Baterie cu plumb acid electrod pozitiv Material activ și Metode de reparație: un ghid complet

1. Material activ pozitiv al bateriei cu plumb-acid : proprietăți și rolul dioxidului de plumb (PBO₂)

1.1 Compoziție și structură

Dioxidul de plumb (PBO₂) este materialul activ principal al electrodului pozitiv în Baterii cu plumb-acid . Este un solid maro închis cu două forme principale de cristal:

α-PBO₂ (Orthorhombic) : prezintă o structură densă, oferind o durată de viață mai lungă a bateriei, dar o performanță de descărcare relativ mai slabă.

β-PBO₂ (tetragonal): prezintă o reactivitate mai mare și o performanță mai bună de descărcare, dar este mai predispusă la înmuiere și vărsare, un mod comun de eșec în baterii.

1.2 Mecanism de reacție electrochimică

Procesele de încărcare și descărcare la electrodul pozitiv implică reacții chimice reversibile:

Descărcare (reducere):

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

Încărcare (oxidare):

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

Aceste reacții stau la baza stocării și eliberării energiei bateriei.

1.3 Caracteristici cheie

Abilitate ridicată de oxidare: PBO₂ este un oxidant puternic și necesită un mediu acid (electrolit cu acid sulfuric) pentru stabilitate.

Predispus la vărsare: Modificările de volum în timpul ciclismului provoacă înmuierea și vărsarea materialului activ, ceea ce duce la pierderea capacității și la defecțiunea bateriei.

Conductivitate slabă: PBO₂ în sine are o conductivitate electrică limitată, astfel încât se bazează pe aliaje de grilă pe bază de plumb (plumb-calciu sau antimonie de plumb) pentru conducerea electronilor și suport mecanic.

1.4 Moduri de eșec și provocări de reparații

Înmuiere/vărsare: de obicei ireversibil, care necesită înlocuirea bateriei sau a plăcilor.

Sulfarea: formarea de cristale PBSO₄ grosiere care cresc rezistența internă; Repararea parțială este posibilă prin metode de desulfrare.

Limitări de reparație: Deteriorarea severă a electrodului pozitiv necesită adesea înlocuirea bateriei din cauza dificultății de restaurare a integrității materialelor active.

2. comun Probleme cu baterii cu plumb și metode de reparație

2.1 Probleme comune și reparații corespunzătoare

Repararea simptomelor

Emisiune	Simptome	Principiul reparației
Sulfare	Cristale albe pe plăci, rezistență internă crescută	Utilizați desulfarea pulsului de înaltă frecvență sau dizolvarea chimică pentru a îndepărta cristalele de sulfat de plumb
Pierderea apei	Nivel scăzut de electroliți, plăci expuse	Reumpleți cu apă distilată sau electrolit
Vărsare de plăci	Pierdere permanentă a capacității	Ireversibil; Necesită înlocuirea plăcii sau a bateriei
Scurt-circuit	Tensiune anormală a celulelor, auto-descărcare rapidă	Scoateți resturile sau înlocuiți separatorul

2.2 Metode de reparație practică

Reparații fizice (sulfare, pierderi de apă):

În principal pentru inundații Baterii cu plumb-acid, cum ar fi bateriile de pornire a mașinilor. Verificați și reumpleți LEV-urile de electroliți cu soluție de restaurare a bateriei de acid plumb, curățați ușor depozitele de sulfare, apoi efectuați cicluri de încărcare/descărcare controlate pentru a restabili capacitatea.

Desulfarea pulsului:

Utilizează impulsuri electrice de înaltă frecvență pentru a descompune cristalele de sulfat de plumb. Necesită echipamente specializate de desulfator puls, potrivite cu tensiunea bateriei. Utilizarea excesivă poate deteriora plăcile, astfel încât se recomandă prudență.

Aditivi chimici:

Adăugarea de agenți de dizolvare a sulfatului precum EDTA sau sulfat de sodiu poate ajuta la dizolvarea sulfului. Cu toate acestea, utilizarea necorespunzătoare poate coroda plăcile și poate scurta durata de viață a bateriei.

Ciclism profund pentru sulfare ușoară:

Descărcați bateria la aproximativ 10,5V (pentru baterii de 12V), apoi efectuați încărcare lentă la 0,1C timp de 12 ore, repetând 2-3 cicluri pentru a întineri capacitatea.

Înlocuirea electrolitului:

Pentru contaminare sau îmbătrânire, scurgeți electrolitul vechi, clătiți cu apă distilată, reumpleți cu electrolit proaspăt (gravitație specifică 1.28–1.30) și reîncărcați. Cel mai potrivit pentru inundații Baterii cu plumb-acid.

3. Ce baterii cu plumb-acid pot fi reparate? Cele mai bune metode de reparație

3.1 Carcase reparabile

Sulfare ușoară cu o pierdere de capacitate mai mică de 50%.

Pierderea de apă fără plăci complet expuse, în cazul în care reumplerea restabilește funcția.

Scurtcuite în stadiu incipient cauzate de resturi detașabile.

3.2 Cazuri nereparabile

Deteriorarea severă a plăcilor sau vărsarea care necesită înlocuire.

Crăpături sau scurgeri de baterii care prezintă pericole de siguranță.

3.3 Cea mai eficientă metodă de reparație

Combinația dintre desulfarea pulsului plus reumplerea apei este cea mai eficientă pentru tratarea bateriilor cu plumb inundat sulfat, cum ar fi bateriile cu mașini și UPS. Procedura include:

1. Verificarea și completarea electrolitului cu apă distilată.

2. Aplicarea desulficiunii pulsului timp de 12–24 ore.

3. Reîncărcarea completă și testarea capacității bateriei.

4. Sfaturi de prevenire și întreținere

Evitați descărcarea profundă: Reîncărcați bateriile cel puțin o dată pe lună pentru a preveni sulfarea.

Folosiți încărcătoare corecte: Prevenirea supraîncărcării sau descărcării profunde care daunează plăcile.

Asigurați -vă ventilația corespunzătoare: depozitați bateriile în locuri reci și uscate pentru a reduce sulfarea accelerată de temperaturi ridicate.

Inspecție regulată: monitorizați nivelurile de electroliți și tensiunea bateriei pentru a detecta probleme timpurii.

Intervenția timpurie este esențială pentru extinderea duratei de viață a bateriei cu acid. Cea mai bună abordare de reparații pentru sulfarea în stadiu incipient este desulfarea pulsului combinată cu Soluție de restaurare a bateriei cu plumb-acid . Cu toate acestea, atunci când electrodul pozitiv suferă daune severe, cum ar fi vărsarea plăcilor, înlocuirea este necesară. Menținerea constantă și utilizarea corectă reduc semnificativ ratele de eșec și costurile operaționale.