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北京金业顺达科技有限公司

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蓄电池-铅酸蓄电池较板硫化的检修方法

铅蓄电池如果使用维护不当,一定时间后较板上会产生一种白色的粗晶粒硫酸铅。由于其在正常充电时不能转化为二氧化铅或海锦状铅,不仅减少了较板的有效反应物质,而且还堵塞较板的孔隙,使蓄电池实际容量下降,严重时还会使蓄电池报废,造成环境污染。实践证明,90%以上的蓄电池过早报废,都是由较板硫化所引起的。
    1.引起较板硫化的原因
    (1)蓄电池经常在电量不足的情况下使用,特别是在当电压下降到1.7v以下时,仍以较大的电流放电;
    (2)使用过的蓄电池长期不用而又维护不当,没有定期进行充电;
    (3)电解液密度经常过大;
    (4)电解液液面高度太低,使较板上部露出空气中,活性物质被氧化而生成粗晶粒的硫酸铅;
    (5)配制电解液用的浓硫酸或蒸馏水不纯净,内部短路,自放电或外部漏电;
    (6)在电解液温度**45℃的情况下,仍继续使用蓄电池。
    2.蓄电池较板硫化的现象
    (1)较板上有白色的霜状物,有时打开加液孔的小盖即可看见;
    (2)蓄电池实际容量明显下降。用高率放电计检查时,单格电压明显下降;
    (3)蓄电池实际容量明显下降。用高率放电计检查时,单格电压明显下降。
    (3)充电时单格电压迅速上升到2.8v左右,电解液密度上升不明显,充电时间很短,电解液就产生大量气泡;
    (4)从蓄电池中取出的正极板呈浅棕色或橙黄色(正常颜色应是深棕色),负极板呈浅灰色或呈泛白的灰色(正常的颜色应是深灰色),且较板发硬变脆;
    (5)蓄电池的硫化多发生在负极板上。
    3.蓄电池较板硫化的判断方法
    (1)就车启动法。车辆启动时、若启动机转动困难,开灯时灯光变红并迅速熄灭,则蓄电池过渡放电或严重硫化。
    (2)蓄电池充电法。开始给蓄电池充电时,若电压升高很快,单格电压**2.8V并产生大量气泡,测量电解液密度无变化,而液体温度上升很快,蓄电池外壳发烫,则为蓄电池较板硫化。
    (3)用高率放电计则量法。用高率放电计检验蓄电池,整个蓄电池无电而单格电池有压但电压很低,或某些单格电池无电夺,则蓄电池内部变形或硫化严重。
    (4)较板的硬度与响度。拆开蓄电池,取出较板,一是较板更而脆,敲出时声音响亮;二是较板表面气泡很多,表面活性物质成糊状,用指甲划不出痕迹,但有碎粒脱落,则较板硫化。
    (5)观察电解液液面。揭开蓄电池的加液口盖,仔细观察电解液液面高度,如果液面低于防护板10-15mm,则电解液高度不足,露在空气中的较板部分上的活性物质易被氧化,析出粗粒晶体霜状硫化铅而硫化。
    (6)测量电解液密度法。铅蓄电池电解液的密度一般在1.2-1.38g/mL之间,其较小允许值为1.158g/mL左右,当测得电解液的密度远小于1.158g/mL时,则蓄电池的较板已经严重硫化。
    (7)观察较板颜色法。取出蓄电池的正负极板,观察其颜色,如果正极板呈现浅棕色或橙黄色(正常颜色应是棕黄色),负极板呈浅灰色或泛白(正常颜色应为灰色),较板上的活性物质呈脱落状或部分脱落,则较板硫化。
    4.蓄电池较板硫化的修复方法
    将蓄电池中的高浓度酸倒法,换成蒸馏水,以减少容液中的硫酸根离子浓度,加快硫酸铅的溶解,消除较板的硫化。修复步骤为:
    (1)拆开蓄电池,将较板按硫化程度进分类(对于硫化程度较轻的,可不用拆开,直接按此法进行)。
    较板的硫化程度,主要根据较板的硬度和响度来判断。若较板硬而脆,表示较板硫化严重,此时敲击声音响亮,且用指甲也不易划出刻痕来。
    尚可使用的较板表面布纹应清晰可见,活性物质未成糊状或未疏松成沙粒,穿孔或气泡很少。如果手指碰触较板即有碎粒脱落,表面布纹模糊不请,活性质呈糊状,或气泡很多,则说明较板硫化严重,这样的较板不能修复。
    较板分类后,将硫化程度相同的较板装配成一组,使同一蓄电池每个单格内的较板硫化程度基本相同。
    (2)把选好的较板放在热水中刷洗干净并晾干。把硫化程度相同的较板焊到一起装入清洗干净的蓄电池壳内,上盖板不封胶,以便随时检查去硫情况。
    (3)向蓄电池壳内加入蒸馏水,使之高出较板10-15mm,放置4-6小时后即可进行电解去硫。
    以该蓄电池额定容量的1-20电流充电,使壳内电解液密度达1.2-1.25g/mL,然后降低电流,以该蓄电池额定容量的1-30电流充电,直到去硫完毕(一般连续电解40小时左右,即可全部去硫)。
    在电解过程中,应每隔3-4小时检查一次电解液密度和电压。若在电解进行35小时后,经多次检查电解液的密度都不再增加,单格电压能保持在2-2.5v,且冒泡激烈,即应将较板取出检查,看是否已全部去硫。如果较板表面的硫化物已全部去掉,则较板全部变软。若较板四个角仍仍发硬,则须再次电解去硫,并重新换加蒸馏水,通入电流为**次电解去硫的2/3,再充电10-15小时。 路盛蓄电池  法国路盛蓄电池
    (4)较板去硫后,倒出电解液,冲洗干净,装入蓄电池内,装上盖板,封好胶。把正常的电解液加入蓄电池内放置3-5小时后,即可按正常规范充电


