一、概述

??鉛酸電池技術發展100年來基本沒什么變化。雖然在化學和結構上已有改進，但引起電池發生故障有一個共性的因素。這個故障原因是：硫酸鹽堆積在極板上導致失效的結果，解決這些問題最有效的方法是應用脈沖技術。

??脈沖技術有助于排除電池這些故障，它可以保持高的活性物質反應，使電池內部平衡，容易接受外接充電。這樣一來，節約了因置換電池帶來的各種相關費用。

??二、技術介紹

??專家預言：鉛酸電池作為在電池電源領域里以第一位置將延續到下一世紀。但值得重視的問題是，多數電池的工作狀態不能達到當今科技先進交通工具的需求。按說，鉛酸電池的反應材料能維持8年—10年或更長一些，但事實上做不到。現在的電池平均壽命是6—48個月。而能用48個月的電池僅占30%。大部分電池則提前衰老和失效。影響電池壽命的一系列問題的原因是：硫酸鹽的堆積，而最有效解決這些問題的方法是脈沖技術。

??早在1989年就有第一個專利，利用脈沖技術提高電池的實用性，延長電池壽命。它的工作原理：使電池一直維持高的活性物質反應，使電池內部平衡，易接受充電。這種技術可提供大的放電容量，接受充電快，而且能使用持久。(換言之，延長電池工作壽命)

??現在讓我們來了解一下脈沖技術是如何有益于電池，其工作原理是什么。首先讓我們重溫一下電池的工作原理：依照國際電池理事會手冊第11版：“蓄電池是屬電化學原理設計范疇，電池產生的電能是由存儲的化學能轉變的。在車輛和動力機械設備上需要電池，它的三種主要功能是：

??(1)、供電給點火系統，使發動機啟動。

??(2)、給發動機外的電器設備供電。

??(3)、對電器系統起到穩壓作用，使輸出平滑和降低瞬間有電器系統發生高壓。”

??電池由兩種不同材料構成(鉛和二氧化鉛)，這兩種材料置于硫酸液中反應產生電壓,在放電過程，正極鉛板上的活性材料與電解液的硫酸根生成PbSO4。同時，負極板上的活性材料也與電解液硫酸根生成PbSO4。所以，放電的結果使正負極板都覆蓋了硫酸鉛(PbSO4)。電池的恢復是

??在充電過程，化學反應狀態基本是放電的逆反應。這時正負極板上的硫酸鉛(PbSO4)分解變為原來狀態，即鉛和硫酸根，水分解出“H”和“O”原子，當分離后的硫酸根與“

??從上本原理是硫酸和鉛進行離子交換的化學反應過程形成的能量。在能量交換過程中，其反應生成物—硫酸鉛在極板上是“臨時”的。但值得注意的是，在充電還原過程，極板上的硫酸鉛并不能全部溶解而堆在極板上。這種堆積物是電化學反應的剩余物，占據了極板的位置。這就是說，極板的有效反應材料在不斷減少，這是導致電池失效的主要原因。(因硫酸鉛導致電池失效，這種

??極板鹽化問題：大多數電池失效歸咎于硫酸鉛的堆積。當硫酸鉛分子的能量大于一個極限低值的時候，它們從極板上溶解，返回到液體狀態。那么，它們可以接受再充電。但實際上，總有一部分的硫酸鹽是不能返回電解液里的，而是貼附在極板上，最終形成不可溶解的晶體。硫酸鹽結晶體是這樣形成的：這些不能參與反應的單個硫酸鹽分子的核心能量都處于極低狀態，它逐步吸附其它因能量極低的硫酸鹽分子。當這些分子堆積，并緊體不能有效地溶解到電解液里去。這些晶體的存在，占據了極板的位置，使極板失去了充放電的能力。所以，極板被覆蓋的這一點或這一部分

??依照BCI手冊58頁說：“電池的本質是化學類器材，它的充電特性常常是由電池自身化學變化而改變的。例如，硫酸鹽應是正常的化學反應生成物，但在非正常狀態下，它變成多余物質而成為影響化學反應的主要問題，而這些多余的硫酸鹽在極板上不斷堆積，又長期被忽略。另外，新電池如存放時間過長，也會出現這種狀態。當電池嚴重鹽化時，就不能接受發電機對它的快而滿的補充電。同樣，也不能作滿意的放電。隨著鹽化加劇，最終因電池不能接受充電和放電而失效。”第56頁上說：“充電電壓是受溫度和電解液濃度、電解液接觸極板的面積、電池的年限、電解液純度等因素影響。極板上的鹽化結晶很硬，使內阻增大。”

??超過80%的電池是因為這些鹽化晶體堆積而引起失效。這些晶體形成的速度、面積及硬度是與時間、電池充電狀態、能量儲備的使用周期有緊密關聯。電池上的鹽化結晶物堆積是非常麻煩的。以下幾種情況是不可避免要產生鹽化：

??1、電池在安裝使用前曾長時間擱置儲存。實際上電池一旦加上硫酸液后就開始了化學反應而產生鹽化物。所以，新電池的擱置也會鹽化，導致在交通運輸工具上安裝不久的新電池就失效。

??2、交通工具長時間靜止不工作。

??3、電池受到侵蝕使充電期間內阻增加，引起充電不足的情況。

??4、持續過放電。

??5、溫度影響。例如，當氣溫轉熱，隨溫度每增加10度，鹽化速率呈2倍增長。在充電期間，如外界溫度高，當電池的溫度達75度時，內阻會增大，致使充電不足情況發生。當溫度轉冷，交通工具的潤滑油變稠，這就需要更大的動力去啟動車輛，也就是說，需要電池放電能力更大。其結果，加快了極板上鹽化物的堆積。如果留意一下電池過放電的情況，就知道這時候的電池電解液凝固，這種情況極大地傷害了極板。一般情況下，充電達99.99%時，電解液的比重是1.27左右，這時候的電解液凝固溫度是–83華氏;當比重在1.2左右時，凝固溫度是–17華氏;若比重在1.14時(也稱完全放電)，這時僅在8華氏就凝固。

??6、在充電不足的情況下，電池不能供給更大啟動電流，這樣對頻繁使用的車輛經常發生死火。依照BIC手冊說：“一輛使用一個充不滿電的電池時，就有可能使發動機轉速慢和空轉不能啟動，消耗電能。而反過來，電池也得不到發電機在佳速率下充電。其結果，雖然電池用全天候充電，仍不能充滿電。而又經常性地充電不足，電池鹽化加重。這樣惡性循環下去，最終使電池完全

??綜上所述，硫酸鹽是能量轉換過程必然之物，但硫酸鹽的結晶物確是一個嚴重問題，而不是硫酸鹽本身，這需要更多的人去了解這個問題的嚴重性—硫酸鹽結晶使電池失效。其失效的現象包括：

??1、極板彎曲：極板某處有硫酸鹽結晶削弱電能的接受，造成電池極板的某處過充電，而這種過充電使此處溫度升高，使這里的極板彎曲。

??2、鹽化使極板上柵格網眼的反應物脫落，

??3、短路：由于鹽化使內阻增加，極板彎曲，接觸了另一極性的極板而發生短路或破

??4、活性物質的脫落：鹽化結晶物使內阻增大，造成局部過充電，導致極板有裂縫和裂縫的物質

??因此，應用脈沖技術去保護極板是最合適的，也有助于減低機械震動引起電池極板的損害。過去，電池鹽化后，被認為無用而丟棄，或拉到遠處修理。但現在，脈沖技術能很好地解決這個問題。