叉車蓄電池硫化產(chǎn)生原因和后續(xù)處理

張 偉/文

叉車蓄電池硫化產(chǎn)生原因和后續(xù)處理

張 偉/文

本文針對(duì)鉛酸蓄電池硫化產(chǎn)生的原因、表現(xiàn)和不良后果進(jìn)行了分析，并主要介紹了兩種處理方法：大電流沖擊法和小電流恢復(fù)法。相比之下，小電流恢復(fù)法更加高效，效果顯著且無(wú)副作用。

電動(dòng)叉車、鉛酸蓄電池、硫化、小電流脫硫恢復(fù)法

鉛酸蓄電池作為電動(dòng)叉車中主要的部件之一，關(guān)乎叉車持續(xù)工作時(shí)間的長(zhǎng)短。叉車在日常工作中，因?yàn)閳?chǎng)地、充電時(shí)間等因素影響，會(huì)經(jīng)常造成鉛酸蓄電池硫化，進(jìn)而進(jìn)一步縮短電池工作時(shí)間與使用壽命。而頻繁的更換電池也會(huì)給使用者帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。本文從蓄電池硫化產(chǎn)生的原因、如何預(yù)防電池硫化、如何處理已經(jīng)硫化的蓄電池等幾方面進(jìn)行分析和說(shuō)明，從而達(dá)到延長(zhǎng)蓄電池使用壽命的目標(biāo)。

一、鉛酸蓄電池硫化的原因

首先，我們需要了解一下鉛酸蓄電池的工作原理和反應(yīng)過(guò)程。從下面的化學(xué)反應(yīng)方程式可以看到，通常情況下鉛酸蓄電池在放電過(guò)程中由鉛和氧化鉛與硫酸進(jìn)行反應(yīng)，生成硫酸鉛和水，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生電能。而在充電的過(guò)程中硫酸鉛會(huì)還原成鉛。但充電不足等原因，會(huì)造成硫酸鉛無(wú)法完全還原成鉛，就會(huì)在電池負(fù)極板上堆積越來(lái)越多的結(jié)晶的硫酸鉛，俗稱為“硫化”。

產(chǎn)生硫化的主要原因，可能有以下幾種：

1.出廠前電池初充電沒(méi)做好，以及長(zhǎng)期閑置的電池沒(méi)有定期充電；

2.蓄電池電解液的密度過(guò)高，使硫酸鉛溶解困難（多見(jiàn)于充電過(guò)程不完整的用戶）；

3.電池過(guò)放電，電池在使用中無(wú)法避免過(guò)放電的發(fā)生；

4.電池放電后沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)充電，或者是充電不完整；

5.鉛原材料純度不高，導(dǎo)致電池自放電甚至過(guò)放電嚴(yán)重；

6.補(bǔ)水不及時(shí)，電解液不能覆蓋電池極板，導(dǎo)致極板在空氣中深度氧化。

以上多種狀況都極有可能導(dǎo)致鉛酸蓄電池的硫化，硫化后的蓄電池中部硫酸鉛結(jié)成晶體，這些晶體在充電過(guò)程中被凍結(jié)住了，普通的充電電流無(wú)法將這些晶體打開(kāi)。以至于充入電池的電能不能被有效地轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，從而使得電池的容量不斷下降，電動(dòng)叉車的使用時(shí)間會(huì)進(jìn)一步縮短。

二、硫化電池出現(xiàn)的現(xiàn)象

叉車蓄電池

表1：小電流脫硫恢復(fù)法應(yīng)用實(shí)例

鉛酸電池硫化的初期表現(xiàn)為電池容量衰減，電池在充滿電以后的實(shí)際放電容量下降，用戶感覺(jué)電池越來(lái)越不夠用。充電過(guò)程中充電時(shí)間縮短，電池表現(xiàn)為很快充滿了電。充電時(shí)電池耗水很快、充電過(guò)程中電池發(fā)熱嚴(yán)重。后期還會(huì)在電池正極柱周圍的面板上出現(xiàn)明顯的鼓包等現(xiàn)象。

三、不及時(shí)解決引發(fā)的不良后果

硫化問(wèn)題如果不及時(shí)解決，電池的容量就會(huì)不斷衰減；用戶感覺(jué)電池不夠用，就會(huì)增加電池隨機(jī)充電的次數(shù)；不飽和充電的次數(shù)越多，就越容易加速電池的硫化，由此形成了一個(gè)惡性循環(huán)。

