Olovo-kyselina Metódy aktívneho materiálu a opravy kladného elektródy: Kompletný sprievodca

1. Olovo-kyselinová batéria Kladný aktívny materiál: Vlastnosti a úloha oxidu olova (PBO₂)

1.1 Zloženie a štruktúra

Oxid olova (pBO₂) je primárnym aktívnym materiálom pozitívnej elektródy v olovené batérie . Je to tmavo hnedá pevná látka s dvoma hlavnými kryštálovými formami:

a-pbo₂ (ortorhombický) : má hustú štruktúru, ktorá ponúka dlhšiu výdrž batérie, ale relatívne slabší výkon výboja.

P-PBO₂ (tetragonálne): Vykazuje vyššiu reaktivitu a lepší výkon výboja, ale je náchylnejší na zmäkčenie a odlučovanie, čo je bežný režim zlyhania v batériách.

1.2 Elektrochemický reakčný mechanizmus

Procesy náboja a výboja v pozitívnej elektróde zahŕňajú reverzibilné chemické reakcie:

Výtok (redukcia):

PBO₂ + So₄²⁻ + 4H⁺ + 2E⁻ → PBSO₄ + 2H₂O

Náboj (oxidácia):

PBSO₄ + 2H₂o → PBO₂ + SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2E⁻

Tieto reakcie sú základom ukladania a uvoľňovania energie batérie.

1.3 Kľúčové charakteristiky

Vysoká oxidačná schopnosť: PBO₂ je silný oxidátor a na stabilitu vyžaduje kyslé prostredie (elektrolyt kyseliny sírovej).

Náchylné na prelievanie: Zmeny objemu počas cyklistiky spôsobujú zmäkčenie a vylučovanie aktívneho materiálu, čo vedie k strate kapacity a zlyhaniu batérie.

Zlá vodivosť: Samotný PBO₂ má obmedzenú elektrickú vodivosť, takže sa spolieha na zliatiny mriežky na báze olova (olovo-kalcium alebo olovo-antimón) na vedenie elektrónov a mechanickú podporu.

1.4 Režimy zlyhania a výzvy na opravu

Zmäkčenie/preliatie: Zvyčajne nezvratné, vyžadujúce výmenu batérie alebo dosky.

Sulfation: Tvorba hrubých kryštálov PBSO₄, ktoré zvyšujú vnútornú rezistenciu; Čiastočná oprava je možná metódami splnenia.

Obmedzenia opravy: Závažné pozitívne poškodenie elektród si často vyžaduje výmenu batérie v dôsledku obtiažnosti obnovenia integrity aktívnej materiálu.

2. Bežné Problémy s batériou olovo a spôsobmi opravy

2.1 Bežné problémy a zodpovedajúce opravy

Vydať príznaky Oprava

Problém	Príznaky	Zásada opravy
Sulfácia	Biele kryštály na platniach, zvýšená vnútorná rezistencia	Na odstránenie kryštálov síranu sulfátu olovo používajte vysokofrekvenčnú pulznú pulznú desulfáciu alebo chemické rozpustenie
Strata vody	Nízka hladina elektrolytu, exponované dosky	Doplňte destilovanou vodou alebo elektrolytom
Odkladanie tanierov	Strata trvalej kapacity	Nezvratné; vyžaduje výmenu taniera alebo batérie
Skrat	Abnormálne napätie buniek, rýchly samoliečko	Odstráňte zvyšky alebo vymeňte oddeľovač

2.2 Praktické metódy opravy

Fyzická oprava (sulfatácia, strata vody):

Hlavne pre zaplavené olovené batérie , ako sú štartérové batérie automobilov. Skontrolujte a doplňte elektrolyt lev els s roztokom obnovy batérie olovo, jemne vyčistite usadeniny sulfatácie a potom vykonajte kontrolované cykly náboja/vybíjania na obnovenie kapacity.

Pulzná pustenie:

Používa vysokofrekvenčné elektrické impulzy na rozdelenie kryštálov sulfátov olova. Vyžaduje špecializované vybavenie pulzného desulfatora zladeného s napätím batérie. Nadmerné používanie môže poškodiť dosky, takže sa odporúča opatrnosť.

Chemické prísady:

Pridanie rozpustenia sulfátu, ako je EDTA alebo síran sodný, môže pomôcť rozpustiť sulfáciu. Nesprávne použitie však môže korodovať dosky a skrátiť výdrž batérie.

Hlboké cyklovanie pre miernu sulfáciu:

Vychutnajte si batériu na približne 10,5 V (pre 12 V batérie) a potom vykonajte pomalé nabíjanie pri 0,1 ° C počas 12+ hodín a opakuje 2-3 cykly na omladenie kapacity.

Výmena elektrolytov:

V prípade kontaminácie alebo starnutia vypustite starý elektrolyt, opláchnite destilovanou vodou, doplňte čerstvým elektrolytom (špecifická hmotnosť 1,28–1,30) a nabíjajte sa. Najlepšie sa hodí pre zaplavené olovené batérie.

3. Ktoré batérie olova môžu byť opravené? Najlepšie spôsoby opravy

3.1 Opraviteľné prípady

Mierna sulfatácia s menej ako 50% stratou kapacity.

Strata vody bez úplne exponovaných dosiek, kde funkcia doplňovania obnovuje.

Krátke okruhy v počiatočnom štádiu spôsobené odnímateľnými úlomkami.

3.2 Neprepraviteľné prípady

Silné poškodenie alebo vylučovanie doštičiek, ktoré si vyžadujú výmenu.

Prasknuté alebo unikajúce prípady batérie predstavujúce bezpečnostné riziká.

3.3 Najúčinnejšia metóda opravy

Kombinácia pulznej pulznej pulzovania plus voda je najúčinnejšia pri ošetrení sulfatovaných záplavovaných batérií olovených olovených, ako sú batérie CAR a UPS. Postup zahŕňa:

1. Kontrola a doplnenie elektrolytu destilovanou vodou.

2. Aplikácia pulznej pulznej psoviny po dobu 12–24 hodín.

3. Úplné nabíjanie a testovanie kapacity batérie.

4. Tipy prevencie a údržby

Vyhnite sa hlbokému výboja: Nabíjanie batérií najmenej raz mesačne, aby ste zabránili sulfácii.

Používajte správne nabíjačky: Zabráňte nadmernému nabíjaniu alebo hlbokému vybíjaniu, ktoré poškodzuje platne.

Zaistite správne vetranie: batérie skladujte na chladných a suchých miestach, aby sa znížila sulfatácia zrýchlená vysokými teplotami.

Pravidelná kontrola: Monitorujte úrovne elektrolytu a napätie batérie, aby ste zistili skoré problémy.

Včasný zásah je rozhodujúci pre rozšírenie výdrže batérie olovo. Najlepším prístupom k opravám v počiatočnom štádiu síra Riešenie obnovy batérie olovo . Ak však pozitívna elektróda utrpí vážne poškodenie, ako je vylučovanie doštičiek, je potrebná výmena. Konzistentná údržba a správne použitie výrazne znižujú mieru zlyhania a prevádzkové náklady.