标题：电池硫化
电池硫化
一、现象电池硫化的表现特征是:电解液密度低于正常值;电池容量变低,充电时间大副缩短.好的电池从单只电池电压10.5V起充电一般需要6—8小时,硫化电池充电时电压上升较快,有时只要2—3小时充电器就转绿灯了.充满电后经过较长时间静止,电池端电压高于13.4V;充电时过早产生气泡,甚至一充电就有气泡(耳贴电池,可以听见“吱吱”析气响声;电池发热,温升增快,硫化严重时可导致充不进电.“一充就满,一跑就光”是电池硫化的典型特征.二、影响硫化的电池就像给负极板罩上一层薄膜,导致负极板反应面积大幅下降,从而导致电池失效.这种电池失效模式是最普遍发生的,据估算，失效电池中,约占70%--80%的是电池硫化造成的.
铅酸蓄电池已发明有一百多年了，一百多年铅酸蓄电池有着极大的发展与应用。市场上应用的铅酸蓄电池有：普通、密封、免维护式等，由于铅酸蓄电池经济实用等优点，至今仍在大量广泛应用，占市场量的70%以上，各行各业都在应用。但由于铅酸蓄电池的特性、结构、材料、生产环境、工艺及使用保养维护等因素，据有关资料统计，铅酸蓄电池过早失效而报废的现象，75%以上都是由于铅酸蓄电池极板上形成不可逆硫酸铅盐铅化、自放电、活性物质失效及脱落的原因，而这三大难题一直是困挠铅酸蓄电池行业难于攻克的顽症，至今还没有解决这三大难题的绝对好办法。如普通铅酸蓄电池设计寿命为2-3年，而往往实际使用只一年时间或更短时间，免维护铅酸蓄电池设计寿命为7-15年，有的制造出来由于贮存时间过长，未经使用就已失效报废，远远短于预期使用寿命，导致能源的浪费及应用的经济效益。三、原因1.电池长期充电不足或放电后没有及时充电.有些三段式充电器恒充电压设置过低,导致电池长期充电不足;还有人充电时,习惯一转成绿灯就拔下电源,没有对电池进行充分的浮充;还有些人在每次用完电动车后,不能做到及时充电，往往是上午用车,晚上充电，甚至隔天或隔几天才充电.导致极板上的硫酸铅(PbSO4)有一部分溶解于电解液中,环境温度越高,溶解度越大.当环境温度降低时,溶解度减小,溶解的硫酸铅(PbSO4)就会重新析出,在极板上再次结晶,形成硫化. 2009 天津启能用户 
2.长期过量放电或小电流深度放电,使极板深处活性物质的空隙内生成硫酸铅(PbSO4).电动车控制器都有欠 压保护电路,当电池电压低到保护电压(36V电动车降到31.5V,48V电动车降到42V)时,控制器会切断电源,或红灯报警,保证不发生过放电。停用后,不久电池电压还会反升 (浮电),这个电是万万不能使用的.一些人不注意这些,经常欠压使用电池,造成负极板的硫化 .另外,电池自放电现象(也称自泻)严重,时间长了形成小电流深度放电,也会使负极板形成硫化. 
3.已放电或半放电状态电池放置时间过久.有些人使用电动车没有养成良好的充电习惯,对于长期搁置不用的电池不经常进行定期充电,让电池长期处于“饥饿”状态,导致硫化,甚至形成不可逆转硫化. 
