试议硫化铅酸蓄电池“硫化”理由与其修复策略

摘要：铅酸蓄电池应用领域相当广泛，在汽车、通信、电动车、移动音响等诸多领域都有应用，铅酸蓄电池已有140多年的历史。本文主要分析了造成铅酸蓄电池“硫化”的原因，介绍了几种常用修复铅酸蓄电池的原理和方法，为解决铅酸电池“硫化”造成的电池寿命降低、电池容量减小等故障现象非常实用。
关键词：硫化;铅酸电池;修复技术
Abstract: The applications of lead-acid batteries has wide range, it he applied in many other areas of the automotive, communications, electric cars, mobile audio, the lead-acid battery has 140 years of history. This paper analyzes the reasons for the "curing" of lead-acid batteries, several common principles and methods of repair lead-acid batteries, and the battery life is reduced to solve the "curing" of lead-acid batteries, battery capacity decreases failure phenomenon is very practical.Key words: vulcanization; lead-acid batteries; repair technology
2095-2104（2012）

一、铅酸蓄电池“硫化”的原因分析

铅酸蓄电池已有一百多年的历史，是一种应用十分广泛的动力电源。它具有可靠性好，原材料易得、便宜、市场占有率高等特点。在实际使用中，如果电池的使用和维护不当，如经常充电不足，不及时充电或过放电，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时很难还原，在充电过程中充电接受能力很差，大量析出气体，这种现象被称为“不可逆硫酸硫化”现象，简称“硫化”现象。这种粗晶粒硫酸铅能够堵塞极板孔隙，使电解液渗入困难并增加充电电阻值，从而使蓄电池容量降低，寿命缩短。

二、铅酸电池修复方法介绍

1、水疗修复法

对于“硫化”的蓄电池，如果硫化不太严重，可以使用较稀的电解液，密度在1.10g/cm3以下，即向电池中加水稀释电解液，以提高硫酸铅的溶解度。并用20h率以下的电流，在液温30℃~40℃的范围内较长时间充电，最后在充足充电情况下用稍高浓度电解液调整电池内电解液浓度至标准溶液浓度，使蓄电池容量得以恢复。这是因为如果电解液密度太高，充电时只进行水分解，活性物质难以恢复。
这种方法原理是用降低酸液密度提高硫酸盐的溶解度，采取小电流长时间充电以降低欧姆极化来延缓水分解电压的提早出现，最终使硫酸盐结晶体在溶解和转化为活性物质过程中逐渐被消除。
这种方法对于加水蓄电池比较适用，对于“硫化”现象亦可以反复

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处理。这种方法特点是无须投资设备即可自行修复，缺点是对于密封电池来说，水疗法是无法进行的。另外,水疗法的成本和使用工时都比较大。

2、大电流浅循环充电法

对于已硫化电池，采用大电流5Ah以内电流，对电池充电至稍过充状态同时控制液温不超过40℃为宜，然后放电30％，如此反复数次可减少或消除硫化现象。
这种方法的原理是用过充电析出气体对极板表面轻微硫化盐冲刷，使其脱落溶解并转化为活性物质。
这种方法对于轻微硫化的蓄电池可以明显修复。但对于老电池不适用，因为在析出气体冲刷硫酸盐的同时也对正极板的活性物产生强烈冲刷，使活性物质变软甚至脱落。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等问题，对电池寿命造成严重损伤，一般不易采用。

3、负脉冲修复法

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，对减低电池温升有一定作用，但对＂硫化＂的修复效果不太明显，其修复率约为20％，目前采用较少。

4、添加活性剂修复法

添加活性剂，采用化学方法，能够消除硫酸铅结晶。对于已硫化电池，倒掉原电解液，加入纯水与硫钠、硫酸钾、酒石酸等物质混合液，采取正常充放电几次，然后倒出纯水加入稍高浓度硫酸液调整电池内酸液至标准液浓度，容量可恢复至原容量的80％以上。
这种方法的原理是加入的这些硫酸盐配位掺杂剂，能够与很多金属离子，包括硫化盐等形成配位化合物。形成的化合物在酸性介质环境中是不稳定的，不导电的硫化层能够逐步溶解并返回倒溶液中，最终使极板硫化脱附溶解。
这种方法的修复效果和成功率高于前几种修复方法，缺点是太繁琐，成本较高，增加了电池内阻，并且还改变了电解液的原有结构，修复后使用期较短，其修复率约为 45%。

5、高频脉冲修复法

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，常需数十小时以上，甚至一周的时间，效率较低，对严重“硫化”的蓄电池修复效果不好，但技术简单，目前有许多厂家在使用。

6、复合谐振脉冲修复法

该法首先要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“击碎”粗大的硫酸铅结晶，通过适当控制脉冲电流值，以较小的电流对正极板充电，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”修复方法。这种方法修复效率高，对电池损伤小，大大减轻了铅酸蓄电池对环境的污染，使电池寿命延长，减少了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。

参考文献：

1、《铅酸蓄电池修复与回收技术》周志敏人民邮电出版社

2、《电动车蓄电池修复技术自学速成》刘英俊人民邮电出版社

3、《电动车蓄电池修复方法》刘遂俊电子工业出版社