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1、酸铅蓄电池修复原理与方法电池又称化学电源，是能为用电器提供直流电源的装置，化学电源是通过氧化还原的电 化学反应，将化学能转化为电能。一次电池是一次性应用的电池，二次电池是可多次反复使 用的电池，因此这里的二次实际上是多次的意思。二次电池又称为可充电电池或蓄电池。相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲 ,简称正脉冲,反之,则为负 脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲。二十世纪以来,随着人们对负脉冲的认识的 不断提高,负脉冲的应用范围不断扩大,在许多领域都得到了广泛的应用,如：能源.医疗.勘探. 等。我公司经过多年努力研制出组合脉冲修复机.组合脉冲充电器.对各种废旧蓄电池的修复
2、 与维护具有良好的效果.下面以铅酸蓄电池和锂离子电为例.介绍一下组合脉冲修复机和组合 脉冲充电器.对蓄电池的维护与修复原理:一. 铅酸蓄电池铅酸蓄电池是蓄电池的一种.以其低廉的价格（镉镍电池的六分之一五分之一），良 好的高倍率放电性能，应用非常广泛，如汽车、摩托车、火车、等常用的起动电瓶；电动车 专用的动力电池；轮船专用电池、以及UPS备用电池等。铅酸蓄电池的正极活性物质是过 氧化铅，负极活性物质是海棉状铅，电解液是硫酸。此外，还应该有水，容器，极柱，隔膜， 可导电的物质。（一）正极活性物质正极板活性物质的主要成分是二氧化铅。具有较强的氧化性，放电时，与硫酸发生反 应生成硫酸铅，并吸收电子，二
3、氧化铅有两种类型晶格，简单地讲就是二种二氧化铅，一种 是a p b02另一种是B p bO2。两种二氧化铅活性的差别很大，它们在正极板所起的作用 也不相同p b0给出的容量是a p b02的1.53倍。而a p b02具有较好的机械 强度，它的存在，正极板活性物质不宜软化脱落，只有a p b02 和B a p bO2的比例 达到0.8时，铅蓄电池会表现出良好的性能 。正极活性物质在放电状态下，与电解质硫酸发生反应生成硫酸铅与水。其反应式如下： p b02+3H+HSO4-+2e=p bSO4+2H2O充电时，在外线路的作用下转化为p bO2与H2SO4放电时，二氧化铅的p b4+接受了负极送来
4、 的电子形成p b+2与溶液中的硫酸根离子结合生成p bSO4。当硫酸铅达到一定量时，变成 沉淀物附着在极板上。充电时硫酸铅中的铅离子 的电子被外线路带走转化为 二氧化铅。将 水中 氢离子留在溶液中。氧离子与铅离子结合生成二氧化铅进入晶格，形成正极活性物质。（二）负极活性物质在铅酸蓄电池里，为了供负极活性物质充分与电解液发生反应，故将铅制成多孔海棉 状，又称为海绵铅，在放电时，铅给出外线路电子形成 Pb+2 与溶液的硫酸根 结合生成硫 酸铅，充电时，部分pbSO4首先溶解成Pb2+与叫Pb+2接受电子进行阴极还原生成铅进入 负极活性物质晶格。（ 三）硫酸及电解液 硫酸是铅酸蓄电池中重要的原材料
5、之一，电池中的电解液，都是用硫酸配制的。市场 上浓硫酸一般分为两种：一种是工业用浓硫酸，纯度较低，不适用于铅酸蓄电池；另一种为 纯度较高的分析纯，较适合于铅酸蓄电池，硫酸的分子量为 98，浓硫酸中硫酸含量为 98% 是无色透明油状液体，具有很强的吸水性和腐蚀性，与水结合后，可放出大量的热。所以在 电解液配制过程中，一定要注意防护，以免出现危险，配制时，千万不要把水加入浓硫酸中， 而是将浓硫酸缓慢加入水中。铅酸蓄电池电解液配制过程中，对离子水的要求较高，水中含杂质的多少，直接影响电池的质量。铅蓄电池用水外观是无色透明的，残渣含量应小于0.01%。一般检验水的标准采用电阻率（Q cm）与电导率来表
