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蓄电池活化仪原理及修复

发布时间:2021-03-19 16:57人气:

       铅酸蓄电池的主要结构和工作原理

       (1)铅酸蓄电池的主要结构尽管铅酸蓄电池种类和型号很多,但其主要结构基本一致,一般由正极板、负极板、隔板、外壳、极板联接条、电解液和电极桩7个基础元件构成,正极板的外形像一块2.2 mm厚、带微孔的长方形金属薄板,实际上是一块带格的栅格架,在栅格内填人活性物资而形成的薄板;栅格架由铅锑合金浇铸而成;糊状活性物资由碾碎的氧化铅、酸和发泡材料等制备而成.负极板厚度只有1. 8 mm,表面形状和结构与正极板差不多,糊状活性物资是海绵状的纯铅。

       (2)铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池工作是一个电化学反应过程.电解液是引起正极板氧化铅和负极板海绵状纯铅之间发生化学反应的液体,也是运送正、负极板之间的电流流过隔板的载体.完全充电的蓄电池。

       在不工作的荷电状态下,正极板活性物资是基本纯净的二氧化铅Pb02,负极板的活性物资是海绵状纯铅Pb,电解液是64%水H2O和36%硫酸H2SO。的溶液,相对密度(比重)在807 (26. 7'C)时为1.26。

       当蓄电池放电时,正极板上的二氧化铅PbO2和负极板上的铅Pb都逐渐变成硫酸铅PbSO,,电解液中的硫酸H2SO。则逐渐变成水H2O,反应过程中,电荷在直流回路中定向运动形成电流.充电过程与放电过程正好相反,充电时正、负极板上的硫酸铅Pb50;分别恢复成原来的PbO:和Pb.电解液中的水变成硫酸H2SO4,极板和电解液恢复到原态,蓄电池被充电。

       (3)铅酸蓄电他的充、放电化学反应式为:

       充电:2PbSO4+2H2O—Pb02+Pb+2H2S04(电解池)

       阳极:PbSO4+2H2O-2eˉ—PbO2+4H+2S04ˉ ;阴极:PbSO4+2e-—Pb+2SO4ˉ

       放电:Pb02+Pb+2H2SO4—2PbSO4+2H2O(原电池)

       负极:Pb + 2SO4ˉ-2e-—PbSO4;正极:PbO2+4H^++2SO4ˉ+2e-—PbSO4+2H2O

 
 
       铅酸蓄电池的活化和修义技术

       所谓活化.就是将铅酸蓄电他极板上因硫化而生成的粗晶较硫酸铅转化为细晶粒硫酸铅.活化也可以理解为硫化的逆过程.关于活化技术.也称修复技术,一直是蓄电池行业期望得到实现的技术,但至今仍未得到满足的效果.研究焦点主要集中在活化途径、活化方法、活化原理及活化电路等方面。

       1、铅酸蓄电池活化途径

       一般认为,解决蓄电池硫化问题应从三个方面着手:设计制造、使用维护和充电方法.以往研究发现,充电方法对蓄电池寿命影响***大,放电过程的影响较小.也就是说,绝大多数的蓄电池不是用坏的.而是“充坏”的,正确的充电方法对延长蓄电池使用寿命具有举足轻重的作用.从另一方面想.蓄电池的使用环境和工作任务是客观存在的,可适应,难改变,而充电方法是可改变的.我们认为.从充电方法上解决蓄电池硫化问题也有三种途径:一是预防,即对未硫化的正常蓄电池进行经常性的定期充放电活化锻炼,预防早期硫化.二是维护,即对轻微硫化的旧电池进行充放电活化维护,使粗晶粒硫酸铅及时电解溶化,恢复其容量功能,防止其早期损坏和报废;三是修复,即对已经硫化损坏的电池进行蓄电池活化修复,实现两极再现后继续使用。

       2、铅酸蓄电池的活化方法

       以往的经验和研究表明.普通充、放电不能消除硫化和延长蓄电池充放电循环次数,但各种脉冲充放电法具有该效果.近年来国内外的活化技术,在充电方法和充电器方面主要有以下几种。

       (1)大电流充电法当大的硫酸铅结晶晶粒在充电中产生阻抗时,采用大电流能量使其电解和活化,预防和消除极板硫化现象.这种方法消除硫化只可以获得暂时的效果,并且会在消除硫化的过程中带来加重失水和正极板软化问题,难以起到延长电池寿命的作用,只宜起辅助作用。

       (2)负脉冲充电法设计原理是在充电过程中加入负脉冲,对减少沮升有作用,对消除极板硫化也有一定作用.但不明显,硫化修复率只有20%,虽然目前使用较广,但属淘汰方法。

       (3)添加活性剂方法采用化学剂消除硫酸铅大晶拉结晶是有可能的,但不仅成本高,增加了电池内阻,还改变了电解液的原结构.根据有关报道,该法修复率有45%,但修复后使用期较短。

       (4)高频脉冲充电法即采用高频脉冲波使硫酸铅粗结晶体重新转化为细结晶体,使其能正常参与充放电化学反应,据测修复率可达60%,较负脉冲充电法效果好,且技术简单实用,目前使用较多.缺点是充电时间长,工作效率低,硫化较严重日七效果不佳。

       (5)复合脉冲谐震法即合理地控制充电脉冲频率与波形,对蓄电池循环充放电,利用脉冲充电中的不同频率与波形对硫酸铅粗晶粒形成谐震,击碎粗品粒,协助电化学还原反应,消除电池硫化.这种方法对电池损伤小,修复效率高,应用前景广阔.缺点是技术和设备复杂,成本高,脉冲频率与波形等谐震技术要求高,是目前重要研究对象。

       3、脉冲充电的活化原理

       虽然脉冲充电有预防和消除硫化作用,但不同脉冲形式,有不同效果.特定频率的脉冲充电对硫酸铅结晶体有破坏作用,相当于“碎石机”,可将大块不可逆硫酸铅击碎,形成的活性物结晶细小、孔率高,具有很好的充放电特性,不易产生不可逆的硫酸盐化.复合脉冲谐震法的基本原理是运用复合脉冲电压冲击硫酸铅粗晶粒,干扰其存在和生长.把蓄电池硫化的“不可逆”变成“可逆”,且基本上不会损伤电池极板.如果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份,其低频部分震幅大,有可能使大硫酸铅晶较获得共震能量;高频部分震幅小,有可能使小硫酸铅晶粒获得共展能盆.正确选取或变换脉冲频率,适当控制脉冲电流值,以较小的电流密度对正电极充电,就可能使大小硫酸铅晶粒都活跃起来,有效地解决极板硫化问题.这种方法具有速度快、效率高、耗电少、不使电池失水、不使正极板软化、不改变电解液原结构等优点,且技术上不难实现,是一种较热门的研究思路。


型号
单体活化 整组活化 单体监测
   
 

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