سولفاته شدن باتری چیست و چگونه می توان از آن جلوگیری کرد؟

سولفاته شدن باتری (Sulfate the battery) فرایند تشکیل بلورهای سولفات سرب بر روی سلول باتری است. در انواع باتری ها سولفاته شدن تا حدی رخ می دهد. با این وجود عواملی همچون نگهداری طولانی مدت، شارژ بیش از حد یا کم شارژ شدن باتری، سولفاته شدن را تسریع  می کند و عامل اصلی خرابی زود هنگام باتری های سرب اسيدی است.

باتری های سولفاته شده معمولا خاکستری و دارای ظاهری فرسوده هستند و تمایز بین سلول ها و جدا کننده ها در این باتری ها دشوار است. اگر باتری در صورت شارژ شدن، نتواند به بیش از ۱۰.۵ ولت برسد، دارای سلول مرده است. اگر باتری کاملا شارژ شده باشد اما ولتاژ آن ۱۲.۵ ولت یا کمتر باشد نشان دهنده سولفاته شدن باتری است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

علت سولفاته شدن باتری چیست؟

باتری ها مانند موجودات زنده هستند، آنها نیاز به تقویت و مراقبت دارند تا از مرگ آن ها جلوگیری شود. اکثر خودروها از باتری های سرب اسیدی استفاده می کنند. باتری های سربی اسیدی که در سال ۱۸۵۹ اختراع شد، یکی از انواع اولیه باتری های قابل شارژ هستند. آنها پرکاربردترین باتری های قابل شارژ در صنایع هستند. باتری سرب اسید دارای توانا بالایی است، به این معنی که می تواند مقدار زیادی از انرژی را به سرعت آزاد کند.

باتری های سرب اسیدی از تعداد زیادی سلول تشکیل شده اند. هر سلول دارای صفحات مثبت و منفی، جداکننده ها و الکترولیت است که همه در یک محفظه باتری قرار داده شده اند. سلول های متراکم با ورقه های متناوب سرب و اکسید سرب بسته بندی شده اند.

باتری سرب اسید با استفاده از واکنش الکتروشیمیایی، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. هنگام استفاده از باتری، اسید سولفوریک موجود در الکترولیت در حال تخلیه خواهد بود. همانطور که واکنش الکتروشیمیایی در حال رخ دادن است، سولفات صفحات را می پوشاند که باعث کاهش سطح موثر برای واکنش شیمیایی می شود.

وقتی باتری شارژ می شود، این روند برعکس می شود و سولفات به داخل اسید باز می گردد. شایع ترین علت خرابی باتری، سولفاته شدن و تجمع بلورهای سولفات سرب است. این امر زمانی رخ می دهد که باتری از شارژ کامل محروم شود (همچنین تخلیه باتری نیز نامیده می شود).

مواد سولفات شده در قسمت های تخلیه شده صفحات باتری متبلور می شوند و به باتری آسیب می رسانند. تمام باتری های سرب اسیدی در طول عمر خود، به عنوان بخشی از فرایند شیمیایی طبیعی، سولفاته می شوند. مشکلات زمانی ایجاد می شوند که سولفاته شدن افزایش می یابد و دائمی می شود.

علائم سولفاته شدن باتری چیست؟

رایج ترین علامتی که ممکن است باتری شما هنگام سولفاته شدن از خود نشان دهد، زمانی است که شارژ را خیلی خوب نگه نمی دارد یا اصلا شارژ نمی گیرد. علائم دیگر سولفاته شدن باتری، شامل خالی شدن باتری مدت ها قبل از انتظار یا عدم تولید برق مورد نیاز دستگاه های الکترونیکی است.

از نظر ظاهری، ممکن است هیچ تفاوتی در ظاهر باتری مشاهده نکنید. بنابراین بهترین راه برای تشخیص این است که ولتاژ باتری را با دستگاه مخصوص اندازه بگیرید. اگر ولتاژ کمتر از ۱۲.۶ ولت باشد، نشان دهنده  این است که باتری شارژ کمی دارد که می تواند نتیجه سولفاته شدن باشد. علائم دیگر  شامل موارد زیر است

• کاهش در ظرفیت باتری
• کاهش چگالی الکترولیتی باتری
• ولتاژ شارژ بالاتر و عدم پذیرش شارژ
• حجیم شدن مواد فعال
• تغییر رنگ صفحات و احساس ماسه ای شدن در هنگام  لمس

انواع سولفاته شدن باتری

دو نوع سولفاته شدن در باتری های اسید سربی وجود دارد، برگشت پذیر ( نرم ) و دائمی (سخت). خوشبختانه نام آنها کاملا قابل توضیح است و نشان دهنده اثرات آنها روی باتری است. اگر سولفاته شدن به اندازه کافی زود تشخیص داده شود، گاهی اوقات می توانید آن را معکوس کرد. این عمل فقط باید توسط یک متخصص مجرب انجام شود، زیرا می تواند باعث شارژ شدن بیش از حد باتری و افزایش دمای باتری شود.

برای تشخیص اینکه آیا باتری سولفاته شده قابل برگشت است یا خیر، باید توسط دستگاه مخصوص تست شود. هنگام اتصال این دستگاه به باتری  منحنی تخلیه ولتاژ باتری قابل مشاهده است. اگر یک باتری کاملا شارژ شده بتواند پروفایل ولتاژ پایدار را هنگام تخلیه ثابت نگه دارد، احتمال برگشت وجود آن دارد.

