铅酸蓄电池的最佳充电方法 如何修复损坏的铅酸蓄电池

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摘要:铅酸蓄电池是使用十分广泛的一种蓄电池,在电动车上的应用尤多。但是我们经常会发现给铅酸蓄电池充电会出现充不进或者损害电池的问题,那么什么样的方式才是最好的充电方法呢?一般来说我们可以采用恒定电流充电法、恒定电压充电法、阶段等流充电法、浮充电法等。但是日常的使用还是难免会损坏铅蓄电池,下面就一起来看看具体的修复方法吧!希望对你有所帮助。

一、铅酸电池最佳充电方法


1)恒定电流充电法

在充电过程中充电电流始终保持不变,叫做恒定电流充电法,简称恒流充电法或等流充电法。在充电过程中由于蓄电池电压逐渐升高,充电电流逐渐下降,为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减小,充电过程必须逐渐升高电源电压,以维持充电电流始终不变,这对于充电设备的自动化程度要求较高,一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。恒流充电法,在蓄电池最大允许的充电电流情况下,充电电流越大,充电时间就可以缩短。若从时间上考虑,采用此法有利的。但在充电后期若充电电流仍不变,这时由于大部分电流用于电解水上,电解液出气泡过多而显沸腾状,这不仅消耗电能,而且容易使极板上活性物质大量脱落,温升过高,造成极板弯曲,容量迅速下降而提前报废。所以,这种充电方法很少采用。

2)恒定电压充电法

在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期,电源电压始终保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时,充电电流减至最小甚至为零。由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小,使极板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时,所需电源电压:酸性蓄电池每个单体电池为2.4~2.8V左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6~2.0V左右。

(3)有固定电阻的恒定电压充电

为补救恒定电压充电的缺点而采用的一种方法。即在充电电源与电池之间串联一电阻,这样充电初期的电流可以调整。但有时最大充电电流受到限制,因此随充电过程的进行,蓄电池电压逐渐上升,电流却几乎成为直线衰减。有时使用两个电阻值,约在2.4V时,从低电阻转换到高电阻,以减少出气。

(4)阶段等流充电法

综合恒流和恒压充电法的特点,蓄电池在充电初期用较大的电流,经过一段时间改用较小的电流,至充电后期改用更小的电流,即不同阶段内以不同的电流进行恒流充电的方法,叫做阶段恒流充电法。阶段恒流充电法,一般可分为两个阶段进行,也可分为多个阶段进行。

阶段等流充电法所需充电时间短,充电效果也好。由于充电后期改用较小电流充电,这样减少了气泡对极板活性物质的冲刷,减少了活性物质的脱落。这种充电法能延长蓄电池使用寿命,并节省电能,充电又彻底,所以是当前常用的一种充电方法。一般蓄电池第一阶段以10h率电流进行充电,第二阶段以20h率电流进行充电。各阶段充电时间的长短,各种蓄电池的具体要求和标准不一样。

3阶段充电法是铅酸电池理想充电法。

(5)浮充电法

间歇使用的蓄电池或仅在交流电停电时才使用的蓄电池,其充电方式为浮充电式。一些特殊场合使用的固定型蓄电池一般均采用浮充电方法对蓄电池进行充电。浮充电法的优点主要在于能减少蓄电池的析气率,并可防止过充电,同时由于蓄电池同直流电源并联供电,用电设备大电流用电时,蓄电池瞬时输出大电流,这有助于镇定电源系统的电压,使用电设备用电正常。浮充电法的缺点是个别蓄电池充电不均衡和充不足电,所以需要进行定期的均衡充电。

二、铅酸蓄电池如何修复

并不是所有失效的铅酸蓄电池都能进行修复,如出现了短路和断路的电池、极板上活性物质严重脱落的电池、极板严重损坏,严重变形的电池、电池塑料壳体严重变形和严重破裂的电池,以及电池塑料壳体底部出现大面积漏液的电池是不能进行修复的。所以可修复的铅酸蓄电池是因失水严重而失效、电极上活性物质发生严重的硫酸盐化而失效的电池,以及因磕碰、摔打、跌落等原因使电池壳体上部出现微弱裂缝而漏液造成失效的电池,即结构轻微失效的电池。所以铅酸蓄电池的修复可分为对电性能失效的修复和对塑料壳体结构件失效的修复。

