电池修复原理及方法

市场上常见的一般有两大类：一类是买冲消除硫化的设备，一类是活 化仪。 市场上脉冲消除硫化的设备又分有源、无源两类：无源类是利用电池 自身的电能通过电子线路给电感储能，然后突然切断电流，电感储能 瞬间释放，根据楞次定律 e=－Ldi/dt，形成高的电流窄脉冲给电池反 充电，如此反复进行。典型的线路见《电子报》２００２年合订本２ ９４页的《铅酸蓄电池容量恢复器》一文；有源类，用独立的电源， 通过电子电路形成充、放电脉冲，对电池进行修复。典型的产品就是 美国的 pulsetech 的电池修复仪。赵老师（即 ABT-BJ 赵铁良先生）在 网上公开提供了维修参考的数据：充电脉冲宽度 900mS,间隔 10mS， 上升沿要陡直，除硫效果好；放电 50mS；测试开路电压 40mS；放 电脉冲选用 3 欧姆电阻。放电电流为 3～4.5A。从克服极化的角度来 说，所加的负脉冲时间上要很短。一般在时间上往往是正脉冲的 3％ 以内。幅度上来说，是正脉冲的 1.5～3 倍；去硫化脉冲频率取 8.33KHZ。这两类修复对极板损坏小，厂家称无损修复。 这类产品的名称很复杂，如“保护器”、“电池伴侣”、“延生器”、“电池 宝”等等、效果参差不齐。如果和电池长时间连接，有可以防止硫化 的说法。目前的这些产品基本上都是针对小容量电池的，对大容量电 池的不多。基本都是消除硫化有效，对正极软化（加水有黑液）的电 池无效。 第二类就是国内比较流行的是活化仪，这类仪器实际就是给电池进行 一次或者多次深度充、放电。 目前还有一些产品，属于过充电修复。如果不太计较电池寿命，采用 这种修复方法是立竿见影的。采用深度放电和充电，电池容量可以上 升，这是世界公认的。但是对电池寿命可能有伤害，本网站许多帖子， 仅仅围绕过充电可以将电池正极板把表面的 α氧化铅到 β氧化铅的转 换，完成电池容量的提升，在修复中采用这种措施容易形成不可恢复 的容量下降。有些反退给电池厂商的电池，就是使用了这类方法修复。 笔者根据自己的实践认为，好的过放、过充电修复，只要严格限制电 流和时间，参考极板制造时类似化成的做法，的确有很好的结果。关 键是判断，不是千篇一律，统统进行反充。举一个前几天的实例吧， 我到网友老三的店里串门，正好刚换下一组电摩的 4 只 17Ah 电池， 准备（120 元）卖给收旧电池的，我告诉他们不要卖，应该能修理， 于是拿回检修，简要叙述一下： 例三， 上述电池 4 只，浙江长兴产的，但不是天能的。因为是刚换 下的，就没有作其他测试和充电。开路电压依次为：1 号 13.42V；2 号 13.36V；3 号 13.18.V；4 号 12.4V。很明显，缺水。开盖，给前三 只每格加 6 再＋4 毫升，4 号加 6 再＋2 毫升，静止两小时开始充电， 开始 10A，2 分钟后改为 3A，半小时后改为阶梯，陆续开始产汽，1 －3 号各格产汽比较一致，4 号有 5 个格号产汽先后比较一致，它们 产汽后，靠近阳极的格仍不大量产生汽。停止充电，检测容量，1－3 号接近新品，4 号只有 1.5Ah。1－3 号每格又加 4 毫升水，并用阶梯 充到所有格析汽；单独充 4 号 1 小时后，5A 放电，检测端电压，从 13.2V 降到 10.5V 为 20 分钟，降到 8.32V 只用了不到 5 分钟，继续 用 5A 放电，保持 8.15V 左右可到 1 小时，停止检查。为什么停止呢， 结论有了：靠近阳极那个格坏了，坏格容量约 1.5Ah。简单用理论解 释一下：从 13.2V 降到 10.5V20 分钟，就是坏格（已经大大低于 1.7V 了）具有不到 1.5Ah 的 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ；继续 5A 放电，坏格降到 0V，其余 5 个好格（10V）对坏格进行反充电，坏格反向充到将近 2V 时稳定时 间长，电池端电压为 5 个好格电压的和减去坏格反极电压，即 10－2 ＝8V。不必要再继续了，否则对 5 个好格也有损坏。告诉大家如何 判断那个为坏格，这类电池加液孔比 10Ah 的小得多，用自制镀铅工 具几秒就能判定那个格为坏格，本例 5 个格析汽，靠近阳极的格不析 汽，应首先检测它，检测结果证实。该坏格坏了了，并且是部分脱落。 单独处理该格，使其容量到了 10Ah。至此维修完成，容量 1－3 号接 近新的，4 号 10Ah(其中 5 个好格的容量和 1－3 号一样接近新的)。 我要提醒网友，商业维修，就不要修 4 号了。通过这个例子，告诉大 家分析判断的过程。我是玩，只有大容量的才进一步判断什么问题， 要不要修，例如本例，对部分断格的，故障还要继续，我用一只 22Ah 的镍铬电池并联到坏格上，继续使用。