郭錦平

（海裝北京局駐邯鄲地區(qū)軍事代表室，河北 邯鄲056000）

1 蓄電池工作原理

鉛酸蓄電池工作是電能和化學(xué)能反復(fù)轉(zhuǎn)換的過程。蓄電池充電時(shí)，在外電場(chǎng)的作用下，在正負(fù)極板中的硫酸析出進(jìn)入電解液，電解液中的硫酸濃度增加，同時(shí)正極板主要成分變?yōu)镻bO2，負(fù)極板變?yōu)榧働b。在放電時(shí)，負(fù)極板Pb 與電解液中的SO42-離子反應(yīng)生成PbSO4，并釋放電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)入正極形成電流，同時(shí)正負(fù)極PbO2得到電子并與SO42-反應(yīng)生成PbSO4，其反應(yīng)可以用下式表示。

2 硫酸鹽化機(jī)理和處理方式

酸性蓄電池在正常放電情況下，兩種極板上所形成的硫酸鉛是均勻分布的細(xì)粒結(jié)晶體，在充電時(shí)能夠還原成二氧化鉛及鉛。但是如果蓄電池放電過多或長(zhǎng)期充電不足，則極板上將形成一層白色粗粒狀的硫酸鉛。這層硫酸鉛不易導(dǎo)電，極易堵塞極板空隙，且在充電時(shí)不易還原成二氧化鉛和鉛，使蓄電池容量減小、內(nèi)電阻加大，這種故障稱為蓄電池極板硫酸鹽化，也稱極板硬化。極板硫酸鹽化會(huì)影響電池使用性能，導(dǎo)致容量不足等一系列問題。如果極板硫化嚴(yán)重，即形成粗大的硫酸晶體，極板手感粗糙，明顯有顆粒感，且充電式發(fā)熱快，升壓高，電池容量大幅降低。這種情況較為復(fù)雜，處理起來比較困難且難以控制，效果也不明顯。因此只討論輕度極板硫酸鹽化處理方式。

輕度極板硫酸鹽化，可將蓄電池進(jìn)行連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的小電流充電，記載第二階段采用充電電流值一般的電流大小或者再小一些的電流持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充電，直到電壓或電解液比重達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3 實(shí)例操作

現(xiàn)結(jié)合一因硫酸鹽化而容量不足的退返12-QW-50 電池進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。

表1 電池試驗(yàn)計(jì)劃方案

按照表1 列出實(shí)驗(yàn)方案依次進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，如圖1（1）所示，充電初期電池的端電壓上升非?？?，達(dá)0.18V/s，測(cè)定20 小時(shí)率容量明顯不足,符合硫酸鹽化特征，為輕微硫酸鹽化。為此先進(jìn)行硫酸鹽化處理，圖1（2）按照處理輕微硫酸鹽化方案進(jìn)行試驗(yàn)，即在按照說明書充電完成之后，再采用小電流長(zhǎng)時(shí)間充電。處理之后測(cè)試20 小時(shí)率容量，結(jié)果符合要求。圖1（3），第三次重復(fù)操作，可以看到，充電初期，電壓上升速率有所減緩，且容量測(cè)試符合要求，可以確定引起容量不足原因?yàn)闃O板輕微硫酸鹽化，且經(jīng)過處理后情況得到改善。圖1（4），第四次試驗(yàn)按照說明書充電方案充電，并作20 小時(shí)率容量，結(jié)果符合要求。

圖1 充電并做20 小時(shí)制放電試驗(yàn)電壓曲線

4 結(jié)論

蓄電池長(zhǎng)期處于放電狀態(tài)，由于已經(jīng)過放電或在自行放電導(dǎo)致電解液密度低，那些細(xì)小的硫酸鉛結(jié)晶體就容易溶解在電解液中，而粗大的硫酸鉛晶體不但不容易溶解，反而會(huì)互相連接而繼續(xù)變大，這種正反饋機(jī)制會(huì)不可避免的形成許多大塊的硫酸鉛晶體，減低活性物質(zhì)利用率，影響電池使用性能，最后甚至導(dǎo)致整個(gè)極板都硫化引起電池報(bào)廢等嚴(yán)重后果。按照此前提出的處理輕微硫酸鹽化方案，進(jìn)行性能改善，結(jié)果證明此方式有一定效果。但并不能忽略對(duì)蓄電池的日常維護(hù)和小心使用，時(shí)刻注意蓄電池的狀態(tài)是否正常，防患于未然。