鉛酸蓄電池硫酸鹽化后處理措施
1概述
鉛酸蓄電池作為一種化學電源在能源領域里一直以第一位置延續(xù)至今,說明其有無可比擬的優(yōu)點存在。但也有其值得重視的問題,那就是多數(shù)電池的工作狀態(tài)不能達到當今科技先進設備的需求。按常理說,鉛酸蓄電池的活性材料能維持8--10年或更長一些,但事實上大多情況下達不到預期使用時間。現(xiàn)實中的電池平均壽命是6--48個月,而能用48個月的電池僅占30%。大部分電池則提前容量衰減和失效。影響鉛酸蓄電池壽命的一個主要原因是:硫酸鹽的堆積,這就是硫酸鹽化,即在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結晶,充電時又非常難于轉化為活性物質的硫酸鉛,簡稱為“硫酸鹽化”。簡單而論,就是鉛酸蓄電池的極板被硫酸鉛晶體覆蓋,導致電池容量下降或功能衰退。生成這種硫酸鉛的原因是過放電或放電后長期放置時,硫酸鉛微粒在電解液中溶解,呈飽和狀態(tài),這些硫酸鉛在溫度低時重新結晶,即硫酸鉛的析出。這樣在析出的硫酸鉛粒子上一次又一次地因溫度變動而生長、發(fā)展,使結晶粒增大。這種硫酸鉛的導電性不良、電阻大,溶解度和溶解速度又很小,充電時恢復困難。因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
從分子的化學結構分析,結晶一般是指分子和水形成一種新的水合結晶體,分子會與水分子形成分子鏈。這時,必須要有外加能量,首先打破分子與水分子的分子鏈,然后才能讓此分子與其它分子參與化學反應。另外結晶體有一種共性,就是容易吸附同類分子,形成更多的結晶體。鉛酸蓄電池的硫酸鉛結晶一般是由于充電不完全導致,一般我們認為,充電電壓要達到電池電壓的1.25倍,(12V電池須達到15V充電電壓),方能使負極板的活性物質復原。如果充電電壓無法達到此標準,就會有部分硫酸鉛分子未轉化,從而逐漸與電解液中的水分子結合形成結晶體。隨著時間的推移,結晶體的形成會越來越多,最終導致電池衰退。因此,我們可以說:首先,電池的硫酸鹽化無時無刻不在產(chǎn)生。其次,電池產(chǎn)生硫酸鹽化,因其不可逆性,必須借助外來能量將其分解,才能還原為電池的原始狀態(tài)。
2鉛酸蓄電池硫酸鹽化后的主要表現(xiàn)
鉛酸蓄電池硫酸鹽化后最明顯的特征是電池容量下降,內阻增加。當然,如果電池失水和正極板軟化也具有這些特性。判斷電池是否因為硫酸鹽化而容量下降,往往是采用各種修復方法對電池進行容量恢復,如果容量明顯上升,就是硫酸鹽化,如果電池容量變化不明顯,電池容量下降可能是其它原因造成的。
鉛酸蓄電池硫酸鹽化的具體特征如下:
①充電時氣泡出現(xiàn)較早,電解液密度達不到規(guī)定的標準。
②充電時電解液溫度比極板沒有硫酸鹽化的鉛酸蓄電池高。
③在放電使用時或進行蓄電池容量測試時,端電壓下降較快。電解液密度下降低于正常值。
④容量明顯降低。
⑤極板顏色不正常,正極呈淺褐色(有的呈白色),負極變?yōu)榛野咨?正、負極板表面變硬為砂粒狀。
3鉛酸蓄電池硫酸鹽化的原因
一般認為,鉛酸蓄電池的不可逆硫酸鹽化的原因是硫酸鉛的重結晶,粗大結晶形成之后溶解度降低。
以下幾種情況產(chǎn)生硫酸鹽化是不可避免的:
①電池在安裝使用前曾長時間擱置儲存。實際上電池一旦加上硫酸液后就開始了化學反應而產(chǎn)生鹽化物。所以,新電池的擱置時間過長也會因硫酸鹽化而失效。
②持續(xù)過放電或經(jīng)常過量放電或小電流深放電,會在極板深處生成較多的硫酸鉛。