如果是 100Ah 的，不修，而 是短路该坏格继续使用，当然，需调整充电机（降低电压）和控制器 （降低欠压保护电压） 关于阴、阳极板制造和化成见朱老师书的 413 页以及 409－450 页 给大家介绍一个不开盖检查是否硫化的方法：用可调恒流源调到 0.05C 左右给电池充电，注意符合下述情况就是硫化，以 12V 电瓶为 例，开始电压高于 15V（硫化严重的偏离值大）,并且随充电时间的 增加，电压降低，向 15V 靠拢；如果改为恒压充电，则电流有增加 趋势。这是我的经验，而一般书籍仅仅讲，发热，析汽早，容量小等 等。我曾经先后给几位到家造访的业内大学生当场演示过判断方法， 分别比较了几个硫化程度不同的铅蓄电池。可调恒流源是我 1978 年 设计的“新星多功能充电器”， 曾经编入我写的《黑白电视机装修教 材》的附录，当时是 36V 变压器，分立元件线性的，后来又改进成 集成电路线性的和电子开关控制的恒流式的。电池失效不完全是失水 和硫化，目前人们关心的是电摩电池，热门话题是阳极软化。关于软 化共有三种论点，大家熟悉的 α 二氧化铅和 β 二氧化铅仅仅是其中之 一。请大家看朱老师书的 150 页－160 页。正常电池恒流充电，端电 压上升；恒压充电，电流下降 2 镀铅就是用自行车辐条磨尖一端，然 后镀铅，或者铜丝镀铅，镀铅的目的，防止铁，铜等接触电解液，铅 就是废电瓶的废极板，板栅 3 打孔，要有经验或看过拆开的电池，确 认连接条的位置，实践一下就知道了。 电池失效不完全是失水和硫化，目前人们关心的是电摩电池，热门 话题是阳极软化。关于软化共有三种论点，大家熟悉的 α 二氧化铅和 β 二氧化铅仅仅是其中之一。请大家看朱老师书的 150 页－160 页。 前面已经讲过，未坏的阴极极板可以替代阳极，电信部门电源室的操 作 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 也有对反极（正极反充为负极，负极反充为正极）单格电池的 处理。我仔细观察过透明外壳的电池过放电，反充的过程。当然，我 是用小电流进行的，观察到极板的颜色变化是逐渐的，串联各格也不 是同时的。我在维修各种电瓶时，对常规处理无效的电池，常用的杀 手锏就是进行放电、反充，偶尔疏忽，出现电流非常大的情况。需要 提醒大家的是，发现后要及时终止，电源功率要足够，或者有限流措 施。讲解反充的目的，在于它的“特殊功效”，后面适当时候还要讲， 否则容易使某些读者造成误解。 我的实践证明，非生产的把阳极变为阴极、把阴极变为阳极虽然是可 行的，但是容量、自放电等指标和阴阳极正常的电池是没法相比的。 因此，1 不要盲目统统反充电，否则“得”小于“失”。2 对单格采用该 法，一般是奏效的，不适于电动车商业维修，广告目的另当别论。3 关于胶体电池早期失效（PCL），普遍可以低倍率放电至电压为 0，以 特殊充电 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 充电处理可以恢复的问题，和我前面讲的内容不属同一 回事。关于电池的早期失效、钝化、胶体电池早期失效（PCL）的问 题朱教授在多处做了深刻的剖析，甚至使用了“但是惊人的是 PCL 的 可逆性”这样一反严肃的语言（书第二版 163 页），并且给出了非常具 体的方法和步骤，并且给出了对付铅钙合金板栅早期失效的日本专 利，在电解液中加入钾皂和乙二胺四乙酸钾的具体浓度。 关于阳极活性物质软化脱落，朱老师对世界三种主要论点都做了详细 的介绍。 首推的就是大家熟悉的 α 二氧化铅和 β 二氧化铅变体模型，α 二氧化 铅是骨架，循环中逐渐变为 β 二氧化铅，导致活性物质软化脱落。我 们银行有朱老师书中提到的检测设备，只要含有金、银、铜、铅、铁， 屏幕上一目了然，并且显示含量，遗憾的是没有二氧化铅的谱线。我 要强调的是如下几点：化学法生产的二氧化铅缺乏电化学活性，不适 宜在蓄电池中（见朱老师书 135 页）。α 二氧化铅和 β 二氧化铅的平 衡电势、特性、相互转化条件见朱老师书 136－138 页。 第二种观点，就是具有质子和电子传输功能的凝胶.晶体体系，认为 正极活性物质的最小单位是 α 二氧化铅、β 二氧化铅的晶体和凝胶的 小颗粒，而不是晶体，充放电反应机理详见朱老师书 138－139 页。 这种观点认为随着循环的进行，无定形态逐渐晶形化，即结晶度增加， 水化聚合物数目减小，凝胶区电阻增加，颗粒间的电接触恶化，导致 活性物质软化脱落（见朱老师书 158 页）。 第三种观点，视整个电极为一个结构整体。正极活性物质中存在两种 尺寸的孔，随充放电的进行，孔的结构进行重排，出现珊瑚状结构。 一方面颗粒密集，表面收缩，同时小孔汇聚成大孔，逐渐使原来正极 较为均匀的孔分布结构溃散。活性物质形成若干密集的团块，当团块 缺乏足够的连接时就会脱落，（见朱老师书 158－160 页）。 关于镀铅工具的使用和工作原理，用途 1，检测某单格电压。使用 方法，将两只镀铅工具分别接数字电压表的红、黑表笔，表置直流电 压的 20 伏档，将镀铅端分别通过加液孔插入相邻的两个单格里，接 触电解液。这时，电压读数即为该（电压为负极）单格的开路电压。 