1、何為硫化
蓄電池內(nèi)部極板的表面上附著一層白色堅(jiān)硬的結(jié)晶體,充電后依舊不能剝離極板表面轉(zhuǎn)化為活性物 質(zhì)的硫酸鉛,這就是硫酸鹽化,簡(jiǎn)稱為“硫化”。
2、硫化表象
電池內(nèi)阻增大,充電較未硫化前電壓提前到達(dá)充電終止電壓,電流越大越明顯。酸液密度低于正常 值。放電容量下降,放電電流越大容量下降越明顯。充電時(shí)有產(chǎn)生氣泡,充電溫升增快,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo) 致充不進(jìn)電。
3、硫化的生成
根據(jù)蓄電池的雙硫酸鹽化論,蓄電池在每次放電后,正負(fù)極板的不同活性物質(zhì)均轉(zhuǎn)變 為硫酸鉛,充電 后各自還原回不同的活性物質(zhì)。而經(jīng)常過放電、小電流深放電、低 溫大電流放電、補(bǔ)充電不及時(shí)、充 電不充足、酸液密度過高、電池內(nèi)部缺水、長(zhǎng)期 擱置時(shí),極板表面的硫酸鉛堆積過量且在電解液中溶 解,呈飽和狀態(tài),這些硫酸鉛 微粒在溫度、酸濃度的波動(dòng)下,重新結(jié)晶析出在極板表面。由于多晶體 系傾向于減 小其表面自由能的結(jié)果,重組析出后的結(jié)晶呈增大、增厚趨勢(shì)。由于硫酸鉛是難溶電 解質(zhì),重組后的結(jié)晶體其比表面積減小,在電解液中的溶解度和溶解速度降低。硫酸 鉛附著在極板表面 和微孔中阻礙了電池的正常擴(kuò)散反映,且硫酸鉛電導(dǎo)不良阻值 大,致使電池在正常的充電中歐姆極 化、濃差極化增大,充電接受率降低,在活 性物質(zhì)尚未充分轉(zhuǎn)化時(shí)已達(dá)極化電壓產(chǎn)生水分解,電池迅 速 升溫使充電不能繼續(xù) 下去進(jìn)而活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化不完全,因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
4、如何防止電池產(chǎn)生硫化
每次放電后及時(shí)補(bǔ)充電且要充足電,尤其是大電流放電后一定要及時(shí)補(bǔ)充電。在小電 流放電時(shí)盡量控 制放電深度,小電流深放電產(chǎn)生的硫酸鉛過于致密,放電后充電 采取小電流長(zhǎng)時(shí)間。對(duì)于低溫大電流 放電后,要采取多充電量百分之三十來恢復(fù) 容量。長(zhǎng)期擱置的電池,要先充足電后再擱置,在擱置每 兩個(gè)月適當(dāng)補(bǔ)充電一次。
5、幾種電池硫化修復(fù)的方法
1)水療法
對(duì)已硫化電池,可以先將電池放電,倒出原電解液并注入密度在1.10g/cm3以下較 稀電解液,即向 電池中加水稀釋電解液,以提高硫酸鉛的溶解度。采用20h率以下的電流,在液溫不超過20℃~40℃ 的范圍內(nèi)較長(zhǎng)時(shí)間充電,最后在充足電情況 下用稍高電解液調(diào)整電池內(nèi)電解液密度至標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,一般硫化現(xiàn)象可解除, 容量恢復(fù)至80%以上可認(rèn)為修復(fù)成功。
此法機(jī)理,用降低酸液密度提高硫酸鹽的溶度積,采取小電流長(zhǎng)時(shí)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(zhuǎn)化為活性物質(zhì)中逐漸減輕或消除。
此法特點(diǎn)對(duì)于加水蓄電池比較適用,對(duì)于硫化嚴(yán)重現(xiàn)象亦可反復(fù)處理,無須投資設(shè)備即可自行修復(fù),缺點(diǎn)是過程太繁瑣對(duì)密封電池不太使用。
2)淺循環(huán)大電流充電法
對(duì)已硫化電池,采用大電流5h率以內(nèi)電流,對(duì)電池充電至稍過充狀態(tài)控制液溫不超過40度為宜,然后放電30%,如此反復(fù)數(shù)次可減輕和消除硫化現(xiàn)象。
此法機(jī)理,用過充電析出氣體對(duì)極板表面輕微硫化鹽沖刷,使其脫附溶解并轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)。
此法特點(diǎn),對(duì)于輕微硫化可明顯修復(fù)。但對(duì)老電池不適用,因?yàn)樵谖龀鰵怏w沖刷硫酸鹽的同時(shí)也對(duì)正極板的活性物產(chǎn)生強(qiáng)烈沖刷,使活性物質(zhì)變軟甚至脫落。
3)化學(xué)修復(fù)法
對(duì)已硫化電池,倒掉原電解液,加入純水與硫酸鈉、硫酸鉀、酒石酸等物質(zhì)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(diào)整電池內(nèi)酸液至標(biāo)準(zhǔn)液濃度,容量恢復(fù)至80%以上可認(rèn)為修復(fù)成功。
此法機(jī)理,加入的這些硫酸鹽配位摻雜劑,可與很多金屬離子,包括硫化鹽形成配位化合物。形成的化合物在酸性介質(zhì)中是不穩(wěn)定的,不導(dǎo)電的硫化層將逐步溶解返回到溶液中,使極板硫化脫附溶解。
此法特點(diǎn),修復(fù)效率和功效高于前兩種修復(fù)方法,缺點(diǎn)太繁瑣。
4)脈沖修復(fù)
對(duì)于硫化電池,可用一些專用的脈沖修復(fù)儀對(duì)電池充放電數(shù)次來消除硫化。
此法機(jī)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(huì)由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)。如果對(duì)電導(dǎo)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(jié)晶。如果這個(gè)高電壓足夠短,并且進(jìn)行限 流,在打穿硫化層的情形下,控制充電電流適當(dāng),就不會(huì)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,如果脈沖寬度足夠短,占空比夠大,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結(jié)晶的條件下,同時(shí)發(fā)生的微充電來不及形成析氣,如果含有負(fù)脈沖去極化,就更能保證在擊穿硫酸鹽層時(shí)極板的氣體析出,這樣就實(shí)現(xiàn)了脈沖消除硫化。