ما هو وضع إزالة الكبريت؟

يعد وضع إزالة الكبريت إحدى الميزات المتخصصة في أجهزة شحن البطاريات التي تعمل على إزالة تراكم بلورات كبريتات الرصاص من ألواح بطاريات الرصاص الحمضية{{0}. عندما تبقى بطارية حمض الرصاص- فارغة لفترات طويلة، تتصلب هذه البلورات على ألواح البطارية وتمنع البطارية من قبول الشحن أو الاحتفاظ به. يطبق وضع إزالة الكبريت نبضات عالية الجهد -منضبطة لتفكيك هذه البلورات واستعادة قدرة البطارية على العمل.

تحدث الكبريتة من خلال التفاعلات الكيميائية العادية داخل بطاريات الرصاص الحمضية. عندما تقوم بتفريغ بطارية حمض الرصاص-، يتفاعل الإلكتروليت (حمض الكبريتيك والماء) مع ألواح الرصاص لإنتاج كبريتات الرصاص وإطلاق الطاقة الكهربائية. أثناء إعادة الشحن، يجب عكس هذه العملية، وتحويل كبريتات الرصاص مرة أخرى إلى مواد نشطة.

تبدأ المشكلة عندما تظل البطاريات فارغة جزئيًا أو كليًا. تبدأ بلورات كبريتات الرصاص الصغيرة التي تتشكل أثناء الاستخدام العادي في النمو بشكل أكبر وتتصلب. تقاوم هذه البلورات المتصلبة عملية الشحن وتلتصق بألواح البطارية بشكل دائم. وبمرور الوقت، يؤدي هذا التراكم إلى تقليل سعة البطارية وأدائها.

هناك عدة شروط تسرع عملية الكبريت:

تخزين بدون شحنيخلق أسوأ كبريتات. إذا تركت البطارية في وضع التشغيل لمدة أسابيع أو أشهر، حتى لو كانت مشحونة بالكامل في البداية، فسوف يتم تفريغها ذاتيًا-وتكوين بلورات الكبريتات. كلما طال أمدها، أصبحت هذه البلورات أصعب.

الشحن الزائديمنع البطارية من تحويل كبريتات الرصاص بشكل كامل إلى مواد نشطة. كل دورة شحن غير مكتملة تترك المزيد من الكبريتات على الألواح.

التصريفات العميقةيؤدي انخفاض جهد البطارية إلى أقل من 10.5 فولت إلى حدوث كبريت سريع. ينتج عن الخلل الكيميائي الشديد بلورات أكبر تتشكل بسرعة.

درجات حرارة عاليةأعلى من 75 درجة فهرنهايت مضاعفة معدل الكبريت لكل 10-درجة زيادة. تعمل الحرارة على تسريع عملية التفريغ الذاتي وتكوين البلورات.

وعندما تصل الكبريتات إلى مراحل متقدمة تظهر على البطارية أعراض واضحة. تنخفض قوة التدوير بشكل ملحوظ. يستغرق الشحن وقتًا أطول بكثير من المعتاد. قد تشعر بالسخونة في البطارية أثناء الشحن. ينخفض الجهد بسرعة تحت الحمل. في الحالات الشديدة، تظهر قراءة الفولتميتر على البطارية "المشحونة بالكامل" فقط 12.0-12.2 فولت بدلاً من النطاق الصحي 12.6-12.8 فولت.

Desulfation Mode

يستخدم وضع إزالة الكبريت تقنية تكييف النبض لتفكيك بلورات الكبريتات. يوفر الشاحن نبضات كهربائية عالية الجهد- - عادةً 15-20 فولت لبطارية 12 فولت - بتردد عالٍ ولكن بتيار منخفض. تخلق هذه النبضات اهتزازات على المستوى الجزيئي تؤدي إلى كسر البنية البلورية.

تختلف العملية بشكل كبير عن الشحن العادي. يطبق الشحن القياسي جهدًا ثابتًا يبلغ حوالي 14.4 فولت لدفع الطاقة إلى البطارية. ترتفع نبضات إزالة الكبريت إلى 15-20 فولت للحظات، ثم تنخفض مرة أخرى. يستهدف هذا الإجراء النبضي بلورات الكبريتات الصلبة على وجه التحديد دون ارتفاع درجة حرارة البطارية.