测试原理是镀铅端插入的格，镀铅端和该格的负极同为铅，因而电位 相同，该格的负极和下格的正极又通过内部连接条相连，也就是说镀 铅端和该格的负极同电位，和下一格的正极也是同电位。同理，下一 格的镀铅工具和所在格的的负极同电位，和前一格的镀铅工具之间的 电压就是该格的电压。再具体说明一下吧，我们将 12V 电瓶的正极 编号为 1，所在格加液孔为 2，下一格加液孔为 3，再下一格加液孔 4……12V 电瓶的负极编号为 8。那么，1－2 间电压为第一格电压；2 －3 间电压为第二格电压；3－4 间电压为第三格电压；4－5 间电压 为第三格电压；5－6 间电压为第五格电压；6－7 间电压为第六格电 压。7－8 之间电压应为 0V，前述电压为近似的。如果加液孔比较大， 能同时塞进两个镀铅工具，那么可以测得该格电压的精确值。方法是， 将两只镀铅工具插入同一个孔，分别接触该格的阴、阳极的板栅外框。 注意镀铅工具之间绝缘，还要注意捅板栅栅格外框的时候，力气要小， 不要损坏板栅和极板。镀铅工具接触极板的方法测得的电压值比仅接 触电解液的方法准确，不仅适合非充、放电时的静态状态，还适合充、 放电时的动态状态。因为充、放电时存在极化电压。充电时极化电压 和静态电压同方向，因此极板间高于静态电压；放电时极化电压和静 态电压方向相反，因此极板间低于静态电压。 用途 2， 镀铅工具还用于单独处理单格问题充、放电以及短路坏格 时作为引线使用。需要在外壳上部对准连接条的适当位置打眼，要根 据实际情况确定。 用镇流器串联控制变压器初级，次级 24V 经桥式整流加电容滤波 输出；为了降低输出电压，在变压器初级并联由可控硅组成的控制电 路，如果仅仅可调，不用加负反馈，即开环控制；如果稳定输出电压， 需要加电压负反馈，即闭环控制。 那只开关在“维修”位置时，可控硅导通最差，输出不稳压，输出就是 反充；开关在“充电”位置时，可控硅导通角度根据控制电路而定，从 图 1－3 看，XY 似乎是稳压，稳压值选在 15V 或稍多一点。这就是 第一帖说的，限压限流式充电方式，限压就是电压负反馈稳定电压， 限流是串联的镇流器起的作用。根据电压电流表指示，100W 的控制 变压器，需要串联 1－2 只镇流器即可，可控硅控制功率模块 250W 就行。 可控硅的原理就不在这里讲了，可以到可控硅应用网站学习， 那里适合初学者。可以买个调光台灯的模块（1－2 元）弄个 25－60W 灯泡练习一下调光。练好了再买 500W 调温的可控硅模块（6 元左右） 装上，进一步练调压。这类可控硅导通角调整属于简单的阻容（RC） 移相，适合初学者。 如果想稳压，用光电耦合器隔离，电压取样负反馈在低压输出侧；光 电耦合器光电三极管部分在高压（市电）侧。还有一种光控可控硅类， 就可以大大简化这个电压负反馈闭合环，考虑到大部分县城级买不到 就不罗嗦了。我在 1982 年就设计了工频带负脉冲的充电器，至今还 没见过相同的电路和产品。美国人马斯在 1967 年就研究并发表了快 速充电的方法并公布于世，就是大电流充电间隙，对电池放一下电， 有三个好处：1，消除极化，增加极板接受能力。2，降低电解液温度。 3，减少析汽。 咱们中国人 2000 年前后，电动车界给这个短暂放电起了个新名“负脉 冲”，还声称采用了“负脉冲”的充电器能延长电池寿命等等。我讲了 变压器圈数比等于电压比；电流比等于变压器圈数之反比；变压器圈 数比的平方等于阻抗比，还举了变压器的阻抗转换，喇叭的计算 。 补充一点，电池充电时属于电阻性负载。 控制变压器 220V：24V≈10：1，次级电流折算到初级就是 1/10 。次 级 5A 折算到初级为 0.5A。一只 40W 镇流器的电流大约 0.45A，和此 值正好接近 。电压次级 15V 折算到初级 10 倍约 150V，接近大功率 日光灯两端 110V 电压 。功率＝电压乘以电流，5AX15V=75W，100W 变压器，修小电瓶 20Ah 以下的电池，足矣。 根据图 1－3 中表头值，控制变压器就是 100W 的。1 个 40 瓦的镇流 器大约 0.45A，两个成倍 1A 左右。100W 控制变压器，1－2 只镇流 器即可 。中间开关“维修”位置就是“反充”；“充电”位置就是恒压，限 流。限流靠电感就是镇流器。由于电池的“箝位”作用，看不出其恒压 指标，即稳压指标，如果稳压质量好，必定采用电压负反馈闭环控制， 这样，无人管理充电电流也会降下来的；简单的可控硅开环控制，在 电压稳定的大中城市也可以，但是在农村、郊区电压不稳定的地区， 要注意电流降下来没有，不要充坏电池。 我在教材的内容，适合研究，制造，使用三个层次的人群。重点 突出了商业维修需要的快速诊断，特别是不开盖的诊断技巧。需要一 定的理论基础知识和配套工具。工具都可以自制，很便宜的，前面讲 的镀铅工具和昨天晚上在电动车技术群里讲的不花一分钱制作价值 100 余元的内阻表，都是其中之一、二，容量检测仪还没讲，短路、 断路的还没讲。