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密封蓄电池容量复原的基本原理和使用条件

来源:机房360 作者:小柯 整理 更新时间:2010-5-21 17:39:33

摘要: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。

  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”。
  
  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保密的,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。
  
  电池的极板硫化前充电电流的分配基本是均匀的,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序中采用化学法。
  
  如果不采用化学法做容量复原,在通信公司的招标中,容量提升率指标就不占优势。

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