③放電后,24小時內沒有及時補充充電。
④不能定期過充電或經(jīng)常充電不足,在活性物質中或多或少殘留一部分未能還原的硫酸鉛。
⑤在充電不足的情況下,電池大電流工作,會加劇電池的硫酸鹽化。
⑥環(huán)境溫度過高或過低對蓄電池性能都有影響。例如,當氣溫轉熱,隨溫度每增加10度,鹽化速率呈2倍增長。在充電期間,如外界溫度高,當電池的溫度達75度時,內阻會增大,致使充電不足情況發(fā)生。一般情況下,充電達100%時,電解液的比重是1.27左右,這時候的電解液凝固溫度是零下83華氏;當比重在1.2左右時,凝固溫度是零下17華氏;若比重在1.14時(也稱完全放電),這時僅在8華氏就凝固。
⑦缺少電解液。因水份蒸發(fā)過多或電解液意外泄漏而沒有及時補充,致使液面過低,極板上部長期露出液面,造成極板上部的硫酸鹽化。
4電池硫酸鹽化的危害
正常的鉛蓄電池在放電時形成的硫酸鉛,充電時比較容易地轉化為鉛和氧化鉛。如果電池使用和維護不善,例如經(jīng)常充電不足或過放電,負極上就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛。這種硫酸鉛用常規(guī)的方法充電很難還原,要求充電電壓很高,由于充電時充電接受能力很差,大量析出氣體。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在負極,被稱為不可逆硫酸鹽化。它引起蓄電池容量下降,甚至成為蓄電池壽命終止的原因。輕微的電池硫酸鹽化,會降低電池的容量,電池內阻增加,嚴重時則電極失效,充不進電。輕微的電池硫酸鹽化,尚可用一些方法使它恢復,嚴重時采用一般的充電方法是不能夠恢復容量的。
硫酸鹽是能量轉換過程必然之物,但生成硫酸鹽的結晶物確是一個嚴重問題,電池硫酸鹽化的危害主要表現(xiàn)如下:
①極板彎曲:極板某處有硫酸鹽結晶削弱電能的接受,造成電池極板的某處過充電,而這種過充電使此處溫度升高,使這里的極板彎曲。鹽化使極板上柵格網(wǎng)眼的反應物脫落,也會導致過充電,極板彎曲。
②短路:由于鹽化使內阻增加,極板彎曲,接觸了另一極性的極板而發(fā)生短路或破壞了支撐極板的框架。
③活性物質的脫落:鹽化結晶物使內阻增大,造成局部過充電,導致極板有裂縫和裂縫的物質脫落。
5鉛酸蓄電池硫酸鹽化的常見應用領域
鉛酸蓄電池的應用非常廣泛,應用領域眾多。一般來講,采用浮充電使用的電池由于充電環(huán)境和條件比較優(yōu)越,電池一般情況下,不會持續(xù)過放電,長期處于充電不足的狀態(tài)更是少見,所以,這類使用條件下的鉛酸蓄電池不易產(chǎn)生硫酸鹽化。而移動使用的電池非常容易產(chǎn)生硫酸鹽化,主要是由于移動使用的電池工作后,由于環(huán)境條件的限制,大多數(shù)情況下無法得到及時的充電,甚至是經(jīng)常無法充滿,長期虧電,持續(xù)過放電時有發(fā)生,久而久之,硫酸鹽結晶就會產(chǎn)生,且不斷增長,以致使電池產(chǎn)生硫酸鹽化,因此,移動條件下使用的電池更應注重防止發(fā)生和及時消除硫酸鹽化。
6鉛酸蓄電池硫酸鹽化后的處理措施
蓄電池一旦發(fā)生了硫酸鹽化,如能及時處理尚能恢復。有各種各樣的消除電池硫酸鹽化的方法。
6.1水療法
如果硫酸鹽化不太嚴重,可以使用較稀的電解液,密度在1.100g/cm3以下,即向電池中加水稀釋電解液,以提高硫酸鉛的溶解度。并用20h率以下的電流,在液溫30℃~40℃的范圍內較長時間充電,可能得以恢復。如果電解液密度較高,則充電時只進行水分解,活性物質難以恢復。