市場(chǎng)上大多數(shù)的充電機(jī)都不能對(duì)電池的硫化部分進(jìn)行識(shí)別，充電機(jī)給電池進(jìn)行一次滿充的總電量是被定時(shí)或者定量的。根據(jù)能量守恒定律，輸入電池的電能如果不能被完全轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，就會(huì)轉(zhuǎn)換成其它能量的形式發(fā)散出來(lái)，通常表現(xiàn)為大量電解水，以及電池發(fā)熱嚴(yán)重。

四、避免鉛酸蓄電池硫化的措施

1.為電動(dòng)叉車選擇合適的蓄電池容量，保證電動(dòng)叉車能滿足用戶要求的工作時(shí)長(zhǎng)，避免頻繁對(duì)電池進(jìn)行不完整充電；

2.盡量避免蓄電池過(guò)度放電，電池放電之后進(jìn)行迅速的補(bǔ)充充電；

3.電池充電時(shí)間和過(guò)程必須完整。目前先進(jìn)的高頻充電機(jī)都能為蓄電池設(shè)置匹配的充電曲線，用戶只需要按照廠商建議，保證蓄電池的充電時(shí)間；

4.經(jīng)常檢查蓄電池電解液液面，保持液面高于極板。

五、已經(jīng)產(chǎn)生硫化電池的處理方法

1.大電流沖擊法

傳統(tǒng)的“脫硫”，是以高電壓大電流的模式對(duì)電池進(jìn)行強(qiáng)充，如圖1。這種方法對(duì)電池的沖擊大、副作用也大。通常的方法是將充電的總電量設(shè)定為被維修電池容量的300%～400%（也就是通常所說(shuō)的“三充兩放電”或“四充三放電”），能耗非常高而且強(qiáng)充的過(guò)程中會(huì)使電池升溫很快，一般需要把電池安排在有循環(huán)冷卻水的條件下進(jìn)行，否則經(jīng)高溫沖刷的電池極板上會(huì)有大量的活性物質(zhì)脫落。一般采用這種方式的脫硫機(jī)都是大型柜機(jī)，體積大、成本高，而且都需要三相380V工業(yè)用電來(lái)支持。同時(shí)對(duì)于操作人員的技術(shù)水平要求較高，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的溫度變化，并且隨溫度變化及時(shí)調(diào)整電流和電壓。

圖1：傳統(tǒng)脫硫機(jī)

圖2：高頻充電機(jī)

2.小電流恢復(fù)法

現(xiàn)在很多新型的高頻充電機(jī)能使得充電機(jī)設(shè)置很多參數(shù)，從而保證了100%適合蓄電池，并不受電池類型限制，很多安全原則也可用來(lái)設(shè)置編程。運(yùn)用高壓低電流對(duì)于結(jié)晶體的特殊功效，慢慢刺激，并結(jié)合智能的恒壓恒流自動(dòng)切換，效果顯著且無(wú)副作用。

高頻充電機(jī)的普遍特點(diǎn)都是體積小巧、重量輕、方便攜帶，只需要普通50Hz/220V單相交流電即可工作，如圖2。

高頻充電機(jī)的基本原理為，開(kāi)始階段利用高頻技術(shù)將交流AC電壓轉(zhuǎn)換成直流DC電壓。高頻開(kāi)關(guān)晶體管接受直流電并生成頻率高達(dá)50～100kHz的脈沖電壓。第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換電壓的高頻變壓器可以擁有更輕的重量、更小的體積和更高的效率。當(dāng)電壓通過(guò)第二級(jí)整流器和第二級(jí)濾波器，并通過(guò)高頻變壓器和扼流圈到達(dá)電池，微處理器就會(huì)自動(dòng)根據(jù)相關(guān)充電參數(shù)（尤其針對(duì)主電源電壓）對(duì)目標(biāo)數(shù)值和實(shí)際數(shù)值進(jìn)行檢查和修正，通?？刂齐娐罚ü怦詈掀鳎?huì)最后將正確的數(shù)值傳送給高頻開(kāi)關(guān)晶體管的控制器。這個(gè)過(guò)程保證了充電過(guò)程的高效性，小電流脫硫恢復(fù)法應(yīng)用實(shí)例，如表1。

六、結(jié)語(yǔ)

如果說(shuō)硫化是電池長(zhǎng)期血脈不暢、氣血淤積所累積下來(lái)的慢性病，那么慢病還需慢藥治。傳統(tǒng)的脫硫方法如同是大火煮粥，火力太猛不僅會(huì)使粥湯溢出來(lái)，還容易使底下燒糊；而高頻充電機(jī)的小電流恢復(fù)法則如同小火慢燉，恰到好處。

作者為拓碧亞機(jī)電(上海)有限公司銷售總監(jiān)