针对有的一听学习理论头都大的，告诉了比着葫芦画 瓢的方法步骤。例如，不开盖子判断失水，要同时具备两条：1，12V 电瓶开路电压大于 13.2V。2，容量小。这些小学生都可以掌握。原 理就涉及了理论中的两条：1，开路电压与硫酸浓度有关，失水后， 硫酸浓度增加，端电压升高。2，失水后，液面下降，参加电化学反 应的物质少了，容量下降。后面对条件还有解释：上述值指电动车 12V 电池充电以后过半小时的开路电压，如果是汽车电瓶，值要低一 些，即使是电动车电池还要看牌子，例如松下的要低，原因就是硫酸 比重低于浙江长兴的电池。还讲了，不要教条，例如电压不高看似标 准，但容量不大的，一般是 5 格缺水，1 个格部分脱落。当然，这要 涉及更深入的内容。我今天先讲一点：不要不分青红皂白，放电放到 零伏，短接一会儿，然后反充。 我在教材里讲了，这个方法用于单格处理问题不大，但是对于多格串 联的，可能将好电瓶弄坏。因为，一般电动车电瓶损坏的过程是，首 先一块坏；而这个坏块又是首先其中一格坏；地处两端的格损坏率高 于中间四格，又以阳极极桩所在格损坏据榜首；阳极又以部分脱落和 部分断格居多等等。 回到话题，短路的结果，端电压为零，其实内部好格仍然有电并且 方向依旧；坏格反极了，被好格反充电并且方向和好格相反。端电压 代数和为零伏。读者可以用自家的手电试一下，将其中一个电池反装 进去，两节的手电不亮，3 节的手电变暗，就说明了什么是代数和。 尽管理论和实际都证明，阳极和阴极是可以互换的，根据笔者几十 年的经验和实践，阴、阳反个的容量、自放电等指标远不如正常电池。 包括重新变为正确极性后的各项指标，不分青红皂白，放到零有损 5 个好格，很难恢复被损格。 对有示波器条件测试的网友要注意，好 电瓶内阻小，用 DC 档看是一条直线，内阻大的，充电电流足够时就 会看到图 7。2，波形中间有水平线的，仍然是 50 赫兹。用电子手段 短接变压器初级即可，其中以可控硅最为简单实惠。有示波器条件的 网友，要注意：1，用可控硅短接变压器初级时，一定要串联电感式 镇流器。2，可控硅要使用 6A，600V 以上的，单向的双向的都行， 先练做好调光台灯再往变压器上并，并之前将灯泡处短路，接电源的 两条线并联到变压器初级。这只是初步，属于开环式控制，电压稳定 处也可以用。关于，闭环式，以后再讲。 电阻性负载的特点，就是电压和电流同相位，注意，电压瞬时值升 高，电流随之同步升高，电压瞬时值下降，电流随之同步下降；电感 性负载的特点，就是电压和电流不同相位，电压超前电流 90 度；电 容性负载的特点，就是电压和电流也不同相位，电压落后电流 90 度。 这对中学生讲，是抽象的。 交流电经整流成为馒头型脉动直流电，电压瞬时值升高，充电电流随 之同步升高，这就具备电阻性负载的特点。电池由于电动势的箝位作 用，不能象电容一样，两端电压随交流电的正弦波变化。 镇流器串联变压器初级，并且在初级通过电子电路，例如可控硅控 制通断来调整输出电压，那干扰很难消除的，很难通过国家验收的。 高等数学有个傅立叶级数，用在电学里，简单讲就是，任何非正弦波 都可以分解成无穷多个正弦波的代数和，频率最低的正弦波叫基波， 基波的 2 倍、3 倍、4 倍、5 倍...的正弦波统称谐波。请注意，任何非 正弦波分解成的无穷多个正弦波的幅度是不同的。基波幅度最大，基 波的 2 倍、3 倍、4 倍、5 倍等谐波的幅度依次减小. 以采用电感式镇流器的日光灯干扰电视为例，基波频率是 50 赫兹， 谐波有 100、150、200、250、300...，其中高次谐波有落在电视机图 像中频 37 兆赫范围的，就形成了干扰，电视屏幕出现上下移动的， 水平亮带（亮点组成），关掉日光灯，干扰消失。为消除干扰，早期， 加一个 4.75 微法的耐压 630 伏的油浸电容消除。这个电容很贵，现 在没人装了。电感式镇流器的日光灯干扰，高次谐波落入到手机的频 率范围时，幅度很小了。 商业维修，关键在于快速判断能否可修，特别不开盖的的情况下。 这需要一定的基本知识和配套的工具。基本知识大约 12 条，开始掌 握 4－5 条就可以了；配套工具 6 种，都可以自制，很便宜的。用普 通万用表和自行车线闸线制作内阻表的原理，方法，用途和使用方法。 市场上简易的大约 45 元，数字的 100 余元。2，镀铅工具的原理，制 作方法，用途和使用方法。这部分见本话题前面的帖子，很多人都会 了，让身边有电池的当下实习：就是取焊锡丝 15 厘米两节，替代镀 铅铁丝，分别接电压表表笔，插进加液孔，接触电解液。大家放心， 焊锡的主要成分就是铅和锡以及锑，不含铁等降低负极析气电压的杂 质。 一、1，所谓维修，就是反充电。2，所谓充电，就是限压充电或阶梯 充电。 二、图片 1－3 是三个典型不同充电电流时的图：电流表的值是电池 充电电流的平均值；电压表指示值并不是电池两端的实际值，根据电 流可以断定和电池有一只隔离二极管，电池实际电压低于电压表指示 值。