6.2根據(jù)硫酸鹽化程度分別調整電液成分充電活化法
修復硫酸鹽化的實質就是使白色堅硬的硫酸鉛結晶,軟化細化溶解,增強極板內部可逆性化學反應能力,使之恢復良好的性能。
6.2.1輕微、中度硫酸鹽化可用下面方法修復:
①先將鉛酸蓄電池充電,接著進行一次10~20小時率電流放電,對于6V的蓄電池放至5.4V,對于12V的放至10.8V。
②倒出電解液,換成密度為1.04~1.06g/cm3的電解液,用20h率以下電流充電20小時以上,直到電解液密度不再升高為止。
③用標準電解液,按正常充電法充足電。
④測試蓄電池的容量,如能達到標稱容量的80%以上,表示修復成功;如達不到,則按重度硫酸鹽化修復處理。
6.2.2重度硫酸鹽化的修復,一般可用下法:
①用10%的硫酸鈉水溶液或者用0.1%~0.5%碳酸鉀水溶液注入,用20h率以下小電流連續(xù)充電70~80小時。
②倒出水溶液,用蒸餾水或純水沖洗干凈,再加入密度為1.40g/cm3的電解液,并調整到標準密度。
③經(jīng)過一次正常的充、放電,容量若能恢復到標稱容量的90%左右,表示修復成功。
6.2.3許多重度硫酸鹽化的鉛酸蓄電池電解液幾乎干涸,利用上述方法又很難“起死回生”。有報道用特殊的處理措施可使容量恢復。現(xiàn)摘錄其方法如下,讀者可以在具體的實踐中試用:
①在去離子純水中,適當加入硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鋅、酒石酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)等,配成水溶液。
②倒掉原電解液,加入上述水溶液,靜置12小時,以6A電流充電5~30小時,再用5A電流放電25小時,倒掉水溶液。
③用密度為1.40g/cm3的電解液注入,調至標準密度,按正常方法充足電。
④測試蓄電池容量,若能達到原標稱容量的90%左右,表示修復成功,否則只能報廢。
該法適用于各種鉛酸蓄電池,包括免維護蓄電池及其他各種蓄電瓶。
6.3大電流充電
若認為吸附是造成硫酸鹽化的原因,則可以用高電流密度充電(達100mA/cm2)。在這樣的電流密度下,負極可以達到很負的電勢值,改變了電極表面帶電的符號,表面活性物質會發(fā)生脫附,特別是對陰離子型的表面活性物質,這種有害的表面活性物質從電極表面上脫附以后,就可以使充電順利進行。目前國內幾乎沒有人使用這種方法處理不可逆硫酸鹽化,可能出于以下考慮:高電流密度下極化和歐姆壓降增加,這部分能量轉化為熱,使蓄電池內部溫度升高,同時又有大量的氣體析出,尤其是正極大量氣析出氣體,其沖刷作用易使活性物質脫落。
篇2:鉛酸蓄電池硫酸鹽化后處理措施
1概述
鉛酸蓄電池作為一種化學電源在能源領域里一直以第一位置延續(xù)至今,說明其有無可比擬的優(yōu)點存在。但也有其值得重視的問題,那就是多數(shù)電池的工作狀態(tài)不能達到當今科技先進設備的需求。按常理說,鉛酸蓄電池的活性材料能維持8--10年或更長一些,但事實上大多情況下達不到預期使用時間。現(xiàn)實中的電池平均壽命是6--48個月,而能用48個月的電池僅占30%。大部分電池則提前容量衰減和失效。影響鉛酸蓄電池壽命的一個主要原因是:硫酸鹽的堆積,這就是硫酸鹽化,即在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結晶,充電時又非常難于轉化為活性物質的硫酸鉛,簡稱為“硫酸鹽化”。