三板斧维修案例

二、三板斧维修案例

1．去离子水、电解液的添加技巧

市场上容易购到的密度1.28的稀硫酸叫原液，密度1.05～1.1的稀硫酸叫补充液。所需大于市场原液密度例如1.3的稀硫酸时，可以向原液加入化学纯浓硫酸（5元左右500ml）勾兑，要慢慢将浓硫酸注入稀硫酸中。修复液一般是在原液或补充液的基础上加入其他化学药品而成。这里，原液、补充液、修复液、去离子水统称添加液。

（1）添加量，一般每格掌握在1ml/A·h，要分多次加，以亮晶晶没有游离水为度。

（2）添加液的种类、密度和适用范围，①号去离子水密度为1.00；②号密度1.3的稀硫酸；③号密度1.05的稀硫酸；④号带添加剂硫酸钠的稀硫酸，硫酸钠和稀硫酸的重量比0.5～1/100；⑤号带添加剂硫酸羟胺的修复液，硫酸羟胺和稀硫酸的重量比0.5～1/100；⑥号带添加剂硫酸钴的修复液，硫酸钴和稀硫酸的重量比0.5/100；⑦带添加剂硫酸亚锡的修复液；⑧号带添加剂硫酸亚锡、磷酸、硫酸钾的修复液。后面关于⑦号和⑧号添加液的制作方法。

①号去离子水适用于所有电池；②号密度1.3的稀硫酸适用于失水量很少的电池（失水不超过10％的电池），以及维修结束配组时调电解液密度；③号密度1.05的稀硫酸适用于失水量大的电池以及胶体电池；④号带添加剂硫酸钠的稀硫酸，可以防止铅枝短路，对过放电恢复有好处，适用于容易产生铅枝短路的电池，如UPS用的普通以及隔板孔粗大的电池；⑤号带添加剂硫酸羟胺的修复液，硫酸羟胺是还原剂，对新电池没有任何作用，对使用过的旧电池有还原作用，适用于额定寿命已到70％的旧电池；⑥号带添加剂硫酸钴的修复液，适用于所有电池。⑦号带添加剂硫酸亚锡的修复液，适用于一般铅锑电池。⑧号带添加剂硫酸亚锡、磷酸、硫酸钾的修复液适用于所有电池，对铅钙电池有特效。

（3）如果同一块电池的各格相对比较均衡，维修过程中，为了提高效率和效果，使用了①号去离子水或者③号低密度稀硫酸，建议在维修完后使用②号密度1.3的稀硫酸进行勾兑调整电解液密度。

（4）模仿工厂加液使用机械制造真空，加液后，用注射器前端垫密封胶垫，对准加液孔抽空气制造负压，加速电解液渗透，特别是胶体电池。

（5）补充液添加的时机，最好是放电完毕充电前加，和极板、隔板内电解液密度差距小，缺点是充电后电解液涨出来的多，需要用注射器吸出；充电完毕再加，加入量应为刚好让隔板吸饱为好，这样不容易产生漏酸。如果是以去硫化为主要目的，就应在充电前加，放置几小时再充电效果最好。

2．适量过放电、过充电说明

过放电、过充电可以使钝化的活性物质恢复活性，因此适量过放电是维修电池的法宝，严重过放电会缩短电池寿命。目前电动车电池即使放电到0V，一般也能延长3～6个月以上使用期。

放电倍率越高，即放电电流越大，电流在电极上的分布越不均匀，电流优先分布在离主体电解液最近的表面上，从而在电极的最外表面优先生成硫酸铅。硫酸铅的体积比过氧化铅和铅大，于是放电产物硫酸铅堵塞多孔电极的孔口，电解液则不能充分供应电极内部反应的需要，电极内部物质不能得到充分利用。长此以往，极板深部的活性物质便会钝化，电池容量也会下降。小电流放电，极板深处的过氧化铅也可以转换成硫酸铅。

过放电的技巧就是掌握好放电电流和方法，例如小电流放电，用容量1/12的电流放到截止电压停止，电压会反弹，再次用20h率电流放电到截止电压停止，电压再次反弹的值小于前次，如此反复放电，电池电压稳定在截止电压。