但是，电流在 200 毫安时，电压 15.5V；电流在 3.4 安时，电压 14.9V；电流在 1 安时，电压 14V 说明了什么呢？可能性有两个：1， 电压负反馈做得不好；2，属于阶梯类，用可控硅或其他方式控制 50 赫兹正负半周。 三、图片 4－6 虽然和图片 1－3 不一定是同一个条件，但是是掀盖的， 通过和 10Ah 电池的比例，①变压器就是 100W 控制变压器。②探头 接变压器绕组，截顶波说明有限幅，根据作者帖子判断身份、处地、 学识，应该是变压器初级串联了日光灯电感式镇流器，根据图片 1－ 3 估算为 30－40 瓦镇流器。③根据波形中间那条水平线，说明使用 了可控硅或其他方式短路控制变压器初级法。④图 5、图 6 上下不对 称，说明了阶梯的可能性大。联系图 3 电压高而电流小（其它则是电 压低而电流大），是 10Ah 电池充到 90％以上时的典型值。1，将充足 电的好电池接到充电位置，开关在左、右时分别对应的电压、电流值。 目的：是确定该开关在“维修”位置时，是否有电压负反馈。为什么使 用充足电的好电池？因为这时负载最轻，电压负反馈起作用。 2，将直流电压表接在维修位置，其余空载。加电后，开关在左、右 时分别对应的电压。 目的：是确定该开关在“维修”和“充电”位置时，是否都有电压负反馈。 为什么要空载？因为空载，不仅电压负反馈要起作用，连使用的镇流 器个数也应该减少。 3，第二个测试，如果有继电器声，将交流电压表接在变压器次级的 0V－24V 位置，仍然空载。加电后，开关在左、右时，继电器响时 和不响时分别对应的电压，注意规律。 目的：确定空载时，①改变使用的镇流器个数是否通过继电器进行。 ②是否有控制元件短路变压器初级。 4，第二个测试，如果有继电器声，将 24V50W 灯泡接在维修位置， 其余空载。加电后，开关在左、右时分别对应的电压、电流值。不要 断电，卸开灯泡一端，看对应的电压、电流值。如果将 220V60W 灯 泡按前叙述方法复测一次更佳。 目的：确定有载、并且负载变化时，开关在“维修”和“充电”位置时， 是否都改变使用的镇流器个数。 5，第二个测试，如果有继电器声，将电源插头拔下，将指针式万用 表置电阻 X1 档，测试开关接到“控制器”和“控制器”到变压器初级的 电阻。 目的：进一步确定，改变使用的镇流器个数是否通过继电器进行。 对内行的再通过下述方法可以确认，是继电器常闭触点还是常开触点 控制镇流器：整机和市电脱离，空载。用可调直流稳压电源（范围 0 －18V 的就行），接到维修端，注意稳压电源正极接机器黑接线柱， 电源负极接机器红接线柱，缓慢升高稳压电源电压，听到继电器响声， 用指针式万用表置电阻 X1 档，复测开关接到“控制器”和“控制器”到 变压器初级的电阻。 同理，这些检测的目的和方法同样适用于其他 机型。其他机型的试验，有的增加了判断控制元件是单向可控硅还是 双向可控硅，以及如果是两个单向可控硅，控制是否独立和对称。这 一帖就不继续多讲了，注意我讲的“规律”二字，假设开关在“大”位置、 另一只开关在“充电”位置，空载一会儿，有响声；不管机器本身开关， 拔掉电源插头过 1－2 秒以后，又有响声，那就是有继电器，否则， 就是没有继电器。普通人分辨不清继电器的响声和镇流器半波导电时 的电磁噪声，更不要说图 4 那两个幅度不同的尖脉冲是如何形成的 了。维修就是反充，充电就是限压限流充电，还应该是两阶充电。用 开关电源方式，只要解决怕误反接的缺点后，优越性比工频变压器式 多，为了快速高效，大于 0.2C 电流时，加负脉冲也很方便。 磨刀不误砍柴工，学理论指导实践，少走弯路。 建议读者掌握以下内容，本着急用现学的原则，可先看带“*”的内容： 本网站本栏目有免费《铅蓄电池技术》第一版下载 1，《铅蓄电池技术》第二版第 13 页－21 页，这部分内容囊括了铅蓄 电池的主要电化学反应，反应物，生成物，与 PH、电势的关系。 2*，315－319 页，介绍了马斯三定律和极化的概念。是快速充电的 理论基础，30 多年来没有异议。马斯先生阐述的解决极板接受能力， 降低电解液温度，消除极化，减小析气的经典做法，就是大脉冲电流 充电的间隙，对电池进行短暂放电。至今仍然指导着全世界充电器的 研制，也是我国电动车行业近几年风行的“负脉冲”充电器的理论依 据。 3*，323 页－326 页，铅蓄电池的故障原因与修理。 4*，关于阴极硫化和去硫化。硫化产生的原因，世界有两种不同观点， 并且都有试验做证明和依据：一是认为电解液中硫酸铅饱和，低温扰 动会返还到极板，在负极形成大晶体硫酸铅，大晶体硫酸铅导电极差； 二是认为电解液中活性剂的存在，降低了硫酸铅的溶解度，负极板对 活性剂的吸附提高了铅析出的超电势，同样使硫酸铅转化为铅的过程 受阻，这是更重要的。 关于去硫化，轻度的可用小电流 0.05C 恒流长时间充，中度的、严重 的，可用“水疗”，这些办法全世界都用了几十年了，缺点就是时间长。 