1、对电性能失效的铅酸蓄电池修复

对电性能失效的铅酸蓄电池修复可分为化学方法修复和物理方法修复。

1)用化学方法对电性能失效的铅酸蓄电池修复

化学方法对电性能失效的铅酸蓄电池的修复通常是采用加入化学活化剂方法,如添加纳米碳溶胶蓄电池活化剂,它是以纳米石墨为溶质主要成份的水溶液。

A、对失水严重的铅酸蓄电池在加入活化剂前要先加入浓度为5%~10%的稀硫酸电解液,补加的电解液量控制在上下液面线之间偏上线的位置。

B、按活化剂的使用添加量要求通过气塞孔均匀的从四周及中间加入到每个单体蓄电池内部并摇动均匀。纳米碳溶胶活化剂加完后电解液的液面线接近液面标示线的上线。

C、立即对修复的电池充电,开始活化充电时充电电流要大于正常充电电流的50%左右,以便使纳米石墨在电场的作用下尽快的吸附到电极里面,大约充进40%左右的电量时再进行正常充电。首次活化的充电量为理论容量的120%~130%

一般活化2~3个周次后电池的电性能就能得以恢复,其放电容量在额定容量的98%以上的可认为修复完成。电池活化修复后对电解液液面偏高的要抽出多余的电解液。

在电池活化前电池内部的电解液如果混浊并为棕色及有固体颗粒但放电容量接近额定容量的80%的电池,应把电解液全部倒出(或吸出)并用电池用纯净水清洗2次,然后再加入使用浓度的硫酸电解液,再按前述方法对电池进行活化修复。

注意:

纳米碳溶胶铅酸蓄电池活化剂最适用于富液型的各种铅酸蓄电池的修复,对VRLA铅酸蓄电池的修复也有一定效果;但对胶体电解质电池的修复效果不明显。

2)用物理方法对电性能失效的铅酸蓄电池的修复

用物理方法对电性能失效的铅酸蓄电池修复是用充电设备提供的充电模式创新—充电电流的变化来实现的。

A、对失水严重的电池进行补充电解液

方法见(1);

B、对修复的电池进行小电流预放电

小电流预放电可以使电解液更容易浸润到电极内部,使表面已生成钝化层的活性物质(硫酸铅)在小电流放电时产生比较疏松的硫酸铅分子,这有助于钝化的硫酸铅活化并再度参加电化学反应。

C、修复充电

可采用变幅脉冲铅酸蓄电池修复仪来对电性能失效的电池修复充电。一开始要用大电流对失效的电池充电,当电池的电压和内阻达到一定值时会自动的引入脉冲充电;正脉冲电流一般≥0.3C,负脉冲电流一般≥0.1C,终止时单体电池电压控制在2.63V~2.70V之间。充电电流会随电池的电压升高而逐步下降,这可以避免长时间大电流充电造成电极的损坏和失水。一般修复充电的充电容量控制在额定容量的120%左右,时间控制在10h~12h之间。

D、第一次修复充电后的容量检测

第一次修复充电完成后应搁置2小时,其后检察电池的开路电压,若一切正常可按要求的放电电流放电,放至单体电压到1.75V,放出的容量应不少于额定容量的95%

E、第二次修复充电

对于长时间没有使用或失水严重及硫酸盐化严重引起电性能失效的电池仅一次性修复很难使电池的容量恢复到额定容量的95%以上;需要对容量恢复到额定容量80%以上的电池进行第二次修复。第二次修复的充电方法与第一次相同。一般只是电性能失效的电池第二次修复后其电池容量可以恢复到额定容量的98%以上;这时可认为修复完成,电池再充电后就可以提交使用。如果第二次修复放电容量低于额定容量的85%则认为该电池彻底失效不可修复。