簡單而論,就是鉛酸蓄電池的極板被硫酸鉛晶體覆蓋,導致電池容量下降或功能衰退。生成這種硫酸鉛的原因是過放電或放電后長期放置時,硫酸鉛微粒在電解液中溶解,呈飽和狀態(tài),這些硫酸鉛在溫度低時重新結晶,即硫酸鉛的析出。這樣在析出的硫酸鉛粒子上一次又一次地因溫度變動而生長、發(fā)展,使結晶粒增大。這種硫酸鉛的導電性不良、電阻大,溶解度和溶解速度又很小,充電時恢復困難。因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
從分子的化學結構分析,結晶一般是指分子和水形成一種新的水合結晶體,分子會與水分子形成分子鏈。這時,必須要有外加能量,首先打破分子與水分子的分子鏈,然后才能讓此分子與其它分子參與化學反應。另外結晶體有一種共性,就是容易吸附同類分子,形成更多的結晶體。鉛酸蓄電池的硫酸鉛結晶一般是由于充電不完全導致,一般我們認為,充電電壓要達到電池電壓的1.25倍,(12V電池須達到15V充電電壓),方能使負極板的活性物質復原。如果充電電壓無法達到此標準,就會有部分硫酸鉛分子未轉化,從而逐漸與電解液中的水分子結合形成結晶體。隨著時間的推移,結晶體的形成會越來越多,最終導致電池衰退。因此,我們可以說:首先,電池的硫酸鹽化無時無刻不在產(chǎn)生。其次,電池產(chǎn)生硫酸鹽化,因其不可逆性,必須借助外來能量將其分解,才能還原為電池的原始狀態(tài)。
2鉛酸蓄電池硫酸鹽化后的主要表現(xiàn)
鉛酸蓄電池硫酸鹽化后最明顯的特征是電池容量下降,內阻增加。當然,如果電池失水和正極板軟化也具有這些特性。判斷電池是否因為硫酸鹽化而容量下降,往往是采用各種修復方法對電池進行容量恢復,如果容量明顯上升,就是硫酸鹽化,如果電池容量變化不明顯,電池容量下降可能是其它原因造成的。
鉛酸蓄電池硫酸鹽化的具體特征如下:
①充電時氣泡出現(xiàn)較早,電解液密度達不到規(guī)定的標準。
②充電時電解液溫度比極板沒有硫酸鹽化的鉛酸蓄電池高。
③在放電使用時或進行蓄電池容量測試時,端電壓下降較快。電解液密度下降低于正常值。
④容量明顯降低。
⑤極板顏色不正常,正極呈淺褐色(有的呈白色),負極變?yōu)榛野咨?正、負極板表面變硬為砂粒狀。
3鉛酸蓄電池硫酸鹽化的原因
一般認為,鉛酸蓄電池的不可逆硫酸鹽化的原因是硫酸鉛的重結晶,粗大結晶形成之后溶解度降低。
以下幾種情況產(chǎn)生硫酸鹽化是不可避免的:
①電池在安裝使用前曾長時間擱置儲存。實際上電池一旦加上硫酸液后就開始了化學反應而產(chǎn)生鹽化物。所以,新電池的擱置時間過長也會因硫酸鹽化而失效。
②持續(xù)過放電或經(jīng)常過量放電或小電流深放電,會在極板深處生成較多的硫酸鉛。
③放電后,24小時內沒有及時補充充電。
④不能定期過充電或經(jīng)常充電不足,在活性物質中或多或少殘留一部分未能還原的硫酸鉛。
⑤在充電不足的情況下,電池大電流工作,會加劇電池的硫酸鹽化。
⑥環(huán)境溫度過高或過低對蓄電池性能都有影響。例如,當氣溫轉熱,隨溫度每增加10度,鹽化速率呈2倍增長。在充電期間,如外界溫度高,當電池的溫度達75度時,內阻會增大,致使充電不足情況發(fā)生。一般情況下,充電達100%時,電解液的比重是1.27左右,這時候的電解液凝固溫度是零下83華氏;當比重在1.2左右時,凝固溫度是零下17華氏;若比重在1.14時(也稱完全放電),這時僅在8華氏就凝固。
