鉛酸蓄電池維護(hù)探討

李聯(lián)益

（德化陶瓷學(xué)院 陶瓷工程系，福建 泉州 362500）

鉛酸蓄電池自從1859年誕生以來，已經(jīng)走過了154年的歷程。在世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人民生活水平日益提高的今天，鉛酸蓄電池以其安全性高、電性能穩(wěn)定、制作成本低、應(yīng)用領(lǐng)域廣、再生利用率高的優(yōu)勢(shì)，一直以來都是二次電源中的主角，在蓄電池的市場(chǎng)份額占80％以上。根據(jù)專家預(yù)測(cè)，在未來二十年里鉛酸蓄電池仍然會(huì)在市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位，難有其它二次電源能取代它。

如今，我國是全球最大的鉛酸蓄電池制造國、最大的出口國、最大的消費(fèi)國，2012年我國鉛酸蓄電池的總產(chǎn)量近2億KVAH，總產(chǎn)值超過2000億元，占全世界鉛酸蓄電池產(chǎn)值的三分之一多。鉛酸蓄電池在交通運(yùn)輸、電信電力、國防軍工、自然能系統(tǒng)等方面的應(yīng)用都是無可替代的，我國的鉛酸蓄電池的產(chǎn)量以平均每年20％的速度在增長。

然而，盡管今天鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與使用原材料方面比過去有了很大的改進(jìn)，性能有了相當(dāng)大的提高，許多設(shè)計(jì)和用料精良的免維護(hù)鉛酸蓄電池浮充使用的理論壽命為15～20年以上，但真正能在使用中達(dá)到如此壽命的電池恐怕是少之又少。拿汽車與摩托車廣泛使用的干荷電少維護(hù)起動(dòng)用鉛酸蓄電池來說，設(shè)計(jì)使用壽命為4～5年以上，通過市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很少能達(dá)到兩年以上水平，大部份幾個(gè)月至一年就報(bào)廢了。影響鉛酸蓄電池使用壽命的因素主要有：一是設(shè)計(jì)生產(chǎn)；二是使用；三是維護(hù)保養(yǎng)。本文就鉛酸蓄電池使用及保養(yǎng)方法進(jìn)行探討。

一、鉛酸蓄電池的選用

鉛酸蓄電池產(chǎn)品按用途進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，不同用途的蓄電池設(shè)計(jì)不同和放電標(biāo)準(zhǔn)不同，能適應(yīng)所有用途的鉛酸蓄電池是很難制造的。因此需要根據(jù)用途選用適合的鉛酸蓄電池，主要從以下幾方面進(jìn)行選用：

1.放電容量。根據(jù)用途選擇適合放電容量、放電功率、放電終止電壓和充電條件等的鉛酸蓄電池。如果電池放電容量不合格，就會(huì)造成電池使用時(shí)間不能滿足用戶的使用設(shè)計(jì)要求。使用容量不合格的蓄電池，還會(huì)造成使用設(shè)備的可靠性、安全性降低。同時(shí)，蓄電池與充放電系統(tǒng)的不匹配，也會(huì)造成蓄電池壽命的大大縮短。

2.低溫性能。有低溫性能要求的蓄電池，在低溫狀態(tài)下使用時(shí)應(yīng)滿足使用要求。如果該項(xiàng)目不合格，就無法保證電池在低溫環(huán)境中正常使用，給用戶帶來不便或經(jīng)濟(jì)損失。如冬天汽車、摩托車起動(dòng)難，多次點(diǎn)火也會(huì)縮短蓄電池壽命。

3.循環(huán)壽命。鉛酸蓄電池經(jīng)歷一次充/放電為一個(gè)循環(huán)。循環(huán)壽命是指蓄電池按照一定的充放電條件，循環(huán)充放電至電池容量下降到規(guī)定值時(shí)經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)。不同的蓄電池標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同的循環(huán)壽命次數(shù)（或周期）。循環(huán)壽命不合格，會(huì)造成電池用戶使用成本的提高、資源的浪費(fèi)。同時(shí)大量的蓄電池回收處理還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。

4.電池內(nèi)阻。電池內(nèi)阻是電池性能的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。電池內(nèi)阻與電池制造工藝、電池結(jié)構(gòu)、極板、隔板、電解液等因素有關(guān)。電池內(nèi)阻越小，電池性能就越好。電池內(nèi)阻可以通過內(nèi)阻儀測(cè)或充放電數(shù)據(jù)計(jì)算得到。