4.电解液酸浓度过高,成分不纯,外部气温变化剧烈,导致硫化.前面讲过电池失水后,会导致酸的比重升高,容易形成硫化.此外,电解液存有金属离子成分或其他不良成分,均会增加硫化的机会.北方冬天天气寒冷,在温暖的室内充电,拿到室外使用,气温急剧变化也会导致电池硫化.四、铅酸蓄电池的基本结构及特性  蓄电池的基本结构铅酸蓄电池主要壳体、正负极板、隔板，电解液在电场作用下将电能转变为化学电能贮存，又将化学电能转为直流电能，并可反复进行数次充放电循环的一种装置，电化学反应式为：
正极：　PbO2 + 2e + H2SO4- + H+ == PbSO4 + 2H2O
负极：　Pb + HSO4- == PbSO4 + H+ + 2e
总反应：　PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O
上式可知铅酸蓄电池是一个复杂的电化学反应体系，铅酸蓄电池性能寿命长短取决于制造正负极板的材料，工艺环境、活性物质纯度组合构成及使用环境和维护等有很重要的影响。五、电池电极中活性物质与容量的关系。1、由于铅酸蓄电池容量的多少与正负极板中能参加电化学反应的活性物质的数量面积有重要关系，这里所讲活性物质量指的是能参加可逆性电化学反应的真实表面积，而不是几何尺寸的计算面积。当铅酸蓄电池加入电解液后，正负极板都在电解液（硫酸）的浸泡之中，一部分电解液中的硫酸被正负极板吸收，正负极板表面全是硫酸铅。
而正负极板在电场的作用下，正极板的表面形成致密的二氧化铅，而负极板的表面形成致密的纯铅，其正极板形成的二氧化铅越致密铅酸蓄电池容量就越大。因此，在常规的充放电过程中，正负极板在充电时得到二氧化铅和纯铅，放电后正负极板形成硫酸铅，其活性物质应是迸性的，可相互换置的离子结构的活性物质才对电化学反应有效。
按规定规格标准生产制造的任何一种额定容量的铅酸蓄电池，在常充电下其铅酸蓄电池的容量应在额定容量的95%以下，说明其铅酸蓄电池不合标准，其原因有制造材料、生产工艺、环境、产品贮存时间过长其活性物质老化失效等原因。六、极板酸化自放电、活性物质脱落与铅酸蓄电池失效。
1、极板硫化：所谓硫化是指正负极板上形成不可逆硫酸铅盐化组成一层白色粗粒结晶的硫酸铅而言。这种结晶体很难在正常的充电时消除，硫化的形成程度与铅酸蓄电池容量有很大的关系，硫化越严重，电容量越少，直至报废，极板硫化的因素很多，主要是铅酸蓄电池贮存时间过长，因为极板在化成处理时活性物质表面存在硫酸，导致活性物质表面的硫酸铅老化后失去电离的作用。铅酸蓄电池带电搁置时处于放电状态，放电后未及时给电池充电，电解液密度过高或不纯，都会使正负极板中活性物质的表面形成不可硫化。所以，硫化是导致极板活性物质失效报废的主要原因。
2、自放电，是指铅酸蓄电池内电自行消耗，一般认为每昼夜容量下降不大于2%，就认为正常，因铅酸蓄电池本身有自放电缺点，如果每昼夜容量下降大于2%时，那就是有故障了，自放电原因主要有：生产制造中材料不纯（如含锑过高或其它有害杂质），电解液中含有害杂质（铁、锰、砷、铜等离子），正负极板硫化后极隔板孔隙堵塞，导致铅酸蓄电池内阻消耗增大，都有导致铅酸蓄电池产生自放电的原因，所以，要求电解液必须是专用硫酸，水必须是蒸馏水或去离子水。
3、极板活性物质脱落
规范的使用铅酸蓄电池，正负极板中的活性物质是不易脱落的。正极板活性物质的脱落主要是电不足或低温时大电流放电，而负极板活性物质的脱落主要是过充电或充电电流过大，过充电会引起水的电解产生大量的氢气和氧气，当氢气向孔隙冲出时，会使活性物质脱落，铅酸蓄电池在颠震的环境使用也会加速活性物质的脱落。所以，要求铅酸蓄电池在使用中一定要避免过充过放电发生。
4、电池的失效报废
是指新铅酸蓄电池未使用就失效报废了，原因在于：铅酸蓄电池制造材料中的活性物质组合不合理；极板在化学处理时未达到充放标准；极板贮存环境不良或存放时间过长，密封受损，长期处于空气的氧化之中，致使极板活性物质被老化；在使用过程中维护不当，某一单体长时间处于去电状态，大电流放电时去电单体出现反极电压后，仍未及时给蓄电池维护：如调整电解液密度，加蒸馏水，给蓄电池补充电，导致该单体不可逆硫化而失效。在铅酸蓄电池的使用过程中，往往是夏季未及时给蓄电池加水，气温高蒸发快导致电解液不足或干枯，使极板露出电解面后受空气而氧化氢脆导致极板硫化而坏死。所以，铅酸蓄电池的损失是夏季时期，动力是在夏季时气温高易起动，对铅酸蓄电池容量要求高，可是铅酸蓄电池在夏季时极板活性物质局部面积形成硫化，冬季时要求铅酸蓄电池大电流供电已不可能。如果起动或牵引用铅酸蓄电池经充电额容量的70%时，只有报废，更换新的蓄电池了。
总而言之：铅酸蓄电池失效报废，除一部分因机械部件损坏而报废外，而绝大部分铅酸蓄电池的失效都是属于极板活性物质表面形成不可逆硫化后而失效报废的。小铜匠纳米碳溶胶电池活化剂：[1]纳米碳溶胶是纳米碳材料的一种类型。纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。在电场的作用下,活化剂的活性成份能固化极板；崩解不可逆硫酸盐结晶；均匀地吸附在极板表面形成保护膜，防止极板活性物质脱落和极板硫化、极化、铅枝晶化的形成；激活电池的活性物质；降低电池内阻，增进电池电化学反应。此类修复液对电池的修复效果较好，修复后的电池能用12个月以上。