1、何為硫化
蓄電池內部極板的表面上附著一層白色堅硬的結晶體,充電后依舊不能剝離極板表面轉化為活性物 質的硫酸鉛,這就是硫酸鹽化,簡稱為“硫化”。
2、硫化表象
電池內阻增大,充電較未硫化前電壓提前到達充電終止電壓,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。充電時有產生氣泡,充電溫升增快,嚴重時可導 致充不進電。
3、硫化的生成
根據蓄電池的雙硫酸鹽化論,蓄電池在每次放電后,正負極板的不同活性物質均轉變 為硫酸鉛,充電 后各自還原回不同的活性物質。而經常過放電、小電流深放電、低 溫大電流放電、補充電不及時、充 電不充足、酸液密度過高、電池內部缺水、長期 擱置時,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,這些硫酸鉛 微粒在溫度、酸濃度的波動下,重新結晶析出在極板表面。由于多晶體 系傾向于減 小其表面自由能的結果,重組析出后的結晶呈增大、增厚趨勢。由于硫酸鉛是難溶電 解質,重組后的結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散反映,且硫酸鉛電導不良阻值 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 性物質尚未充分轉化時已達極化電壓產生水分解,電池迅 速 升溫使充電不能繼續 下去進而活性物質轉化不完全,因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
4、如何防止電池產生硫化
每次放電后及時補充電且要充足電,尤其是大電流放電后一定要及時補充電。在小電 流放電時盡量控 制放電深度,小電流深放電產生的硫酸鉛過于致密,放電后充電 采取小電流長時間。對于低溫大電流 放電后,要采取多充電量百分之三十來恢復 容量。長期擱置的電池,要先充足電后再擱置,在擱置每 兩個月適當補充電一次。
5、幾種電池硫化修復的方法
1)水療法
對已硫化電池,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℃ 的范圍內較長時間充電,最后在充足電情況 下用稍高電解液調整電池內電解液密度至標準溶液濃度,一般硫化現象可解除, 容量恢復至80%以上可認為修復成功。
此法機理,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,最終使硫化現象在溶解和轉化為活性物質中逐漸減輕或消除。
此法特點對于加水蓄電池比較適用,對于硫化嚴重現象亦可反復處理,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太使用。
2)淺循環大電流充電法
對已硫化電池,采用大電流5h率以內電流,對電池充電至稍過充狀態控制液溫不超過40度為宜,然后放電30%,如此反復數次可減輕和消除硫化現象。
此法機理,用過充電析出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,對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產生強烈沖刷,使活性物質變軟甚至脫落。
3)化學修復法
對已硫化電池,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,包括硫化鹽形成配位化合物。形成的化合物在酸性介質中是不穩定的,不導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,修復效率和功效高于前兩種修復方法,缺點太繁瑣。
4)脈沖修復
對于硫化電池,可用一些專用的脈沖修復儀對電池充放電數次來消除硫化。
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,就會由絕緣狀態轉變為導電狀態。如果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。如果這個高電壓足夠短,并且進行限 流,在打穿硫化層的情形下,控制充電電流適當,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,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晶的條件下,同時發生的微充電來不及形成析氣,如果含有負脈沖去極化,就更能保證在擊穿硫酸鹽層時極板的氣體析出,這樣就實現了脈沖消除硫化。