تقوم أجهزة الشحن المختلفة بتنفيذ عملية إزالة الكبريت بطرق مختلفة:

أنظمة إزالة الكبريت التلقائيةالكشف عن البطاريات الكبريتية عن طريق اختبار قدرتها على قبول الشحن عند الجهد العادي. عندما يستخدم الشاحن 14 فولت ولا يستشعر أي تدفق للتيار تقريبًا، فإنه يتعرف على المقاومة الداخلية العالية من الكبريت. ثم يتحول الشاحن تلقائيًا إلى وضع إزالة الكبريت. بمجرد أن تبدأ البطارية في قبول الشحن بشكل طبيعي، ينتقل النظام إلى مراحل الشحن القياسية.

أوضاع إزالة الكبريت اليدويةيطلب منك تحديد الإعداد. تعمل هذه غالبًا لمدة ثابتة - عادةً 24 ساعة لشواحن Black+Decker، أو ما يصل إلى ساعتين لطرز Battery Sitter. يطبق الشاحن نبضات طوال هذه الفترة، ثم يختبر ما إذا كانت البطارية قد استعادت عافيتها بشكل كافٍ.

أنظمة صيانة النبض المستمرمن شركات مثل PulseTech تطبق نبضات إزالة الكبريت-منخفضة المستوى باستمرار أثناء شحن البطارية وأثناء التخزين. يمنع هذا الأسلوب تراكم الكبريتات بدلاً من معالجته بعد حدوثه.

شكل موجة النبض الفعلي مهم إلى حد كبير. تتطلب عملية إزالة الكبريت الفعالة تحكمًا دقيقًا في وقت صعود النبضة والعرض والتردد والسعة. تشير الأبحاث إلى أن بطاريات الرصاص-الحمضية يتردد صداها عند ترددات تتراوح بين 2-6 ميجا هرتز. تعمل النبضات المطابقة لنطاق التردد هذا بشكل أكثر فعالية في كسر الروابط البلورية.

أثناء إزالة الكبريت، تنقسم بلورات الكبريتات إلى جزيئات أصغر وتذوب مرة أخرى في محلول الإلكتروليت. تستغرق هذه العملية وقتًا لأن الطبقات البلورية السميكة يجب أن تتحلل تدريجيًا. قد تتعافى البطاريات الصغيرة ذات الكبريتات البسيطة خلال 48 ساعة. يمكن أن تتطلب البطاريات الكبيرة ذات الكبريتات الشديدة من 2 إلى 4 أسابيع من العلاج، مع شحن البطارية بشكل متقطع خلال فترة إزالة الكبريت بأكملها.

ينطبق وضع إزالة الكبريت حصريًا على كيمياء البطاريات الحمضية الرصاصية-. يتضمن ذلك بطاريات (الخلايا الرطبة) المغمورة، وبطاريات AGM (حصيرة زجاجية ممتصة)، وبطاريات هلامية، وبطاريات حمضية-خالية من الرصاص-تحتوي على صيانة. تستخدم كل هذه المتغيرات ألواح الرصاص وإلكتروليت حمض الكبريتيك، مما يجعلها عرضة للكبريت.

لا تتعرض بطاريات الليثيوم-أيون للكبريت.وهذا يمثل اختلافا أساسيا في الكيمياء. تقوم بطاريات الليثيوم- أيون بتخزين الطاقة عن طريق نقل أيونات الليثيوم بين أقطاب الجرافيت وأكسيد المعدن من خلال إلكتروليت سائل. لا يوجد حمض الكبريتيك في النظام، ولا تتشكل كبريتات الرصاص أثناء دورات التفريغ.

إذا كنت تملكشاحن بطارية ليثيوم أيونلن تجد وضع إزالة الكبريت لأن الميزة لا تخدم أي غرض. تواجه بطاريات الليثيوم تحديات مختلفة - الشحن الزائد، والتفريغ العميق تحت الحد الأدنى من الجهد، ودرجات الحرارة القصوى يمكن أن تلحق الضرر بها، ولكن الكبريت ليس من بين هذه المخاوف.

