แบตเตอรี่ตะกั่วกรดอิเล็กโทรดที่ใช้งานได้และวิธีการซ่อมแซม: คู่มือฉบับสมบูรณ์

1. วัสดุแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด วัสดุที่ใช้งานได้ดี: คุณสมบัติและบทบาทของสารตะกั่วไดออกไซด์ (PBO₂)

1.1 องค์ประกอบและโครงสร้าง

ตะกั่วไดออกไซด์ (PBO₂) เป็นวัสดุที่ใช้งานหลักของอิเล็กโทรดบวกใน แบตเตอรี่ตะกั่ว กรด มันเป็นสีน้ำตาลเข้มที่มีรูปแบบคริสตัลหลักสองรูปแบบ:

α-PBO₂ (Orthorhombic) : มีโครงสร้างที่หนาแน่นซึ่งมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น

β-PBO₂ (tetragonal): แสดงปฏิกิริยาที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพการปล่อยที่ดีขึ้น

1.2 กลไกปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า

กระบวนการประจุและการปลดปล่อยที่อิเล็กโทรดบวกเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีแบบย้อนกลับได้:

การปลดปล่อย (ลด):

pbo₂ + so₄²⁻ + 4h⁺ + 2e⁻→Pbso₄ + 2h₂o

ประจุ (ออกซิเดชัน):

pbso₄ + 2h₂o→pbo₂ + so₄²⁻ + 4h⁺ + 2e⁻

ปฏิกิริยาเหล่านี้หนุนการจัดเก็บพลังงานและการปลดปล่อยของแบตเตอรี่

1.3 ลักษณะสำคัญ

ความสามารถในการออกซิไดซ์สูง: PBO₂เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งและต้องการสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (อิเล็กโทรไลต์กรดซัลฟิวริก) เพื่อความเสถียร

มีแนวโน้มที่จะหลั่ง: การเปลี่ยนแปลงระดับเสียงในระหว่างการปั่นจักรยานทำให้อ่อนลงและการไหลของวัสดุที่ใช้งานซึ่งนำไปสู่การสูญเสียความจุและความล้มเหลวของแบตเตอรี่

ค่าการนำไฟฟ้าที่ไม่ดี: PBO₂มีค่าการนำไฟฟ้า จำกัด ดังนั้นจึงต้องอาศัยโลหะผสมกริดที่ใช้ตะกั่ว (ตะกั่วแคลเซียมหรือตะกั่ว) สำหรับการนำอิเล็กตรอนและการสนับสนุนเชิงกล

1.4 โหมดความล้มเหลวและความท้าทายในการซ่อมแซม

การทำให้อ่อนลง/การหลั่ง: มักจะกลับไม่ได้ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือแผ่น

ซัลเฟต: การก่อตัวของผลึก PBSO ที่หยาบซึ่งเพิ่มความต้านทานภายใน การซ่อมแซมบางส่วนเป็นไปได้ด้วยวิธีการ desulfation

ข้อ จำกัด การซ่อมแซม: ความเสียหายของอิเล็กโทรดบวกอย่างรุนแรงมักจะจำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่เนื่องจากความยากลำบากในการกู้คืนความสมบูรณ์ของวัสดุที่ใช้งานอยู่

2. ทั่วไป ปัญหา แบตเตอรี่ตะกั่วกรด และวิธีการซ่อมแซม

2.1 ปัญหาทั่วไปและการซ่อมแซมที่เกี่ยวข้อง

ปัญหาการซ่อมแซมอาการ

ปัญหา	อาการ	ซ่อมแซมหลักการ
การซัลเฟต	คริสตัลสีขาวบนแผ่นเพิ่มความต้านทานภายใน	ใช้ desulfation ชีพจรความถี่สูงหรือการสลายตัวทางเคมีเพื่อกำจัดผลึกซัลเฟตตะกั่ว
การสูญเสียน้ำ	ระดับอิเล็กโทรไลต์ต่ำแผ่นสัมผัส	เติมด้วยน้ำกลั่นหรืออิเล็กโทรไลต์
การไหลของจาน	การสูญเสียกำลังการผลิตถาวร	กลับไม่ได้; ต้องใช้แผ่นหรือการเปลี่ยนแบตเตอรี่
ลัดวงจร	แรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติการปล่อยตัวเองอย่างรวดเร็ว	ถอดเศษซากหรือแทนที่ตัวคั่น

2.2 วิธีการซ่อมแซมเชิงปฏิบัติ

การซ่อมแซมทางกายภาพ (ซัลเฟตการสูญเสียน้ำ):

