脉冲修正原理
脉冲修正原理
1 什么是电池硫化?
在极板上生成白色坚固的硫酸铅结晶,充电时又十分难于转化为活性物质的硫酸铅,这便是硫酸盐化,简称”硫化”。
生成这种硫酸铅的原因是过放电或放电后长时刻放置时,硫酸铅微粒在电解液中溶解,呈饱和状况,这些硫酸铅在温度低时从头结晶,而在结晶质硫酸铅是分出。这样在一度分出的粒子上一次又一次地因温度变化而成长、开展,使结晶粒增大。这种硫酸铅的导电性不良、电阻大,溶解度和溶解速度又很小,充电时康复困难。因而成为容量下降和寿数缩短的原因。
2 发作硫化的原因是什么?
正常的铅蓄电池在放电时构成硫酸铅结晶,充电时比较容易地复原为铅。假如电池地运用和保护不善,例如常常充电缺乏或过放电,负极上就会逐步构成一种粗大坚固的硫酸铅。这种硫酸铅用惯例的办法充电很难复原,要求充电电压很高,由于充电时充电接受能力很差,很多分出气体。
这种现象一般发作在负极,被称为不行逆硫酸盐化。它引起蓄电池容量下降,乃至成为蓄电池寿数停止的原因。一般以为,这种不行逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶,粗大结晶构成之后溶解度削减。硫酸铅的重结晶使晶体变大,是由于多晶系统倾向与削减小其外表自由能的成果。
从结晶进程的规则可知,小结晶尺度的溶解度大于大结晶尺度的溶解度。
因而,当长时刻寄存或过放电时,很多的硫酸铅存在,再加上硫酸浓度和温度的动摇,单个的硫酸铅晶体有人提出与上述彻底不同的观念,以为不行逆硫酸盐化常常与电解液中存在很多外表活性物质有关,这些外表活性物质作为杂质存在。由于吸附减小了硫酸铅的溶解度,充电时会使铅离子复原的极限电流下降。外表活性物质也会吸附在正极上,但它不至于引起不行逆硫酸盐化,由于正极在充电时进行阳极氧化进程,其电势足以损坏外表活性物质,使之被氧化为水和二氧化碳。
避免负极不行逆硫酸盐化最简略的办法是,及时充电和不要过放电。蓄电池一旦发作了不行逆硫酸盐化,如能及时处理尚能抢救。一般的处理办法是:将电解液的浓度调低(或用水替代硫酸),用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电,然后放电,再充电……如此重复数次,到达应有的容量今后,从头调整电解液浓度及液面高度。
3 电池硫化的损害是什么?
细微的电池硫化,会下降电池的容量,电池内阻添加,严峻时则电极失效,充不进电。细微的电池硫化,尚可用一些办法使它康复,严峻时选用一般的充电办法是不能够康复容量的。
4 电池硫化的特色是什么?
硫化的电池最显着的外特征是电池容量下降,内阻添加。当然,假如电池失水和正极板软化也具有这个外特性。辨别电池是否硫化的办法,往往是选用脉冲修正仪对电池进行脉冲修正,假如容量上升,便是硫化,假如没有一点点容量上升,电池容量下降或许是其它原因发作。
5 消除电池硫化的办法有几种?特色是什么?
1)水疗法
假如硫化不太严峻,能够运用较稀的电解液,密度在1.100g/cn3以下,即向电池中加水稀释电解液,以进步硫酸铅的溶解度。并用20h率以下的电流,在液温30℃~40℃的范围内较长时刻充电,或许得以康复。假如电解液密度较高,则充电时只进行水分化,活性物质难以康复。
2) 大电流充电
若以为吸附是构成硫酸盐化的原因,则能够用高电流密度充电(达100mA./cm2)。在这样的电流密度下,负极能够到达很负的电势值,这时远离零电荷点,使φ-φ(0)<0,改变了电极外表带电的符号,外表活性物质会发作脱附,特别是对阴离子型的外表活性物质,这种有害的外表活性物质从电极外表上脱附今后,就能够使充电顺利进行。目前国内简直没有人运用这种办法处理不行逆硫酸盐化,或许出于以下考虑:高电流密度下极化和欧姆压降添加,这部分能量转化为热,使蓄电池内部温度升高,一起又有很多的气体分出,尤其是正极很多气分出气体,其冲刷效果易使活性物质掉落。
3)脉冲修正
依照原子物理学和固体物理学的原理,硫离子具有5个不同的能级状况,一般处于亚安稳能级状况的离子趋向与迁落到最安稳的共价键能级而存在。在最低能级(即共价键能级状况),硫以包括8个原子的环形分子方式存在,这8个原子的环形分子形式是一种安稳的组合,难以被打碎,构成电池的不行拟硫酸盐化——硫化。
屡次发作这样的状况,就构成了一层相似与绝缘层相同的硫酸铅结晶。要打碎这些硫酸盐层的捆绑,就要提高原子的能级到必定的程度,这时候在外层原子加带的电子被激活到下一个更高的能带,使原子之间免除捆绑。每一个特定的能级都有仅有的谐振频率,有必要提供给一些能量,才能够使得被激活得分子迁移到更高得能级状况,太低得能量无法到达跃迁所需要得能量要求 。
可是,过高的能量会使现已脱离了捆绑而跃迁的原子处于不安稳状况,又回落到本来的能级。这样,有必要经过屡次谐振,是的其间一次脱离了捆绑,到达最活泼的能级状况而又没有回落的本来的能级,这很高的电压能够完成,便是大电流高电压充电的办法,谐振也能够完成,便是脉冲谐波谐振的办法。从固体物理上来讲,任何绝缘层在满足高的电压下都能够击穿。一旦绝缘层被击穿,粗大的硫酸铅就会出现导电状况。假如对高电阻率的绝缘施加瞬间的高电压,也能够击穿大的硫酸铅结晶。假如这个高电压满足短,而且进行限流,在打穿绝缘层的条件下,充电电流不大,也不至于构成很多析气。
电池析气量强正相关于充电电流和充电时刻,假如脉冲宽度满足短,占空比满足大,就能够在确保击穿粗大硫酸铅结晶的条件下,一起发作的微充电来不及构成析气。这样,完成了脉冲消除硫化。关于密封电池来说,水疗法是无法进行的。别的,水疗法的本钱和运用工时都比较大。现在有了脉冲修正的办法,现已很少见到水疗法了。