Ledesyrebatteriets positive elektrode aktivt materiale og reparasjonsmetoder: en komplett guide

1. Bly-syre batteri positivt aktivt materiale: egenskaper og rolle som blydioksid (PBO₂)

1.1 Sammensetning og struktur

Blydioksid (pbo₂) er det primære aktive materialet til den positive elektroden i bly-syre-batterier . Det er et mørkebrunt faststoff med to hovedkrystallformer:

α-Pbo₂ (orthorhombic) : har en tett struktur, og tilbyr lengre batterilevetid, men relativt svakere utslippsytelse.

β-PBO₂ (tetragonal): viser høyere reaktivitet og bedre utskrivningsytelse, men er mer utsatt for mykgjøring og kaster, en vanlig feilmodus i batterier.

1.2 Elektrokjemisk reaksjonsmekanisme

Ladnings- og utladningsprosessene ved den positive elektroden involverer reversible kjemiske reaksjoner:

Utslipp (reduksjon):

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

Ladning (oksidasjon):

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

Disse reaksjonene understøtter batteriets energilagring og utgivelse.

1.3 Nøkkelegenskaper

Høy oksidasjonsevne: PBO₂ er en sterk oksidasjonsmiddel og krever et surt miljø (svovelsyreelektrolytt) for stabilitet.

Utsatt for å felle: volumendringer under sykling forårsaker mykgjøring og kaster av det aktive materialet, noe som fører til kapasitetstap og batterisvikt.

Dårlig ledningsevne: PBO₂ i seg selv har begrenset elektrisk ledningsevne, så den er avhengig av blybaserte nettlegeringer (bly-kalsium eller bly-antimon) for elektronledning og mekanisk støtte.

1.4 Feilmodus og reparasjonsutfordringer

Mykning/kaster: vanligvis irreversibel, som krever batteri eller plateutskifting.

Sulfasjon: Dannelse av grove PBSO₄ -krystaller som øker indre motstand; Delvis reparasjon er mulig gjennom desulfasjonsmetoder.

Reparasjonsbegrensninger: Alvorlig positiv elektrodeskade nødvendiggjør ofte batteribytte på grunn av vanskeligheten med å gjenopprette aktiv materialintegritet.

2. vanlig Bly-syre batteriproblemer og reparasjonsmetoder

2.1 Vanlige problemer og tilsvarende reparasjoner

Problemer med symptomer

Utgave	Symptomer	Reparasjonsprinsipp
Sulfasjon	Hvite krystaller på plater, økt indre motstand	Bruk høyfrekvente pulsdesulfasjon eller kjemisk oppløsning for å fjerne blysulfatkrystaller
Vanntap	Lavt elektrolyttnivå, utsatte plater	Påfyll med destillert vann eller elektrolytt
Plate kaster	Permanent kapasitetstap	Irreversibel; krever utskifting av plate eller batteri
Kortslutning	Unormal cellespenning, rask selvutladning	Fjern rusk eller erstatt separator

2.2 Praktiske reparasjonsmetoder

Fysisk reparasjon (sulfasjon, vanntap):

Hovedsakelig for oversvømmet Ledesyrebatterier som bilstarterbatterier. Kontroller og fyll på elektrolyttnivå med bly-syre-batterirestaureringsløsning, ren sulfasjonsavsetninger forsiktig, og utfør deretter kontrollerte ladnings-/utladningssykluser for å gjenopprette kapasitet.

Pulse Desulfation:

Bruker høyfrekvente elektriske pulser for å bryte ned blysulfatkrystaller. Krever spesialisert pulsdesulfatorutstyr tilpasset batterispenning. Overforbruk kan skade plater, så det anbefales forsiktighet.

Kjemiske tilsetningsstoffer:

Tilsetning av sulfatoppløsende midler som EDTA eller natriumsulfat kan bidra til å oppløse sulfasjon. Imidlertid kan feil bruk korrodere plater og forkorte batterilevetiden.

Dyp sykling for mild sulfasjon:

Legg ut batteriet til omtrent 10,5V (for 12V-batterier), og utfør deretter langsom lading ved 0,1C i 12+ timer, og gjenta 2-3 sykluser for å forynge kapasiteten.

Elektrolyttutskiftning:

For forurensning eller aldring, tøm gammel elektrolytt, skyll med destillert vann, påfylling med fersk elektrolytt (spesifikk tyngdekraft 1,28–1,30) og lade. Best egnet for oversvømmet bly-syre-batterier.

3. Hvilke bly-syre-batterier kan repareres? Beste reparasjonsmetoder

3.1 Reparerbare saker

Mild sulfasjon med mindre enn 50% kapasitetstap.

Vanntap uten fullstendig utsatte plater, der påfylling gjenoppretter fungerer.

Korte kretsløp i tidlig fase forårsaket av avtagbart rusk.

3.2 Ikke-reparerbare tilfeller

Alvorlig plateskade eller kaster som krever utskifting.

Sprukne eller lekker batterisaker som utgjør sikkerhetsfarer.

3.3 Mest effektiv reparasjonsmetode

Kombinasjonen av pulsdesulfasjon pluss vannpåfylling er den mest effektive for behandling av sulfaterte oversvømte bly-syre-batterier som bil- og UPS-batterier. Prosedyren inkluderer:

1. Kontroller og topper opp elektrolytt med destillert vann.

2. Påføring av pulsavdesulfasjon i 12–24 timer.

3. Fullstendig lading og testing av batterikapasitet.

4. Forebyggings- og vedlikeholdstips

Unngå dyp utladning: Lad batterier minst en gang i måneden for å forhindre sulfasjon.

Bruk riktige ladere: Forhindre overlading eller dyp utslipp som skader plater.

Forsikre deg om riktig ventilasjon: Lagre batterier på kjølige, tørre steder for å redusere sulfasjonen akselererte av høye temperaturer.

Regelmessig inspeksjon: Overvåk elektrolyttnivåer og batterispenning for å oppdage tidlige problemer.

Tidlig intervensjon er kritisk for å forlenge bly-syre batterilevetid. Den beste reparasjonstilnærmingen for sulfasjon i tidlig fase er pulsavsvimfasjon kombinert med Ledesyre-batterirestaureringsløsning . Men når den positive elektroden lider alvorlig skade som plateutskyting, er erstatning nødvendig. Konsekvent vedlikehold og riktig bruk reduserer feilhastigheten og driftskostnadene betydelig.