铅酸蓄电池活化修复技术处理方案.docx

铅酸蓄电池活化修复技术处理方案 北京汉铭通信有限公司铅酸蓄电池活化修复技术处理方案基站蓄电池组 48V 400AH北京汉铭通信有限公司2012年2月20日编制5目录1概述12设计依据23工艺设计24主要设备45修复过程46安全生产51概述铅酸电池是一种是用最广泛的电池，它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，我们把这种物质称为活性物质，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。铅酸电池的化学反应原理如下：负极反应：Pb+HSO4+H+2e正极反应：PbO2+2e+HSO4-+3H+PbSO4+2H2O电极反应：PbO2+2H+2HSO4- +Pb2Pb2SO4+2H2O从上述反应原理可以看到，在放电时，正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，所以叫“双硫酸盐化反应”。在正常情况下，所生成的硫酸铅结构疏松，并且其晶体非常细小，电化学活性很高，这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程，电池实现了储存电能和释放电能的作用。硫酸铅在形成之后一段时间内活性较高，如果在这一段时间内没有及时充电或者充电不完全，使它未及时转化为正负极活性物质，硫酸铅则会在温度低时再重新结晶，在结晶质硫酸铅上析出，这样一次有一次重复，使结晶颗粒不断增大，成为导电性能差、难以溶解、充电时难以恢复的硫酸铅结晶，即通常所说的不可逆盐化（本手册所指的盐化均指此类盐化）。电池失效的原因有多种，如致命的电极板栅腐蚀、电极板栅的严重变形、电机活性物质的脱落、电池内部短路或断路等理化原因，但是，统计表明，绝大多数电池的失效都是由电极活性物质的不可逆硫酸盐化造成的。这种盐化物在充电时难以恢复为二氧化铅及海绵状铅，对电池具有很大的危害：它的形成消耗了活性物质，使电池的有效容量降低，长期如此将导致电池报废；不仅它本身在充电时难以恢复，而且会阻塞多孔电极的空隙，妨碍电解液通过，增加内阻；充放电时发热更多，电池温度升高，会加大极板的腐蚀与变形，使活性物质脱落导致电池的结构性报废；使充电效率下降，充电时间延长，造成时间及能源的浪费，导致更严重的电解水现象，电池容易失水干涸；由于容量下降，输出功率不足，为保持一定的输出就只能加大放电深度，会造成硫酸盐化更加严重，形成恶性循环；由于消耗了硫酸，导致电解液密度下降，大电流放电能力降低，性能下降。电池使用过程中形成不可逆硫酸盐化的主要原因包括：经常性的深度放电及过放电，没有及时充电或充电不足；在亏电状态下电池长期搁置不用即贫存；电池组中电池性能不一致，存在差异过大的落后电池；表现为电池组中某一个电池的容量明显低于其它电池，造成整个电池组电压下降，充电时落后电池因最先被充满而其余电池仍需充电而形成过充电，放电时该落后电池又因最先被放空从而形成过放电，从而导致硫酸盐化进一步加剧，使得落后程度更加严重，形成恶性循环。电解液密度过大：电池环境温度的变化本着实事求是、真诚合作的原则，在了解相关基础情况的前提下，结合本单位的技术特长和工程实践经验，对本工程进行整体规划和设计，拟定本设计方案。2设计依据2.1 标准与规范本方案遵循但不局限于下列标准与规范：（1）固定型阀控式蓄电池标准GB/T19638.2-2005（2）客户所提供的相关材料2.2设计范围本方案的设计范围为现有的铅酸蓄电池组进行检查、配组、电化学修复，以及根据实际情况进行改造密封修复，具体如下：脉冲化学、电化学修复、配组及密封修复。2.3设计原则（1）将蓄电池组先进行整体、单体检查、只要是电池没有短路者，通过电化学修复，使充放电容量效率恢复或达到大于90%。