باتری اسید سرب الکترود مثبت و روشهای تعمیر: یک راهنمای کامل

1. باتری اسید سرب ماده مثبت: خواص و نقش دی اکسید سرب (PBO₂)

1.1 ترکیب و ساختار

دی اکسید سرب (PBO₂) ماده اصلی فعال الکترود مثبت در باتری های اسید سرب . این یک جامد قهوه ای تیره با دو شکل کریستالی اصلی است:

α-PBO₂ (OrthorHombic) : دارای یک ساختار متراکم است که عمر باتری طولانی تر اما عملکرد تخلیه نسبتاً ضعیف دارد.

β-pbo₂ (tetragonal): واکنش پذیری بالاتری و عملکرد تخلیه بهتر دارد اما بیشتر مستعد نرم شدن و ریختن است ، یک حالت خرابی مشترک در باتری ها.

1.2 مکانیسم واکنش الکتروشیمیایی

فرآیندهای بار و تخلیه در الکترود مثبت شامل واکنشهای شیمیایی برگشت پذیر است:

تخلیه (کاهش):

Pbo₂ + So₄²⁻ + 4H⁺ + 2E⁻ → PBSO₄ + 2H₂O

شارژ (اکسیداسیون):

PBSO₄ + 2H₂O → PBO₂ + SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2E⁻

این واکنشها زیربنای ذخیره انرژی باتری و آزاد شدن است.

1.3 ویژگی های کلیدی

توانایی اکسید کننده بالا: PBO₂ یک اکسید کننده قوی است و برای پایداری به یک محیط اسیدی (الکترولیت اسید سولفوریک) نیاز دارد.

مستعد ریختن: تغییرات حجم در طول دوچرخه سواری باعث نرم شدن و ریختن مواد فعال می شود و منجر به از بین رفتن ظرفیت و خرابی باتری می شود.

هدایت ضعیف: PBO₂ خود هدایت الکتریکی محدودی دارد ، بنابراین به آلیاژهای شبکه مبتنی بر سرب (سرب-کلسیوم یا سرب-اتمی) برای هدایت الکترون و پشتیبانی مکانیکی متکی است.

1.4 حالت خرابی و چالش های تعمیر

نرم شدن/ریختن: معمولاً غیر قابل برگشت ، نیاز به تعویض باتری یا صفحه دارد.

سولفات: تشکیل بلورهای درشت PBSO₄ که مقاومت داخلی را افزایش می دهند. ترمیم جزئی از طریق روشهای جداسازی امکان پذیر است.

محدودیت های ترمیم: آسیب شدید الکترود مثبت اغلب به دلیل مشکل در بازیابی یکپارچگی مواد فعال ، نیاز به تعویض باتری دارد.

2. مشترک باتری اسید سرب و روش های تعمیر مشکلات

2.1 مشکلات رایج و تعمیرات مربوطه

ترمیم علائم

صادر کردن	علائم	اصل ترمیم
سولف	کریستال های سفید روی صفحات ، افزایش مقاومت داخلی	برای از بین بردن کریستال های سولفات سرب از سولفات پالس با فرکانس بالا یا انحلال شیمیایی استفاده کنید
از دست دادن آب	سطح الکترولیت پایین ، صفحات در معرض	با آب مقطر یا الکترولیت پر کنید
ریختن صفحه	از دست دادن ظرفیت دائمی	برگشت ناپذیر ؛ نیاز به تعویض بشقاب یا باتری دارد
مدار	ولتاژ سلول غیرطبیعی ، خود تخفیف سریع	زباله ها را برداشته یا جداکننده را جایگزین کنید

2.2 روش تعمیر عملی

ترمیم فیزیکی (سولفات ، از دست دادن آب):

عمدتا برای سیل باتری های اسید سرب مانند باتری های استارت اتومبیل. لوازم جانبی الکترولیت را با محلول ترمیم باتری با اسید سرب ، رسوبات سولفات تمیز به آرامی بررسی و دوباره انجام دهید ، سپس چرخه های بار/تخلیه کنترل شده را برای بازگرداندن ظرفیت انجام دهید.

DESULFATION PULSE:

از پالس های برقی با فرکانس بالا برای تجزیه کریستال های سولفات سرب استفاده می کند. نیاز به تجهیزات تخصصی Desulfator پالس با ولتاژ باتری دارد. استفاده بیش از حد ممکن است به صفحات آسیب برساند ، بنابراین احتیاط توصیه می شود.

مواد افزودنی شیمیایی:

افزودن عوامل حل کننده سولفات مانند EDTA یا سولفات سدیم می تواند به حل سولفاتا کمک کند. با این حال ، استفاده نادرست ممکن است صفحات را خراب کرده و عمر باتری را کوتاه کند.

دوچرخه سواری عمیق برای سولفات خفیف:

باتری را تا حدود 10.5 ولت (برای باتری های 12 ولت) تخلیه کنید ، سپس شارژ آهسته را در 0.1 درجه سانتیگراد به مدت 12+ ساعت انجام دهید و 2-3 چرخه را برای جوان سازی ظرفیت تکرار کنید.

جایگزینی الکترولیت:

برای آلودگی یا پیری ، الکترولیت قدیمی را تخلیه کنید ، با آب مقطر شستشو دهید ، دوباره با الکترولیت تازه (گرانش خاص 1.28-1.30) پر کنید و شارژ کنید. مناسب برای سیل باتری های اسید سرب.

3. کدام باتری های اسید سرب را می توان تعمیر کرد؟ بهترین روش های تعمیر

3.1 موارد قابل ترمیم

سولفات خفیف با کاهش ظرفیت کمتر از 50 ٪.

از دست دادن آب بدون صفحات کاملاً در معرض دید ، که در آن بازگرداندن مجدد عملکرد است.

مدارهای کوتاه در مراحل اولیه ناشی از بقایای قابل جابجایی.

3.2 موارد غیر قابل ترمیم

آسیب شدید صفحه یا ریختن نیاز به تعویض.

باتری ترک خورده یا نشت خطرات ایمنی.

3.3 مؤثرترین روش تعمیر

ترکیبی از آبشارهای پالس به علاوه پر کردن مجدد آب برای تصفیه باتری های اسید سرب سولفیت شده مانند باتری های اتومبیل و UPS مؤثرترین است. این روش شامل:

1. بررسی و بالا بردن الکترولیت با آب مقطر.

2. استفاده از سولفات پالس به مدت 12-24 ساعت.

3. شارژ کامل و آزمایش ظرفیت باتری.

4. نکات پیشگیری و نگهداری

از تخلیه عمیق خودداری کنید: برای جلوگیری از سولفات ، حداقل یک بار در ماه باتری ها را شارژ کنید.

از شارژرهای صحیح استفاده کنید: از شارژ بیش از حد یا تخلیه عمیق که به صفحات آسیب می رساند جلوگیری کنید.

از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید: باتری ها را در مکان های خنک و خشک ذخیره کنید تا سولفاتاسیون را که در دمای بالا تسریع می شود ، کاهش دهید.

بازرسی منظم: برای تشخیص مشکلات اولیه ، سطح الکترولیت و ولتاژ باتری را کنترل کنید.

مداخله اولیه برای افزایش عمر باتری اسید سرب بسیار مهم است. بهترین روش ترمیم برای سولفات اولیه در مرحله اولیه ، سولفات پالس همراه با راه حل ترمیم باتری اسید سرب . با این حال ، هنگامی که الکترود مثبت از آسیب شدید مانند ریختن صفحه رنج می برد ، جایگزینی لازم است. نگهداری مداوم و استفاده مناسب به طور قابل توجهی نرخ شکست و هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.