電瓶在使用一段時間后,都會出現電池容量下降,不少人問起電瓶極板硫化有什么影響和危害,今天咱們就講一下消除電池硫化的方法。
一、什么是電池硫化?
在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結晶,充電時又非常難于轉化為活性物質的硫酸鉛,這就是硫酸鹽化,簡稱為“硫化”。生成這種硫酸鉛的原因是過放電或放電后長期放置時,硫酸鉛微粒在電解液中溶解,呈飽和狀態,這些硫酸鉛在溫度低時重新結晶,而在結晶質硫酸鉛是析出。這樣在一度析出的粒子上一次又一次地因溫度變動而生長、發展,使結晶粒增大。這種硫酸鉛的導電性不良、電阻大,溶解度和溶解速度又很小,充電時恢復困難。因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
二、電池硫化的危害是什么?
輕微的電池硫化,會降低電池的容量,電池內阻增加,嚴重時則電極失效,充不進電。輕微的電池硫化,尚可用一些方法使它恢復,嚴重時采用一般的充電方法是不能夠恢復容量的。
三、電池硫化的特點是什么?
硫化的電池最明顯的外特征是電池容量下降,內阻增加。當然,如果電池失水和正極板軟化也具有這個外特性。鑒別電池是否硫化的方法,往往是采用脈沖修復儀對電池進行脈沖修復,如果容量上升,就是硫化,如果沒有一點點容量上升,電池容量下降可能是其它原因產生。
四、消除電池硫化的方法有幾種?特點是什么?
1、水療法
如果硫化不太嚴重,可以使用較稀的電解液,密度在1.100g/cn3以下,即向電池中加水稀釋電解液,以提高硫酸鉛的溶解度。并用20h率以下的電流,在液溫30℃~40℃的范圍內較長時間充電,可能得以恢復。如果電解液密度較高,則充電時只進行水分解,活性物質難以恢復。
2、大電流充電
若認為吸附是造成硫酸鹽化的原因,則可以用高電流密度充電(達100mA./cm2)。在這樣的電流密度下,負極可以達到很負的電勢值,這時遠離零電荷點,使φ-φ(0)<0,改變了電極表面帶電的符號,表面活性物質會發生脫附,特別是對陰離子型的表面活性物質,這種有害的表面活性物質從電極表面上脫附以后,就可以使充電順利進行。目前國內幾乎沒有人使用這種方法處理不可逆硫酸鹽化,可能出于以下考慮:高電流密度下極化和歐姆壓降增加,這部分能量轉化為熱,使蓄電池內部溫度升高,同時又有大量的氣體析出,尤其是正極大量氣析出氣體,其沖刷作用易使活性物質脫落。
3、脈沖修復
按照原子物理學和固體物理學的原理,硫離子具有5個不同的能級狀態,通常處于亞穩定能級狀態的離子趨向與遷落到最穩定的共價鍵能級而存在。在最低能級(即共價鍵能級狀態),硫以包含8個原子的環形分子形式存在,這8個原子的環形分子模式是一種穩定的組合,難以被打碎,形成電池的不可擬硫酸鹽化——硫化。多次發生這樣的情況,就形成了一層類似與絕緣層一樣的硫酸鉛結晶。
要打碎這些硫酸鹽層的束縛,就要提升原子的能級到一定的程度,這時候在外層原子加帶的電子被激活到下一個更高的能帶,使原子之間解除束縛。每一個特定的能級都有唯一的諧振頻率,必須提供給一些能量,才能夠使得被激活得分子遷移到更高得能級狀態,太低得能量無法達到躍遷所需要得能量要求,但是,過高的能量會使已經脫離了束縛而躍遷的原子處于不穩定狀態,又回落到原來的能級。這樣,必須通過多次諧振,是的其中一次脫離了束縛,達到最活躍的能級狀態而又沒有回落的原來的能級,這樣,就轉化為溶解于電解液的自由離子,而參與電化學反應。
很高的電壓可以實現,就是大電流高電壓充電的方法,諧振也可以實現,就是脈沖諧波諧振的方法。
從固體物理上來講,任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿。一旦絕緣層被擊穿,粗大的硫酸鉛就會呈現導電狀態。如果對高電阻率的絕緣施加瞬間的高電壓,也可以擊穿大的硫酸鉛結晶。如果這個高電壓足夠短,并且進行限流,在打穿絕緣層的條件下,充電電流不大,也不至于形成大量析氣。電池析氣量強正相關于充電電流和充電時間,如果脈沖寬度足夠短,占空比足夠大,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結晶的條件下,同時發生的微充電來不及形成析氣。這樣,實現了脈沖消除硫化。
對于密封電池來說,水療法是無法進行的。另外,水療法的成本和使用工時都比較大?,F在有了脈沖修復的方法,已經很少見到水療法了。
如果電瓶的使用時間達到三年以上了,即使硫化也不必修復了。如果電瓶使用的時間很短,我們可以用去硫化充電的方法來修復。具體的方式是把電瓶中的電解液全部倒出,然后加入蒸餾水,以小電流長時間充電,這個過程反復做兩到三次,最后把電解液的密度調整到合適的數值,這樣可以讓電瓶的容量恢復80%左右,可以繼續用一段時間。