二、鉛酸蓄電池的使用

正確使用能使鉛酸蓄電池的使用壽命增長，不正確的使用方式會(huì)使鉛酸蓄電池的壽命大大縮短，因此了解正確的使用方法是延長鉛酸蓄電池使用壽命的關(guān)鍵。

1.鉛酸蓄電池的安裝。絕大部分鉛酸蓄電池的外殼是使用ABS、PP等塑料材料制成的，塑料材料怕撞擊、高溫、光照等，因此安裝鉛酸蓄電池時(shí)，安裝要牢固，防止振動(dòng)損壞，要安放在陰涼通風(fēng)干燥的位置，以免因撞擊、高溫融化、光照老化而損壞外殼，縮短電池壽命。連接鉛酸蓄電池的導(dǎo)線要選用符合要求的導(dǎo)線，不能太細(xì)，最好是使用多股的銅絲線，避免導(dǎo)線太細(xì)發(fā)熱導(dǎo)致絕緣破損，引起漏電短路損壞電池。導(dǎo)線與電池端子的連接要牢固（不能接反），并在導(dǎo)線和端子連接處涂上凡士林或黃油，避免受腐蝕或因接觸不良引起打火發(fā)熱等。

2.鉛酸蓄電池的使用環(huán)境。根據(jù)鉛酸蓄電池的工作原理，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度基礎(chǔ)上每升高10℃，蓄電池會(huì)因?yàn)閮?nèi)部化學(xué)反應(yīng)速度增加一倍而導(dǎo)致浮充壽命縮短一半。因此鉛酸蓄電池的使用受溫度的影響很大，加上鉛酸蓄電池在充放電過程中都有熱量產(chǎn)生，所以鉛酸蓄電池不要放在密閉的設(shè)備和房間內(nèi)，應(yīng)有良好的通風(fēng)，要遠(yuǎn)離熱源和易產(chǎn)生火花的地方，要避免陽光直射、劇烈振動(dòng)、潮濕、粉塵等的影響。

3.鉛酸蓄電池的放電。鉛酸蓄電池放電電流密度對(duì)容量影響極大，電池容量隨放電電流增大而降低。放電電流密度越小，放電深度越淺，電池壽命越長。放電電流越大，放電深度越深，越容易造成極板的硫化，導(dǎo)致電池容量減少，電池壽命越短。因此使用鉛酸蓄電池時(shí)切勿大電流放電，防止短路現(xiàn)象發(fā)生，避免過度放電而引起極板硫化縮短電池壽命。所以鉛酸蓄電池要盡量使用小電流放電，放電深度要盡量控制在50％以內(nèi)，一般來說要求夏天電池放出額定容量的50％后，冬天放出25％后就應(yīng)及時(shí)充電。如電動(dòng)摩托車超載、超速行駛、長時(shí)間爬坡等都需要大功率的輸出，在電池電壓固定的情況下，要輸出大功率就需要大電流，所以就容易造成鉛酸蓄電池進(jìn)行大電流放電，長時(shí)間的使用就會(huì)導(dǎo)致電池深度放電，大多數(shù)電動(dòng)摩托車鉛酸蓄電池壽命大大縮短（平均壽命不到一年）的主要原因。

4.鉛酸蓄電池的充電。鉛酸蓄電池的充電非常關(guān)鍵，如果充電電壓太低時(shí)，蓄電池將會(huì)形成欠充電，久而久之蓄電池極板就會(huì)硫化，既充不進(jìn)電，也放不出電；如果充電電壓太高，充電電流增大，電解液溫度升高較快，蓄電池將會(huì)快速失水、加速蓄電池極板腐蝕和活性物質(zhì)脫落，極板及蓄電池外殼也會(huì)變形損壞。這兩樣都將大大縮短鉛酸蓄電池的壽命，所以充電時(shí)一定要選用和蓄電池匹配的充電器。溫度對(duì)充電效果影響很大，夏天充電時(shí)要盡量降低蓄電池的溫度，充電的地方最好選在遠(yuǎn)離高溫?zé)嵩矗⒈ＷC良好的散熱，發(fā)現(xiàn)電池過熱時(shí)應(yīng)停止充電，避免極板活性物質(zhì)硬化脫落，并產(chǎn)生失水和蓄電池變形，同時(shí)對(duì)充電器和蓄電池進(jìn)行檢查，待溫度降低后再繼續(xù)充電。冬天充電時(shí)要盡量在溫暖的地方進(jìn)行充電，以提高充電效率。要注意，當(dāng)充電器顯示充滿時(shí)就應(yīng)停止充電，不能一次就是一夜乃至于幾天，特別是蓄電池在高溫季節(jié)運(yùn)行，容易存在過充電的問題。充電時(shí)既要避免過充電導(dǎo)致蓄電池?fù)p壞，也要避免長期虧電導(dǎo)致極板硫化。因此充電時(shí)要保證充足電，防止不可逆硫酸鹽化的產(chǎn)生，延長鉛酸蓄電池的使用壽命。

三、鉛酸蓄電池的保養(yǎng)

