铅酸蓄电池充电与电解液

接触过铅酸蓄电池组装的人都知道,铅酸蓄电池主要是由极板、隔板、硫酸和塑壳组成，其它在加上一些零部件。蓄电池的容量主要取决于极板和硫酸，当然隔板的质量也很重要。铅酸蓄电池产生每AH的电量需要4.463g的正板二氧化铅，3.866g的负板绒状铅，还有3.66g的硫酸，看来蓄电池使用的硫酸，也就是电解液是蓄电池制造过程中非常关键的。蓄电池电解液的配制直接关系到蓄电池的容量，衰退速率，出厂电压，自放电和循环寿命等。

铅酸蓄电池的电解液是由蓄电池专用浓硫酸和纯水配制而成的，    配制25度1.345g/cm3电解液，浓硫酸和纯水的 体积 比是：      31 ：69   ，    重量 比是：      41 ： 59。下面是计算方法，假如不对敬请指正：

         1.84-1.345=0.495          1.345-1.00=0.345

         0.495/0.345=1.435         1.435/（1+1.435）=0.59=59%

         纯硫酸浓度必须是1.84g/cm3。

电解液的密度，各个厂家都有自己的标准，取决于使用的极板和蓄电池出厂的要求。稀硫酸电解液密度高的，蓄电池初始容量足，循环寿命就有所欠缺；电解液密度低的，初始容量刚刚达到市场的标准，但是后劲足，循环寿命长。电解液密度过低，极板的活性物质得不到充分利用，电池容量所需求的硫酸量达不到，电池容量就达不到标准；电解液密度太高，电池内硫酸量在电气化反应之后仍有剩余，容易形成极板硫化，也会导致容量快速下降，还会造成板栅腐蚀加快。根据使用的极板的特性合理的配制电解液密度是最理智的做法。

在电解液配制过程中需要添加电解液添加剂，一般是无水硫酸钾，无水硫酸钠，硫酸亚锡等。添加电解液添加剂的作用主要是增强电解液电导，改善蓄电池的充放电能力，抑制负极铅枝晶的增长，使较大的硫酸铅颗粒易被还原，抑制早期容量损失，防止活性物质软化，脱落和减缓板栅腐蚀等作用。比如硫酸亚锡的添加，就有以下几个好处：

(1) 在电解液中单独加入足够量的SnSO4，当电池正极活性物质过量时，可改善电池的充电接受能力，明显提高电池的循环寿命。

(2) 当电池为负极活性物质过量时，预计可明显提高电池的容量，循环寿命也会略有提高。负极活性物质中Sn的存在，不仅使充电接受能力提高，在以后循环过程的继续充电中，还会提高负极的充电效率

密封铅蓄电池在充电时，负极起着双重作用，一方面PbSO4接受电子被还原，一方面又与正极传输过来的O2起反应而被氧化，所以负极始终处于充电不足的状态。此外，O2对有机膨胀剂的氧化作用也不容忽视，特别是在电池的设计为正极活性物质过量时；在长期循环过程中，负极活性物质逐渐紧结、表面收缩，最后导致电池寿命的终止。在这种情况下，在电解液中添加SnSO4，使PbSO4转化效率提高，就使得电池在较长的循环期内保持容量，提高整个电池的循环寿命。不过，添加的电解液添加剂过多，它们同样也是会成为杂质的，也会使结晶增加，增加了自放电的程度。无水硫酸钠等同时也会降低电池的开路电压，有些厂家只添加无水硫酸钠，一般是按稀硫酸 添加0.4~1.2%，或者添加硫酸钠和硫酸亚锡，添加硫酸亚锡的成本比较贵，一般按稀硫酸添加0.03~0.12%，也有添加更多的.有些厂家在配制电解液过程中，倒入浓硫酸之后马上倒入添加剂，有些在使用前倒入添加剂，本人认为，在电解液配制后冷却至50℃至70℃添加较合适，既不会因为温度过高产生失效或者变异，也不会因为温度过低影响电解液添加剂的溶解。在电解液使用之前，进行充分的搅拌，测出密度和温度，按照实际温度进行换算，进行微调，即可使用。一般只要电解液温度低于35℃，天凉时比室温高7~10℃是最理想的使用范围。   

硫酸配比密度换算公式（假设1.345g/cm）

              dt=d25+a(25-t)

         t    实际所测的温度

         dt   实际温度下应有的密度

         d25  25度时硫酸配比的密度（1.345g/cm)

         a    25度密度1.345g/cm硫酸与温度的系数

电解液配制好了，也搅拌均匀了，接下来该给半成品蓄电池加酸了。一般我们理论计算的加算量是型号乘以10就是该型号电池的加酸量，在实际操作中根据极板的紧密程度，隔板的吸酸量，电池的装配压力，塑壳的高度等因素进行适当调整。在电池加酸后半分钟酸液一般反弹至富液壶肩膀部位，基本酸量就足够了。在每个单格酸量均匀的情况下，假如一些电池富液壶内的电解液参差不齐，那么极有可能极板的吸酸量不均匀，一部分极板铅膏较紧密，一部分极板铅膏比较酥松。在极板的氧化度较高的情况下，电池的反酸情况较严重，富液壶内电解液回升较快较多。

蓄电池在加酸完毕之后，静置4~6小时开始充电，开始充电时应对个别缺酸的单格及时补酸。在进行蓄电池放电测量终止电压之前，因将富液壶内酸量补充到同一高度。其余充放电时间，员工只需加强巡逻，个别缺酸单格补足即可。在蓄电池刚刚放完电的情况下，千万不要马上补酸。极板在剧烈收缩的情况下，马上补入电解液，极易产生冲击，造成活性物质软化。添加的电解液密度要和开始加的酸密度一致，到配好的硫酸缸舀取或放取电解液时要先搅拌均匀，特别是舀取电解液，表面的密度极低。我们假如在富液壶内添加了密度近似纯水的电解液，那就等于稀释了该单格的电解液，造成该电池每个单格容量的不一致。我们假如将一只电池的各个单格添加不等量的酸，有的单格富液壶加满，有的单格富液壶内无酸处于轻微富液，那么各个单格内电解液所含的电子导子溶度不一样，在进行带电抽酸时，被抽走的数量也不相同。一旦抽走的电子导子差距太大，那么单格的容量差异也就变大。

以上见解是本人在多年工作中的心得，与大家共同进行探讨。