阿拉善左冠軍蓄電池
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蓄電池-鉛酸蓄電池極板硫化的檢修方法
鉛蓄電池如果使用維護不當(dāng)，一定時間后極板上會產(chǎn)生一種白色的粗晶粒硫酸鉛。由于其在正常充電時不能轉(zhuǎn)化為二氧化鉛或海錦狀鉛，不僅減少了極板的有效反應(yīng)物質(zhì)，而且還堵塞極板的孔隙，使蓄電池實際容量下降，嚴(yán)重時還會使蓄電池報廢，造成環(huán)境污染。實踐證明，90%以上的蓄電池過早報廢，都是由極板硫化所引起的。
1.引起極板硫化的原因
（1）蓄電池經(jīng)常在電量不足的情況下使用，特別是在當(dāng)電壓下降到1.7v以下時，仍以較大的電流放電；
（2）使用過的蓄電池長期不用而又維護不當(dāng)，沒有定期進行充電；
（3）電解液密度經(jīng)常過大；
（4）電解液液面高度太低，使極板上部露出空氣中，活性物質(zhì)被氧化而生成粗晶粒的硫酸鉛；
（5）配制電解液用的濃硫酸或蒸餾水不純凈，內(nèi)部短路，自放電或外部漏電；
（6）在電解液溫度高于45℃的情況下，仍繼續(xù)使用蓄電池。
2.蓄電池極板硫化的現(xiàn)象
（1）極板上有白色的霜狀物，有時打開加液孔的小蓋即可看見；
（2）蓄電池實際容量明顯下降。用高率放電計檢查時，單格電壓明顯下降；
（3）蓄電池實際容量明顯下降。用高率放電計檢查時，單格電壓明顯下降。
（3）充電時單格電壓迅速上升到2.8v左右，電解液密度上升不明顯，充電時間很短，電解液就產(chǎn)生大量氣泡；
（4）從蓄電池中取出的正極板呈淺棕色或橙黃色（正常顏色應(yīng)是深棕色），負(fù)極板呈淺灰色或呈泛白的灰色（正常的顏色應(yīng)是深灰色），且極板發(fā)硬變脆；
（5）蓄電池的硫化多發(fā)生在負(fù)極板上。
3.蓄電池極板硫化的判斷方法
（1）就車啟動法。車輛啟動時、若啟動機轉(zhuǎn)動困難，開燈時燈光變紅并迅速熄滅，則蓄電池過渡放電或嚴(yán)重硫化。
（2）蓄電池充電法。開始給蓄電池充電時，若電壓升高很快，單格電壓高于2.8V并產(chǎn)生大量氣泡，測量電解液密度無變化，而液體溫度上升很快，蓄電池外殼發(fā)燙，則為蓄電池極板硫化。
（3）用高率放電計則量法。用高率放電計檢驗蓄電池，整個蓄電池?zé)o電而單格電池有壓但電壓很低，或某些單格電池?zé)o電奪，則蓄電池內(nèi)部變形或硫化嚴(yán)重。
（4）極板的硬度與響度。拆開蓄電池，取出極板，一是極板更而脆，敲出時聲音響亮；二是極板表面氣泡很多，表面活性物質(zhì)成糊狀，用指甲劃不出痕跡，但有碎粒脫落，則極板硫化。
（5）觀察電解液液面。揭開蓄電池的加液口蓋，仔細(xì)觀察電解液液面高度，如果液面低于防護板10-15mm，則電解液高度不足，露在空氣中的極板部分上的活性物質(zhì)易被氧化，析出粗粒晶體霜狀硫化鉛而硫化。
（6）測量電解液密度法。鉛蓄電池電解液的密度一般在1.2-1.38g/mL之間，其最小允許值為1.158g/mL左右，當(dāng)測得電解液的密度遠(yuǎn)小于1.158g/mL時，則蓄電池的極板已經(jīng)嚴(yán)重硫化。
（7）觀察極板顏色法。取出蓄電池的正負(fù)極板，觀察其顏色，如果正極板呈現(xiàn)淺棕色或橙黃色（正常顏色應(yīng)是棕黃色），負(fù)極板呈淺灰色或泛白（正常顏色應(yīng)為灰色），極板上的活性物質(zhì)呈脫落狀或部分脫落，則極板硫化。
4.蓄電池極板硫化的修復(fù)方法
將蓄電池中的高濃度酸倒法，換成蒸餾水，以減少容液中的硫酸根離子濃度，加快硫酸鉛的溶解，消除極板的硫化。修復(fù)步驟為：
（1）拆開蓄電池，將極板按硫化程度進分類（對于硫化程度較輕的，可不用拆開，直接按此法進行）。