對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行合適的維護(hù)保養(yǎng)，可以保證鉛酸蓄電池不出故障，能正常使用，同時(shí)能延長鉛酸蓄電池的使用壽命。保養(yǎng)工作要注意以下幾點(diǎn)：

1.保持電池的足電狀態(tài)。有浮充功能的電池要確保浮充充電正常進(jìn)行；無浮充功能的電池，每次使用后，均應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充充電，使電池長期處于“吃飽狀態(tài)”，而且應(yīng)在使用后12小時(shí)內(nèi)就充電。若用完了閑置幾天再充，易出現(xiàn)極板硫化，容量下降。鉛酸蓄電池若虧電存放會(huì)嚴(yán)重影響使用壽命，如果閑置時(shí)間較長，鉛酸蓄電池?fù)p壞也將越嚴(yán)重。所以長期擱置不用的電池，擱置前一定要先充足電，并且每?jī)蓚€(gè)月要補(bǔ)充一次電。

2.定期進(jìn)行容量恢復(fù)試驗(yàn)。鉛酸蓄電池使用一段時(shí)間后，極板就會(huì)產(chǎn)生部分的硫化現(xiàn)象，容量有所減少。所以要對(duì)鉛酸蓄電池定期進(jìn)行容量恢復(fù)試驗(yàn)，即每使用兩至三個(gè)月要進(jìn)行一次“兩充一放”完整的充放電循環(huán)維護(hù)，讓鉛酸蓄電池內(nèi)的活化物質(zhì)活化，恢復(fù)電池的容量。若蓄電池的容量下降比較大，排除充電不足、電解液不足等其他原因后，就是極板硫化較為嚴(yán)重，可采用水療化、淺循環(huán)大電流充電法、化學(xué)修復(fù)法、脈沖修復(fù)法等方法進(jìn)行修復(fù)，使不導(dǎo)電的硫化層逐步溶解返回到溶液中，使極板硫化脫附溶解，恢復(fù)蓄電池的容量。

3.定期檢查。鉛酸蓄電池本身的狀況關(guān)系到電池能否正常使用和使用壽命的長短。所以要每月對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行檢查，檢查如下項(xiàng)目：（1）端電壓、電解液的密度和溫度；（2）極板有無彎曲、斷裂、短路、損壞、脫粉、硫化；（3）電池槽有無滲漏、液面是否在規(guī)定的高度；（4）連接處有無松動(dòng)、腐蝕現(xiàn)象；（5）電池架及防震架防酸漆有無脫落。發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)處理，確保蓄電池隨時(shí)都能正常工作，不會(huì)發(fā)生其他安全事故，延長鉛酸蓄電池的使用壽命。

4.定期清潔。鉛酸蓄電池外殼的灰塵、污物容易引起導(dǎo)線端子和電池外殼發(fā)生腐蝕，同時(shí)也可能使鉛酸蓄電池產(chǎn)生自行放電。若在潮濕的情況下自行放電的現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重，這樣很可能在我們不知不覺的情況下使電池長期處于虧電狀態(tài)，鉛酸蓄電池的使用壽命將大大縮短。因此要經(jīng)常清除鉛酸蓄電池外殼上的灰塵、污物，注意保持鉛酸蓄電池外殼干燥、清潔，以防鉛酸蓄電池自行放電。

四、結(jié) 語

目前我國擁有1億多輛汽車，并且每年在以1000多萬輛的速度增長，電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車擁有量也在1億輛以上，且在以每年2000多萬輛的速度增加。就這兩項(xiàng)，按電池的平均使用壽命為一年來計(jì)算，每年需報(bào)廢回收的鉛酸蓄電池就近3億個(gè)，如此的浪費(fèi)造成了資源短缺和相應(yīng)的環(huán)境污染。如能延長電池20％的使用壽命，單這兩項(xiàng)每年就或節(jié)省鉛酸蓄電池6000多萬個(gè)。若能正確使用和保養(yǎng)維護(hù)好鉛酸蓄電池，絕大多數(shù)鉛酸蓄電池的使用壽命都可比目前的使用壽命延長50％以上。按我國2012年鉛酸蓄電池的總產(chǎn)量近2億KVAH，總產(chǎn)值超過2000億元來計(jì)算，只要能平均延長20％的使用壽命，每年就可節(jié)約4000萬KVAH以上的鉛酸蓄電池，節(jié)省400多億元。同時(shí)可以減少大量的污染物的產(chǎn)生，也將進(jìn)一步提高資源的利用率。因此正確使用和維護(hù)保養(yǎng)好鉛酸蓄電池，延長鉛酸蓄電池的使用壽命就顯得意義重大。

［1］宋雷鳴，牟曉卉.淺析影響鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素和注意事項(xiàng)［J］.電源世界，2009，（1）.

［2］管雄俊.關(guān)于閥控式密封鉛酸蓄電池的使用壽命［J］.通信電源技術(shù)，1997，（3）.