色浑浊杂质，说明电池的正极板已经明显的软化，电池修好的可能性比较小。如果没有黑色浑浊杂质，需要等待4小时以后，水充分深入电池。如果仅仅是因为停用时间较长而引起电池容量下降，不需要进行本步骤操作，应该直接进入步骤3预充电。3、预充电对电池进行恒压限流充电。就是开始的时候，采用0.1C0.25C电流充电，到16.2V以后，通过降低电流的方法，维持充电电压，一直到充电电流下降到0.03C的时候，停止充电。注意，充电的时候，会有气体带着电解液从排气孔中溢出，为了不污染环境，电池应该放到耐酸的容器中。充电以后，观察电池内部是否还有游离酸，如果没有，需要补0.1%的硫酸溶液，一直到出现少许游离酸。如果每个单格里都有游离酸，用倾倒和吸管吸出可见到的游离酸，使电池处于准贫液状态。充电结束以后，电池静止半小时以后，测量电池的开路电压，电压应该在12V以上，如果电池电压低于12V，特别是低于10.8V，电池可能有内短路，该电池已经没有维修价值。4、修复连接修复仪的正负输出到电池的正负极柱上，开启修复仪，对电池进行修复。首次修复时间应该不低于48小时。5、容量测试给电池按照0.1C电流放电，记录放电时间。其放电电流乘以时间的小时数，就是电池修复的容量。如果电池容量达到到标称容量的70%以上，结束修复。如果容量没有达到70%的标称容量，继续按照步骤3充电。充电以后继续修复，一般，超期存贮一年的电池需要进行二次修复，才可以恢复到超期存贮以前的状态。附注：C的概念C表示电池的容量，例如，汽车使用的启动电池的容量有36Ah、54Ah、70Ah、90Ah、105Ah、112Ah、154Ah、182Ah等等。电池容量不同，充电电流也应该不同。0.1C充电。对于36Ah的电池来说，充电电流就是360.1=3.6A。对于112Ah的电池来说，0.1C电流就是11.2A电流充电。所以，本说明中规定的电流就是电池的Ah数乘以悉数就可以了。可修复铅酸蓄电池的检测与筛选电动自行车近年发展势头异常迅猛，几乎没有哪个产品的发展速度能够赶上电动自行车的发展，但是因为电池的寿命问题，使每个电动车用户每年在电池的支出高达50元以上，不仅给用户造成了巨大的经济压力而且也对环境保护产生了很大的影响。那么如何提高电池的寿命，减少费用支出、改进电池的使用性能等问题就成为用户和经销商共同关注的问题。选择可修复电池应符合以下标准：1、电池外观无变形、漏液、发热、漏电，电池内部无短路、开路、电解液明显浑浊且发黑的等不良现象。2、所修复的电池使用时间一般不超过三年。3、端电压高于额定电压20%以上的；4、同时电池的初始容量应该在30%上。其中电池的变形、漏液、发热、漏电等可以通过肉眼看到，短路、开路也可以使用万用表和容量测试仪检测，初始容量可以通过充放电的办法得到一个较为准确的数字，只有电解液浑浊且发黑不易检查，现在主要介绍一下检测电解液的操作步骤。先检测电池的密封情况，确定电池无漏液后，晃动电池，使液体和极板充分融合，再用电解液比重器将电解液吸出，看液体是否浑浊和发黑。若出现电解液变黑，则电池负极板已经软化了，此时该电池应不具有修复的可能；若电解液也色正常，则可以确定电池容量下降的主要原因应该为极板硫化所引起的，这样的电池就可以使用铅酸蓄电池修复系列里的电动车电池专用修复系统进行修复。将上述电池剔除后，则可开始修复程序。修复时间可以根据电池的使用时间、实际状况及电池的初始容量确定修复所须的时间，使用铅酸蓄电池修复系统修复后，安装保护器或维护器直接对电池进行日常的自动维护。7天之后可使用与被修复电池相配套的专用充电机充电至充满，然后用放电装置来检测电池的容量。注意事项：1、充电环节要注意，充电电压不能超过电池额定电压的1.2倍。2、判断修复的有效性，要在修复前做被修复电池的初始状态测试，(先不修复，先做一次充放电循环，记录容量)进行充放电，看初始容量是否符合修复的要求，不能盲目的进行修复操作，避免事半功辈，达不到预期的修复效果。电池在修复过程中需要注意哪些问题电池的修复虽然没有成为一个行业，但是电池修复工作一直是存在的。不少电池制造商对保用期以内的返退电池采取修旧利旧的发生，把通过维修的电池重新提供给用户，以提高电池的有效使用寿命，降低报废率，减少电池制造商的部分理索赔的损失。这些修复方法1、重新配组电池返退以后，电池制造商重新进行充放电检验，在检验中往往会发现有50%以上的电池不符合返退条件的电池。其原因也就是在串连电池组中，个别的电池落后形成整组电池功能下降而引起整组返退。2、消除硫化采用专门的设备，对电池进行消除硫化的处理。这里主要有2种方法，其一就是高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿消除硫化。这种方法速度快，见效快，但是对电池的寿命影响比较大。另外的方法就是采用小电流频率高达8KHz以上，利用大结晶谐振的方法来溶解，这种方法修复比较慢，修复效果也比较好，但是，修复时间比较长，往往在120小时以上。实际测试数据表明，对于补水以后没有达到60%补充容量的电池进行除硫处理，还有约2/3的电池可以达到60%以上的容量，甚至还有35%以上的电池的容量可以达到80%以上的容量。3、安装脉冲发生器并联在电池上，对电池进行脉冲维修这种方法对修复电池比较慢，但是由于长年在维修，所以，如果没有过放电，对于连续使用的电池来说，往往是彻底消除了电池硫化的可能性。4、综合修复方法如果对电池采用定期检验，及时除硫和补水，单只电池充电、重新配组。采取这些做法以后，电池的平均寿命会大大提高。定期检修的意义比较大，不要等电池由于失水和硫化的影响，损伤正极板以后再修复。这样，可以大大延长电池的寿命。而一旦电池出现严重的失水和硫化以后，对正极板的损伤相对也比较大。所以，应该在对正极板损伤以前久对电池进行适当的维修。采取防患于未然的检修的方法比亡羊补牢的方法更加有效。延长汽车电瓶寿命的十大绝招目前，车用蓄电池大多是干荷式蓄电池。其优点是添加电解液后不充电，30至40分钟之后汽车也可启动。一些车主不理解干荷式蓄电池的工作原理，不会维护，使蓄电池寿命大为缩短，正确选择和使用蓄电池可从十个方面着手。买蓄电池时看清上面的字母，凡带有QA字母的为干荷式蓄电池。先将电解液摇匀再向蓄电池中添加。操作时请戴手套，注意不要将电解