如何清除鉛酸蓄電池的硫化
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-01 14:09
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鉛酸電池的工作狀態(tài)已越來越不能滿足用戶的需求。鉛酸電池的工作壽命能維持8年-10年或更長一些，但事實上做不到?，F(xiàn)在的電池平均壽命是6-48個月。而能用48個月的電池僅占30%。大部分電池則提前衰老和失效。影響電池壽命的一系列問題的原因是：硫酸鹽的堆積，而最有效解決這些問題的方法是脈沖技術(shù)。
早在1989年就有第一個專利，利用脈沖技術(shù)提高電池的實用性，延長電池壽命。它的工作原理：使電池一直維持高的活性物質(zhì)反應(yīng)，使電池內(nèi)部平衡，易接受充電。這種技術(shù)可提供大的放電容量，接受充電快，而且能使用持久。。
現(xiàn)在了解一下脈沖技術(shù)是如何有益于電池，其工作原理是什么。首先重溫一下電池的工作原理：依照國際電池理事會手冊第11版：“蓄電池是屬電化學(xué)原理設(shè)計范疇，電池產(chǎn)生的電能是由存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)變的。在車輛和動力機(jī)械設(shè)備上需要電池，它的三種主要功能是：
供電給點火系統(tǒng)，使發(fā)動機(jī)啟動。
給發(fā)動機(jī)外的電器設(shè)備供電。
對電器系統(tǒng)起到穩(wěn)壓作用，使輸出平滑和降低瞬間有電器系統(tǒng)發(fā)生高壓。
電池由兩種不同材料構(gòu)成(鉛和二氧化鉛)，這兩種材料置于硫酸液中反應(yīng)產(chǎn)生電壓,在放電過程，正極鉛板上的活性材料與電解液的硫酸根生成PbSO4。同時，負(fù)極板上的活性材料也與電解液硫酸根生成PbSO4。所以，放電的結(jié)果使正負(fù)極板都覆蓋了硫酸鉛(PbSO4)。電池的恢復(fù)是通過對它反方向充電。
在充電過程，化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)基本是放電的逆反應(yīng)。這時正負(fù)極板上的硫酸鉛(PbSO4)分解變?yōu)樵瓉頎顟B(tài)，即鉛和硫酸根，水分解出“H”和“O”原子，當(dāng)分離后的硫酸根與“H”結(jié)合還原為硫酸電解液。
從上所述，蓄電池的工作基本原理是硫酸和鉛進(jìn)行離子交換的化學(xué)反應(yīng)過程形成的能量。在能量交換過程中，其反應(yīng)生成物—硫酸鉛在極板上是“臨時”的。但值得注意的是，在充電還原過程，極板上的硫酸鉛并不能全部溶解而堆在極板上。這種堆積物是電化學(xué)反應(yīng)的剩余物，占據(jù)了極板的位置。這就是說，極板的有效反應(yīng)材料在不斷減少，這是導(dǎo)致電池失效的主要原因。(因硫酸鉛導(dǎo)致電池失效，這種現(xiàn)象的通俗叫法是極板鹽化)。
極板鹽化問題：大多數(shù)電池失效歸咎于硫酸鉛的堆積。當(dāng)硫酸鉛分子的能量大于一個極限低值的時候，它們從極板上溶解，返回到液體狀態(tài)。那么，它們可以接受再充電。但實際上，總有一部分的硫酸鹽是不能返回電解液里的，而是貼附在極板上，最終形成不可溶解的晶體。硫酸鹽結(jié)晶體是這樣形成的：這些不能參與反應(yīng)的單個硫酸鹽分子的核心能量都處于極低狀態(tài)，它逐步吸附其它因能量極低的硫酸鹽分子。當(dāng)這些分子堆積，并緊密地結(jié)合時，就形成一個晶體。這種晶體不能有效地溶解到電解液里去。這些晶體的存在，占據(jù)了極板的位置，使極板失去了充放電的能力。所以，極板被覆蓋的這一點或這一部分都相當(dāng)于是死點。
