蓄电池在放电过程中所形成的硫酸铅,原是细小的颗粒,叫做一次性结晶体,一经充电即可消失。特殊情况下,蓄电池极板表面上会形成一层坚硬的硫酸铅白色粗晶粒层。这种硫酸铅结晶很难溶解,且在正常充电时不能转化为二氧化铅和海绵状铅,这种现象称为“硫酸铅硬化”,简称“硫化”。蓄电池极板硫化后,由于结晶层结构致密,导电性差、体积大,严重堵塞了极板活性物质的细小孔隙,阻碍了电解液的渗透与扩散,使参与反应的活性物质减少,蓄电池的容量下降,内阻增大,不能供给大的启动电流,以致不能启动发动机,硫化严重时蓄电池将不能继续使用。
1.蓄电池硫化的原因
1.1蓄电池长期处于充电不足或放电状态下时,极板上的硫酸铅将有一部分溶解于电解液中,温度越高,溶解度越大。而当温度降低时,溶解度减小,电解液中的硫酸铅出现过饱和现象,这时部分硫酸铅就会从电解液中析出,再次结晶生成大晶粒硫酸铅附着在极板表面上,使极板硫化。
1.2封存或停驶车辆的蓄电池,未能定期进行补充充电和进行充放电循环。
1.3启用新蓄电池时,初次充电进行得不认真,致使极板在封存时形成的硫酸铅没有彻底消除。
1.4电解液液面过低,极板的裸露部分与空气接触而强烈氧化(主要是负极板),在汽车行驶过程中,由于电解液的上下波动与极板的氧化部分接触,形成大晶粒的硫酸铅硬化层。使极板裸露部分硫化。
1.5电解液相对密度过高、电液不纯,环境温度变化剧烈、温差大、会加大蓄电池极板硫化进程。
2.蓄电池硫化的检查与判断
对蓄电池极板硫化,可用下列方法进行判别:
2.1就车启动法。车用起动时,起动机转动无力,开灯时,灯光变红并迅速熄灭,则为蓄电池过度放电或硫化。
2.2用高率放电计检查。对各单格极柱外露的蓄电池,可通过用高率放电计检查整个蓄电池和各单格电压来粗略判断,整个蓄电池无电而单格电池有电压但电压很低,或某些单格电池无电压,则蓄电池内部变形或硫化严重。
2.3充电法检查。给蓄电池充电时,单格电压迅速上升到2.8v以上,然后降低再缓慢上升,到充电终了时,电压超过2.5v;充电开始即有大量气泡产生,充电过程中电解液的温度上升很快,蓄电池外壳发烫,而电解液密度无变化,则为蓄电池极板硫化。
2.4分解检查。拆开蓄电池,取出极板观察,如果正极板呈浅棕色或橙黄色(正常颜色应为棕黄色),负极板呈浅灰色或泛白(正常颜色为灰色),极板上活性物质呈脱落状或部分脱落,则极板硫化且硬而脆,敲击时声音响亮,而且极板表面有很多气泡,表面活性物质呈糊状,用手指甲划不出痕迹,但有碎粒脱落,亦说明极板硫化。
2.5测量电解液密度法。铅蓄电池电解液密度一般在1.2~1.3g/me之间,其最小允许值为1.15g/ml左右,当测得电解液的密度远小于1.15g/ml时,则蓄电池的极板已严重硫化。
3.极板硫化的消除方法
极板硫化的蓄电池必须加以消除,否则会影响蓄电池的正常工作,根据硫化程度的不同,可采用不同的方法加以消除。
3.1小电流充电法。对于极板硫化不十分严重的蓄电池可用小电流充电的方法加以消除,其方法是用初充电的第二阶段充电电流(约为额定容量的1/30),或更小的电流,进行长时间(40~50h)的充电,直到充足为止,然后以20h放电率放完电,再次以小电流充电,如此反复,直至蓄电池容量符合要求(即达到80%的额定容量)为止。使用前应调整电解液密度和高度。
3.2水处理法。当极板硫化较严重时,可采用“水处理法”修复。其方法是先将蓄电池用20h放电率放电到单格电池的电压为1.75v,然后倒出电解液,加入蒸馏水静置1h,再用初充电第二阶段充电电流进行充电。待电解液密度上升至1.15g/ml,再按上述放电电流放电至终止电压。接着再以原来的充电电流进行充电,直到电解液密度不再上升。如此反复,最后当蓄电池容量达到额定容量的80%时,表示处理工作基本完成。调整好电解液密度(1.28g/ml)和液面高度即可使用。
3.3化学处理法。对于极板严重硫化的蓄电池,可采用添加化学药剂的方法去硫。其方法是:先将蓄电池用20h放电率将电放光,倒出电解液,再用蒸馏水冲洗一次,然后配制密度为1.100-1.150的电解液,在电解液中按重量比加入0.1%-0.5%化学纯的碳酸钾或碳酸钠,以不使电解液密度有显著改变为限。
将混合好的电解液注入电池中,使液面达到规定高度,用蓄电池额定容量1/20的电流充电,当单格电池电压达到2.4v时,将电流减半继续充电,直至充足,然后再放电、充电,如此反复,直至容量恢复到80%额定容量为止。充电终了不需将电池内的电解液倒出,按规定调整好电解液密度和高度即可使用。
4.蓄电池极板硫化的预防
4.1正确贮存蓄电池。暂不使用的蓄电池进行湿贮存时应将电池充足电,密度达到1.285,液面高度加至正常,密封各单格加液塞通气孔后放置于室内暗处。贮存时间不宜超过6个月,其间应定期检查电解液密度和电池容量,如低于25%,应及时补充充电。长期存放的蓄电池,应采用干贮存法,用蒸馏水多次冲洗以20h放电率完全放电,倾倒出电解液,用蒸馏水多次冲洗至水中无酸性,倒尽水滴,晾干后旋紧加液塞后密封贮存。
4.2严格按要求对新蓄电池或修复后的蓄电池进行初充电,再投入使用。
4.3尽可能使用蓄电池经常处于充足电的状态,冬季放电不超过25%,夏季放电不超过50%。
4.4蓄电池在车上使用时,常有充电不足现象(尤其是短途运输车辆和场地驾驶训练车辆)应根据需要对蓄电池进行补充充电(一般每月至少一次)。
4.5及时添加蒸馏水(不能用河水和井水等代替),使电解液液面不致过低。