朱松然老师《铅蓄电池技术》第二版在两个地方论述了硫化和去硫化， 第 211 页－213 页和第 324 页都有论述，其中对第二种观点朱老师讲 “若认为吸附是造成不可逆硫酸盐化的原因，则可以用高电流密度 （100 毫安/平方厘米）充电”。朱老师也指出这种方法产生气体特别 是阳极产生大量气体冲刷活性物质的副作用，当然，朱老师如果还是 电子技术专家，这个问题是不难解决的。 关于使用添加剂活化液，强化液使硫酸盐化的电极重新活化的问题， 朱老师对国产 L-50 和美国 VFBC 进行了试验，并在 213－214 页公布 了情况。关于其它添加剂的内容在书中还有几处，对于阳极添加剂， 阴极添加剂，电解液添加剂还讲解了机理。 5*，关于阳极软化的原因和予防，见 158－160 页。世界化学界对阳 极软化的三种观点，在这里都可以看到。 6*，关于阴、阳极短路的三种情况，见 325 页、169 页等。 7*，关于电池的早期失效， 160－163 有精彩的论述。特别是胶体电 池的早期失效及其恢复：用适当电流放电到零伏，然后再进行正常充 放的方法，非常容易操作和实现。164 页介绍了日本解决铅钙合金板 栅的蓄电池早期失效（PCL）的问题，在电解液里加添加剂解决的专 利，有具体配方。 8，关于活性物质的电化当量见 11 页；阳极活性物质的成分和形成， 见 154 页；阴极活性物质的成分和形成，见 178－179 页。影响电池 寿命的主要是阳极和板栅，122 页－127 页重点细致的分析了板栅问 题。 9，关于多孔电极的理论，有多种模型，见 25 页、26－36 页、36－ 43 页。从不同角度观察分析电池容量、寿命、故障，提出相应的解 决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 10*，关于使用时充、放电电池发热的问题。充电有三种热，放电有 两种热，共同的是，电流克服两极极化和电池内阻做的功为放热， Q=I(U-E)t，见 58 页。充电的另一项放热为氧循环产生的热，氧循环 发热见 261－262 页。根据热力学第二定律，有个热效应，充电为放 热，放电为吸热，理论计算值大约为每安时 292 焦耳。80 页－83 页， 阐述了内阻的定义和测量；极化参见 318 页。 11*，关于钝化。钝化对电池而言是不好的，也是不可避免的，阴阳 极都存在钝化问题。朱老师在 158－160 页讲解了阳极钝化，在 179 页讲解了阴极钝化，都给出了定义，并进行了分析，给出降低钝化的 措施。 12，关于电导。中学阶段学的电阻导电一般指自由电子导电，计算电 阻值的公式 R=ρ*L/S，式中 R 为电阻，基本单位为欧姆，ρ 是电阻系 数，L 为导体长度，S 为均匀导体的横截面积；对半导体空穴导电， 溶液的离子导电提到了一下；电池里则是三种都有，主要还是离子导 电。这里引入一个新的概念“电导率”，电导率是物质传送电流的能力， 是电阻率的倒数。在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能 力的大小。水的电导是衡量水质的一个很重要的指标。它能反映出水 中存在的电解质的程度。根据水溶液中电解质的浓度不同，则溶液导 电的程度也不同。通过测定溶液的导电度来分析电解质在溶解中的溶 解度。这就是电导仪的基本分析方法。X 溶液的电导率与离子的种类有关。同样浓度电解质，它们的电导 率也不一样。通常是强酸的电导率最大，强碱和它与强酸生成的盐类 次之，而弱酸和弱碱的电导率最小。因此，通过对水的电导的测定， 对水质的概况就有了初步的了解。电阻率的倒数即称之为电导率 L。 在液体中常以电阻的倒数——电导来衡量其导电能力的大小。电导 L 的计算式如下式所示： L=l/R=S/l0 电导的单位用姆欧又称西门子。用 S 表示，由于 S 单位太大。常采用毫西门子，微西门子单位 1S=103mS=106μS。这里引入另一个新的概念当量电导。液体的电导 仅说明溶液的导电性能与几何尺寸间的关系，未体现出溶液浓度与电 性能的关系。为了能区分各种介质组成溶液的导电性能，必须在电导 率的要领引入浓度的关系，这就提出了当量电导的概念。所谓的当量 电导就是指把 1g 当量电解质的溶液全部置于相距为 1cm 的两板间的 溶液的电导，符号“λ”。由于在电导率的基础上引入了浓度的概念。 因此各种水溶液的导电来表示和比较了。 在水质监测中，一般通过对溶液电导的测量可掌握水中所溶解的总无 机盐类的浓度指标。即使在纯水中也存在着 H+和 OH-两种离子，经 常说，纯水是电的不良导体，但是严格地说水仍是一种很弱的电解质。 理 论 上 的 高 纯 水 的 极 限 电 导 为 0.0547μS.cm-1 ， 电 阻 为 18.3MΩ.cm(25℃)。 充电器的有关知识 充电器的分类：用有、无工频（50 赫兹）变压器区分，可分为两大 类。货运三轮充电器一般使用带工频变压器的充电机，体积大、重量 大，费电，但是可靠，便宜；电动自行车和电摩则使用所谓开关电源 式充电器，省电，效率高，但是易坏。 