Phục hồi ắc quy trên cơ sở Perocide

Phuchoiacquy:

Quá trình tổng quát phục hồi ắc quy chì - axít trên cơ sở Perocide theo các phân đoạn :

I/. Xác định cấu trúc ắc quy và cấp độ hư hỏng :

A/I/. Loại cấu trúc : Trong 2 nhóm ắc quy (hở và kín) có 3 loại cấu trúc chính.

1AI- Loại placque bản cực dày: có khả năng cung cấp dòng tức thời lớn hàng trăm đến hàng nghìn Ampe trong thời gian ngắn (ngắt quãng); hay dùng làm nguồn accu khởi động ô tô - máy kéo v.v... Đặc điểm ngoại hình là đầu cực to (thường có hình trụ tròn) và các cầu nối "hộc" lớn.

Cấu trúc bên trong là các tấm bản cực âm và dương xen kẽ, mỗi tấm dày 2mm đến 3 mm. Các tấm cách giữa các bản cực dày, gồm nhiều lớp gỗ cán (hay giấy) mỏng 0,5 mm xử lý đặc biệt và nhựa tấm dày 1mm có lỗ thông; loại chất lượng cao dùng kỹ thuật Prestolite có cả lớp sợi thuỷ tinh (người Việt hay gọi là "lông mèo").

Dung dịch là Sulfuric acide 23% --> 25%.

2AI- Loại ắc quy - placque bản cực sợi : cung cấp dòng trung bình 50A đến 100A, thời gian phóng điện dài và liên tục; hay dùng cho xe nâng điện, ô tô điện hay super UPS cỡ lớn.

Cấu trúc bản cực dương gồm các ống sợi thuỷ tinh d = 8 mm --> 10 mm chứa premium chì, bên trong có có cốt sợi chì; mổi bản cực ghép song song vài chục sợi. Bản cực âm vẫn là bản cực dạng tấm. Tấm cách giữa các bản cực thướng là một lớp giấy Crilis chuyên dùng cho ắc quy kín; loại cao cấp có thể cách bằng tấm nhựa xốp xử lý đặc biệt.

Dung dịch là Sulfuric acide 21% --> 22%.

3AI- Loại placque bản cực mỏng : Tương tự loại (2), nhưng các tấm bản cực mỏng hơn nhiều (< 1 mm). Cách điện là một lớp giấy Crilis.

Dung dịch là Sulfuric acide 23% hay hỗn hợp Silicon Sulfuric acide 23% dạng nhũ tương hay dạng Gel.

B/I/. Cấp độ hư hỏng : Chia làm 4 cấp.

1BI/. Giảm dung lượng : Là cấp độ hư hỏng nhẹ và thường gặp nhất.

Nguyên nhân giảm dung lượng là do sử dụng trong điều kiện bảo dưỡng không tốt, hoặc để lâu không sử dụng. Bảo dưỡng không tốt chủ yếu là do châm nước không tinh khiết, lẫn khoáng nặng và tạp chất, tạo các kết tua trong hỗn hống chì của bản cực gây tăng nội trở ắc quy --> dòng phóng điện thấp và dung lượng suy giảm "ảo". Ắc quy để lâu không sử dụng thì tác dụng hoá học giữa placque chì và sulfuric acid tạo nên kết tủa sulfat chì trong placque, gây tác dụng xấu, tương tự như trường hợp ắc quy bị bảo dưỡng tồi.

*Biểu hiện : (sau khi nạp 10 giờ với dòng In = 1/8 dung lượng).

- Đo đủ volt qui ước.

- Ắc quy không dùng khởi động máy (đề) được hoặc thời gian sử dụng ngắn đã "cạn bình" (mất điện).

- Đo dung lượng ắc quy ghi nhận mức độ sụt giảm mất khoảng 30% --> 40%.

2BI/. Ắc quy bị lão hoá : rất phổ biến.