⑦缺少電解液。因水份蒸發(fā)過多或電解液意外泄漏而沒有及時補充,致使液面過低,極板上部長期露出液面,造成極板上部的硫酸鹽化。
4電池硫酸鹽化的危害
正常的鉛蓄電池在放電時形成的硫酸鉛,充電時比較容易地轉化為鉛和氧化鉛。如果電池使用和維護不善,例如經(jīng)常充電不足或過放電,負極上就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛。這種硫酸鉛用常規(guī)的方法充電很難還原,要求充電電壓很高,由于充電時充電接受能力很差,大量析出氣體。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在負極,被稱為不可逆硫酸鹽化。它引起蓄電池容量下降,甚至成為蓄電池壽命終止的原因。輕微的電池硫酸鹽化,會降低電池的容量,電池內阻增加,嚴重時則電極失效,充不進電。輕微的電池硫酸鹽化,尚可用一些方法使它恢復,嚴重時采用一般的充電方法是不能夠恢復容量的。
硫酸鹽是能量轉換過程必然之物,但生成硫酸鹽的結晶物確是一個嚴重問題,電池硫酸鹽化的危害主要表現(xiàn)如下:
①極板彎曲:極板某處有硫酸鹽結晶削弱電能的接受,造成電池極板的某處過充電,而這種過充電使此處溫度升高,使這里的極板彎曲。鹽化使極板上柵格網(wǎng)眼的反應物脫落,也會導致過充電,極板彎曲。
②短路:由于鹽化使內阻增加,極板彎曲,接觸了另一極性的極板而發(fā)生短路或破壞了支撐極板的框架。
③活性物質的脫落:鹽化結晶物使內阻增大,造成局部過充電,導致極板有裂縫和裂縫的物質脫落。
5鉛酸蓄電池硫酸鹽化的常見應用領域
鉛酸蓄電池的應用非常廣泛,應用領域眾多。一般來講,采用浮充電使用的電池由于充電環(huán)境和條件比較優(yōu)越,電池一般情況下,不會持續(xù)過放電,長期處于充電不足的狀態(tài)更是少見,所以,這類使用條件下的鉛酸蓄電池不易產(chǎn)生硫酸鹽化。而移動使用的電池非常容易產(chǎn)生硫酸鹽化,主要是由于移動使用的電池工作后,由于環(huán)境條件的限制,大多數(shù)情況下無法得到及時的充電,甚至是經(jīng)常無法充滿,長期虧電,持續(xù)過放電時有發(fā)生,久而久之,硫酸鹽結晶就會產(chǎn)生,且不斷增長,以致使電池產(chǎn)生硫酸鹽化,因此,移動條件下使用的電池更應注重防止發(fā)生和及時消除硫酸鹽化。
6鉛酸蓄電池硫酸鹽化后的處理措施
蓄電池一旦發(fā)生了硫酸鹽化,如能及時處理尚能恢復。有各種各樣的消除電池硫酸鹽化的方法。
6.1水療法
如果硫酸鹽化不太嚴重,可以使用較稀的電解液,密度在1.100g/cm3以下,即向電池中加水稀釋電解液,以提高硫酸鉛的溶解度。并用20h率以下的電流,在液溫30℃~40℃的范圍內較長時間充電,可能得以恢復。如果電解液密度較高,則充電時只進行水分解,活性物質難以恢復。
6.2根據(jù)硫酸鹽化程度分別調整電液成分充電活化法
修復硫酸鹽化的實質就是使白色堅硬的硫酸鉛結晶,軟化細化溶解,增強極板內部可逆性化學反應能力,使之恢復良好的性能。
6.2.1輕微、中度硫酸鹽化可用下面方法修復:
①先將鉛酸蓄電池充電,接著進行一次10~20小時率電流放電,對于6V的蓄電池放至5.4V,對于12V的放至10.8V。
②倒出電解液,換成密度為1.04~1.06g/cm3的電解液,用20h率以下電流充電20小時以上,直到電解液密度不再升高為止。
③用標準電解液,按正常充電法充足電。
④測試蓄電池的容量,如能達到標稱容量的80%以上,表示修復成功;如達不到,則按重度硫酸鹽化修復處理。
