1 什么是電池硫化?
在極板上生成白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶,充電時(shí)又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛,這就是硫酸鹽化,簡(jiǎn)稱為“硫化”。生成這種硫酸鉛的原因是過(guò)放電或放電后長(zhǎng)期放置時(shí),硫酸鉛微粒在電解液中溶解,呈飽和狀態(tài),這些硫酸鉛在溫度低時(shí)重新結(jié)晶,而在結(jié)晶質(zhì)硫酸鉛是析出。這樣在一度析出的粒子上一次又一次地因溫度變動(dòng)而生長(zhǎng)、發(fā)展,使結(jié)晶粒增大。這種硫酸鉛的導(dǎo)電性不良、電阻大,溶解度和溶解速度又很小,充電時(shí)恢復(fù)困難。因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
2 產(chǎn)生硫化的原因是什么?
正常的鉛蓄電池在放電時(shí)形成硫酸鉛結(jié)晶,充電時(shí)比較容易地還原為鉛。如果電池地使用和維護(hù)不善,例如經(jīng)常充電不足或過(guò)放電,負(fù)極上就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛。這種硫酸鉛用常規(guī)的方法充電很難還原,要求充電電壓很高,由于充電時(shí)充電接受能力很差,大量析出氣體。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在負(fù)極,被稱為不可逆硫酸鹽化。它引起蓄電池容量下降,甚至成為蓄電池壽命終止的原因。
一般認(rèn)為,這種不可逆硫酸鹽化的原因是硫酸鉛的重結(jié)晶,粗大結(jié)晶形成之后溶解度減少。
硫酸鉛的重結(jié)晶使晶體變大,是由于多晶體系傾向與減少小其表面自由能的結(jié)果。從結(jié)晶過(guò)程的規(guī)律可知,小結(jié)晶尺寸的溶解度大于大結(jié)晶尺寸的溶解度。
因此,當(dāng)長(zhǎng)期存放或過(guò)放電時(shí),大量的硫酸鉛存在,再加上硫酸濃度和溫度的波動(dòng),個(gè)別的硫酸鉛晶體就可以依附靠近小晶體的溶解而長(zhǎng)大。
有人提出與上述完全不同的觀點(diǎn),認(rèn)為不可逆硫酸鹽化常常與電解液中存在大量表面活性物質(zhì)有關(guān),這些表面活性物質(zhì)作為雜質(zhì)存在。由于吸附減小了硫酸鉛的溶解度,充電時(shí)會(huì)使鉛離子還原的極限電流下降。
表面活性物質(zhì)也會(huì)吸附在正極上,但它不至于引起不可逆硫酸鹽化,因?yàn)檎龢O在充電時(shí)進(jìn)行陽(yáng)極氧化過(guò)程,其電勢(shì)足以破壞表面活性物質(zhì),使之被氧化為水和二氧化碳。
防止負(fù)極不可逆硫酸鹽化最簡(jiǎn)單的方法是,及時(shí)充電和不要過(guò)放電。蓄電池一旦發(fā)生了不可逆硫酸鹽化,如能及時(shí)處理尚能挽救。一般的處理方法是:將電解液的濃度調(diào)低(或用水代替硫酸),用比正常充電電流小一半或更低的電流進(jìn)行充電,然后放電,再充電......如此反復(fù)數(shù)次,達(dá)到應(yīng)有的容量以后,重新調(diào)整電解液濃度及液面高度。
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