Dù sử dụng đúng chế độ và bảo dưỡng tốt trong khoảng thời gian lâu dài thì các tấm plate (bản cực) vẫn bị hao mòn do bột premium chì tan rã dần và rời khỏi tấm cực, đọng thành lớp bùn nâu dưới đáy bình ắc quy. Dung lượng ắc quy do đó cũng giảm sút theo. Dòng nạp bình thường trở nên quá lớn (ví dụ ắc quy dung lượng 100 Ah nạp dòng bình thường 14A trong 8 giờ, nay chỉ còn dung lượng 50 Ah thì dòng nạp phải là 7A) càng tăng nhanh quá trình phân hoại plate (gọi là "rã lắc").

*Biểu hiện :

- Các tấm plate mềm hoặc nhũn ra, hỗn hống chì sẵn sàng rã thành bột nhão nếu có tác động vật lý. Bùn nâu lắng nhiều dưới đáy bình.

- Đủ volt qui ước hoặc có giảm chút ít.

- Đo dung lượng thấy giảm nhiều (đến 50%). Bình ắc quy không dùng đúng và đủ tính năng như trước được.

- Có Sulfat chì trên đầu cực âm. Màu cực âm và cực dương phân hoá rõ rệt (cực dương đen, cực âm xỉn màu và có dấu loang lổ). 

3BI/. Ắc quy phân hoại :

Là ắc quy ở các tình trạng hư hỏng (1BI) và (2BI) không được phục hồi và bảo dưỡng ngay mà để quá lâu. Ngoài ra còn do sử dụng ắc quy đến cạn kiệt làm cho liên kết vật lý giữa các hạt chì premium bị phá hoại --> plate rã thành bột nhão chỉ còn trơ lại khung hợp kim chì - antimoan.

Còn có một nguyên nhân chủ quan là nạp ắc quy lộn cực. Tình trạng đảo cực diễn ra làm phân hoá kết cấu vật lý của bản cực accu.

*Biểu hiện :

- Điện áp dưới ngưỡng 1V / cell.

- Lớp bùn nâu dày đặc, có thể nối tắt các tấm plate.

- Đo không phát hiện được dung lượng. Không còn khả năng sử dụng.

- Biểu hiện ngoại quan tương tự (2BI) nhưng trầm trọng hơn.

4.BI/. Hư hỏng hỗn hợp và hư hỏng khác.

Có thể một ắc quy bị cả hai trường hợp (1BI) và (2BI) hoặc (1BI) và (3BI), hay (2BI) và (3BI). Ngoài ra còn có thể bị "rớt" cọc (đứt đầu cọc hoặc đứt cầu nối các cell) làm cho việc thông mạch nội trở bị gián đoạn.

Chúng có biểu hiện phức tạp nhưng dễ xác định bằng thiết bị kiểm tra ắc quy (máy đo dung lượng ắc quy) do CTy Bảo Đảm Năng Lượng chế tạo.

II/. Bảo dưỡng, phục hồi và sửa chữa.

Bảo dưỡng và phục hồi ắc quy dựa vào cơ chế hoá học + điện hoá. Sửa chữa là can thiệp vật lý + hoá học + điện hoá. Bảo dưỡng, phục hồi và sửa chữa ắc quy đều nhằm mục tiêu khôi phục tính năng và dung lượng ắc quy.

A/II. Hoá chất : Công nghệ phục hồi của CTy Bảo Đảm Năng Lượng dựa trên tổ hợp hoá chất có tên S Force gồm 3 loại hoá chất trong dung môi acide:

1AII- Chất K (Kali Hidrocid / KOH) làm cứng plate, có khả năng định hình plate đang phân rã và kết hợp với bùn nâu tạo ra kết tủa không dẫn điện (làm trung tính lớp bùn nâu).

2AII- Chất P (Pedrocid chì) bù đắp dung lượng bằng cách tạo kết tủa chì trên plate trong quá trình điện phân (nạp), tranh giành oxi của sulfat chì để giải phóng khí suflfurơ (SO2), tái tạo tình trạng vật lý của bản cực chì.

3AII- Chất H (nước Oxi già) là xúc tác làm tăng nhanh quá trình phân hoá sulfat chì và sulfat các kim loại "cứng" trong quá trình điện phân.