开关电源式充电器的正确操作是：充电时，先插电池，后加市电；充 足后，先切断市电，后拔电池插头。如果在充电时先拔电池插头，特 别是充电电流大（红灯）时，非常容易损坏充电器。 常用的开关电源式充电器又分半桥式和单激式两大类，单激类又分为 正激式和反激式两类。半桥式成本高，性能好，常用于带负脉冲的充 电器；单激式成本低，市场占有率高。 关于负脉冲充电器 铅酸电池已经有 100 多年的历史了，开始全球普遍沿引老的观点和操 作规程：充、放电率为 0.1C(C 是电池容量)寿命较长。美国人麦斯先 生为解决快速充电问题，1967 年向全世界公布了他的研究成果，用 大于 1C 率脉冲电流充电，充电间歇时对电池放电。放电有利于消除 极化、降低电解液温度、提高极板接受电荷的能力。 我国一些科技工作者在 1969 年前后，根据麦斯先生的三定律制作成 功了多种品牌的快速充电机。充电循环过程是：大电流脉冲充电→切 断充电通路→对电池短暂放电→停止放电→接通充电通路→大电流 脉冲充电…… 2000 年前后，有人将这一原理用到了电动车充电器中，充电过程中， 不切断充电通路，用小电阻将电池短路瞬间，进行放电。短路时由于 不切断充电通路，在充电通路中串连了电感。一般在 1 秒内短路 3－ 5 毫秒（1 秒＝1000 毫秒），由于电感里的电流不能跳变，短路时间 短促，可以保护充电器的电源转换部分。如果把充电电流方向叫正， 放电自然为负了，电动车业就出现了名词“负脉冲充电器”，而且称可 以延长电池寿命等等。 关于三段式充电器 近几年，电动车普遍使用了所谓三段式充电器，第一个阶段叫恒流阶 段，第二个阶段叫恒压阶段，第三个阶段叫涓流阶段。从电子技术角 度针对电池而言：第一个阶段叫充电限流阶段，第二个阶段叫高恒压 阶段，第三个阶段叫低恒压阶段比较贴切。第二阶段和第三阶段转换 时，面板指示灯相应变换，大多数充电器第一、二阶段是红灯，第三 阶段变绿灯。第二阶段和第三阶段的相互转换是由充电电流决定的， 大于某电流进入第一第二阶段，小于某电流进入第三阶段。这个电流 叫转换电流，也叫转折电流。 早期充电器，包括名牌车配套的充电器，虽然也变灯，但实际是恒压 限流充电器，并不是三阶段充电器。一般这类就一个稳定电压值， 44.2V 左右，对当时的高比重硫酸的电池还凑合。 关于三段式充电器的三个关键参数 第一个重要参数是涓流阶段的低恒压值，第二个重要参数是第二阶段 的高恒压值，第三个重要参数是转换电流。这三个重要参数与电池数 目有关，与电池的容量 Ah 有关，与温度有关，与电池种类有关。为 了方便大家记忆，下面以最常见的电动自行车（三块 12V 串联的 10Ah 电池）所用的三段式充电器为例简单介绍一下： 首先讨论涓流阶段的低恒压值，参考电压为 42.5V 左右。此值高将使 电池失水，容易使电池发热变形；此值低不利于电池充足电。此值在 南方要低于 41.5V；胶体电池要低于 41.5V，如在南方还要低一点儿。 这个参数是相对严格的，不可以大于参考值。 其次讨论第二阶段的高恒压值，参考电压为 44.5V 左右。此值高有利 于快速充足电，但是容易使电池失水，充电后期电流下不来，结果使 电池发热变形；此值低不利于电池快速充足电，有利于向涓流阶段转 换。这个值虽然没有第一个值那样严格，但是也不要过高。 最后讨论转换电流，参考电流为 300 毫安左右。此值高有利于电池寿 命，不容易发热变形，但不利于电池快速充足电；此值低（对外行） 有利于充足电，但是由于较长时间高电压充电，容易使电池失水，使 电池发热变形。特别个别电池出现问题时，充电电流降不到转折电流 以下时，会连累好电池也被充坏。给出的参考值有一定范围，正负 50 毫安甚至 100 毫安都是允许的，但是不允许小于 200 毫安。 目前，市场上出现了很多高恒压值为 46.5V、低恒压值为 41.5V、转 折电流大于 500 毫安的反激式廉价充电器。 如果是四块 12V 电池的充电器即 48V 充电器，前两个参数为前述电 压参考值除以三乘以四。高恒压值为 59.5V 左右、低恒压值为 56.5V 左右。 电池如果比 10Ah 大，将第三个参数电流值适当增大，例如 17Ah 电 池可大到 500 毫安。 买新充电器要检查三段式充电器的三个重要参数，用户一般可以自己 测得第三阶段的低恒压值。方法是，不接电池，给充电器加市电，用 数字万用表的 200V 直流电压档测充电器的输出电压。另两个参数高 恒压值和转折电流一般需要专用工具才能测得。 再补充一些正确的充电方法：1，变绿灯后再接着充 2－3 小时。2， 原则是浅放（电）勤充（电），就是骑行不足够远，也要及时充电， 避免放光再充电。3，长期不骑，要定期（2－3 个月）充电一次。4， 长期浅放的电池，3 个月左右，作一次深放电，就是所谓放光再充电， 有利于电池深部的长期不动的物质的活化。放光的意思是，骑到控制 器电池欠压保护动作为止。 