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铅酸蓄电池硫酸盐化后的处理措施

铅酸蓄电池作为一种化学电源在能源领域里一直以*位置延续至今，说明其有*的优点存在。但也有其值得重视的问题，那就是多数电池的工作状态不能达到当今科技*设备的需求。按常理说，铅酸蓄电池的活性材料能维持8--10年或更长一些，但事实上大多情况下达不到预期使用时间。现实中的电池平均寿命是6--48个月，而能用48个月的电池仅占30%。大部分电池则提前容量衰减和失效。影响铅酸蓄电池寿命的一个主要原因是：硫酸盐的堆积，这就是硫酸盐化，即在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅，简称为“硫酸盐化”。简单而论，就是铅酸蓄电池的极板被硫酸铅晶体覆盖，导致电池容量下降或功能衰退。生成这种硫酸铅的原因是过放电或放电后*放置时，硫酸铅微粒在电解液中溶解，呈饱和状态，这些硫酸铅在温度低时重新结晶，即硫酸铅的析出。这样在析出的硫酸铅粒子上一次又一次地因温度变动而生长、发展，使结晶粒增大。这种硫酸铅的导电性不良、电阻大，溶解度和溶解速度又很小，充电时恢复困难。因而成为容量降低和寿命缩短的原因。

从分子的化学结构分析，结晶一般是指分子和水形成一种新的水合结晶体，分子会与水分子形成分子链。这时，必须要有外加能量，首先打破分子与水分子的分子链，然后才能让此分子与其它分子参与化学反应。另外结晶体有一种共性，就是容易吸附同类分子，形成更多的结晶体。铅酸蓄电池的硫酸铅结晶一般是由于充电不*导致，一般我们认为，充电电压要达到电池电压的1.25倍，(12V电池须达到15V充电电压)，方能使负极板的活性物质复原。如果充电电压无法达到此标准，就会有部分硫酸铅分子未转化，从而逐渐与电解液中的水分子结合形成结晶体。随着时间的推移，结晶体的形成会越来越多，终导致电池衰退。因此，我们可以说：首先，电池的硫酸盐化*不在产生。其次，电池产生硫酸盐化，因其不可逆性，必须借助外来能量将其分解，才能还原为电池的原始状态。

2铅酸蓄电池硫酸盐化后的主要表现

铅酸蓄电池硫酸盐化后较明显的特征是电池容量下降，内阻增加。当然，如果电池失水和正极板软化也具有这些特性。判断电池是否因为硫酸盐化而容量下降，往往是采用各种修复方法对电池进行容量恢复，如果容量明显上升，就是硫酸盐化，如果电池容量变化不明显，电池容量下降可能是其它原因造成的。

铅酸蓄电池硫酸盐化的具体特征如下：

①充电时气泡出现较早，电解液密度达不到规定的标准。

②充电时电解液温度比极板没有硫酸盐化的铅酸蓄电池高。

③在放电使用时或进行蓄电池容量测试时，端电压下降较快。电解液密度下降低于正常值。

④容量明显降低。

⑤极板颜色不正常，正极呈浅褐色（有的呈白色），负极变为灰白色，正、负极板表面变硬为砂粒状。

3铅酸蓄电池硫酸盐化的原因

一般认为，铅酸蓄电池的不可逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶，粗大结晶形成之后溶解度降低。

以下几种情况产生硫酸盐化是不可避免的：

①电池在安装使用前曾长时间搁置储存。实际上电池一旦加上硫酸液后就开始了化学反应而产生盐化物。所以，新电池的搁置时间过长也会因硫酸盐化而失效。

②持续过放电或经常过量放电或小电流深放电，会在极板深处生成较多的硫酸铅。

③放电后，24小时内没有及时补充充电。

④不能定期过充电或经常充电不足，在活性物质中或多或少残留一部分未能还原的硫酸铅。

⑤在充电不足的情况下，电池大电流工作，会加剧电池的硫酸盐化。

⑥环境温度过高或过低对蓄电池性能都有影响。例如，当气温转热，随温度每增加10度，盐化速率呈2倍增长。在充电期间，如外界温度高，当电池的温度达75度时，内阻会增大，致使充电不足情况发生。一般情况下，充电达*时，电解液的比重是1.27左右，这时候的电解液凝固温度是零下83华氏；当比重在1.2左右时，凝固温度是零下17华氏；若比重在1.14时（也称*放电），这时仅在8华氏就凝固。

⑦缺少电解液。因水份蒸发过多或电解液意外泄漏而没有及时补充，致使液面过低，极板上部*露出液面，造成极板上部的硫酸盐化。

4电池硫酸盐化的危害

正常的铅蓄电池在放电时形成的硫酸铅，充电时比较容易地转化为铅和氧化铅。如果电池使用和维护不善，例如经常充电不足或过放电，负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅。这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原，要求充电电压很高，由于充电时充电接受能力很差，大量析出气体。这种现象通常发生在负极，被称为不可逆硫酸盐化。它引起蓄电池容量下降，甚至成为蓄电池寿命终止的原因。轻微的电池硫酸盐化，会降低电池的容量，电池内阻增加，严重时则电极失效，充不进电。轻微的电池硫酸盐化，尚可用一些方法使它恢复，严重时采用一般的充电方法是不能够恢复容量的。

