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铅酸蓄电池修复原理

作者:恒电高测 发布时间:2020-12-28

   铅酸蓄电池的应用至今已有100多年的历史了。铅酸电池是一种使用广泛的电池,它以海绵状的铅作为负极,二氧化铅作为正极,我们把这二种物质称为活性物质,用硫酸水溶液作为电解液,它们共同参与电池的电化学反应。


铅酸电池的化学反应原理如下:


   负极反应:Pb+HSO4- PbSO4+H++2e


   正极反应:PbO2+2e+HSO4-+3H+ PbSO4+2H2O


   电极反应:PbO 2 +2 H+ +2HSO 4- +Pb 2Pb 2 SO 4 +2 H 2 O 


   从上述反应原理可以看到,在放电时,正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅,所以叫”双硫酸盐化反应”。在正常情况下,所生成的硫酸铅结构疏松,并且其晶体非常细小,电化学活性很高,这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程,电池实现了储存电能和释放电能的作用。


   硫酸铅在形成之后一段时间内活性较高,如果在这一段时间内没有及时充电或者充电不完全,使它未及时转化为正负极活性物质,硫酸铅则会在温度低时再重新结晶,在结晶质硫酸铅上析出,这样一次又一次地重复,使结晶颗粒不断增大,成为导电性能差、难以溶解、充电时难以恢复的硫酸铅结晶,即通常所说的不可逆盐化。电池失效的原因有多种,如致命的电极板栅腐蚀、电极板栅的严重变形、电极活性物质的脱落、电池内部短路或断路等理化原因,但是,统计表明,绝大多数电池的失效都是由电极活性物质的不可逆硫酸盐化造成的。这种盐化物在充电时难以恢复为二氧化铅及海绵状铅,对电池具有很大的危害:


   它的形成消耗了活性物质,使电池的有效容量降低,长期如此将导致电池报废;


   不仅它本身在充电时难以恢复,而且会阻塞多孔电极的空隙,妨碍电解液通过,增加内阻;

HDGC3932 蓄电池单体活化仪

HDGC3932 蓄电池单体活化仪


   充放电时发热更多,电池温度升高,会加大极板的腐蚀与变形,使活性物质脱落导致电池的结构性报废;


   使充电效率下降,充电时间延长,造成时间及能源的浪费;


   由于容量下降,输出功率不足,为保持一定的输出就只能加大放电深度,会造成硫酸盐化更加严重,形成恶性循环;


   由于消耗了硫酸,导致电解液密度下降,大电流放电能力降低,性能下降。


   电池使用过程中形成不可逆硫酸盐化的主要原因包括:


   经常性的深度放电及过放电,没有及时充电或充电不足;


   在亏电状态下电池长期搁置不用即贫存;


   电池组中电池性能不一致,存在差异过大的落后电池;


   表现为电池组中某一个电池的容量明显低于其它电池,造成整个电池组电压下降,充电时落后电池因***先被充满而其余电池仍需充电而形成过充电,放电时该落后电池又因先被放空从而形成过放电,从而导致硫酸盐化进一步加剧,使得落后程度更加严重,形成恶性循环;

HDGC3915 蓄电池内阻测试仪

HDGC3915 蓄电池内阻测试仪


   众所周知,在对蓄电池进行日常维护和检测中,我们的“HDGC3915/3901蓄电池内阻测试仪”可以帮助找出落后电池、测试出电池的内阻和电压、初步估计出电池的容量。


   那么检测出了落后的电池,这些电池一定是不合格或者要丢弃的吗?


   也不尽然,实际上还有很多电池是可以经过修复而重新使用的。由于电池的性能特性决定了新旧不能混用,不同品牌和不同批次的也不能混用。这样,往往活化一只电池就达到拯救一组电池的效果。而这个功能在实现者,就是我们的“HDGC 3932智能电池活化仪”。它成功的解决了不能有效修复电池的问题。减少环境污染,具有良好的社会经济性和环保性。


   HDGC3932智能电池活化仪是通过设置多个循环周期对小容量的电池作循环多次充(放)电,以激化电池极板失效的活性物质使电池活化,来提升落后蓄电池的容量。

   左图:第一张照片显示了厚重的硫酸盐化结晶(1铅酸蓄电池极板硫酸铅累积)。进行电池完全放电试验时,放电时间只持续了13分钟多一点。


   右图:这是同一板块安装使用HDGC3932蓄电池活化仪进行4个循环后。硫酸盐结晶(深灰色区域已活化)已被删除。

 

   左图:硫酸盐结晶沉重地覆盖了电池板(硫酸铅晶体显微)。


   右图:使用HDGC3932蓄电池活化仪后清除了这些硫酸盐晶体,露出了蓄电池极板活性物质。


   当一组电池因为单节蓄电池的落后而导致整组性能下降时,使用HDGC3932蓄电池活化仪,能够及时准确的解决问题,一方面避免因一节电池而跟换整组,为用户节约成本,另一方面减少了不必要的对环境的污染,那么,当整组蓄电池性能都有所下降时,该怎么办呢?用单节活化仪明显时间过长,针对这个问题我公司推出了另一款“HDGC3986/3985智能充放电一体机”,可以对整组电池进行充电、放电、活化、单体监测,为用户提供了更方便快捷的修复手段


蓄电池修复设备推荐:
 

   HDGC-3932 蓄电池单体活化仪

 

   HDGC-3986 蓄电池整组充放电活化仪


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