废旧电池修复原理与方法

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时间:2018-07-26

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1、废旧电池修复原理与方法电池又称化学电源,是能为用电器提供直流电源的装置,化学电源是通过氧化还原的电化学反应,将化学能转化为电能。一次电池是一次性应用的电池,二次电池是可多次反复使用的电池,因此这里的二次实际上是多次的意思。二次电池又称为可充电电池或蓄电池。相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲,简称正脉冲,反之,则为负脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲。二十世纪以来,随着人们对负脉冲的认识的不断提高,负脉冲的应用范围不断扩大,在许多领域都得到了广泛的应用,如:能源.医疗.勘探.等。基础部分一.  铅酸蓄电池铅酸蓄电

2、池是蓄电池的一种.以其低廉的价格(镉镍电池的六分之一~~`~~五分之一),良好的高倍率放电性能,应用非常广泛,如汽车、摩托车、火车、轮船、通信以及UPS等均需运用。铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、容器、极柱、隔膜、可导电的物质等组成。(一)  正极板(正极活性物质)正极板活性物质的主要成分是二氧化铅。具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生成硫酸铅,并吸收电子,二氧化铅有两种类型晶格,一种是α—Pb02另一种是β—Pb02。这两种二氧化铅活性物质差别很大,它们在正极板所起的作用也不相同。ß—Pb02给出的容量是α—PbO2的1

3、.5~~~3倍。而α—Pb02具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—Pb02  和βα—PbO2的比例达到0.8时,铅蓄电池会表现出良好的性能。正极活性物质在放电状态下,与电解质硫酸发生反应生成硫酸铅与水。其反应式如下:Pb02+3H++HSO4-+2e==PbSO4+2H2O  充电时,在外线路的作用下转化为ρbO2与H2SO4放电时,二氧化铅的ρb4+接受了负极送来的电子形成ρb+2与溶液中的硫酸根离子结合生成ρbSO4。当硫酸铅达到一定量时,变成沉淀物附着在极板上。充电时硫酸铅中的铅离子的电子被外线路带

4、走转化为二氧化铅。将水中 氢离子留在溶液中。氧离子与铅离子结合生成二氧化铅进入晶格,形成正极活性物质。(二)负极板(负极活性物质)在铅酸蓄电池里,为了供负极活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海棉状,又称为海绵铅,在放电时,铅给出外线路电子形成Pb+2与溶液的硫酸根结合生成硫酸铅,充电时,部分PbSO4首先溶解成Pb2+与SO4。Pb+2接受电子还原成铅进入负极活性物质晶格。(三)电解液硫酸是铅酸蓄电池电解液中的重要原材料之一,市场上浓硫酸一般分为两种:一种是工业用浓硫酸,纯度较低,不适用于铅酸蓄电池;另一种为纯度较高的分析纯,

5、较适合于铅酸蓄电池,硫酸的分子量为98,浓硫酸中硫酸含量为98%是无色透明油状液体,具有很强的吸水性和腐蚀性,与水结合后,可放出大量的热。所以在电解液配制过程中,一定要注意防护,以免出现危险,配制时,千万不要把水加入浓硫酸中,而是将浓硫酸缓慢加入水中。铅酸蓄电池电解液配制过程中,对水的要求较高,水中含杂质的多少,直接影响电池的质量。铅蓄电池用水外观是无色透明的,残渣含量应小于0.01%。一般检验水的标准用电阻率(Ωcm)或电导率来表示,比较简单的方法是:采用电阻率测量法:用数字式万用表将档位拨至20MΩ处,将万用表两只表笔相距1厘米,测

6、出水的电阻阻值在5——10MΩ即可。(四)  隔板隔板也是铅蓄电池主要组成部分之一,其质量对电池影响很大,隔板的主要功能是防止电池正负极板短路,蓄电池中,对隔板的要求是:采用多孔质隔板,允许电解液自由扩散和离子迁移,要有比较小的电阻,隔板孔径要小。空隙总面积要大,要防止脱落的活性物质到达对方的极板.因此,隔板的孔径要小,孔数要多。二:电池修复过程中常用的名词:1:不可逆的硫酸盐化不可逆的硫酸盐化,简称硫酸盐化。铅酸蓄电池在放电时,正负极板都产生一种化合  即硫酸铅,硫酸铅是一种难溶于水,不导电的物质,在正常情况下,蓄电池在放电后形成的硫

7、酸铅结晶比较小,充电时,在电的作用下,比较容易地溶解并还原成铅。如果使用不当,常常充电不足、失水、过放电等。硫酸铅就会形成粗大坚硬的结晶体,这时就很难用一般的方法将其还原成铅,所以被称之为不可逆的硫酸盐化,由于硫酸盐化,一方面,它可以阻挡硫酸与其他活性物质接触并发生反应:另一方面,使活性物质数量减少,它可引起蓄电池容易下降,严重时会造成蓄电池寿命终止。 2:活性物质的脱落在我们修复废旧电池时,有些电池加水修复后,从注水孔内流出一些红褐色液体。即为脱落的活性物质,活性物质脱落原因有以下几种解释:1、电池受外力的影响,如振动,摔打等。2、α

8、—PbO2。βPbO2变体模型。αPbO2是活性物质骨架,当电池在充放电时,一部分α—PbO2转化为β—PbO2从而导致软化脱落。3、随着循环进行,活性物质由无定性态逐渐晶形化,即结晶度增加,水化聚合物链数

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