極板的硫化程度，主要根據(jù)極板的硬度和響度來判斷。若極板硬而脆，表示極板硫化嚴(yán)重，此時敲擊聲音響亮，且用指甲也不易劃出刻痕來。
尚可使用的極板表面布紋應(yīng)清晰可見，活性物質(zhì)未成糊狀或未疏松成沙粒，穿孔或氣泡很少。如果手指碰觸極板即有碎粒脫落，表面布紋模糊不請，活性質(zhì)呈糊狀，或氣泡很多，則說明極板硫化嚴(yán)重，這樣的極板不能修復(fù)。
極板分類后，將硫化程度相同的極板裝配成一組，使同一蓄電池每個單格內(nèi)的極板硫化程度基本相同。
（2）把選好的極板放在熱水中刷洗干凈并晾干。把硫化程度相同的極板焊到一起裝入清洗干凈的蓄電池殼內(nèi)，上蓋板不封膠，以便隨時檢查去硫情況。
（3）向蓄電池殼內(nèi)加入蒸餾水，使之高出極板10-15mm，放置4-6小時后即可進行電解去硫。
以該蓄電池額定容量的1-20電流充電，使殼內(nèi)電解液密度達1.2-1.25g/mL，然后降低電流，以該蓄電池額定容量的1-30電流充電，直到去硫完畢（一般連續(xù)電解40小時左右，即可全部去硫）。
在電解過程中，應(yīng)每隔3-4小時檢查一次電解液密度和電壓。若在電解進行35小時后，經(jīng)多次檢查電解液的密度都不再增加，單格電壓能保持在2-2.5v，且冒泡激烈，即應(yīng)將極板取出檢查，看是否已全部去硫。如果極板表面的硫化物已全部去掉，則極板全部變軟。若極板四個角仍仍發(fā)硬，則須再次電解去硫，并重新?lián)Q加蒸餾水，通入電流為第一次電解去硫的2/3，再充電10-15小時。 路盛蓄電池 法國路盛蓄電池
（4）極板去硫后，倒出電解液，沖洗干凈，裝入蓄電池內(nèi)，裝上蓋板，封好膠。把正常的電解液加入蓄電池內(nèi)放置3-5小時后，即可按正常規(guī)范充電。
深度技術(shù)分析：冠軍蓄電池的自放電究竟是什么
鉛酸蓄電池的貯存性能類似于其荷電保持能力，都與電池的自放電性能有關(guān)，都是指在一定條件下貯存后電池保持荷電態(tài)能力的大小。中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T637—1997中規(guī)定：10h率容量合格并完全充電的蓄電池，在溫度為5～35℃條件下，保持蓄電池表明清潔干燥，靜置90天后，不經(jīng)補充電直接測試蓄電池容量，蓄電池靜置后的容量不能低于靜置前容量的80％。這種規(guī)定，顯然要求蓄電池在保存期間，自放電損失平均每天在0.2％左右。
鉛酸蓄電池的自放電的原因，是由于電極活性物質(zhì)在電解液中的不穩(wěn)定性引起的。下面從兩個大的方面來探討正負(fù)極的自放電和影響自放電速率大小的因素。
1．自放電的產(chǎn)生機理：
1．1負(fù)極的自放電：
閥控密封式鉛酸蓄電池由于多數(shù)是濕荷電出廠，在儲存期間，正極板上和負(fù)極板上活性物質(zhì)小孔內(nèi)都已吸滿了電解液。在開路狀態(tài)下，鉛在硫酸溶液中的自溶解導(dǎo)致電池容量下降，這是腐蝕微電池作用的結(jié)果。
負(fù)極反應(yīng)： Pb＋H2SO4 → PbSO4＋H2
在這個微電池中，氫氣在鉛上析出是個過電位很高的過程，而鉛在4～5mol/L濃度的硫酸中是高度可逆的體系，交換電流密度很大。因此，鉛的自溶速度完全受析氫過程控制。凡是能夠影響氫氣析出的因素，如雜質(zhì)、硫酸濃度、電池貯存溫度等都必定影響鉛的溶解速度。
另外在閥控密封式鉛酸蓄電池中的氧復(fù)合機理，本身就是讓正極在浮充電或過充電過程中產(chǎn)生的氧氣擴散到負(fù)極與金屬鉛復(fù)合，再使反應(yīng)生成的硫酸鉛被充電消耗掉，但是畢竟還有部分與氧氣反應(yīng)的金屬鉛不能在充電過程完全轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)金屬鉛而導(dǎo)致自放電。
正極的自放電