用一般充电方式充电结束后，还有一部分硫酸铅没有转换成过氧化铅，过充电的目的就是使这些硫酸铅尽可能多的转换为过氧化铅。但是，不妥当的过充电会增加板栅腐蚀和氧化。

电池维修时，对电池过放电到0V，用不大于容量1/10的恒定电流给电池充入容量200％～250％的电量。如用刚刚介绍的20h率电流放电到截止电压，然后用图3-23所示介绍的强制充电设备，以不大于容量1/10的恒定电流给电池充入容量160％的电量。必要时可以进行几次循环。

电池生产过程中的充电和电动车用户的充电是不同的，电池生产过程中的化成一般都是强制过充，而电动车用户的充电器为了减少失水，充电一般采用三段式过充不了。

3．维修实例

【例1】一批10A·h的36V超威储蓄电池。

故障现象：某售车商改营其他商品，库存5辆未售出简易型36V车，积压时间一年多了，想低价处理时发现充不进电了，请求帮助并且最好不要动封条。

检查处理：经询问一年前曾在门口试骑几十米，检查完好后就入库了，入库后没有充过电。任选其中一组电池，用原车配套充电器充了2～3h，始终是绿灯，装车不能骑行，换成好电池装车就正常了，说明问题出在电池上，应该是电池硫化了。首先想到用有去除硫化功能的图3-15所示日泉RQ36-2.0充电器充电，于是随意取了一组电池接上该充电器，加电后没有反应，指示灯全都不亮。从电池盒圆形充电口测试电池，电池电压才20多伏。而日泉RQ36-2.0充电器要求电池30V以上才能工作，难怪没有反应。于是用刚才试车的好电池组接充电器，充电器电源红灯亮表示充电器开始工作。不切断市电将充电器_输出插头换接到电压20多伏的电池组，充电器能继续工作，但是充电状态指示灯绿灯亮。充电24h后还是绿灯。装车后可以骑行了，电量显示灯亮的数目不多。如法炮制，用4只日泉RQ36-2.0充电器给其他四组电池充电，也全部复活了。

小结：这批电池属于典型的严重硫化，用原车配套的充电器根本充不进电。用启动起来的日泉RQ36-2.0充电器充电，开始因电池内阻高、端电压高，日泉RQ36-2.0充电器绿灯亮，应该处于200mA左右的恒流；随着硫化的清除，电池内阻降低，端电压随之降低，这就出现了切换到1.8A恒流充电的情况，即绿灯熄灭的现象。以200mA充电24h推算，充进电量不到5A·h。显然是200mA充电（绿灯点亮）→1.8A充电（绿灯熄灭）→200mA（充电绿灯再次点亮）。

RQ36-2.0充电器的除硫作用是客观真实的，但又有风险。笔者曾见过使用RQ36-2.0充电器因没有及时停止而将电池充鼓的例子。建议继续用RQ36-2.0充电器修复，但要密切注意电池温度。

【例2】捷安特电动车一组天能10A·h的36V蓄电池。

故障现象：原车充电器给电池充电时充电器红灯常亮不变绿灯，并伴有电池发热现象，行驶里程短。

检查处理：用图6-1所示的三段式充电器检测仪检测随车充电器的4个参数为：最大充电电流1.8A；高恒压值43.8V；转折电流380mA；低恒压值42.4V。充电器良好，问题应该在电池方面。拆开电池盒子，电池稍有变形。用万用表测试3块电池，电压误差小于0.15V，可以断定不存在严重不均衡现象；然后用内阻表对蓄电池单个进行检测，指针都落在绿区的左端，由此可断定该组电池不存在断格问题。

对电池开盖作进一步检查。天能电池在加液方面的设计有独到之处，其上盖有3个小柱，卡在电池上的槽里，用改锥可以非常容易地撬下来。加液孔也设计得比较大，安全阀阀帽设计为螺栓结构，用尖嘴钳拧下可以看到电池里带孔的隔网。经观察里边是干涸的。在10ml的注射器头上套一个3～4cm的输液管，给蓄电池加自制去离子水。因严重缺水，分3次给各孔加了大约25ml，带孔的隔网显得湿润但没有流动液体。

