【2017年整理】密封蓄电池容量复原的基本原理和使用条件.doc

密封蓄电池容量复原的基本原理和使用条件 郑州万通普达电源科技公司 段万提要：密封蓄电池的容量复原技术，是一个应急处理技术，只能用于不重要的场合。把它作为提高蓄电池运行质量的手段是错误的。密封蓄电池的合理维护是提高并保障运行质量的根本措施。 主题词：密封蓄电池、容量、维护 现在通信部门使用的密封蓄电池，使用几年后，就会普遍出现结构容量低于安全使用使用标准的情况，这会直接影响设备工作的可靠性和通信质量。由于不到使用年限，不能采用更换新品的措施，于是有不少单位采用“除硫化容量复原”的措施，延长蓄电池的实际使用寿命。 使用实践证明，容量复原这项工艺措施有合理的适用范围，超过这个范围，就不能收到期望的效果。 现就其中的几个问题予以说明。 1铅酸电池的不可逆硫酸盐化的过程 铅酸电池是依据双极硫酸盐理论工作的： PbO2+H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+ PbSO4 铅酸蓄电池，正常放电时生成的硫酸铅是疏松的结构，这种结构充电时容易复原成海绵状铅。海绵状铅也成为活性铅。如果电池长期处于低保有容量状态，放电生成的硫酸铅就会板结成致密的结构，充电时就难以恢复成活性铅，电池的这种状态通常被称为“不可逆硫酸盐话”，简称“硫化”。微观的结构示意见图1。在图1中，负极活性铅粒外面被硫酸铅严密包裹后，由于硫酸铅是不导电的，充电时电流不能通过，电化学反应就不能进行，电池极板上这一部分的结构容量就没有了，电池整体就表现为容量下降。 为了防止这种损伤，通常规定电池要避免深度放电，同时放电后要及时充电。 2容量复原的基本原理 要使电池容量复原，就要在致密的硫酸铅上打开一些缺口，露出铅。使电流得以通过，这样在充电电流的作用下，电池的容量得以恢复。 要在硫酸铅上打开缺口，有几种方法： 2.1化学法。通常硫酸铅在硫酸溶液中的溶解度很小，所以电池在充放电过程中，极板可以保持一定的几何形状。化学法除硫化，就是在电池中加入一些添加剂，引进一些新的离子，这些离子对硫酸铅有溶解作用，在电流的作用下，硫酸铅的溶解会较快。添加剂的配方虽然各公司是必威体育官网网址的，但基本作用过程是相同的。 2.2物理法。电池在制造中的“化成”工序，就是除硫化的过程。在“固化”工序中，极板上的活性物质中的铅，95%以上要转化成硫酸铅，这样高比例的硫酸铅含量，在电池使用中是没有的。含有这样高比例的硫酸铅的极板，在化成槽中经过50小时的充电，负极就转化成铅，正极转化成二氧化铅。所谓“化成槽”，就是用生极板组装成的大电池，极板间距达到厘米数量级，没有隔板，电解液密度1.08g/㎝3。这是电池制造的一个工序，电池厂每天都在进行。硫酸铅转化后，极板就由生极板转化成“熟极板”，用熟极板组装成电池，就可出厂。 电池传统除硫化方法是“减酸加水慢充电”，其作业过程就是把硫化极板再化成一次。 近十年来，用脉冲电除硫化在电池制造中得到广泛地应用。这项技术把化成时间由70小时缩短到50小时左右，加速化成的过程，节约大量的能源。这种方法是用脉冲电改变电流在极板上的分配，使电流能在硫酸铅上流过，原理见图2。 在图2中，电池的极板硫化前充电电流的分配见图2的A，基本是均匀的，所以充电后容量得以恢复。负极板硫化后情况就不一样了，由于负极板上部的硫酸铅呈现高阻状态，不能通过电流，充电电流的分配就集中在电池的下部。这就类似一个稳压管，钳制电压不能升高到硫酸铅被击穿的程度，这就是硫化状态的硫酸铅不能被一般充电复原的原因。 充电电流的波形如果采用脉冲形式，电流分配就会得到改善，脉冲尖峰越高，脉宽越窄，改善的幅度越大。随着电流分配的改善，硫酸铅逐步被分解，转化成活性铅，电池容量就恢复了。 现在市面上的电池修复技术，一般都是把两种方法综合起来。电池制造厂都知道这些技术的内涵和使用方法。 3容量复原的副作用 容量复原作业有两个副作用： 3.1化学法有软化极板的副作用。 两类除硫化方法相比，用化学法除硫化，速度快，容量提升幅度高。用物理方法见效慢，提升幅度小。 通常通信公司委托专业公司对失效电池除硫化时，有一个试验和招标的过程。在这个过程中，通信公司不知道这项技术是有副作用的。这些对中标不利的材料，如果通信公司的人不参加容量复原的技术作业全过程，在商务谈判的材料中是看不到的。 对硫化电池的容量复原过程，是对已经使用过的电池做一次除硫化。这和电池生产中的化成除硫化有很大的区别。虽然电池厂每天都在除硫化，但他不会采用化学法。 化学法除硫化，其最大的副作用，是添加剂一旦加入，加入的离子对硫酸铅的溶解是不可控的。在图1所示的微观铅团粒中，溶解作用如果发生在团粒表面的硫酸铅上，这对恢复电池容量是有利的。如果溶解作用发生在铅团粒的连接处，极板的物理强度就下降了，俗称极板软化了，这就是电池的循环使用寿命缩短。所以电池厂不会在化成除硫化工