ส่วนใหญ่สำหรับน้ำท่วม แบตเตอรี่ตะกั่วกรด เช่นแบตเตอรี่เริ่มต้นรถยนต์ ตรวจสอบและเติมอิเล็กโทรไลต์ lev els ด้วยสารละลายการฟื้นฟูแบตเตอรี่ตะกั่วกรดตะกั่วซัลเฟตทำความสะอาดเบา ๆ จากนั้นทำการควบคุมการชาร์จ/การปล่อยสัญญาณเพื่อเรียกคืนความจุ

พัลส์ desulfation:

ใช้พัลส์ไฟฟ้าความถี่สูงเพื่อทำลายผลึกซัลเฟตตะกั่ว ต้องใช้อุปกรณ์พัลส์ desulfator พิเศษที่ตรงกับแรงดันแบตเตอรี่ การใช้มากเกินไปอาจสร้างความเสียหายให้กับจานดังนั้นควรระมัดระวัง

สารเติมแต่งเคมี:

การเพิ่มสารกำจัดซัลเฟตเช่น EDTA หรือโซเดียมซัลเฟตสามารถช่วยละลายซัลเฟต อย่างไรก็ตามการใช้งานที่ไม่เหมาะสมอาจกัดกร่อนเพลตและลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ให้สั้นลง

การปั่นจักรยานลึกสำหรับซัลเฟตเล็กน้อย:

ปล่อยแบตเตอรี่ไปที่ประมาณ 10.5V (สำหรับแบตเตอรี่ 12V) จากนั้นทำการชาร์จช้าที่ 0.1C เป็นเวลา 12+ ชั่วโมงซ้ำ 2-3 รอบเพื่อฟื้นฟูความจุ

การเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์:

สำหรับการปนเปื้อนหรือชราให้ระบายอิเล็กโทรไลต์เก่าล้างด้วยน้ำกลั่นเติมด้วยอิเล็กโทรไลต์สด (แรงโน้มถ่วงเฉพาะ 1.28–1.30) และเติมพลัง เหมาะที่สุดสำหรับน้ำท่วม แบตเตอรี่ตะกั่วกรด.

3. แบตเตอรี่ตะกั่วกรดใดที่สามารถซ่อมแซมได้? วิธีการซ่อมที่ดีที่สุด

3.1 กรณีซ่อมแซมได้

ซัลเฟตเล็กน้อยที่มีการสูญเสียกำลังการผลิตน้อยกว่า 50%

การสูญเสียน้ำโดยไม่มีแผ่นสัมผัสอย่างเต็มที่ซึ่งการเติมคืนฟังก์ชั่น

การลัดวงจรระยะแรกที่เกิดจากเศษซากที่ถอดออกได้

3.2 กรณีที่ไม่สามารถซ่อมแซมได้

ความเสียหายของแผ่นอย่างรุนแรงหรือการไหลที่ต้องเปลี่ยน

เคสแบตเตอรี่ที่แตกหรือรั่วไหลเป็นอันตรายต่อความปลอดภัย

3.3 วิธีการซ่อมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

การรวมกันของการเติมพัลส์ desulfation และการเติมน้ำเป็นสิ่งที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรักษาแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่เกิดจากซัลเฟตเช่นแบตเตอรี่รถยนต์และแบตเตอรี่ UPS ขั้นตอนรวมถึง:

1. การตรวจสอบและเพิ่มอิเล็กโทรไลต์ด้วยน้ำกลั่น

2. การใช้พัลส์ desulfation เป็นเวลา 12–24 ชั่วโมง

3. การชาร์จใหม่และทดสอบความจุแบตเตอรี่อย่างเต็มที่

4. เคล็ดลับการป้องกันและบำรุงรักษา

หลีกเลี่ยงการปล่อยลึก: เติมแบตเตอรี่อย่างน้อยเดือนละครั้งเพื่อป้องกันการเกิดซัลเฟต

ใช้เครื่องชาร์จที่ถูกต้อง: ป้องกันการชาร์จมากเกินไปหรือการปล่อยลึกที่ทำลายแผ่นเพลต

ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศที่เหมาะสม: เก็บแบตเตอรี่ในที่เย็นและแห้งเพื่อลดซัลเฟตเร่งความเร็วด้วยอุณหภูมิสูง

การตรวจสอบเป็นประจำ: ตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เพื่อตรวจจับปัญหาก่อน

การแทรกแซงก่อนกำหนดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ตะกั่วกรด วิธีการซ่อมแซมที่ดีที่สุดสำหรับซัลเฟตระยะแรกคือพัลส์ desulfation รวมกับ การกู้คืนแบตเตอรี่ตะกั่วกรด โซลูชัน อย่างไรก็ตามเมื่ออิเล็กโทรดบวกได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงเช่นการไหลของแผ่นจำเป็นต้องเปลี่ยนการเปลี่ยน การบำรุงรักษาที่สอดคล้องกันและการใช้งานที่เหมาะสมลดอัตราความล้มเหลวและต้นทุนการดำเนินงานอย่างมีนัยสำคัญ