加水后的电池放置3h，目的是让加入的补充液与电池内的电解液充分混合；然后用16.2V所谓补水充电器对电池进行充电，充电电流控制在3A以下。充电期间要经常检查电池的温度和电压，如果电池过热应该停止充电。

用图3-7所示的石家庄宇明公司的MX-01检测仪检测电池容量，恒流5A放电，当放电电压降低到10.5V的时候，仪器自动停止，显示该组电池容量分别为5A·h、5.5A·h、6.5A·h。根据失水伴随硫化的经验，然后用16.7V再次对电池充电，把充满电的电池夹到硫化修复仪上进行24h修复，所用修复仪是如图3-20所示的两路修复仪。之后对3块电池再次进行容量测试，依次为8A·h、8.5A·h、8.6A·h，容量有所增加。然后又用图3-15所示日泉RQ36-2.0充电器充电24h，容量都达到9A·h以上。用注射器的吸管抵住格网把多余的电解液吸出来，然后把阀帽旋紧将上盖封好，倾倒检查，若不露液，再次充电，修复完毕。

小结：这个过程是维修缺水和硫化故障的典型流程，缺点是时间长和繁琐。使用图3-19所示杭州得康两路修复仪和图3-20所示自制两路脉冲修复仪的优点是维修对极板损伤小，这两个修复仪基本是一样的，差别是维修电池的电源，后者省去了恒流源，代之以带抽头的变压器和简单的阻容滤波，既可以修复单块电池，还可以修复电池组。

需要说明几点：1）电流表测得的大约200mA的修复电流是平均电流，不是脉冲的峰值，占空比20％时测得的200mA，峰值已经是安培级了。为了加快速度，可以两路并一路。除硫要有耐心，急于求成问题多。2）除硫温度在40℃时效果好，原因是硫酸铅此时的溶解度大。3）加水静止的时间长比加水后立即除硫效果好。4）充足电后再用电子除硫仪除硫效率更高。5）用电子除硫仪除硫可以经常进行、反复进行。

【例3】一组超威10A·h的36V自行车蓄电池。

故障现象：蓄电池装车使用一年多了，行驶里程短。

检查处理：充电后把电池拆下分别用万用表和内阻表对电池进行检测，3块电池端电压都偏高，都在（13.4±0.1）V左右，说明电池可能缺水。内阻表检测不存在断格和短路现象。用容量表检测，依次是5A·h、5.3A·h、5.1A·h，说明3块电池比较均衡。

超威电池的加液孔是另一种形式的代表，上盖盖板用胶粘牢，可用改锥或宽钢锯条磨制的刀片撬开，注意保持上盖的完整性。超威的6个阀帽是小的橡皮帽，周围有白色填充物，加液孔也比较小，所以加液的时候也就没有天能电池那么方便了。加液的时候要慢慢地注入补充液。各个孔加入的量也要控制好，避免各个孔内的电解液比重误差过大。该组电池加完液后，静止3h后用通用36V充电器充电2h，然后用图3-20所示两路修复仪修复12h。检测容量依次是6.5A·h、6.3A·h、6.2A·h。容量上升有限，决定进行深放电维修。改用36V100W工厂车床用白炽灯泡两只并联，继续对电池组（串联）放电，监视电池组端电压，降到27V停止放电，再用可调电源对电池组进行充电，电流保持在2～3V左右。直充到36个格先后冒气泡后停止，换用图3-15所示日泉RQ36-2.0充电器充电4h。再测容量，3块都超过了9A·h。用注射器的吸管抵住格网把多余的电解液吸出来，然后把橡胶阀帽盖好，周围用原填料填充好，用三氯甲烷粘好上盖盖板，充电修复完毕。

小结：对比较均衡的电池，经补水、除硫后，容量上升是有限的，可以再用适当过放电、适量过充电的方法修理一两次。一般情况下，容量会明显增加。关于过放电的掌握，本例是继续2h率放电到折合9V/块（指12V电池）。关于过充电的掌握，普遍的做法是过放电后，分阶段变流充电，例如用0.2～0.3C的电流充到70％，再换为0.05～0.1C直至充满。

