鉛酸蓄電池的修復技術

蓄電池產(chǎn)生硫化的原因

鉛酸蓄電池已有 100 多年的歷史，是一種應用廣泛的動力電源。具有可靠性好，原材料易得、價格便宜，目前約有 95% 的市場占有率。在實際使用過程中，如果電池的使用和維護不善，例如經(jīng)常充電不足，不即使充電或過放電，負極板上就會逐漸產(chǎn)生一種堅硬且導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阻，因而蓄電池容量降低。

近年來出現(xiàn)的鉛酸電池修復技術主要有：

? 采用大電流充電，使大的硫酸鉛結晶產(chǎn)生負阻擊穿來溶解的方法。

實驗中發(fā)現(xiàn)，這種消除硫化只可以獲得暫時的效果，并且會在消除硫化過程中帶來加重失水和正極板軟化問題，對電池壽命造成嚴重損傷，不易采用。

? 負脈沖

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

? 添加活性劑

采用化學方法，消除硫酸鉛結晶，不僅成本高，增加電池內阻，并且還改變了電解液的原結構，修復后的使用期較短，其修復率約為 45%。

? 高頻脈沖

采用脈沖波使硫酸鉛結晶體重新轉化為晶體細小、電化學性高的可逆硫酸鉛，使其能正常參與充放電的化學反應，修復率約為 60%。較負脈沖效果好。但因其修復時間長，需數(shù)十小時以上，甚至一周的時間，效率較低，對嚴重“硫化”的蓄電池修復不好，但技術簡單，目前有許多廠家再使用，市場價約為2000 元。

? 組合式諧振脈沖

合理的控制修復脈沖的前沿，利用充電脈沖中的高次諧波與大的硫酸鉛結晶諧振的方法，在修復過程中消除電池硫化，利用這種方法可以在給電池修復的時候，修復效率高，對電池損傷小，極大的減輕了鉛酸蓄電池對環(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用，因此前景廣闊。缺點是設備技術復雜，成本高，脈沖前沿控制與諧振技術要求高等。市場價約-4 型（獨立 4 充放）為 2200-7800 元， -20 型（獨立 20 只充放）為 8500-15000 元。

復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充電和過放電，但是在實際使用中，這種現(xiàn)象還是經(jīng)常發(fā)生的。以前發(fā)生這種情況被認為是“不可逆”的。傳統(tǒng)的處理方法比較復雜，采用大電流充電；活性劑置換；正負脈沖充電等，這些方法修復成功率低，存在一定的負作用?，F(xiàn)在采取的方法是復合脈沖修復的方法，可以把“不可逆”變成“可逆”，并且基本上對電池極板沒有任何損傷。這是鉛酸電池界取得的重大突破。脈沖修復的原理是比較復雜的。首先，任何晶體在分子結構確定以后都有諧振頻率，而這個諧振頻率與晶體的尺寸有關。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，利用傅立葉級數(shù)進行頻率分析可以知道脈沖會產(chǎn)生豐富的諧波成分，其低頻部分振幅大，高頻部分振幅小。這樣大硫酸鉛結晶獲得的能量大，小硫酸鉛結晶獲得的能量小，從而形成大硫酸鉛結晶諧振的振幅大，在正脈沖充電期間比小硫酸鉛結晶容易溶解。既所謂“擊碎”粗大的硫酸鉛結晶。適當控制脈沖電流值，以較小的電流密度對正極板充電，基本上不會形成對正極板的損傷。對于密封電池來說，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)在負極板上被吸收，電池也就不會形成失水。所以這是一種區(qū)別與其他修復方法的“無損失”修復。

采用高頻正負脈沖發(fā)生器，對電池不斷的產(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，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技術的局限性，具有快速性、約8-12小時，修復效率高，耗電少，不會引起電池失水、正極板軟化和改變電解液原結構等優(yōu)點，對嚴重硫化的鉛酸電池修復效果是過去的 3~4倍，修復率達到 90% 以上，此技術的應用減少了電池的報廢數(shù)量。