依照BCI手冊58頁說：“電池的本質(zhì)是化學(xué)類器材，它的充電特性常常是由電池自身化學(xué)變化而改變的。例如，硫酸鹽應(yīng)是正常的化學(xué)反應(yīng)生成物，但在非正常狀態(tài)下，它變成多余物質(zhì)而成為影響化學(xué)反應(yīng)的主要問題，而這些多余的硫酸鹽在極板上不斷堆積，又長期被忽略。另外，新電池如存放時間過長，也會出現(xiàn)這種狀態(tài)。當(dāng)電池嚴(yán)重鹽化時，就不能接受發(fā)電機(jī)對它的快而滿的補(bǔ)充電。同樣，也不能作滿意的放電。隨著鹽化加劇，最終因電池不能接受充電和放電而失效。”第56頁上說：“充電電壓是受溫度和電解液濃度、電解液接觸極板的面積、電池的年限、電解液純度等因素影響。極板上的鹽化結(jié)晶很硬，使內(nèi)阻增大。”
超過80%的電池是因為這些鹽化晶體堆積而引起失效。這些晶體形成的速度、面積及硬度是與時間、電池充電狀態(tài)、能量儲備的使用周期有緊密關(guān)聯(lián)。電池上的鹽化結(jié)晶物堆積是非常麻煩的。以下幾種情況是不可避免要產(chǎn)生鹽化：
電池在安裝使用前曾長時間擱置儲存。實際上電池一旦加上硫酸液后就開始了化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生鹽化物。所以，新電池的擱置也會鹽化，導(dǎo)致安裝不久的新電池就失效。
電池長時間不工作。
電池受到侵蝕使充電期間內(nèi)阻增加，引起充電不足的情況。
持續(xù)過放電。
溫度影響。例如，當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)熱，隨溫度每增加10度，鹽化速率呈2倍增長。在充電期間，如外界溫度高，當(dāng)電池的溫度達(dá)75度時，內(nèi)阻會增大，致使充電不足情況發(fā)生。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)冷，交通工具的潤滑油變稠，這就需要更大的動力去啟動車輛，也就是說，需要電池放電能力更大。其結(jié)果，加快了極板上鹽化物的堆積。如果留意一下電池過放電的情況，就知道這時候的電池電解液凝固，這種情況極大地傷害了極板。
UPS電源維修在充電不足的情況下，電池不能供給最大啟動電流，這樣對頻繁使用的車輛經(jīng)常發(fā)生死火。依照BIC手冊說：“一輛使用一個充不滿電的電池時，就有可能使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速慢和空轉(zhuǎn)不能啟動，消耗電能。而反過來，電池也得不到發(fā)電機(jī)在最佳速率下充電。其結(jié)果，雖然電池用全天候充電，仍不能充滿電。而又經(jīng)常性地充電不足，電池鹽化加重。這樣惡性循環(huán)下去，最終使電池完全失效。
綜上所述，蓄電池硫酸鹽是能量轉(zhuǎn)換過程必然之物，但硫酸鹽的結(jié)晶物確是一個嚴(yán)重問題，而不是硫酸鹽本身，這需要更多的人去了解這個問題的嚴(yán)重性—硫酸鹽結(jié)晶使電池失效。其失效的現(xiàn)象包括：
極板彎曲：極板某處有硫酸鹽結(jié)晶削弱電能的接受，造成電池極板的某處過充電，而這種過充電使此處溫度升高，使這里的極板彎曲。
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鹽化使極板上柵格網(wǎng)眼的反應(yīng)物脫落，會導(dǎo)致過充電，極板彎曲。
短路：由于鹽化使內(nèi)阻增加，極板彎曲，接觸了另一極性的極板而發(fā)生短路或破壞了支撐極板的框架。
蓄電池活性物質(zhì)的脫落：鹽化結(jié)晶物使內(nèi)阻增大，造成局部過充電，導(dǎo)致極板有裂縫和裂縫的物質(zhì)脫落。
因此，應(yīng)用脈沖技術(shù)去保護(hù)極板是最合適的，也有助于減低機(jī)械震動引起電池極板的損害。過去，在電池鹽化后通常會被丟棄。但現(xiàn)在，脈沖技術(shù)能很好地解決這個問題。
