铅酸电池硫化修复技术综述

    【摘 要】本文针对失效铅酸电池的修复技术进行了分析和综述，讨论了铅酸蓄电池的工作
原理和失效机理进行分析，并对失效了的铅酸电池参数变化做了阐述，综述了铅酸电池的
修复方法和存在的问题，最后在当前研究热点问题的基础之上，对该技术有待研究的问题
以及发展趋势进行了展望。

 

　　【关键词】铅酸蓄电池；失效分析；硫酸铅；脉冲技术

 

　　近几年来，随着全球各国经济的不断发展，储能电池的应用领域也在逐渐变广，特别
是随着微网储能系统及电动汽车的普及，市场对储能电池的需求量越来越大。铅酸蓄电池以
其成熟的技术、低廉的价格、能实现大电流放电及高可靠性等优点仍然被广泛应用于诸多领
域。而铅酸蓄电池也存在易受到使用或管理不善，导致出现极板硫酸盐化问题，进而发生蓄
电池特性降低而提前报废的现象，势必造成能源利用率下降和使用成本的提高

[1]。 

　　

1 铅酸电池的工作原理及其失效分析 

　　铅酸电池是通过内部的氧化还原反应实现化学能与电能相互转换的装置，对于铅酸电
池充、放电后的化学变化最终产物问题，不同学者给出了不同答案。

Gisdstone 和 Tirbe 提出

了解释铅酸蓄电池成流反应的

“双极硫酸盐化理论”，该理论现在己经得到公认并广为应用。

双极硫酸盐化理论是对铅酸蓄电池内部电化学反应的分析是对蓄电池进行再生修复的理论
基础。

 

　　铅酸电池放电过程：

 将外部负载电路接入铅酸电池后，由于正负极板之间的电势差的

存在，铅酸电池内部会形成电场，负极板上的电子会在电场的作用下从负极板经由外部电
路流向正极板，这样负极板源源不断地为负载提供电子，同时电池内部发生一系列的化学
反应，以提供持续的电能。相应的化学反应式为

[2]： 

　　总反应：

PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 

　　正极：

PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 

　　负极：

Pb+SO42-+2e-=PbSO4 

　　铅酸电池充电过程：将直流电源接入铅酸电池正负极板上，使放电过程中产生的硫酸
铅转化成活性物质铅和二氧化铅，这样就可以通过化学能的形式把电能存储起来。铅酸蓄电
池充电过程化学反应方程式如下：

 

　　总反应：

2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4 

　　正极：

PbSO4+2H2O+2e-=PbO2+4H+SO42- 

　　负极：

PbSO4+2e-=Pb+SO42- 

　　从铅酸反应方程式可以看出，铅酸蓄电池正极的活性物质是二氧化铅，负极的活性物
质是海绵状铅，电解液是硫酸。铅酸电池放电后，正、负极的活性物质都通过化学反应转化
为硫酸铅，所以将这一理论称为

“双极硫酸盐化理论”[3]。当电池因过量放电或者在长时间充

电不饱和的情况下，使得铅酸电池极板上活性物质渐渐地转化成粗大、坚硬的硫酸铅晶体，
并附着在极板的表面，阻止了硫酸溶液渗入和电流传输，蓄电池的内阻变大，该现象为铅
酸电池极板硫酸盐化。这样就造成蓄电池充放电性能严重恶化，且应用常规的充电方式不能
将硫酸铅晶体转化为二氧化铅和铅，使得电池放电量比正常值小很多，电池的寿命大打折
扣。从对电池的测量情况分析，随着铅酸电池的硫化，电池内阻增大，充电较未硫化前电压
提前到达充电终止电压，电流越大越明显，硫酸液密度低于正常值，放电容量下降，放电