鉛酸蓄電池的修復(fù)技術(shù)

蓄電池產(chǎn)生硫化的原因

鉛酸蓄電池已有 100 多年的歷史，是一種應(yīng)用廣泛的動(dòng)力電源。具有可靠性好，原材料易得、價(jià)格便宜，目前約有 95% 的市場(chǎng)占有率。在實(shí)際使用過程中，如果電池的使用和維護(hù)不善，例如經(jīng)常充電不足，不即使充電或過放電，負(fù)極板上就會(huì)逐漸產(chǎn)生一種堅(jiān)硬且導(dǎo)電不良的粗晶粒硫酸鉛。這種硫酸鉛用常規(guī)方法充電很難還原，在充電時(shí)充電接受能力很差，大量析出氣體，這種現(xiàn)象被稱為“不可逆硫酸硫化”，簡(jiǎn)稱“硫化”。粗晶粒硫酸鉛堵塞了極板孔隙，使電解液滲入困難并增加了內(nèi)阻，因而蓄電池容量降低。

近年來出現(xiàn)的鉛酸電池修復(fù)技術(shù)主要有：

? 采用大電流充電，使大的硫酸鉛結(jié)晶產(chǎn)生負(fù)阻擊穿來溶解的方法。

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這種消除硫化只可以獲得暫時(shí)的效果，并且會(huì)在消除硫化過程中帶來加重失水和正極板軟化問題，對(duì)電池壽命造成嚴(yán)重?fù)p傷，不易采用。

? 負(fù)脈沖

此方法應(yīng)用至今已有 30多年歷史，原理是在充電過程中加入負(fù)脈沖，對(duì)減低電池溫升有作用，但對(duì)＂硫化＂的修復(fù)效果不明顯，其修復(fù)率為２０％，目前采用較多，屬淘汰產(chǎn)品，時(shí)常價(jià)約1300 ～ 1600 元。

? 添加活性劑

采用化學(xué)方法，消除硫酸鉛結(jié)晶，不僅成本高，增加電池內(nèi)阻，并且還改變了電解液的原結(jié)構(gòu)，修復(fù)后的使用期較短，其修復(fù)率約為 45%。

? 高頻脈沖

采用脈沖波使硫酸鉛結(jié)晶體重新轉(zhuǎn)化為晶體細(xì)小、電化學(xué)性高的可逆硫酸鉛，使其能正常參與充放電的化學(xué)反應(yīng)，修復(fù)率約為 60%。較負(fù)脈沖效果好。但因其修復(fù)時(shí)間長，需數(shù)十小時(shí)以上，甚至一周的時(shí)間，效率較低，對(duì)嚴(yán)重“硫化”的蓄電池修復(fù)不好，但技術(shù)簡(jiǎn)單，目前有許多廠家再使用，市場(chǎng)價(jià)約為2000 元。

? 組合式諧振脈沖

合理的控制修復(fù)脈沖的前沿，利用充電脈沖中的高次諧波與大的硫酸鉛結(jié)晶諧振的方法，在修復(fù)過程中消除電池硫化，利用這種方法可以在給電池修復(fù)的時(shí)候，修復(fù)效率高，對(duì)電池?fù)p傷小，極大的減輕了鉛酸蓄電池對(duì)環(huán)境的污染，使電池壽命延長，減少用戶因更換電池而帶來的巨額費(fèi)用，因此前景廣闊。缺點(diǎn)是設(shè)備技術(shù)復(fù)雜，成本高，脈沖前沿控制與諧振技術(shù)要求高等。市場(chǎng)價(jià)約-4 型（獨(dú)立 4 充放）為 2200-7800 元， -20 型（獨(dú)立 20 只充放）為 8500-15000 元。

復(fù)合諧振法消除硫化的原理和方法

雖然我們知道防止電池硫化的主要方法是防止電池不及時(shí)充電和過放電，但是在實(shí)際使用中，這種現(xiàn)象還是經(jīng)常發(fā)生的。以前發(fā)生這種情況被認(rèn)為是“不可逆”的。傳統(tǒng)的處理方法比較復(fù)雜，采用大電流充電；活性劑置換；正負(fù)脈沖充電等，這些方法修復(fù)成功率低，存在一定的負(fù)作用?，F(xiàn)在采取的方法是復(fù)合脈沖修復(fù)的方法，可以把“不可逆”變成“可逆”，并且基本上對(duì)電池極板沒有任何損傷。這是鉛酸電池界取得的重大突破。脈沖修復(fù)的原理是比較復(fù)雜的。首先，任何晶體在分子結(jié)構(gòu)確定以后都有諧振頻率，而這個(gè)諧振頻率與晶體的尺寸有關(guān)。晶體的尺寸越大，諧振頻率越低。如果充電采用前沿陡峭的脈沖，利用傅立葉級(jí)數(shù)進(jìn)行頻率分析可以知道脈沖會(huì)產(chǎn)生豐富的諧波成分，其低頻部分振幅大，高頻部分振幅小。這樣大硫酸鉛結(jié)晶獲得的能量大，小硫酸鉛結(jié)晶獲得的能量小，從而形成大硫酸鉛結(jié)晶諧振的振幅大，在正脈沖充電期間比小硫酸鉛結(jié)晶容易溶解。既所謂“擊碎”粗大的硫酸鉛結(jié)晶。適當(dāng)控制脈沖電流值，以較小的電流密度對(duì)正極板充電，基本上不會(huì)形成對(duì)正極板的損傷。對(duì)于密封電池來說，瞬間的充電電壓使電極板所產(chǎn)生的氧氣也可以通過氧循環(huán)在負(fù)極板上被吸收，電池也就不會(huì)形成失水。所以這是一種區(qū)別與其他修復(fù)方法的“無損失”修復(fù)。

采用高頻正負(fù)脈沖發(fā)生器，對(duì)電池不斷的產(chǎn)生高低變頻脈沖，其一可以具有溶解大硫酸鉛的條件，其二是脈沖擾動(dòng)，破壞了大硫酸鉛繼續(xù)生長的條件，這種方法克服了以往修復(fù)技術(shù)的局限性，具有快速性、約8-12小時(shí)，修復(fù)效率高，耗電少，不會(huì)引起電池失水、正極板軟化和改變電解液原結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)嚴(yán)重硫化的鉛酸電池修復(fù)效果是過去的 3~4倍，修復(fù)率達(dá)到 90% 以上，此技術(shù)的應(yīng)用減少了電池的報(bào)廢數(shù)量。