适量过放、过充的第二套方法是：先用2h率对单块电池（指12V电池）放电到10.5V，各孔装上富液壶注入足够的去离子水，然后用铜丝短路电池10min；拿开铜丝后用0.05C恒流充电12h以上，然后换用0.2～0.3C的电流充起来，直到全部冒泡（开始大量析气），再换为用0.05C恒流充电4h。停止充电，用注射器的吸管抵住格网把多余的电解液吸出来，最后将电解液密度调整为正常值。

笔者将电池容量下降的原因概括为：1）极板孔隙被覆盖和堵塞。2）脱粉或者极板活性物质与板栅间的连接成块断开呈孤岛。3）部分极板脱焊。4）极板短路。5）极板活性物质、板栅钝化。

笔者认为容量下降后仍然比较均衡的电池，阳极软化的几率较高。阳极软化的主要表现是脱粉，作为骨架比较硬的α二氧化铅变为比较软的β二氧化铅了。脱粉不仅使参加电化学反应的活性物质减小了，还堵塞了正常的极板孔隙。

第一套方案多级变流充电是逐级由大变小减少电流，符合马斯先生的极板接受能力不析气充电曲线。笔者有意在第一步就充到全部冒泡（开始大量析气），目的是冲开堵塞物，然后换为小电流。请注意，副作用是同时会冲刷掉结合不牢的活性物质，所以力度不要太大，时间也不能太长。

后面第二套方案的多级变流充电是由小逐级变大，再由大变小。解释如下：大电流过放电和补水的流程，主要是为生成α二氧化铅作温床，营造硫酸铅覆盖层下低pH的环境。大电流放电生成的覆盖在阳极的硫酸铅类似半透膜，只允许H⁺¹和OH^-1穿过。补大量水的目的是降低pH，有利于α二氧化铅的生成。小电流充电，也有利于α二氧化铅的生成。

富液壶形状像大号去底的眼药瓶，漏斗部前端有密封套，电池生产厂家都有，加液化成时使用。业余可用等于或大于20ml的注射器管替代富液壶，将套针头处套上橡胶套插在加液口，管体部分等同漏斗。

【例4】一只17A·h（20hr）慈溪产的蓄电池。

故障现象：一只17A·h（20hr）慈溪产的电池，已经进行为期10天的修复。修复方法包括过放电到0V。脉冲修复也有好几天，最后10A放电时间是33min。仔细检查蓄电池后，发现外观没有变形，并且已经加过水。

检查处理：充满电后进行10A放电，发现在30min左右电压仍然有12V，一会儿就掉到10.5V，放电时间是36min。用12V100W汽车灯泡继续进行深放电，30min灯泡就不亮了。充满电继续放电测试，容量还是37min，没有什么大的起色。放电到0V，用得康活化仪进行活化，活化电流调到8A左右，电压在0V维持了30min，然后开始缓慢上升，在1V以下足足有1个多小时，用手掌触摸蓄电池表面温度有40℃左右。又过了20多分钟才慢慢上升到2V，经过2h的活化修复，蓄电池电压上升到8V，温度也有50℃，摸上去比较烫手。用汽车灯泡放电10s，将活化电流调到10A对电池进行极性校正充电，10min后，电压上升到12V。拿到12V充电器上对电池继续充电。第二天进行10A放电，放电时间为69min，然后进行普通充电，第三天放电时间为75min。再进行充电，放电时间仍然是75min。第四天早上又进行容量测试发现放电时间还是75分钟，说明蓄电池比较稳定。考虑到温度系数对容量的影响，再加上蓄电池标称是17A·h（20hr），实际容量转化为2hr为15A·h蓄电池，当时环境温度在10℃左右，有温差15℃。15℃×0.8％=12％的容量损失，15A·h×（1－0.12）=13.2A·h为标准容量，实际是修复到12.5A·h，为标准值的94.7％。