6、示，比较简单的方法是：电阻率测量方法是：用数字式 万用表将档位拨至10MQ处，将万用表两只表笔相距1厘米,测出水的电阻阻值在510M Q 即可。（二） 隔板 隔板是铅蓄电池主要组成部分之一，其质量对电池影响很大，隔板的主要功能是防止 电池中正负极板短路，蓄电池中，对隔板的要求是：采用多孔质隔板，允许电解液自由扩散 和离子迁移，要有比较小的电阻，隔板孔径要小。空隙总面积要大，要防止脱落的活性物质 到达对方的极板. 因此, 隔板的孔径要小, 孔数要多。（三）池修复过程中常用的名词：1 ：不可逆的硫酸盐化 不可逆的硫酸盐化，简称硫酸盐化。铅蓄电池在放电时，正负极板都产生一种化合 即 硫酸铅，硫酸铅是
7、一种难溶于水，不导电的物质，在正常情况下，蓄电池在放电后形成的硫 酸铅结晶比较小，充电时，在电的作用下，比较容易地溶解并还原成铅。如果使用不当，常 常充电不足、失水、过放电等。硫酸铅就会形成粗大坚硬的结晶体，这时就很难用一般的方 法将其还原成铅，所以被称之为不可逆的硫酸盐化，由于硫酸铅生成。一方面，它可以阻挡 硫酸与其他活性物质接触并发生应：另一方面，该活性物质数量减少，它可引起蓄电池容易 下降，严重时会造成蓄电池寿命终止。2：活性物质的脱落 在我们修复废旧电池时，有些电池加入水后成加水修复后，从注水孔内流出一些红褐 色液体。即为活性物质脱落，活性物质脱落原因有以下几种解释： 1 电池受外力的
8、影响，如 振动，摔打等。2a Pb02o B Pb02变体模型。a Pb02是活性物质骨架，当电池在充放电时， 一部分a Pb02转化为B Pb02从而导致软化脱落。3随着循环进行，无定性态逐渐晶形化， 即结晶度冲加，水化聚合物链数目减少，凝胶压电阻增加，晶粒间电接触恶化，该活性物质 脱落。 4 还有人们认为，随着充电和放电的不断进行，活性物质形成若干密集的团块，当团 块间缺乏足够的连接时，活性物质就会脱落，电池失效。3 电池的电压 电池正负两极的电势差称蓄电池的电压，一般用万用表来测量。在电池修复过程中，其 电压有三种表现形式：第一种叫空载电压，又称为开路电压，就是电池即不充电又无负载的 情
9、况下测量仪电池电压：第二种叫负载电压，就是电池放电过程中某个时段所测量的电池电 压。第三种叫在线电压，就是电池在充电过程中某一时刻所测量的电压，了解三种电压测量 方法，对判断电池是否断路或短路；电池内阻计算具有重要的意义。4 蓄电池的容量蓄电池的容量是衡量蓄电池性能的一项重要指标。一般用安时来表示。放电时间（小时） 与放电电流（安培）总称，即容量=放电时间*放电电流。电池的实际容量，取决于电池中 活性物质的多少和活性物质的利用率。活性物质是量越多，活性物质利用率就越高，电池的 容量也就越大。反之容量越小，影响电池的容量的因素很多，常见的有以下几种：（1）放电率对电池容量的影响铅蓄电池容量随放电
10、倍率的增大而降低，也就是说放电电流越大，计算出电池的容量就越 小。比如一只10Ah的电池，用5安放电可以放2小时，即5*2=10那么用10安放电只能 放出 47.4分钟的电，合0.79小时。其容量仅为10*0.79=7.9安时。所以对于给定电池在不 同时率下放电，将有不同的容量。我们在谈到容量时必须指时放电的时率或倍率。简单的讲 就是用多大的电流放电。(2) 温度对电池容量的影响 温度对铅酸蓄电池的容量影响较大，一般随温度降底，容量的下降，容量与温度的关系如：Ct1= Ct2/l+k (t -12 )。t1t2分别是电解液的温度，k为容量的温度系数，Ctl温度为t1时 容量(Ah), Ct2是
11、温度为t2时的容量(Ah)在蓄电池生产标准中，一般要规定一个温度为 额定标准温度:如规定tl为实际温度,t2为标准温度,(一般为25摄氏度) 负极板受低湿的影响要比正极板敏感.当电解液温度降低时,电解液粘度增大,离子受到较 大的阻力,扩散能力下降,电解液电阻也增大,使电化学反映增加,一部分硫酸铅不能正常转化. 充电接受能力下降,结果导致蓄电池容量下降.(3) 终止电压对电池容量的影响 当电池放电至某一个电压值以后 ,产生电压急剧下降,实际上所获得的能量非常小 ,如果长期 深放电,对电池的损害相当大.所以必须在某一电压值终止放电 ,该截止放电电压叫放电终止 电压.设定放电终止电下,对延长蓄电池使
