TROJAN电池极板硫化故障的特征、原因及修复

TROJAN电池极板硫化故障的特征、原因及修复

铅酸电池俗称电瓶,据不完全统计,目前我国铅酸蓄电池年产量近3000万只,仅汽车一项每年就需要1100万只。但铅酸电池的使用寿命较短,在报废的铅酸电池中有65%以上是因极板硫化所造成的.铅酸蓄电池的硫化故障,是由多种原因使极板表面（甚至活性物质空隙中）逐渐生成一层白色粗大晶粒的硫酸铅，堵塞了极板活性物质的间隙，增大电解液的渗透阻力，因而使铅酸蓄电池内阻增加，容量减小。同时硫酸铅又不容易溶解于电解液，致使铅酸蓄电池无法正常使用而过早报废，每年给企业造成不小的经济损失。因此，了解铅酸蓄电池硫化故障的特征、原因及修复方法具有很大的现实意义。

一、铅酸蓄电池极板硫化后的主要特征

1、充电时气泡出现较早，电解液密度达不到规定的标准。不同地区和气温条件下的电解液密度见表1。

2、充电时电解液温度比极板没有硫化的铅酸蓄电池高。

3、在放电使用时或进行蓄电池容量测试时，端电压下降较快。电解液密度下降低于正常值。

4、容量明显降低。

5、极板颜色不正常，正极呈浅褐色（有的呈白色），负极变为灰白色，正、负极板表面变硬为砂粒状。

二、铅酸电池产生硫化故障的原因

1、缺少电解液。因蒸或纯水）蒸发过多或电解液因意外倒泄而没有及时补充，致使液面过低，极板上部长期露出液面，造成极板上部的硫化。

2、电解液不纯。一般情况下，使用了不合格的电解液，铅酸蓄电池一年左右便报废。有关蓄电池用蒸、硫酸、电解液标准分别见表2、3、4。

3、经常使用铅酸电池过量放电或小电流深放电，会在极板深处生成较多的硫酸铅。

4、缺少应有的定期过充电或经常充电不足，在活性物质中或多或少残留一部分未能还原的硫酸铅。

5、电解液密度过高或温度过高、过低。电解液在配制过程中要产生热量，必须冷却到30℃~10℃时灌入蓄电池，温度过高或过低的电解液对蓄电池性能有影响。

6、内部有短路故障，未及时排除。

7、长期处于半放电或放电（如漏电）状态下。

8、放电后，24小时内没有及时补充充电。

三、铅酸蓄电池极板硫化的修复

实质就是使白色坚硬的硫酸铅结晶，软化细化溶解，增强极板内部可逆性化学反应能力，使之恢复良好的性能。

1、对于轻微、中度硫化可用下面方法修复：

（1）先将铅酸蓄电池充电，接着进行一次10~20小时率电流放电，对于6V的蓄电池放至5。4V，对于12V的放至10.8V。

（2）倒出电解液，换成密度为1.04~1.06g/cm3的电解液，用1/20以下电流充电20小时以上，直到电解液密度不再升高为止。

（3）用标准电解液，按正常充电法充足电。

（4）测试蓄电池的容量，如能达到标称容量的80%以上，表示修复成功；如达不到，则按重度硫化修复处理。

2、对于重度硫化的修复，一般可用下法：

（1）用10%的硫酸钠水溶液或者用0。1%~0。5%碳酸钾水溶液注入，用1/20以下小电流连续充电70~80小时。

（2）倒出水溶液，用蒸或纯水）冲洗干净，再加入密度为1。40 g/cm3的电解液，并调整到标准密度。

（3）经过一次正常的充、放电，容量若能恢复到标称容量的90%左右，表示修复成功。

3、许多重度硫化的铅酸蓄电池电解液几乎干涸，利用上述方法又很难“起死回生”。笔者曾尝试用几种化学药剂自制成复原剂，使硫酸铅在充电过程中，恢复转变为海绵状的二氧化铅和绒状铅，使失效的蓄电池重新恢复功能。方法如下：

（1）在去离子纯水中，适当加入硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌、酒石酸、乙二胺四乙酸二钠（EDTA二钠）等，配成水溶液。

（2）倒掉原电解液，加入上述水溶液，静置12小时，以6A电流充电5~30小时，再用5A电流放电25小时，倒掉水溶液。

（3）用密度为1。40 g/cm3的电解液注入，调至标准密度，按正常方法充足电。

（4）测试蓄电池容量，若能达到原标称容量的90%左右，表示修复成功，否则只能报废。

4、实践证明，此方法有如下优点：

（1）极板内部的活性物质有了再生能力和自我复活能力，防止了极板硫化的继续，延长了蓄电池的寿命。

（2）由于提高了化学反应速度，可以大大缩短充电的时间，减小铅酸蓄电池的内阻，提高有效容量。

（3）充电时温度明显降低，减少了蒸馏水（纯水）的蒸发，节约了保养时间。

（4）增强了耐寒耐热的能力。

（5）由于采用了高纯度支离子纯水，减少了自放电，确保了蓄电池的性能。

该法适用于各种铅酸蓄电池，免维护蓄电池及其他各种蓄电瓶。对于新蓄电池，按上述方法处理后，有一定增容延寿作用。（黑龙江  于成伟）

表1  不同地区和气温条件下的电解液密度

冬季温度条件完全充足电的蓄电池在25℃时的电解液密度（g/cm3）冬季夏季－40℃以下地区1.31.26－40℃~－30℃地区1.281.25－30℃~－20℃地区1.271.24－20℃~0℃地区1.261.230℃以上地区1.231.23

表2  蒸馏水标准(ZBK84  004-89)

名称最大允许量(%)有机物0.005硝酸及亚硝酸盐0.001铁Fe0.0008氧化物0.005氧O0.01残渣0.0065氯C10.004氨Nh30.008锰Mn0.00006电阻率＞30000Ω㎝(25℃)

表3  硫酸标准(GB4554-84)

指标名称稀硫酸浓硫酸一级二级一级二极硫酸(H2SO4)含量,%≥60609292灼烧残渣含量,%≤0.020.0350.030.05锰(Mn)含量, %≤0.0000350.0000650.000050.0001铁(Fe)含量, %≤0.00350.0080.0050.012砷(As)含量, %≤0.0000350.0000650.000050.0001氯(C1)含量, %≤0.000350.000650.00050.001铵(Nh4)含量, %≤0.000650.001二氧化硫(SO2)含量, %≤0.00250.00450.0040.007铜(Cu)含量, %≤0.000350.00350.00050.005还原高锰酸钾物质(以氧计) %≤0.000650.00120.0010.002色度M1≤0.650.651.02.0透明度,㎜≥35035016050氮氧化物(以氮计)含量, %≥0.0000650.000650.00010.001

表4  电解液技术要求

指标名称指标外观透明无混蚀有机物(以氧计)%≤0.003锰%≤0.0001铁%≤0.0080砷%≤0.0001氯%≤0.001三氧化二氮%≤0.0005铜%≤0.0050铵盐%≤0.0060