1概述
??????? 鉛酸蓄電池作為一種化學(xué)電源在能源領(lǐng)域里一直以第一位置延續(xù)至今，說(shuō)明其有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)存在。但也有其值得重視的問(wèn)題，那就是多數(shù)電池的工作狀態(tài)不能達(dá)到當(dāng)今科技先進(jìn)設(shè)備的需求。按常理說(shuō)，鉛酸蓄電池的活性材料能維持8--10年或更長(zhǎng)一些，但事實(shí)上大多情況下達(dá)不到預(yù)期使用時(shí)間?，F(xiàn)實(shí)中的電池平均壽命是6--48個(gè)月，而能用48個(gè)月的電池僅占30%。大部分電池則提前容量衰減和失效。影響鉛酸蓄電池壽命的一個(gè)主要原因是：硫酸鹽的堆積，這就是硫酸鹽化，即在極板上生成白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶，充電時(shí)又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛，簡(jiǎn)稱為“硫酸鹽化”。簡(jiǎn)單而論，就是鉛酸蓄電池的極板被硫酸鉛晶體覆蓋，導(dǎo)致電池容量下降或功能衰退。生成這種硫酸鉛的原因是過(guò)放電或放電后長(zhǎng)期放置時(shí)，硫酸鉛微粒在電解液中溶解，呈飽和狀態(tài)，這些硫酸鉛在溫度低時(shí)重新結(jié)晶，即硫酸鉛的析出。這樣在析出的硫酸鉛粒子上一次又一次地因溫度變動(dòng)而生長(zhǎng)、發(fā)展，使結(jié)晶粒增大。這種硫酸鉛的導(dǎo)電性不良、電阻大，溶解度和溶解速度又很小，充電時(shí)恢復(fù)困難。因而成為容量降低和壽命縮短的原因。
??????? 從分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，結(jié)晶一般是指分子和水形成一種新的水合結(jié)晶體，分子會(huì)與水分子形成分子鏈。這時(shí)，必須要有外加能量，首先打破分子與水分子的分子鏈，然后才能讓此分子與其它分子參與化學(xué)反應(yīng)。另外結(jié)晶體有一種共性，就是容易吸附同類(lèi)分子，形成更多的結(jié)晶體。鉛酸蓄電池的硫酸鉛結(jié)晶一般是由于充電不完全導(dǎo)致，一般我們認(rèn)為，充電電壓要達(dá)到電池電壓的1.25倍，(12V電池須達(dá)到15V充電電壓)，方能使負(fù)極板的活性物質(zhì)復(fù)原。如果充電電壓無(wú)法達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)有部分硫酸鉛分子未轉(zhuǎn)化，從而逐漸與電解液中的水分子結(jié)合形成結(jié)晶體。隨著時(shí)間的推移，結(jié)晶體的形成會(huì)越來(lái)越多，最終導(dǎo)致電池衰退。因此，我們可以說(shuō)：首先，電池的硫酸鹽化無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生。其次，電池產(chǎn)生硫酸鹽化，因其不可逆性，必須借助外來(lái)能量將其分解，才能還原為電池的原始狀態(tài)。
??????? 2鉛酸蓄電池硫酸鹽化后的主要表現(xiàn)
??????? 鉛酸蓄電池硫酸鹽化后最明顯的特征是電池容量下降，內(nèi)阻增加。當(dāng)然，如果電池失水和正極板軟化也具有這些特性。判斷電池是否因?yàn)榱蛩猁}化而容量下降，往往是采用各種修復(fù)方法對(duì)電池進(jìn)行容量恢復(fù)，如果容量明顯上升，就是硫酸鹽化，如果電池容量變化不明顯，電池容量下降可能是其它原因造成的。
??????? 鉛酸蓄電池硫酸鹽化的具體特征如下：
??????? ①充電時(shí)氣泡出現(xiàn)較早，電解液密度達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
??????? ②充電時(shí)電解液溫度比極板沒(méi)有硫酸鹽化的鉛酸蓄電池高。
??????? ③在放電使用時(shí)或進(jìn)行蓄電池容量測(cè)試時(shí)，端電壓下降較快。電解液密度下降低于正常值。
??????? ④容量明顯降低。
??????? ⑤極板顏色不正常，正極呈淺褐色（有的呈白色），負(fù)極變?yōu)榛野咨?，正、?fù)極板表面變硬為砂粒狀。
??????? 3鉛酸蓄電池硫酸鹽化的原因
??????? 一般認(rèn)為，鉛酸蓄電池的不可逆硫酸鹽化的原因是硫酸鉛的重結(jié)晶，粗大結(jié)晶形成之后溶解度降低。
??????? 以下幾種情況產(chǎn)生硫酸鹽化是不可避免的：
??????? ①電池在安裝使用前曾長(zhǎng)時(shí)間擱置儲(chǔ)存。實(shí)際上電池一旦加上硫酸液后就開(kāi)始了化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生鹽化物。所以，新電池的擱置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)因硫酸鹽化而失效。
??????? ②持續(xù)過(guò)放電或經(jīng)常過(guò)量放電或小電流深放電，會(huì)在極板深處生成較多的硫酸鉛。
??????? ③放電后，24小時(shí)內(nèi)沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充充電。
??????? ④不能定期過(guò)充電或經(jīng)常充電不足，在活性物質(zhì)中或多或少殘留一部分未能還原的硫酸鉛。
??????? ⑤在充電不足的情況下，電池大電流工作，會(huì)加劇電池的硫酸鹽化。
??????? ⑥環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)蓄電池性能都有影響。例如，當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)熱，隨溫度每增加10度，鹽化速率呈2倍增長(zhǎng)。在充電期間，如外界溫度高，當(dāng)電池的溫度達(dá)75度時(shí)，內(nèi)阻會(huì)增大，致使充電不足情況發(fā)生。一般情況下，充電達(dá)100%時(shí)，電解液的比重是1.27左右，這時(shí)候的電解液凝固溫度是零下83華氏；當(dāng)比重在1.2左右時(shí)，凝固溫度是零下17華氏；若比重在1.14時(shí)（也稱完全放電），這時(shí)僅在8華氏就凝固。
??????? ⑦缺少電解液。因水份蒸發(fā)過(guò)多或電解液意外泄漏而沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充，致使液面過(guò)低，極板上部長(zhǎng)期露出液面，造成極板上部的硫酸鹽化。
??????? 4電池硫酸鹽化的危害
??????? 正常的鉛蓄電池在放電時(shí)形成的硫酸鉛，充電時(shí)比較容易地轉(zhuǎn)化為鉛和氧化鉛。如果電池使用和維護(hù)不善，例如經(jīng)常充電不足或過(guò)放電，負(fù)極上就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛。這種硫酸鉛用常規(guī)的方法充電很難還原，要求充電電壓很高，由于充電時(shí)充電接受能力很差，大量析出氣體。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在負(fù)極，被稱為不可逆硫酸鹽化。它引起蓄電池容量下降，甚至成為蓄電池壽命終止的原因。輕微的電池硫酸鹽化，會(huì)降低電池的容量，電池內(nèi)阻增加，嚴(yán)重時(shí)則電極失效，充不進(jìn)電。輕微的電池硫酸鹽化，尚可用一些方法使它恢復(fù)，嚴(yán)重時(shí)采用一般的充電方法是不能夠恢復(fù)容量的。