6.2.2重度硫酸鹽化的修復,一般可用下法:
①用10%的硫酸鈉水溶液或者用0.1%~0.5%碳酸鉀水溶液注入,用20h率以下小電流連續(xù)充電70~80小時。
②倒出水溶液,用蒸餾水或純水沖洗干凈,再加入密度為1.40g/cm3的電解液,并調整到標準密度。
③經(jīng)過一次正常的充、放電,容量若能恢復到標稱容量的90%左右,表示修復成功。
6.2.3許多重度硫酸鹽化的鉛酸蓄電池電解液幾乎干涸,利用上述方法又很難“起死回生”。有報道用特殊的處理措施可使容量恢復。現(xiàn)摘錄其方法如下,讀者可以在具體的實踐中試用:
①在去離子純水中,適當加入硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鋅、酒石酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)等,配成水溶液。
②倒掉原電解液,加入上述水溶液,靜置12小時,以6A電流充電5~30小時,再用5A電流放電25小時,倒掉水溶液。
③用密度為1.40g/cm3的電解液注入,調至標準密度,按正常方法充足電。
④測試蓄電池容量,若能達到原標稱容量的90%左右,表示修復成功,否則只能報廢。
該法適用于各種鉛酸蓄電池,包括免維護蓄電池及其他各種蓄電瓶。
6.3大電流充電
若認為吸附是造成硫酸鹽化的原因,則可以用高電流密度充電(達100mA/cm2)。在這樣的電流密度下,負極可以達到很負的電勢值,改變了電極表面帶電的符號,表面活性物質會發(fā)生脫附,特別是對陰離子型的表面活性物質,這種有害的表面活性物質從電極表面上脫附以后,就可以使充電順利進行。目前國內幾乎沒有人使用這種方法處理不可逆硫酸鹽化,可能出于以下考慮:高電流密度下極化和歐姆壓降增加,這部分能量轉化為熱,使蓄電池內部溫度升高,同時又有大量的氣體析出,尤其是正極大量氣析出氣體,其沖刷作用易使活性物質脫落。
篇3:鉛酸電池生產(chǎn)車間管理安全職責
(1)嚴格貫徹執(zhí)行各項安全操作規(guī)程和公司的有關安全、消防、制度和安全管理方針目標,在布置生產(chǎn)計劃時,應同時布置安全生產(chǎn);在生產(chǎn)計劃安排中應做好均衡生產(chǎn),在生產(chǎn)與安全發(fā)生矛盾時,生產(chǎn)必須服從安全、消防、的要求;安排生產(chǎn)任務時要布置安全措施,并負責實施。經(jīng)常檢查生產(chǎn)現(xiàn)場不安全因素,及時采取措施,隨時糾正違章蠻干和違章穿戴勞保用品現(xiàn)象。
(2)負責車間環(huán)保設備的日常維護管理。做好車間設備一級、二級保養(yǎng)工作;負責車間的安全措施計劃的上報。對批準后的安全措施計劃組織人員進行落實,不斷改善勞動條件;負責車間、班組新員工的安全二級教育,員工的轉崗教育和復工教育。
(3)參加公司組織的消防、安全生產(chǎn)、職業(yè)衛(wèi)生檢查,發(fā)現(xiàn)隱患及時排除;負責做好車間日常安全、消防、職業(yè)衛(wèi)生檢查總結評比工作,指導班組爭創(chuàng)安全合格班組活動。發(fā)生工傷事故應及時報告,保護現(xiàn)場,進行搶救.并做好事故的調查分析,按“四不放過”原則,如實上報事故情況,預防事故重的發(fā)生。
(4)負責本車間的危險源收集評估,針對本車間的危險源制定安全管理目標、指標,制定本車間的安全管理方案并按時完成;并對新發(fā)生的危險源進行匯總整理,配合質管部進行危險源風險評價。