12、用寿命意义重大.一般我们所维修的电动车电池，电 摩电池的放电终止电压为每格1.75伏，也就是说一节12伏电池为6格，其放电终止电压是 6*1.75=10.5 伏。(4) 极板的几何尺寸对电池容量的影响 在活性物质的量一定时，与电解液直接接触极板的几何面积增加，电池容量的增加，所以极板的几何尺寸，对电池容量的影响不可忽视。 极板厚度对容量的影响活性物质的量一定，电池容量随极板厚度的增加而减少，极板越厚，硫酸与活性物质接 触面就越小，活性物质的利用率越低，电池容量越小。 极板高度对容量的影响在电池中，极板的上下两部分的活性物质利用率存在着较大的差异，实验证实，放电初 期，极板上部比下部的电流密度大
13、约高出2倍2.5倍，这种差别随着放电时的推移逐渐减 少，但上部要比下部的电流密度大。 极板面积对容量的影响活性物质的量一定，极板几何面积越大，活性物质的利用率也越高，电池的容量越大。 在电池壳体相同，活性物质量不变情况下，采用薄极板增加极板片数，也就是增加了极板的 有效反应面积 ，从而提高了活性物质的利用率，增加了电池的容量。(5) 铅蓄电池的内阻蓄电池的内阻是由蓄电池内部物质形成的电阻，蓄电池的内阻只有在充放电时才能形 成。它不是常数，而是在充放电过程中随时间的变化而变化的。我们平时所讲的内阻是某一 时刻的总内阻。它不仅包含了蓄电池的内阻，而且还包含有极化的全电阻值。 就单电池而言，电池的内
14、阻很小，主要是由电解液，隔板和极板本身的电阻构成。如果是电 池组，单体电池之间的连接导线、极柱等都是构成电阻的重要部分。计算电池内阻可用以下 方法：设空载电压为V,负载电压为v2,则电池的内阻为r=V-v2/i。I是放电电流。必须注 意的是第一：测量的全过程必须在10-4秒内完成，否则测内阻应该包括极化时的全部电 阻值，它是可以变化的。(6) 铅蓄电池的短路与断路 在废旧电池修复过程中，短路与断路是判断电池能否维修的关链。当蓄电池一组内部发生短路或断路，则蓄电池没有维修价值。 蓄电池短路有外部和内部之分，外部短路则是用导线将正负两极连接起来，通常用这一“土” 方法来判断电池的好坏。内部短路是指
15、在电池内部正极板是靠隔膜(隔板)把它们相互隔离 的，一但隔膜受损，如隔膜老化，隔膜腐蚀等均可造成短路。蓄电池的断路是指：整个电池回路中断，要与断格区分开来，断格是极板部分脱离。断路是 电池无电压电流，断路一般是由于电池桩头与极板完全脱离，或硫酸铅严重包围极板供电流 不能正常通过。一般不多见，最常见的是短路，最常见的判断电池短路的方法有三种： 第一种是用电压表测量蓄电池电压，如小于 11.5 伏，则该电池可能短路；第二种是给蓄电 池加水后，再测量其电压，因为有些电池由于严重缺水，加水前，电压可超过 12 伏。但加 水后，由于隔膜软化，极板吸水后膨胀，隔膜功能显现出来；第三种是充电时，尤其是修复
16、后电池电压始终过不到 15 伏，也可判断为短路，但要与硫酸浓度降低加以区分。后者在放 电时，电压下降慢，加入浓硫酸后，电压或容量可以恢复。（7）蓄电池的自放电 自放电指的是电池在不使用或在贮存间，出现容量下降的现象。也就是说的电池在无任 何负载时，由于自放电使容量损失。一般电池的自放电主要出现在负极，因为负极活性物质中多为比较活泼的金属粉末，冲 在溶液中比氢的电势负，容易发生置换氢气的反应。如果在极板上存在比电势低的金属杂质。 这些杂质在极板活性物质中形成了微小的腐蚀电池，引起负极金属自容，并伴有氢气板出， 从而使容量减少。自放电的严重程度将直接影响电池质量。一般用自放电率来表示其公式为：自放电率 =Ca-Cb/CaT*100%其中，Ca为电池初始容量，Cb为放置后电池容量，T为放置时间。值得 说明的是，当自放电率为负值时，说明贮存时间不长，电池处于容量
