鉛酸電池俗稱電瓶,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國鉛酸蓄電池年產(chǎn)量近3000萬只,僅汽車一項(xiàng)每年就需要1100萬只。但鉛酸電池的使用壽命較短,在報(bào)廢的鉛酸電池中有65%以上是因極板硫化所造成的.鉛酸蓄電池的硫化故障,是由多種原因使極板表面(甚至活性物質(zhì)空隙中)逐漸生成一層白色粗大晶粒的硫酸鉛,堵塞了極板活性物質(zhì)的間隙,增大電解液的滲透阻力,因而使鉛酸蓄電池內(nèi)阻增加,容量減小。同時(shí)硫酸鉛又不容易溶解于電解液,致使鉛酸蓄電池?zé)o法正常使用而過早報(bào)廢,每年給企業(yè)造成不小的經(jīng)濟(jì)損失。因此,了解鉛酸蓄電池硫化故障的特征、原因及修復(fù)方法具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
一、鉛酸蓄電池極板硫化后的主要特征
1、充電時(shí)氣泡出現(xiàn)較早,電解液密度達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。不同地區(qū)和氣溫條件下的電解液密度見表1。
2、充電時(shí)電解液溫度比極板沒有硫化的鉛酸蓄電池高。
3、在放電使用時(shí)或進(jìn)行蓄電池容量測試時(shí),端電壓下降較快。電解液密度下降低于正常值。
4、容量明顯降低。
5、極板顏色不正常,正極呈淺褐色(有的呈白色),負(fù)極變?yōu)榛野咨?、?fù)極板表面變硬為砂粒狀。
二、鉛酸電池產(chǎn)生硫化故障的原因
1、缺少電解液。因蒸或純水)蒸發(fā)過多或電解液因意外倒泄而沒有及時(shí)補(bǔ)充,致使液面過低,極板上部長期露出液面,造成極板上部的硫化。
2、電解液不純。一般情況下,使用了不合格的電解液,鉛酸蓄電池一年左右便報(bào)廢。有關(guān)蓄電池用蒸、硫酸、電解液標(biāo)準(zhǔn)分別見表2、3、4。
3、經(jīng)常使用鉛酸電池過量放電或小電流深放電,會(huì)在極板深處生成較多的硫酸鉛。
4、缺少應(yīng)有的定期過充電或經(jīng)常充電不足,在活性物質(zhì)中或多或少殘留一部分未能還原的硫酸鉛。
5、電解液密度過高或溫度過高、過低。電解液在配制過程中要產(chǎn)生熱量,必須冷卻到30℃~10℃時(shí)灌入蓄電池,溫度過高或過低的電解液對(duì)蓄電池性能有影響。
6、內(nèi)部有短路故障,未及時(shí)排除。
7、長期處于半放電或放電(如漏電)狀態(tài)下。
8、放電后,24小時(shí)內(nèi)沒有及時(shí)補(bǔ)充充電。
三、鉛酸蓄電池極板硫化的修復(fù)
實(shí)質(zhì)就是使白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶,軟化細(xì)化溶解,增強(qiáng)極板內(nèi)部可逆性化學(xué)反應(yīng)能力,使之恢復(fù)良好的性能。
1、對(duì)于輕微、中度硫化可用下面方法修復(fù):
(1)先將鉛酸蓄電池充電,接著進(jìn)行一次10~20小時(shí)率電流放電,對(duì)于6V的蓄電池放至5。4V,對(duì)于12V的放至10.8V。
(2)倒出電解液,換成密度為1.04~1.06g/cm3的電解液,用1/20以下電流充電20小時(shí)以上,直到電解液密度不再升高為止。
(3)用標(biāo)準(zhǔn)電解液,按正常充電法充足電。
(4)測試蓄電池的容量,如能達(dá)到標(biāo)稱容量的80%以上,表示修復(fù)成功;如達(dá)不到,則按重度硫化修復(fù)處理。
2、對(duì)于重度硫化的修復(fù),一般可用下法:
(1)用10%的硫酸鈉水溶液或者用0。1%~0。5%碳酸鉀水溶液注入,用1/20以下小電流連續(xù)充電70~80小時(shí)。
(2)倒出水溶液,用蒸或純水)沖洗干凈,再加入密度為1。40 g/cm3的電解液,并調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)密度。
(3)經(jīng)過一次正常的充、放電,容量若能恢復(fù)到標(biāo)稱容量的90%左右,表示修復(fù)成功。
3、許多重度硫化的鉛酸蓄電池電解液幾乎干涸,利用上述方法又很難“起死回生”。筆者曾嘗試用幾種化學(xué)藥劑自制成復(fù)原劑,使硫酸鉛在充電過程中,恢復(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)楹>d狀的二氧化鉛和絨狀鉛,使失效的蓄電池重新恢復(fù)功能。方法如下:
(1)在去離子純水中,適當(dāng)加入硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鋅、酒石酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)等,配成水溶液。
(2)倒掉原電解液,加入上述水溶液,靜置12小時(shí),以6A電流充電5~30小時(shí),再用5A電流放電25小時(shí),倒掉水溶液。
(3)用密度為1。40 g/cm3的電解液注入,調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)密度,按正常方法充足電。
(4)測試蓄電池容量,若能達(dá)到原標(biāo)稱容量的90%左右,表示修復(fù)成功,否則只能報(bào)廢。
4、實(shí)踐證明,此方法有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)極板內(nèi)部的活性物質(zhì)有了再生能力和自我復(fù)活能力,防止了極板硫化的繼續(xù),延長了蓄電池的壽命。
(2)由于提高了化學(xué)反應(yīng)速度,可以大大縮短充電的時(shí)間,減小鉛酸蓄電池的內(nèi)阻,提高有效容量。
(3)充電時(shí)溫度明顯降低,減少了蒸餾水(純水)的蒸發(fā),節(jié)約了保養(yǎng)時(shí)間。
(4)增強(qiáng)了耐寒耐熱的能力。
(5)由于采用了高純度支離子純水,減少了自放電,確保了蓄電池的性能。
該法適用于各種鉛酸蓄電池,免維護(hù)蓄電池及其他各種蓄電瓶。對(duì)于新蓄電池,按上述方法處理后,有一定增容延壽作用。(黑龍江 于成偉)
表1 不同地區(qū)和氣溫條件下的電解液密度
冬季溫度條件
完全充足電的蓄電池在25℃時(shí)的電解液密度(g/cm3)
冬季
夏季
-40℃以下地區(qū)
1.3
1.26
-40℃~-30℃地區(qū)
1.28
1.25
-30℃~-20℃地區(qū)
1.27
1.24
-20℃~0℃地區(qū)
1.26
1.23
0℃以上地區(qū)
1.23
1.23
表2 蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)(ZBK84 004-89)
名稱
最大允許量(%)
有機(jī)物
0.005
硝酸及亞硝酸鹽
0.001
鐵Fe
0.0008
氧化物
0.005
氧O
0.01
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