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**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(zhǎng),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(zhǎng),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(zhǎng)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.