需要提醒客户几点：1，一般新电池投入使用 8－10 个月后，要对电 池进行检查和维护。2，一般名牌车配套的充电器是经过筛选的，通 常不用测试，但是单独到市场上采购的非配套充电器，一定要进行前 述三个参数的测试。3，有一种不带工频变压器的可控硅充电机，直 接整流市电为电池充电，电流可到 30A，电压 12V－80V 可调，未彻 底切断市电前，千万不要摸电池，货运三轮使用这类充电机的客户特 别要注意安全。 电池的各种失效模式中，只能说某一种原因占主要地位。我们可以 认为一只旧的电池，其各种原因都是存在的。也就是说，我们说一只 电池硫化的时候，并不是说它只有硫化，而是说，影响电池性能的主 要问题是硫化。其它如失水、正极板栅腐蚀、正极活性物质组份的变 化、正极活性物质结构的变化等等肯定在一定程度上存在。这也就是 通常我们不能通过消除硫化使电池完全恢复的原因。 对维修效果，解剖观察是最重要的基本功，以后不要轻易用钢锯锯， 微小的震动也会破坏原貌，建议用加热的锯条进行热切割。关于阴、 阳极板是交错的，而且阴极比阳极多一块，这样最外面的是阴极极板。 根据我的经验，你讲的腐蚀了的是阳极极板，阳极寿命最短。维修单 格是维修电池的最高境界，说白了，维修阳极是维修电池的最高境界。 如果板栅（类似那个钢筋）完好，中间填充的物质掉了，一般商业 维修的意义不大了，这些填充物叫铅膏，经化成后多数形成活性物质， 其中阳极经若干次充、放电循环后，就会逐渐变质脱离相互连接，这 就是你讲的阳极软化。长时间大电流放电会加速阳极软化，电摩电池 的损坏这类情况居多。板栅（类似那个钢筋）腐蚀断，注意断开位置， 如果是焊接处，那就是我在前面讲的，即使是相同物质由于晶格不同， 在电解液里也形成电池。电池长时间不通电不好，经常通电，电压过 高、过低都会加剧板栅腐蚀。 请大家马上作试验 1：喝口普通水（自来水、纯净水、茶水都行）， 吐到手心，取一个铝质硬币放到水中，然后将万用表表笔，黑表笔接 触铝币，红表笔插入水中。如果表在电压档，电压可到 0.6 伏特；如 果表在电流档（如是指针表，请用 50 微安档），电流可到 30 微安以 上。解释：由于水就是电解质，铜表笔和铝币分别是正、负极板，形 成了电池。用 1 元镀镍币，结果一样。但是，用新的 5 角铜币，正负 极相反，虽然都是铜材，但是有差异，当然电势接近，所以电流要小 很多。 任何不同金属在电解液里都可以形成电池，因为其电极电势不同；即 使是相同金属，由于某种原因，例如机械碰撞或焊接局部受热变形也 会造成电势不同，在电解液里同样可以形成电池（由此极板很容易从 汇流排的焊接处腐蚀断裂）。很多非金属也有电极电势，在电解液里 也可以形成电池。二氧化铅是可以导电的，它的导电机理既有自由电 子导电，又有半导体空穴导电。 请大家作试验 2：将报废的 10Ah 电池小心翼翼切下三片负极（一般 废电池正极板腐蚀严重，而负极板基本完好），相互隔开放进透明的 容器里（例如 5 寸软盘盒），加入稀硫酸，进行充电，重点观察正极 极板颜色变化。三片中间的一片接电源正极，外面的两片连在一起接 电源负极。电流控制在 0.1C 以下，关于 C 的估算，极板来源电池的 额定安时数除以单格内阳极极板总数（一般阴极极板总数比阳极极板 总数多一片）。 请大家作试验 3：将报废的 10Ah 电池小心翼翼切下一片正极，两片 负极（一般废电池正极板腐蚀严重，尽量选完整度好的），相互隔开 放进透明的容器里，加入稀硫酸，进行充电，重点观察正极极板颜色 变化。中间的一片为正极、接电源正极，外面的两片为负极，连在一 起接电源负极。电流控制在 0.1C 以下，关于 C 的估算同试验 2。 试验 2 和试验 3 的不同之处，在于：阳极棕红色二氧化铅形成的规律。 试验 2 几乎是整个极板表面均匀生成，逐步向极板深处发展。试验 3 首先发生在板栅表面，逐步向板栅包围的中部发展。 试验 2 和试验 3 差别的原因，我以为至少有以下几点：1，电化学反 应在同一个极板是有序的，电极电势是关键之一……。2，极板活性 物质是导电的，单它们相当于很多微小电阻复联（就是复杂的串联并 联混联）…… 试验 2 的阳极极板基础是铅，就是内平面是铅板，导电能力均匀。所 以，整个极板表面和电解液接触，能均匀生成二氧化铅，逐步向极板 深处发展。试验 3 的阳极极板基础是复杂的，由板栅包围着活性物质， 导电能力不均匀。板栅主体是铅，导电好于活性物质。所以，首先从 板栅开始，逐步从接近板栅向远离板栅的区域发展。 时间关系，暂时写到这里，希望网友们能继续如下实验然后再来发言： 反充电；小电流充电，单独脉冲修硫化，在恒定小电流基础上加脉冲 修硫化；将电解液液面高度置极板 2/3，反复充放电…… 关于实验用充电器，建议用二手电脑 AT 或 ATX 电源（大约 15 元）， 使用 5 伏串联可调电阻就可以了。如果实验脉冲充电，用有刷控制器 改造一个 PWM 脉冲开关，充电主电源仍然是二手电脑 AT 或 ATX 电 源的 5 伏