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铅酸蓄电池修复技术

2009-09-10 00:00 来源:电源网 编辑:ztt

蓄电池产生硫化的原因

铅酸蓄电池已有 100 多年的历史,是一种应用广泛的动力电源。具有可靠性好,原材料易得、价格便宜,目前约有 95% 的市场占有率。在实际使用过程中,如果电池的使用和维护不善,例如经常充电不足,不即使充电或过放电,负极板上就会逐渐产生一种坚硬且导电不良的粗晶粒硫酸铅。这种硫酸铅用常规方法充电很难还原,在充电时充电接受能力很差,大量析出气体,这种现象被称为“不可逆硫酸硫化”,简称“硫化”。粗晶粒硫酸铅堵塞了极板孔隙,使电解液渗入困难并增加了内阻,因而蓄电池容量降低。

近年来出现的铅酸电池修复技术主要有:

 •  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,不易采用。

•  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,对减低电池温升有作用,但对"硫化"的修复效果不明显,其修复率为20%,目前采用较多,属淘汰产品,时常价约1300 ~ 1600 元。

 •  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%。

•  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%。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”的蓄电池修复不好,但技术简单,目前有许多厂家再使用,市场价约为2000 元。

•  组合式谐振脉冲

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,利用这种方法可以在给电池修复的时候,修复效率高,对电池损伤小,极大的减轻了铅酸蓄电池对环境的污染,使电池寿命延长,减少用户因更换电池而带来的巨额费用,因此前景广阔。缺点是设备技术复杂,成本高,脉冲前沿控制与谐振技术要求高等。市场价约-4 型(独立 4 充放)为 2200-7800 元, -20 型(独立 20 只充放)为 8500-15000 元。

复合谐振法消除硫化的原理和方法

虽然我们知道防止电池硫化的主要方法是防止电池不及时充电和过放电,但是在实际使用中,这种现象还是经常发生的。以前发生这种情况被认为是“不可逆”的。传统的处理方法比较复杂,采用大电流充电;活性剂置换;正负脉冲充电等,这些方法修复成功率低,存在一定的负作用。现在采取的方法是复合脉冲修复的方法,可以把“不可逆”变成“可逆”,并且基本上对电池极板没有任何损伤。这是铅酸电池界取得的重大突破。脉冲修复的原理是比较复杂的。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以知道脉冲会产生丰富的谐波成分,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,从而形成大硫酸铅结晶谐振的振幅大,在正脉冲充电期间比小硫酸铅结晶容易溶解。既所谓“击碎”粗大的硫酸铅结晶。适当控制脉冲电流值,以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。所以这是一种区别与其他修复方法的“无损失”修复。

采用高频正负脉冲发生器,对电池不断的产生高低变频脉冲,其一可以具有溶解大硫酸铅的条件,其二是脉冲扰动,破坏了大硫酸铅继续生长的条件,这种方法克服了以往修复技术的局限性,具有快速性、约8-12小时,修复效率高,耗电少,不会引起电池失水、正极板软化和改变电解液原结构等优点,对严重硫化的铅酸电池修复效果是过去的 3~4倍,修复率达到 90% 以上,此技术的应用减少了电池的报废数量。

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