浅析铅酸蓄电池轻度极板硫酸盐化处理方式

郭锦平

（海装北京局驻邯郸地区军事代表室，河北 邯郸056000）

1 蓄电池工作原理

铅酸蓄电池工作是电能和化学能反复转换的过程。蓄电池充电时，在外电场的作用下，在正负极板中的硫酸析出进入电解液，电解液中的硫酸浓度增加，同时正极板主要成分变为PbO2，负极板变为纯Pb。在放电时，负极板Pb 与电解液中的SO42-离子反应生成PbSO4，并释放电子经负载进入正极形成电流，同时正负极PbO2得到电子并与SO42-反应生成PbSO4，其反应可以用下式表示。

2 硫酸盐化机理和处理方式

酸性蓄电池在正常放电情况下，两种极板上所形成的硫酸铅是均匀分布的细粒结晶体，在充电时能够还原成二氧化铅及铅。但是如果蓄电池放电过多或长期充电不足，则极板上将形成一层白色粗粒状的硫酸铅。这层硫酸铅不易导电，极易堵塞极板空隙，且在充电时不易还原成二氧化铅和铅，使蓄电池容量减小、内电阻加大，这种故障称为蓄电池极板硫酸盐化，也称极板硬化。极板硫酸盐化会影响电池使用性能，导致容量不足等一系列问题。如果极板硫化严重，即形成粗大的硫酸晶体，极板手感粗糙，明显有颗粒感，且充电式发热快，升压高，电池容量大幅降低。这种情况较为复杂，处理起来比较困难且难以控制，效果也不明显。因此只讨论轻度极板硫酸盐化处理方式。

轻度极板硫酸盐化，可将蓄电池进行连续长时间的小电流充电，记载第二阶段采用充电电流值一般的电流大小或者再小一些的电流持续长时间反复充电，直到电压或电解液比重达到标准。

3 实例操作

现结合一因硫酸盐化而容量不足的退返12-QW-50 电池进行实际验证。

表1 电池试验计划方案

按照表1 列出实验方案依次进行试验验证，如图1（1）所示，充电初期电池的端电压上升非常快，达0.18V/s，测定20 小时率容量明显不足,符合硫酸盐化特征，为轻微硫酸盐化。为此先进行硫酸盐化处理，图1（2）按照处理轻微硫酸盐化方案进行试验，即在按照说明书充电完成之后，再采用小电流长时间充电。处理之后测试20 小时率容量，结果符合要求。图1（3），第三次重复操作，可以看到，充电初期，电压上升速率有所减缓，且容量测试符合要求，可以确定引起容量不足原因为极板轻微硫酸盐化，且经过处理后情况得到改善。图1（4），第四次试验按照说明书充电方案充电，并作20 小时率容量，结果符合要求。

图1 充电并做20 小时制放电试验电压曲线

4 结论

蓄电池长期处于放电状态，由于已经过放电或在自行放电导致电解液密度低，那些细小的硫酸铅结晶体就容易溶解在电解液中，而粗大的硫酸铅晶体不但不容易溶解，反而会互相连接而继续变大，这种正反馈机制会不可避免的形成许多大块的硫酸铅晶体，减低活性物质利用率，影响电池使用性能，最后甚至导致整个极板都硫化引起电池报废等严重后果。按照此前提出的处理轻微硫酸盐化方案，进行性能改善，结果证明此方式有一定效果。但并不能忽略对蓄电池的日常维护和小心使用，时刻注意蓄电池的状态是否正常，防患于未然。