刍议铅酸蓄电池动态除硫养护技术

云南电网有限责任公司怒江供电局 马翰超 陈玉文 熊云慷

近年来，随着我国科学信息技术快速发展，电池的制造工艺、制造技术也取得了一系列的成就。铅酸蓄电池不管是技术，还是制造工业都已经达到了现有物理、化学、材料科学领域的较高水平。当前，为了全面提高铅酸蓄电池的维护水平，确保铅酸蓄电池可靠经济运作，需要改变传统的维护理念，使用先进的技术进行跟踪维护。因此，文本主要针对铅酸蓄电池动态除硫养护技术进行探究，具有至关重要的现实意义。

1 铅酸蓄电池硫化的原因

通常情况下，如果铅酸蓄电池长时间运作，他会在基板上生成一种白色坚硬的物质，这种坚硬的物质称之为硫酸铅结晶。电池组在进行充电时，这种化学物质非常难以转化，长时间的堆积在极板附近称之为硫化，由于硫酸铅此种化学物质，它的导电性能不高、内阻较大，溶解速度较为缓慢，在进行充电恢复时较为困难，会缩短铅酸蓄电池的使用寿命，降低电池容量。一般来说，正常的铅酸蓄电池在放电时会形成硫酸铅结晶，在充电时会通过化学反应还原为铅物质，如果在电池使用时保护不当，或者是经常的充电不足放电，会在电池的负极形成坚硬的硫酸铅，也会在电池的负极生成大量的气体，导致电池充电接收能力较差。长此以往，会导致铅酸蓄电池失效，可能会出现失水、硫化、正极板软化、短路等，造成极大的损失。

2 铅酸蓄电池动态除硫背景

铅酸蓄电池如果发生硫化会增加电池内阻，降低电池容量，进而发生严重的电极失效，导致电池充不上电，轻微的电池硫化可以采用简单的方式进行修复，常见的有水疗法、电流充电修复法、以及利用脉冲谐波谐振的方式进行电池的修复。铅酸蓄电池组容量一直以来都是技术人员最青睐的话题，按照现有的技术规范，蓄电池组容量需要每年进行核定，如果在进行核定操作时发现，每次容量达标则能够在下一个年度周期内进行时就使用，也就表明该铅酸蓄电池组它是合格的。铅酸蓄电池如果长期处在浮充状态下，会导致电池持续硫化降低，出现铅酸蓄电池组管理空白区，无法对蓄电池的工作状况进行掌握，成为管理盲区，会引发不必要的安全事故。

电池组在使用时，按照化学原理铅酸蓄电池充放电过程，它是一个可逆的电化学反应,在放电过程生成的硫酸铅在充电时也会被完全氧化，生成为正极的二氧化铅和负极的铅。这样用来维持电池的电容量，然而如果生成的硫酸铅不能完全还原，剩余的硫酸铅会在蓄电池的正负极极板上进行附着，严重地削弱化学反应的活性和速率，导致电池的荷电能力下降，这个硫化过程是不可逆的。为了有效地掌握蓄电池组的荷电能力，在进行实验时可以使用电压巡检装置以及内阻检测仪，通过实施监管电池体内的电压以及内阻参数，有效地获得获得相应的技术参数[1]。

也不是说通过测试单体蓄电池内阻能够一定的了解蓄电池的荷电能力优于铅酸蓄电池，它的内阻结构是结构化的。通常情况下主要包括欧姆内阻、硫化内阻以及极化内阻。对于极化内阻来说，它的参数很小、甚至可以不计，在进行内阻测试时，主要是检测欧姆内阻以及硫化内阻才能有效地了解蓄电池的硫化程度。通过大量的实验探究，发现电压巡检以及内阻测试都有一个共同的特征，需要将电压和内阻的状态假定为短期静态进行检测，铅酸蓄电池在放电时不仅会形成硫酸铅结晶，也能够减少蓄电池的硫化内阻，结合实施检测的方式对单体电池性能进行控制。通过加载尖峰脉冲的方式减少硫化内阻，进而不断提高单体电池的荷载能力[2]。

3 常见的铅酸蓄电池动态除硫养护技术

现阶段常见的电池除硫技术主要有以下三种：

水疗法。如果说铅酸蓄电池硫化并不严重，可以将液体温度控制在30摄氏度至40摄氏度之间进行充电。

大电流充电恢复方式。如果电池硫化是由于硫酸盐化产生的，这时可以使用高电流密度充电的方式。确保电流密度是每平方厘米100毫安[3]，还要远离零电荷点，使活性物质从电极表面进行脱落，能够确保电池充放电顺利进行。使用此种方式，在高电流密度下，极化和欧姆压降会有所增加，转化为热量，导致电池内部温度过高，产生大量气体，在气体的冲刷下，导致活性物质脱落。

脉冲谐波谐振修复方法。根据现有的原子物理学以及固体物理学的相关理论，硫离子的能级状态是不同的，但在物理层面，任何绝缘体在足够高的电压下都可以发生击穿，这时绝缘层会发生破坏，硫酸铅会呈现出导电状态，这时需要对高电阻率的绝缘施加瞬间的高电压，会击穿硫酸铅的结晶。如果脉冲宽度足够短，可也在确保击穿粗大硫酸铅结晶的前提下，同时抑制气体的形成，能够及时的消除硫化。

脉冲谐波谐振法能有效地消除和抑制电池硫化，一方面它可以进行在线修复，可以将产生脉冲源的保护器连接在电池的正负极柱上，这时会有脉冲输送到电池表面，此种方式所消耗的能源较少，然而效率较低；另一方面也可采用离线式的方式快速的产生脉冲，此种脉冲电流相对较大，产生脉冲的频率过高，脉冲占空比较大，还具有自动化的控制功能，此种修复仪主要是用来修复已经硫化的铅酸蓄电池，可以通过计算机系统添加程序控制充放电的充放气，需要参考放电中的各种要素进行程序的编写，如环境电池、荷电充放电、电压等，以延长电池的使用寿命为主，全面提高电池的修复能力，减少电池硫化的发生[4]。

总体来说，在某业主铅酸蓄电池中，如果各单体电池电压参数不断地接近单体电池电压参数的平均值，呈现出收敛的态势，则就表明该铅酸蓄电池内部各单体的电压更加均衡，确保蓄电池组能够向着较高的性能转变，这也是单体电池荷电能力的具体体现。通过大量的实践研究，结合在线检测、按需除硫等多种方式建立一体化的平台管控模式，能帮助技术人员了解每个蓄电池组中的电压内阻的变化趋势，全面延长电池的使用期限，进而保证各个电池能够稳定运作，减少不必要故障的发生，及时地维护每只单体电池，全面提高人员的管理水平[5]。

4 结语

综上所述，在铅酸蓄电池动态主流养护技术探究过程中，要以电池组性能可视化为主，方便管理人员随时地掌握蓄电池使用性能。站在安全角度，要降低非计划的停机风险，保护资产，改变蓄电池组的单体电池失效，能有效地抑制固体污染物的废弃、控制铅酸蓄电池的丢弃数量，在源头上加大环境治理。全面提高自适应均衡组内单体蓄电池电压，迅速的恢复整组蓄电池的性能，取得更为显著的社会效益。