蓄电池的自放电究竟是什么
铅酸蓄电池的贮存性能类似于其荷电保持能力,都与电池的自放电性能有关,都是指在一定条件下贮存后电池保持荷电态能力的大小。中国电力行业标准DL/T637—1997中规定:10h率容量合格并完全充电的蓄电池,在温度为5~35℃条件下,保持蓄电池表明清洁干燥,静置90天后,不经补充电直接测试蓄电池容量,蓄电池静置后的容量不能低于静置前容量的80%。这种规定,显然要求蓄电池在保存期间,自放电损失平均每天在0.2%左右。
铅酸蓄电池的自放电的原因,是由于电极活性物质在电解液中的不稳定性引起的。下面从两个大的方面来探讨正负极的自放电和影响自放电速率大小的因素。
1.自放电的产生机理:
1.1负极的自放电:
阀控密封式铅酸蓄电池由于多数是湿荷电出厂,在储存期间,正极板上和负极板上活性物质小孔内都已吸满了电解液。在开路状态下,铅在硫酸溶液中的自溶解导致电池容量下降,这是腐蚀微电池作用的结果。
负极反应: Pb+H2SO4 → PbSO4+H2
在这个微电池中,氢气在铅上析出是个过电位很高的过程,而铅在4~5mol/L浓度的硫酸中是高度可逆的体系,交换电流密度很大。因此,铅的自溶速度完全受析氢过程控制。凡是能够影响氢气析出的因素,如杂质、硫酸浓度、电池贮存温度等都必定影响铅的溶解速度。
另外在阀控密封式铅酸蓄电池中的氧复合机理,本身就是让正极在浮充电或过充电过程中产生的氧气扩散到负极与金属铅复合,再使反应生成的硫酸铅被充电消耗掉,但是毕竟还有部分与氧气反应的金属铅不能在充电过程完全转化为活性物质金属铅而导致自放电。
正极的自放电
正极反应: PbO2+2H++SO42- → PbSO4+H2O+1/2O2
二氧化铅在硫酸溶液中自溶速度受控于氧气的析出速度,因此,铅酸蓄电池中正极的自放电速度也主要取决于电极和电解液中的杂质含量、环境温度、板栅合金组成和电解液浓度等。
2.影响自放电速率大小的因素
2.1板栅材料对电池自放电性能的影响
阀控铅酸电池之所以能够做到密封不漏液,储存性能好,其主要因素之一与电池制造时所使用的正负极板栅材料有关。
2.2杂质对自放电的影响
电池活性物质添加剂、隔板、硫酸电解液中的有害杂质含量偏高,是使电池自放电高的重要原因。还应注意的是:当电池电解液中还有某些可变价态的盐类如铁、络、锰盐等,会引起正、负极自放电的连续进行。
2.3温度对自放电速度的影响
阀控密封式铅酸蓄电池由于采用更加精纯的原副材料,其自放电速率很小,在25~45℃环境温度下,每天自放电量平均为0.1%左右。温度越低,自放电越小,所以说低温条件有利于电池储存。
2.4电解液浓度对自放电的影响
由试验资料报道,储存在10℃下的试验用VRLA电池(板栅材料为Pb、Ca、Sn),自放电速度随电解液密度增加而增加,且正极板受电解液密度影响较大。如电解液密度增高0.01g/cm3时,正极板的自放电速度每天增加0.06%,而负极板自放电速度增加较少,约为0.03%。
也有资料报道,采用铅钙板栅材料做负极板的VRLA电池,在常温下电解液密度取值为1.250g/cm3时,自放电速度较严重,若密度增高至1.35 g/cm3时,自放电反应的速度反而变小。其原因解释为:电解液密度升高后较板上PbSO4溶解度和溶解速率变小,使板栅生成细密的PbSO4保护层,反倒是使自放电反应难以进行,减小了负极板上的自放电速度。
还有资料报道:在高温和低浓度下,正负极板因自放电生成的PbSO4结晶会很大,主要原因是在上述条件下,PbSO4具有很大的溶解度,溶解再析出反应促进了PbSO4结晶再生长。
减小自放电的措施,一般是采用纯度较高的原副材料,在负极材料中加入析氢过电位较高的金属添加剂或在电解液中加入缓蚀剂,以防止氢气的析出,但不应该降低电池放电时铅的阳极溶解速度。
总结:
1、负极产生的自放电
由于负极活性物质铅为活泼的金属粉末电极,在硫酸溶液中,电极电位比氢负,可以发生置换氢气的反应,通常把这种现象叫做铅自溶。
影响铅自溶速度有几方面:
1)硫酸电解液浓度及温度的影响,铅自溶速度随硫酸浓度及电解液温度的增中而增长。
2)负极表面金属杂质的影响,蓄电池负极表面有各种金属杂质存在,当某种金属杂质的氢**电势值(氢析出的**电势)低时,就能与负极活性物质形成腐蚀微电池,从而加速了铅的自溶速度。
3)正极析出氧气的影响
4)隔板、电解液中杂质的影响
2、正极产生的自放电
正极自放电的产品主要有几方面:
1)正极板栅中金属的氧化
2)较板孔隙深处和较板外表面硫酸浓度之差所产生的浓差电池引起自放电,这种自放电随着充电后搁置时间而逐渐减小
3)负极产生氢气的影响
4)隔板电解液中杂质中的影响
5)正极活性物质中铁离子的影响

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