Tổ hợp hoá chất dùng cho mỗi loại cấu trúc bình ắc quy khác nhau thì có các tỷ lệ khác nhau.

B/II. Qui trình bảo dưỡng ắc quy cơ bản như sau :

1BII/. Rút dung dịch acid trong bình ắc quy đến mức tối thiểu.

2BII/. Rót dung dịch P-H (hư hỏng kiểu 1BI) hay K-P-H với hư hỏng kiểu 2BI.

3BII/. Điện phân (nạp) theo qui trình bảo dưỡng trong 9 giờ hay 24 giờ phù hợp với hỗn hợp hoá học.

4BII/. Chuẩn độ và bổ sung dung dịch, đo dung lượng và kết thúc quá trình bảo dưỡng ắc quy.

C/II. Qui trình phục hồi ắc quy :

1CII/. Rút dung dịch acid trong ắc quy đến mức có thể.

2CII/. Rót chất K (1,5%), ngâm trong ít nhất 4 giờ.

3CII/. Rút chất K, rót P-H-acided.

4CII/. Nạp theo qui trình phục hồi trong thời gian từ 20 giờ đến 24 giờ (hay 8 giờ đến 10 giờ trong một hỗn hợp hoá chất phục hồi khác).

5CII/. Chuẩn độ và bổ sung dung dịch, đo dung lượng ắc quy.

6CII/. Nạp thương phẩm (nạp đầy) trong 10 giờ. kết thúc quá trình phục hồi ắc quy.

D/II. Qui trình sửa chữa ắc quy 8 bước : ở CTy Bảo Đảm Năng Lượng chỉ áp dụng qui trình sửa chữa cho ắc quy cỡ lớn nặng hàng tấn dùng cho xe hơi điện hoặc xe nâng hàng chạy điện nên qui trình này không đi sâu ở đây.

1DII/. Rút hết acide, rót K (2,5%) ngâm 4 giờ --> rút hết K.

2DII/. Cắt đầu cực + cắt rời nắp ắc quy để lộ bản cực.

3DII/. Tháo cụm placque khỏi vỏ ắc quy. Xem xét cách điện và cách ly chỗ chập chạm. Làm sạch vỏ cell.

4DII/. Thay tấm cực hỏng hoặc thay cả cụm plate vào ắc quy. Hàn cầu nối (nếu là cụm cell).

5DII/. Sạc khô để gia cường tấm cực.

6DII/. Ráp nắp, hàn cọc, hoàn tất việc khôi phục ngoại hình ắc quy.

7DII/. Rót dung dịch chuẩn độ. Nạp đầy trong 10 giờ đến 20 giờ.

8DII/. Chuẩn độ và bổ sung dung dịch, đo dung lượng. Kết thúc quá trình sửa chữa ắc quy.

III/. Chuẩn bị đủ công cụ và vật tư kỹ thuật :

1III/. Volt kế DC tổng trở thấp 1 Ohm/volt và Ampere kế DC dòng lớn.

2III/. Máy đo dung lượng.

3III/. Máy nạp Cell (2,4V / 50A max) và máy nạp tổ hợp ắc quy (12V, 24V, 48V, 72V, 96V và 220V / 20A đến 150A).

Yêu cầu an toàn tiên quyết là nguồn nạp phải được cách ly khỏi điện lưới quốc gia trong mọi trường hợp.

4III/. Hoá chất K, P, H, Sulfuric acide và chuẩn độ A-K-P-H.

5III/. Các thiết bị cơ khí cắt + ráp + nâng hạ + kéo + máy hàn chì cọc bình ắc quy + các thiết bị phụ trợ pha chế và lưu trữ hoá chất.

6III/. Các thiết bị phòng hoá + an toàn hoá học và khử nhiễm hoá học.

Chì + antimoan trong bản cực ắc quy và các phụ phẩm chế tạo ắc quy đều có độc tính sinh học rất cao. An toàn phòng chống hoá học và khử nhiễm hoá học là yêu cầu không thể thiếu. 

Phục hồi ắc quy - Tổng hợp