正極反應(yīng)： PbO2＋2H＋＋SO42－ → PbSO4＋H2O＋1/2O2
二氧化鉛在硫酸溶液中自溶速度受控于氧氣的析出速度，因此，鉛酸蓄電池中正極的自放電速度也主要取決于電極和電解液中的雜質(zhì)含量、環(huán)境溫度、板柵合金組成和電解液濃度等。
2．影響自放電速率大小的因素
2．1板柵材料對電池自放電性能的影響
閥控鉛酸電池之所以能夠做到密封不漏液，儲存性能好，其主要因素之一與電池制造時所使用的正負(fù)極板柵材料有關(guān)。
2．2雜質(zhì)對自放電的影響
電池活性物質(zhì)添加劑、隔板、硫酸電解液中的有害雜質(zhì)含量偏高，是使電池自放電高的重要原因。還應(yīng)注意的是：當(dāng)電池電解液中還有某些可變價態(tài)的鹽類如鐵、絡(luò)、錳鹽等，會引起正、負(fù)極自放電的連續(xù)進行。
2．3溫度對自放電速度的影響
閥控密封式鉛酸蓄電池由于采用更加精純的原副材料，其自放電速率很小，在25～45℃環(huán)境溫度下，每天自放電量平均為0.1％左右。溫度越低，自放電越小，所以說低溫條件有利于電池儲存。
2．4電解液濃度對自放電的影響
由試驗資料報道，儲存在10℃下的試驗用VRLA電池（板柵材料為Pb、Ca、Sn），自放電速度隨電解液密度增加而增加，且正極板受電解液密度影響最大。如電解液密度增高0.01g/cm3時，正極板的自放電速度每天增加0.06％，而負(fù)極板自放電速度增加較少，約為0.03％。
也有資料報道，采用鉛鈣板柵材料做負(fù)極板的VRLA電池，在常溫下電解液密度取值為1.250g/cm3時，自放電速度最嚴(yán)重，若密度增高至1.35 g/cm3時，自放電反應(yīng)的速度反而變小。其原因解釋為：電解液密度升高后極板上PbSO4溶解度和溶解速率變小，使板柵生成細(xì)密的PbSO4保護層，反倒是使自放電反應(yīng)難以進行，減小了負(fù)極板上的自放電速度。
還有資料報道：在高溫和低濃度下，正負(fù)極板因自放電生成的PbSO4結(jié)晶會很大，主要原因是在上述條件下，PbSO4具有很大的溶解度，溶解再析出反應(yīng)促進了PbSO4結(jié)晶再生長。
減小自放電的措施，一般是采用純度較高的原副材料，在負(fù)極材料中加入析氫過電位較高的金屬添加劑或在電解液中加入緩蝕劑，以防止氫氣的析出，但不應(yīng)該降低電池放電時鉛的陽極溶解速度。
總結(jié)：
1、負(fù)極產(chǎn)生的自放電
由于負(fù)極活性物質(zhì)鉛為活潑的金屬粉末電極，在硫酸溶液中，電極電位比氫負(fù)，可以發(fā)生置換氫氣的反應(yīng)，通常把這種現(xiàn)象叫做鉛自溶。
影響鉛自溶速度有幾方面：
1）硫酸電解液濃度及溫度的影響，鉛自溶速度隨硫酸濃度及電解液溫度的增中而增長。
2）負(fù)極表面金屬雜質(zhì)的影響，蓄電池負(fù)極表面有各種金屬雜質(zhì)存在，當(dāng)某種金屬雜質(zhì)的氫超電勢值（氫析出的超電勢）低時，就能與負(fù)極活性物質(zhì)形成腐蝕微電池，從而加速了鉛的自溶速度。
3）正極析出氧氣的影響
4）隔板、電解液中雜質(zhì)的影響
2、正極產(chǎn)生的自放電
正極自放電的產(chǎn)品主要有幾方面：
1）正極板柵中金屬的氧化
2）極板孔隙深處和極板外表面硫酸濃度之差所產(chǎn)生的濃差電池引起自放電，這種自放電隨著充電后擱置時間而逐漸減小
3）負(fù)極產(chǎn)生氫氣的影響
4）隔板電解液中雜質(zhì)中的影響
5）正極活性物質(zhì)中鐵離子的影響
根據(jù)以上分析，鉛酸蓄電池的自放電性能可以側(cè)面反映出電池制造過程中的材料純度、極板配方等，是蓄電池性能的重要表征因素，幾乎所有的鉛酸蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中都有對自放電（荷電保持）性能的要求。