硫酸盐是能量转换过程必然之物，但生成硫酸盐的结晶物确是一个严重问题，电池硫酸盐化的危害主要表现如下：

①极板弯曲：极板某处有硫酸盐结晶削弱电能的接受，造成电池极板的某处过充电，而这种过充电使此处温度升高，使这里的极板弯曲。盐化使极板上栅格网眼的反应物脱落，也会导致过充电，极板弯曲。

②短路：由于盐化使内阻增加，极板弯曲，接触了另一极性的极板而发生短路或破坏了支撑极板的框架。

③活性物质的脱落：盐化结晶物使内阻增大，造成局部过充电，导*板有裂缝和裂缝的物质脱落。

5铅酸蓄电池硫酸盐化的常见应用领域

铅酸蓄电池的应用非常广泛，应用领域众多。一般来讲，采用浮充电使用的电池由于充电环境和条件比较*，电池一般情况下，不会持续过放电，*处于充电不足的状态更是少见，所以，这类使用条件下的铅酸蓄电池不易产生硫酸盐化。而移动使用的电池非常容易产生硫酸盐化，主要是由于移动使用的电池工作后，由于环境条件的限制，大多数情况下无法得到及时的充电，甚至是经常无法充满，*亏电，持续过放电时有发生，久而久之，硫酸盐结晶就会产生，且不断增长，以致使电池产生硫酸盐化，因此，移动条件下使用的电池更应注重防止发生和及时消除硫酸盐化。

6铅酸蓄电池硫酸盐化后的处理措施

蓄电池一旦发生了硫酸盐化，如能及时处理尚能恢复。有各种各样的消除电池硫酸盐化的方法。

6.1水疗法

如果硫酸盐化不太严重，可以使用较稀的电解液，密度在1.100g/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，可能得以恢复。如果电解液密度较高，则充电时只进行水分解，活性物质难以恢复。

6.2根据硫酸盐化程度分别调整电液成分充电活化法

修复硫酸盐化的实质就是使白色坚硬的硫酸铅结晶，软化细化溶解，增强极板内部可逆性化学反应能力，使之恢复良好的性能。

6.2.1轻微、中度硫酸盐化可用下面方法修复：

①先将铅酸蓄电池充电，接着进行一次10~20小时率电流放电，对于6V的蓄电池放至5.4V，对于12V的放至10.8V。

②倒出电解液，换成密度为1.04~1.06g/cm3的电解液，用20h率以下电流充电20小时以上，直到电解液密度不再升高为止。

③用标准电解液，按正常充电法充足电。

④测试蓄电池的容量，如能达到标称容量的80%以上，表示修复成功；如达不到，则按重度硫酸盐化修复处理。

6.2.2重度硫酸盐化的修复，一般可用下法：

①用10%的硫酸钠水溶液或者用0.1%~0.5%碳酸钾水溶液注入，用20h率以下小电流连续充电70~80小时。

②倒出水溶液，用蒸馏水或纯水冲洗干净，再加入密度为1.40 g/cm3的电解液，并调整到标准密度。

③经过一次正常的充、放电，容量若能恢复到标称容量的90%左右，表示修复成功。

6.2.3许多重度硫酸盐化的铅酸蓄电池电解液几乎干涸，利用上述方法又很难“*”。有报道用特殊的处理措施可使容量恢复。现摘录其方法如下，读者可以在具体的实践中试用：

①在去离子纯水中，适当加入硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌、酒石酸、乙二胺四乙酸二钠（EDTA二钠）等，配成水溶液。

②倒掉原电解液，加入上述水溶液，静置12小时，以6A电流充电5~30小时，再用5A电流放电25小时，倒掉水溶液。

③用密度为1.40 g/cm3的电解液注入，调至标准密度，按正常方法充足电。

④测试蓄电池容量，若能达到原标称容量的90%左右，表示修复成功，否则只能报废。

该法适用于各种铅酸蓄电池，包括免维护蓄电池及其他各种蓄电瓶。

6.3大电流充电

若认为吸附是造成硫酸盐化的原因，则可以用高电流密度充电（达100mA/cm2）。在这样的电流密度下，负极可以达到很负的电势值，改变了电极表面带电的符号，表面活性物质会发生脱附，特别是对阴离子型的表面活性物质，这种有害的表面活性物质从电极表面上脱附以后，就可以使充电顺利进行。目前国内几乎没有人使用这种方法处理不可逆硫酸盐化，可能出于以下考虑：高电流密度下极化和欧姆压降增加，这部分能量转化为热，使蓄电池内部温度升高，同时又有大量的气体析出，尤其是正*量气析出气体，其冲刷作用易使活性物质脱落。

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