3)用扫描共振频率技术对电性能失效的铅酸蓄电池修复

扫描共振频率技术(装置)对落后或电性能失效电池的修复操作

A、对失水严重的电池进行补充电解液,方法同3.1.1.21)。

B、将扫描共振频率装置连接到电池(组)的正、负极上,按使用要求对落后或电性能失效的电池进行修复。为防止电池工作状态对修复的干扰在线路中应串一个同步干扰抑制模块。

C、测量被修复电路中电池的电压和内阻,失效的或落后的电池电压和内阻与其它电池基本一致时可以认为修复完成。

注意:

可用于通信、通讯系统、UPS系统、卫星地面站等设施的电池机房。该技术(装置)的最大特点是落后或失效的电池可以在线修复,不必把有问题的电池从供配电系统中取下,是属于在线智能修复,可无需人员值班,修复激活电池时也不会给电池带来损坏。

2、铅酸蓄电池壳体损坏的修复

铅酸蓄电池在使用过程中有时会出现碰撞、跌落、摔打的现象,这就会造成电池的塑料壳体被损坏。对于只有轻微损坏(如外壳有轻微缝隙、漏电解液并不严重、内部电极并未损坏)的可以进行修复,但修复后不应影响电池在设备上的装配。

1)用粘合技术对铅酸蓄电池外壳损伤的修复操作

按正丁酮100 ml+20 g ABS(或SAN)塑料料粒的配比配制胶液,不断摇动,使固体料粒完全溶解并成均匀液,待用(胶液用后密封好,可以长期使用)。把铅酸蓄电池外壳损伤处擦拭洁净,粘接面上不能有粉尘,粉状颗粒,油污及电解液并应平整。取洁净的尺寸适度的ABS(或SAN)塑料板块(板块的尺寸各方向上要大于裂缝5mm以上,厚度和电池外壳壁相当,待用。取适量的胶液涂抹于铅酸蓄电池外壳的损伤处及周边5mm以上的地带,再把裁剪好的塑料板块紧压在涂好胶的电池外壳损伤处并平压紧,12小时以后待胶液完全干涸后检查不漏,可以认为修复完成,可提交使用。应注意的是粘接面必需平整,粘接处必需平压紧。被修复的电池在修复前若漏电解液较多时应补加使用浓度的硫酸电解液在充电活化后方可提交使用。

粘合修复铅酸蓄电池技术适用于电池壳体材料有溶剂可溶的,如ABS(丙烯晴、苯乙烯、丁二烯共聚物),改性ABS工程塑料,SAN工程塑料(苯乙烯、丙烯晴共聚物)等。

2)用热熔粘合技术对壳体损伤的铅酸蓄电池的修复

对铅酸蓄电池的损伤面进行洁净处理,粘接面不应有酸液、粉尘、油污和粒状杂质。用热熔枪对热熔胶棒加热并对修复处适当加热,使热熔胶棒熔化并流落到电池壳体的损伤处,热熔胶粘合面各方向上的胶液要大于损伤缝隙处5mm以上,损伤缝隙粘合胶面的厚度不小于电池外壳的壁厚,热熔胶合面可以适当加压有利于粘合牢固,自然冷却12小时后检查不漏,可以认为修复完成,可提交使用。

热熔胶粘合修复可以用热熔胶棒,也可以用与电池壳体相同材料的棒(板)材料,作为热熔胶合材料,后者效果会更好。对熔胶粘合修复前失液过多的电池修复后应补加使用浓度的电解液到液面线的中间部位并充电后再提交使用。

热熔胶粘合修复适用于所有的热塑性工程塑料制作的电池壳体修复,特别是没有溶剂的热塑性工程塑料制作的电池壳体破裂的修复,如PP(聚丙烯),改性增强PP(滑石粉强化的聚丙烯)等。

对于极拄处,或盖子上出现的轻微缝隙也可以用上述热熔粘合方法进行修复。

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