Électrode positive de la batterie de plomb et méthodes de réparation et de réparation: un guide complet

1. Batterie de plomb-acide Matière active positive: propriétés et rôle du dioxyde de plomb (PBO₂)

1.1 Composition et structure

Le dioxyde de plomb (PBO₂) est le principal matériau actif de l'électrode positive dans batteries à l'acide plomb . C'est un solide brun foncé avec deux formes cristallines principales:

α-pbo₂ (orthorhombique) : présente une structure dense, offrant une durée de vie de la batterie plus longue mais des performances de décharge relativement plus faibles.

β-pbo₂ (tétragonal): présente une réactivité plus élevée et de meilleures performances de décharge mais est plus sujette à l'adoucissement et à la perte, un mode de défaillance commun dans les batteries.

1.2 Mécanisme de réaction électrochimique

Les processus de charge et de décharge à l'électrode positive impliquent des réactions chimiques réversibles:

Décharge (réduction):

Pbo₂ + so₄²⁻ + 4h⁺ + 2e⁻ → pbso₄ + 2h₂o

Charge (oxydation):

Pbso₄ + 2h₂o → pbo₂ + so₄²⁻ + 4h⁺ + 2e⁻

Ces réactions sous-tendent le stockage et la libération d'énergie de la batterie.

1.3 Caractéristiques clés

Capacité à oxydation élevée: Pbo₂ est un oxydant fort et nécessite un environnement acide (électrolyte d'acide sulfurique) pour la stabilité.

Sujet à la perte: les changements de volume pendant le cycle provoquent le ramollissement et la perte du matériau actif, entraînant une perte de capacité et une défaillance de la batterie.

Mauvaise conductivité: Pbo₂ lui-même a une conductivité électrique limitée, il s'appuie donc sur des alliages de grille à base de plomb (plomb-calcium ou anti-plomb) pour la conduction électronique et le support mécanique.

1.4 Modes de défaillance et défis de réparation

Adoucissement / perte: généralement irréversible, nécessitant un remplacement de la batterie ou de la plaque.

Sulfatation: formation de cristaux pbso₄ grossiers qui augmentent la résistance interne; Une réparation partielle est possible grâce à des méthodes de désulfation.

Limites de réparation: les dommages positifs graves à l'électrode positive nécessitent souvent le remplacement de la batterie en raison de la difficulté de restaurer l'intégrité active du matériau.

2. Commun batterie au plomb-acide Problèmes de batterie et méthodes de

2.1 Problèmes communs et réparations correspondantes

Émettre des symptômes réparation

Problème	Symptômes	Principe de réparation
Sulfatation	Cristaux blancs sur les plaques, augmentation de la résistance interne	Utilisez la désulfation d'impulsions à haute fréquence ou la dissolution chimique pour éliminer les cristaux de sulfate de plomb
Perte	Niveau électrolytique faible, plaques exposées	Recharge avec de l'eau distillée ou de l'électrolyte
Dédouillage des assiettes	Perte de capacité permanente	Irréversible; nécessite un remplacement de la plaque ou de la batterie
Court-circuit	Tension cellulaire anormale, auto-décharge rapide	Retirer les débris ou remplacer le séparateur

2.2 Méthodes de réparation pratiques

Réparation physique (sulfatation, perte d'eau):

Principalement pour inondé batteries à l'acide plomb telles que les batteries de starter de voiture. Vérifiez et remplissez les niveaux d'électrolyte avec une solution de restauration de la batterie au plomb, nettoyez doucement les dépôts de sulfatation, puis effectuez des cycles de charge / décharge contrôlés pour restaurer la capacité.

Désulfation d'impulsion:

Utilise des impulsions électriques à haute fréquence pour décomposer les cristaux de sulfate de plomb. Nécessite un équipement de désulfateur d'impulsions spécialisé correspondant à la tension de la batterie. La surutilisation peut endommager les plaques, donc la prudence est avisée.

Additifs chimiques:

L'ajout d'agents dissolvants de sulfate comme l'EDTA ou le sulfate de sodium peut aider à dissoudre la sulfatation. Cependant, une mauvaise utilisation peut corroder les plaques et raccourcir la durée de vie de la batterie.

Cyclage profond pour la sulfatation légère:

Déchargez la batterie à environ 10,5 V (pour les batteries 12V), puis effectuez un chargement lent à 0,1 ° C pendant 12 heures et plus, en répétant 2-3 cycles pour rajeunir la capacité.

Remplacement de l'électrolyte:

Pour la contamination ou le vieillissement, vidangez l'ancien électrolyte, rincez à l'eau distillée, remplissant avec un électrolyte frais (gravité spécifique 1,28–1,30) et recharge. Le mieux adapté aux inondés batteries au plomb.

3. Quelles batteries au plomb peuvent être réparées? Meilleures méthodes de réparation

3.1 Cas de réparation

Sulfatation légère avec une perte de capacité inférieure à 50%.

Perte d'eau sans plaques entièrement exposées, où le remplissage restaure la fonction.

Les courts-circuits à un stade précoce causés par des débris amovibles.

3.2 cas non réparables

Dommages ou perte de plaques sévères nécessitant un remplacement.

Casses de batterie fissurées ou qui fuient posant des risques de sécurité.

3.3 Méthode de réparation la plus efficace

La combinaison de la désulfation d'impulsions et de la recharge d'eau est la plus efficace pour traiter les batteries au plomb inondées sulfatées telles que les batteries de voitures et d'UPS. La procédure comprend:

1. Vérification et garniture de l'électrolyte avec de l'eau distillée.

2. Application de la désulfation d'impulsion pendant 12 à 24 heures.

3. Recharge et test de la capacité de la batterie.

4. Conseils de prévention et d'entretien

Évitez la décharge profonde: rechargez les batteries au moins une fois par mois pour éviter la sulfatation.

Utilisez des chargeurs corrects: empêchez la surcharge ou la décharge profonde qui endommage les plaques.

Assurez-vous une bonne ventilation: stocker les batteries dans des endroits secs et secs pour réduire la sulfatation accélérée par des températures élevées.

Inspection régulière: Surveillez les niveaux d'électrolyte et la tension de la batterie pour détecter les problèmes précoces.

Une intervention précoce est essentielle pour prolonger la durée de vie de la batterie au plomb. La meilleure approche de réparation pour la sulfatation à un stade précoce est la désulfation d'impulsion combinée avec Solution de restauration de la batterie au plomb . Cependant, lorsque l'électrode positive subit de graves dommages tels que la perte de plaques, un remplacement est nécessaire. La maintenance constante et l'utilisation appropriée réduisent considérablement les taux de défaillance et les coûts opérationnels.