小结：脉冲去硫化修复修的是负极板，但是正极板有记忆效应还是要用活化消除，只有正负极板都恢复了，蓄电池容量才会上升。活化通常称它是修正极板的一种方法。

【例5】3只12RE14P（12V/14A·h20HR）蓄电池，台湾REWOP独资生产。

故障现象：3只12RE14P（12V/14A·h20HR）蓄电池是浙江红箭机电有限公司生产的电动自行车上面用的。自行车生产日期是1999年9月9日，蓄电池编号是9909050。

检查处理：本组电池送修时间是2006年。3只蓄电池电压都为0V，外观很新，放在充电器上面充电，看不到电流。在活化仪上面脉冲修复，也看不到电流，于是晚上用一个蓄电池在活化仪上维修。第二天一早，推门而入便是硫酸味。蓄电池的一头已经明显胀开，说明报废了。又用一个在活化仪上修。刚接上去几乎没有电流，5min大概有200mA电流。20min后蓄电池的一头又鼓了，第二个又报废。第三个不敢用活化仪修了，改成小电流脉冲修复，由于蓄电池没有电压，继电器无法开启。采用脉冲接在好的蓄电池两端，继电器嗒的一响，表示已经吸合，有脉冲_输出了，又将脉冲_输出线的夹子夹在要修复的蓄电池两端进行修复。

第二天测试蓄电池两端才2V_电压。继续修复，第三天测试才5V；第四天测试9V；第五天有16V了。测试容量，5A放电2h多，修复完毕。需要提示的是，在这3只蓄电池修复前先加一点水。

小结：硫化的蓄电池用无损脉冲修复最保险，不用担心会修坏。用活化仪大电流修复，由于电流控制不好，很容易把好的蓄电池都修报废了，但是脉冲修复时间较长，因此脉冲修复需有耐心。

【例6】一组浙江长兴产的17A·h电摩电池。

故障现象：行驶里程短，客户已当报废电池处理，后带到得康公司作维修测试。

检查处理：将电池充满电后测量开路电压，开路电压依次为：1号电池13.42V、2号电池13.36V、3号电池13.18V、4号电池12.4V。

采用10A电流进行放电测试：1号电池放电时间93min；2号电池放电时间85min；3号电池放电时间73min；4号电池放电时间19min。

首先开盖对电池进行补水，给1～3号电池每格加8ml，4号加10ml，静止10h开始充电。安全阀帽没有盖回。在对电池充电过程中，通过对注液孔的观察，1～3号电池各单格析气比较一致，只有4号有5个单格析气先后比较一致，而靠近正极的单格仍不析气。过充电后，不析气的单格析气量很低。充电结束后进行24h脉冲除硫后检测容量。1～3号电池接近新品，放电时间都达到90min以上，4号没有大的起色。又将4号电池充满电，采用10A放电，检测端电压，从13.2V降到10.5V为24min，用12V/100W灯泡过放电，降到8.32V只用了不足5min，保持8.15V左右可到半小时，至此4号电池的故障已得出结论：靠近正极那个格已坏。

简单用理论解释一下：从13.2V降到10.5V用时10min，再加上此单格不析气则判断为坏格。在过放电时，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＝8（V）。这里就没有必要再继续了，否则对5个好格也有损坏。

最后，采取单格修复方法针对坏格进行修复。先通过万用表加探针检测出坏格所在位置，然后在坏格的正、负汇流条处打孔，引出正、负极。用灯泡将坏格电压放到0V，对单格进行活化。活化电流调到1A多，将电池电压充至2V多一点后，调节电流至2A对电池进行校正充电，当电压达到2V左右时，降低电流至1A，将电池电压充电到2.7V。在2V升至2.7V的这个过程时间较长，约1h，要有足够的耐心。待电压上升至2.7V以上，再将电流降至500mA，将电池电压充至2.75V，并且停留1h以上，至此单格修复结束。

修复后放电时间增至73min，做备用电池处理，至此维修完成。

小结：在一组电池中，往往只是一块电池的损坏就使整组电池的性能下降。实际要做的就是挑出能够修复的电池进行修复，重新配组后使用。不能修复的电池则当报废处理。就这组电池而言，如果是商业维修，可以考虑不修4号电池。