（2）选用专用的脉冲充电机、及质量可靠的单向阀，及其它符合行业规格的材料对蓄电池进行修复，尽可能满足系统的运行标准。3工艺设计3.1活化处理工艺流程由于铅蓄电池使用年限已久，造成电池容量减少的原因也有许多，要先确认整组的电池电压，及整组中的单体电池的电压，确认后再按照规定进行有针对性的修复工艺，而后经过清洁、活化、再密封、配组。3.2工作原理3.2.1失水性处理蓄电池失水采取补水的方法便可修复，其目的是稀释浓度提高的硫酸正常进行电解反应。补水方法上较为简单，只用打开蓄电池上盖，可以看见有两个圆孔，向每个圆孔注射一定量的蒸馏水，再浸泡24小时以上就可以了。补水只可以补充蒸馏水，或纯无离子水。不可以添加其他成分的水，包括纯净水，因为其他成分的水中有各种金属分子，加入电瓶内后容易引起自放电而损坏电池。3.2.2电池组配组串联而成的电池组，电池损坏是多方面的，可能电池会同时存在几个方面的损伤：对于硫酸盐化的电池单体，修复后使用效果较好；但是对于极板软化以及隔断的电池，即使可以修复，因属物理硬伤，可再利用价值不大，修复后的使用时间也极短，再修复的效果将会更差。最好的方法就是把修复价值不大的电池“以旧换旧”（换成容量还有80%以上的旧电池），再和其他剩余几节电池重新配组即可。结构特点如下：电池单体间的容量相对一致。电池充满电后，放置一段时间内，在测量其电压相对一致。电池的生产厂家一致及使用年限一致。3.3技术参数及选配原则（1） 选电池的单体电压为2V者。（2） 选电池的单体放电容量可放出额定容量的30%及以上者。（3） 主要技术参数表1-电池修复主要技术参数系统设备容量大于120AH原额定电池容量48V 400AH电池类型阀控式蓄电池工作环境温度20 +45修复后电池容量（1年）90%额定容量充电效率90%4主要设备（1） 脉冲充放电柜：规格360V100A，可以满足电池组二组同时充放电的要求，进行充放电以使电池单体内的硫酸盐晶体溶解，恢复电池活性物质，保证电池活性物质具备储量的要求。（2） 钳形电流表：测量充电柜及电池放电的电流的准确性，主要做检验使用。（3） 电子万用表：测量电池电压、电池组电压、主要做检验使用。（4） 浓度比重计：主要做调整、测量电池中所用电解液的比重以保证电解液的硫酸的浓度，以保证在电池正常充放电中的电子的移动。（5） 钳子连接导线（6） 电池组：2V400AH电池组二组，主要是先针对需要离站维修的电池组，需要配组的电池组，不间断更换使用。5修复过程（1） 根据修复前对铅酸蓄电池参数（电压、电导、容量）的检测结果，将铅酸蓄电 池按照容量等级分组，并筛选出不具备修复价值的蓄电池；（2） 对蓄电池进行限压1.8V放电，加入适量蓄电池修复液；（3） 静置蓄电池4-6小时后，观察吸收情况是否满足要求，如液体降至板栅下，需要补充修复液；（4） 对铅酸蓄电池进行修复性充放电，采用24小时均充，10小时率放电，并采集放电数据；（5） 根据数据分析，放电达9小时以上的蓄电池可达标，放电8-9小时的蓄电池经过再次充放电基本可达标，放电8小时以下的蓄电池，可采用单体活化仪进行单体活化，使其容量尽量达到最大修复程度。6安全生产本项目在修复过程中，严格遵照安全生产管理体系要求，执行安全生产管理制度与安全工程措施：（1） 执行国家有关安全生产和劳动保护的法规，建立安全生产责任制，加强规范化管理，进行安全交底，安全教育和安全宣传，严格执行安全技术方案。（2） 施工现场铺设和维修电缆和电器应该遵守全国通用的规则和标准。（3） 采取一切适当预防措施保证所有工作场所安全可靠，在进行施工设计时充分考虑安全、防火、防爆、防污染等因素，做到各种设施布局合理。使整个工作场所不存在可能危及工人安全与健康的危险。此外，在制作安装及运行管理期间，为了保证安全生产，使职工自觉遵守安全生产中的各项章程，具体内容如下：A、