اما اگر ولتاژ به سرعت با بار کاهش یابد، بعید است که بتوان آن را معکوس کرد. سولفاته شدن دائمی زمانی رخ می دهد که باتری هفته ها یا ماه ها در حالت شارژ پایین قرار داشته باشد. در این مرحله ترمیم باتری یا معکوس شدن روند بسیار بعید است و باتری تحت تأثیر سولفاته شدن دائمی قرار می گیرد.

چگونه می توان سولفاته شدن باتری را حذف کرد؟

سولفاته شدن معمولا در باتری های سربی اسیدی نصب شده در اکثر خودروها اتفاق می افتد و باتری شما را از بین می برد. این فرآیند حاصل رسوب مایع الکترولیت در بالای صفحات سربی در سلول های مرطوب است و آنها را در معرض اکسیژن قرار می دهد.

از آنجا که الکترون ها نمی توانند بین دو صفحه در هر سلول جریان داشته باشند، صفحات سربی قادر به ذخیره انرژی الکتریکی نیستند. صفحات سربی را نمی توان تمیز کرد، بنابراین با تنظیم مجدد باتری می توانید سولفاته شدن را از بین ببرید. برای حذف کردن سولفات باتری می توانید مراحل زیر را انجام دهید

روکش پلاستیکی را از بالای باتری جدا کنید

بسته به اینکه باتری شش ولت است یا دوازده ولت، سه یا شش کاور وجود دارد. با استفاده از نوک انگشتان رویه پیچ دار را باز کنید. پیچ گوشتی را در شکاف ها قرار دهید. اگر روکش ها دارای شکاف هستند، آنها را بردارید.

به سلول های باتری نگاه کنید

برای دیدن بهتر ممکن است یک چراغ قوه مورد نیاز باشد. دو نشانگر سلول باتری را روی دیوارهای باتری جستجو کنید. نزدیکترین علامت، بالاترین سطح است. هنگامی که مایع به کمترین میزان خود برسد، سولفوریزاسیون اتفاق می افتد. سولفوره شدن را می توان در دیواره های باتری که شبیه خوردگی روی فلز هستند مشاهده کرد.  مایع را با دقت به درون هر سلول بریزید. سلول ها را تا بالاترین نشانگر پر کنید.

کمترین میزان ولتاژ شارژر را انتخاب کنید و به باتری وصل کنید

شارژ سریع را انتخاب نکنید، زیرا تنظیمات بار زیاد نمی تواند به درستی سولفات را از صفحه های سرب حذف کند.

باتری را به مدت ۳۶ ساعت شارژ کنید

آب مقطری را که درون سلول ها ریخته اید، با شارژ شدن باتری به اسید سولفوریک تبدیل می شود. اسید به تدریج رسوب روی صفحات را حل می کند.

بعد از دوازده ساعت باتری را بررسی کنید

به سلول ها نگاه کنید مشاهده حباب های کوچک نشان می دهد که سلول ها در حال شارژ شدن هستند. اگر دست خود را روی دیوار باتری بگذارید، می توانید گرمای آن را احساس کنید.

چه چیزی باعث سولفاته شدن باتری می شود؟

سولفاته شدن بخشی از واکنش شیمیایی باتری ها است و برای هر باتری سرب اسیدی رخ خواهد داد این واکنش در صورتی زودتر رخ می دهد که باتری از شارژ کامل محروم شود، بیش از حد شارژ شود، در دمای بالا ذخیره شود یا برای مدت طولانی مورد استفاده قرار نگیرد (شارژ و تخلیه نشود).

باتری های استارت برای خودروها معمولا خیلی سریع تر از سایر باتری ها سولفاته می شوند. این امر می تواند به دلیل کاربرد کوتاه مدت یا نادر از خودرو باشد که به باتری زمان کافی برای شارژ نمی دهد. دلایل زیادی وجود دارد که می تواند منجر به سولفاته شدن باتری شود. در زیر عوامل اصلی سولفاته شدن باتری ذکر شده است.

• باتری را برای مدت طولانی خالی نگه می داریم
• باتری را اغلب کم شارژ می کنیم
• سطح الکترولیت باتری پایین بوده یا سطح الکترولیت به پایین ترین حد خود رسیده است
• نگهداری باتری در محیطی با دمای بالا
• استفاده از آب معمولی به جای استفاده از آب مقطر
• استفاده از باتری در دمای بالا
• کم شارژ کردن مکرر باتری یا کم شارژ کردن باتری با ولتاژ کم

اگر می خواهید از باتری خود برای مدت زمان طولانی نگهداری کنید، ابتدا باید آن را به طور کامل شارژ کنید. سپس آن را به شارژر هوشمند وصل کنید تا باتری را در حالت پایین یا شناور نگه دارد. این امر باعث می شود که باتری سولفاته نشود.

پودر آبی روی پایانه های باتری نشانه چیست؟

پودر سفیدی که در اطراف پایانه های باتری مشاهده می کنید، سولفات سرب است. در پایانه های باتری، مس با اسید سولفوریک واکنش داده و سولفات مس تشکیل می دهد. ترکیبات سولفات مس بی آب به رنگ سبز مایل به آبی روشن هستند. این رسوبات را می توان به سادگی یک بار در سال با جوش شیرین و آب شستشو داد. همیشه پایانه های باتری را تمیز نگه دارید و با یک لایه نازک ژله نفتی بپوشانید.