動力鉛蓄電池電解液比重調整實務

一.一個重要的觀念:電解液的比重調整只是一個輔助手段，它必須立基於電池是否在一個完全的充飽狀態，同時必須了解比重過低或過高的原因，在狀況排除之後，才能進行比重調整，絕對不可貿然調整比重，否則會嚴重影響電池壽命!


    1.電解液比重過低的原因:
     ①充電不足:包括充電機配置太小或不適當、一次側電壓與市電不相稱二次側電流變小、AC一次側缺向、整流子模組損壞等因充電機問題長期的充電不足。

     ②過度放電:包括電池長期久置未充電、操作頻率高電池組容量不足使用的過放電、重拖使用到沒電再充電的不當操作過放電、使用頻率高未固定時間均等充電形成部分電池過放電。
     ③電池硫酸鉛化:乾式即用或已化成濕式新電池因庫存久放雖經充電比重仍無法恢復、待售機械設備的電池組因久放雖固定時間充電比重仍持續下降、因充電不足或過放電形成的硫酸鉛化致極板毛細孔阻塞使充電時氣泡變大液位上升電解液溢出。
     ④液口栓設計問題:浮標不準或上下限不分明導致補水太滿電解液溢出、使用自動補水器液口栓有瑕疵漏液無法止水 ，沒有立即處理，電解液不均容量失衡、形成過充電與過放電的惡性循環。
     ⑤補液失當:經常性補水太滿電解液溢出失衡，使用頻率高者，電解液比重低易形成過放電，長時間充放電比重分岐將愈行擴大，最終形成過充與過放的惡性循環。
     ⑥電池失水:忘記或不知保養補水致極板暴露空氣乾燥、極板嚴重硫酸鉛化，電解液無法還原，補水後酸被稀釋比重下降。

    2.電解液比重過高的原因:
      ①初充電不完全:代理商或貿易商初充電不完全以比重調整作為結束充電作業，客戶在操作使用一段時間後，比重上升偏高。

      ②過度充電:充電機配置過大、電池組容量安裝過小、充電機損壞無法斷電、均等充電過於頻繁、電池組容量不足使用頻繁的補充電。
      ③電池硫酸鉛化:因充電不足、過放電極板硫酸鉛化形成阻抗，自動充電機無法將硫酸鉛電解還原為酸且形成熱源，正常的極板將因高溫與電流徒升形成熱失控，最終形成過充電。
      ④補液錯誤:觀念錯誤，認為補酸可以增加電量或是一段時間後酸會蒸發掉，所以補充稀硫酸補充液，初期因酸濃度高所以有電壓高的假象，導致充電機無法將電池充飽形成硫酸鉛化如同飲鴆止渴，愈補愈多，最終形成高溫高比重無容量。

二.比重的測定 :

    1.比重換算的公式:
鉛蓄電池的比重值隨溫度的高低而變化，其標準溫度日本為20度C，美國與韓國為77度F約25度C，歐洲為30度C，換算以製造廠為準，今以日本20度C為準。如實測溫度與20度C有差異時，則其比重換算公式如下:
S20=St+0.0007(t-20)。  S20:20度C換算之比重。  St:t度C時實測比重。 0.0007:硫酸每差1度C的溫度係數。
{例}電動堆高機電池組規格VGD565在45度C時的比重為1.220則20度C時的實測比重為:S20=St+0.0007(t-20)=1.220+0.0007(45-20)=1.2375約1.240。

    2.比重計讀法:

比重測定時，因電解液表面張力的關係，眼睛以平視浮筒刻度與液面接觸的位置為準。

三.比重值和容量補充電的關係:

    1.比重和容量的關係:
充飽電的比重與放電完的比重歐美日各國略有差別~今以動力電池一定溫度而論，日本為1.280~1.120/20度C，美國為1.290~1.140/25度C，歐洲為1.290~1.130/30度C(高容量)、這是以正常容量為衰減的電池而論。我們可據以比重來判斷電池的容量，試以日本電池為例:1.280-1.120=0.160/20度C為準，表示容量100%的範圍比重刻度為0.160，今有電池組操作溫度為46度C、比重為1.180，則電池組容量為~S20=1.180+0.0007(46-20)=1.1982約1.200，1.280-1.200=0.080，0.080/0.160=50也就是50%的容量。
    *標準比重仍以各廠牌技術資料為準

  2.比重值和補充電的關係:
已知電池比重值與容量的關係，且鉛蓄電池起電力(開路電壓)的變異與電解液的高低成正比:E=實測比重+0.85，0.85為k常數值，所以以上例為例~E=1.200+0.85=2.05V，這裡當然會受到一點溫度影響。因此，電池是否補充電完全完全依比重高低而定，比重低於1.240以下應進行補充電。

  3.比重和容量關係的例外:這裡所說的例外是指比重高不一定代表實際的容量，比重高雖然相對電壓比較高，但未必有相等的容量。

    ①電池老化:活性物質因消耗沉降至底槽，極板與酸作用物質變少，酸的比重濃度自然增加。
    ②電池過充電:造成極板活性物質過度活化脫落，電解液析出嚴重，初期為高容量，終期活性物質變少，電解液比重雖高，容量卻變低。
    ③補液錯誤:經常性補酸(電池補充液)，使比重增加相對電壓變高，極板卻無法電解還原原來之酸形成硫酸鉛，不僅無容量且形成熱源，因比重高且內阻大，充電作業很快就完成，雖有高電壓高比重卻無容量。


    

四.比重調整及注液量計算公式:所謂比重調整係指蓄電池液量須達到規定液面，同時其比重亦須符合標準比重之作業~注液量的計算公式如下:
V=4V1(規定比重-S20) 。      V:應加之液量(cc)。       4:係數(1公升液量比重相差0.001時，須加4cc蒸馏水或1.450比重之硫酸)
    V1:蓄電池每局(槽)之液量(公升)。      規定比重:日系動力電池為1.280/20度C(汽車電池為1.260，係數為5)，歐系動力電池為1.290/30度C係數當在3~4之間則有待實證。      S20:20度C換算之比重
{例}:日本GSYUASA/VSD9AC充飽電比重為1.255/40度C則注液量應為酸或水多少?
規定比重為1.280/20度C。  實際比重S20=1.255+0.0007(40-20)=1.269約1.270。        VSD9AC電池20度C比重為1.270，每局液量為5.2公升，則注液量應為:

V=4x5.2(1.280-1.270/0.001=10)=208(cc)。
*所得值為負數時加蒸馏水，正數時則加1.450/20度C比重之稀硫酸。本例VSD9AC電池比重調整時應加入208cc比重為1.450/20度C的稀硫酸，才能使電解液比重成為1.280/20度C。
*注液調整後，使用自動充電機至少充電2-5次以上(以補水或酸多少而定)或以定電流及調整型充電器以容量3%-5%的電流充電1-3小時讓電解液均勻混和。