◆ 蓄电池报废的原因
众所周知,铅酸蓄电池的工作原理为“双硫酸盐化理论”,其结构部件主要为正极板(PbO2)、负极板(铅等重金属合金)、板栅等,铅酸蓄电池在放电时会形成结晶体,充电时铅离子被还原为金属铅。如果我们使用或维护不当,如经常充电不足或过放电,在电池正、负极板接线柱上会逐渐形成一种粗大而坚硬的PbSO4结晶体,这种现象称为“不可逆化的硫酸盐化”,简称“硫化”。
“硫化”使蓄电池内阻增大、容量下降,只至报废。这种不可逆的硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶,粗大的结晶形成之后溶解度减少,硫酸铅的重结晶使晶体体积变大,是由于多晶体倾向于其表面自由能的结果。从结晶硫酸铅的重结晶过程可以知道,小结晶的溶解度大于大结晶的溶解度,在结晶的过程中,也有形成大结晶的条件。长期存放或者过量放电时,大量的硫酸存在,再加上硫酸铅浓度和温度的波动,个别的硫酸铅结晶可以依靠附近小结晶的溶解而长大。在实际使用中,如果运输和库存电池超过3个月就形成明显的硫化,如果贮存期超过6个月,电池容量可能下降到70%,如果贮存期限超过一年,电池基本就报废了,而实际使用中,电池过放电的情况也是难以避免的。如果电池放电以后没有及时充电,在12小时以内就会出现明显的硫化。所以,电池产生硫化是不可避免的,而这对电池的使用寿命影响很大。
◆ 近年来出现的铅酸蓄电池修复技术主要有:
大电流充电:采用大电流充电,使大的硫酸铅结晶产生负阻击穿来溶解的方法,实验中发现,这种消除硫化只可以获得暂时的效果,并且会在消除硫化过程中带来加重失水和正极板软化问题,对电池寿命造成严重损伤。
低频负脉冲:此方法应用至今已有30多年历史,原理是在充电过程中加入负脉冲,对减低电池温度有作用,但对"硫化"的修复效果不明显,其修复率为20%左右,目前采用较多,属淘汰产品。
添加活性剂:采用化学方法,消除硫酸铅结晶,不仅成本高,增加电池内阻,并且还改变了电解液的原结构,修复后的使用期较短,其修复率约为45%左右。
高频脉冲:采用脉冲波使硫酸铅结晶体重新转化为晶体细小、电化学性高的可逆硫酸铅,使其能正常参与充放电的化学反应,修复率约为60%左右,较负脉冲效果好。但因其修复时间长,需数十小时以上,甚至一周的时间,效率较低,对严重“硫化”的蓄电池修复不了,且技术简单,目前有许多厂家在使用。
串联式修复:无法准确判断每块电池性能的好坏,对整体串联电池组采用恒流恒压充电机串联充电修复,仅能起到简单的充电作用,去硫化效率和修复效果极差。
复合式谐振脉冲:合理的控制修复脉冲的前沿,利用充电脉冲中的高次谐波与大的硫酸铅结晶谐振的方法,在修复过程中消除电池硫化,利用这种方法修复效率高,对电池损伤小,极大的延长电池使用寿命,前景广阔。
◆ HW系列铅酸蓄电池数字谐振复合脉冲修复技术原理
HW铅酸蓄电池谐振复合脉冲专业修复技术是北京清大华威科贸有限公司蓄电池专家组针对蓄电池“不可逆硫化”的世界性难题,结合国际前沿理论,开发出的能使硫化电池恢复如新的高新技术。其修复原理也是比较复杂的,首先,任何晶体在分子结构确定以后都有谐振频率,而这个谐振频率与晶体的尺寸有关,晶体的尺寸越大,谐振频率越低。如果充电采用前沿陡峭的脉冲,利用傅立叶级数进行频率分析可知道脉冲会产生丰富的谐波成份,其低频部分振幅大,高频部分振幅小,这样,大硫酸铅结晶获得的能量大,小硫酸铅结晶获得的能量小,从而形成大硫酸结晶谐振的振幅大。在正脉冲充电期间比小硫酸铅结晶容易溶解,即所谓“击碎”粗大的硫酸铅结晶,适合控制脉冲电流值,比较小的电流密度对正极板充电,基本上不会形成对正极板的损伤。对于密封电池来说,瞬间的充电电压使电极板所产生的氧气也可以通过氧循环在负极板上被吸收,电池也就不会形成失水,所以这是一种区别其它修复方式的“无损失”修复技术。该技术把物理和化学消除硫化的理论有机结合起来,数字式程序控制脉冲扫频,扫描频率和脉冲电压的变化,寻找硫酸铅结晶的共振频率,在不损坏电极板的情况下对极板发出脉冲波,以产生共振,使之转化为最不稳定的硫酸铅分子,然后通过充电使之从电池极板上逐渐分解、脱离、转化为游离子状态而进入电解液,能有效清除电极板硫化物,达到了时刻清洗电池极板,保持极板全新状态,消除电池硫酸盐化现象,使蓄电池输出稳定,将蓄电池恢复到初始状态,最大程度地延长电池的使用寿命。 |