التمييز مهم عند اختيار البطاريات وأجهزة الشحن:

لبطاريات السيارات، لا تزال معظم المركبات تستخدم كيمياء حمض الرصاص-. يمكن أن تستفيد بطارية سيارتك من إزالة الكبريت إذا ظلت غير مستخدمة خلال فصل الشتاء أو فقدت الأداء بسبب الاستخدام غير المنتظم. تحقق من نوع البطارية قبل استخدام وضع إزالة الكبريت.

للتطبيقات البحرية وRV، فسوف تواجه كلا النوعين. يمكن للبطاريات الحمضية-ذات الدورة العميقة-للأنظمة المنزلية أن تتكبر عند تخزينها بين الرحلات. ومع ذلك، تحل أنظمة الليثيوم بشكل متزايد محل حمض الرصاص-في المركبات الترفيهية والقوارب على وجه التحديد لأنها تتجنب الكبريت وتوفر عمق تفريغ أفضل.

للأدوات الكهربائية والإلكترونيات، يهيمن أيون الليثيوم-. تستخدم بطاريات المثقاب اللاسلكي وبطاريات الكمبيوتر المحمول وبطاريات الهاتف كيمياء الليثيوم ولا تحتاج إلى إزالة الكبريت.

لأنظمة الطاقة الشمسية والطاقة الاحتياطيةكلا التقنيتين تتنافسان. تكلفة بطاريات الرصاص-الحمضية أقل مقدمًا ولكنها تتطلب صيانة منتظمة وإزالة الكبريت. تكون بطاريات الليثيوم أكثر تكلفة في البداية ولكنها تقضي على الصيانة وتوفر دورة حياة أطول دون مخاوف من الكبريت.

إن فهم كيمياء البطارية يمنع إضاعة الوقت في محاولات إزالة الكبريت غير الضرورية. والأهم من ذلك، أنه يمنع الضرر - قد يؤدي تطبيق نبضات إزالة الكبريت على بطاريات الليثيوم إلى تشغيل دوائر أمان أو، في أسوأ الحالات، يسبب تورمًا أو أحداثًا حرارية.

يعمل إزالة الكبريت بشكل أفضل كتدخل مبكر. في اللحظة التي تلاحظ فيها انخفاض أداء البطارية، فإن تشغيل دورة إزالة الكبريت يوفر أعلى فرصة للتعافي.

التخزين الموسمييخلق الظروف المثالية لمحاولة إزالة الكبريت. قبل تخزين الدراجات النارية أو القوارب أو المركبات الموسمية لفصل الشتاء، قم بشحن البطارية بالكامل وتشغيل دورة إزالة الكبريت إذا كان الشاحن الخاص بك يوفر ذلك. عند إعادة المعدات المخزنة إلى الخدمة مرة أخرى، قم بإزالة الكبريت من البطاريات التي بقيت لمدة 3-4 أشهر حتى لو تم تخزينها مشحونة بالكامل.

محاولات الإنقاذعلى البطاريات التي تم تفريغها بعمق تبرر إزالة الكبريت. إذا تركت المصابيح الداخلية لسيارتك مضاءة طوال الليل ولم تتمكن البطارية من تشغيل السيارة حتى بعد محاولة الشحن، فقد يستعيدها وضع إزالة الكبريت. يجب أن تظهر البطارية بعض الجهد - عادةً أعلى من 2 فولت لبطارية 12 فولت. وتحت هذا الحد، قد يكون الضرر الداخلي شديدًا جدًا.

تراجع الأداءيشير إلى الحاجة إلى إزالة الكبريت. عندما تكون البطارية التي كانت تشغل المحرك بقوة في السابق بالكاد تقوم بتشغيله، أو عندما تصبح البطارية التي ظلت مشحونة لأسابيع فارغة الآن خلال أيام، فمن المحتمل أن تكون الكبريتات قد بدأت.

التوقيت مهم بشكل كبير. تستجيب الكبريتات الطازجة التي تطورت على مدى أيام أو أسابيع بشكل جيد لإزالة الكبريت. لم تتصلب الهياكل البلورية بشكل كامل بعد. تحتوي البطاريات التي ظلت فارغة لأشهر أو سنوات على كبريتات بلورية دائمة لا يمكن عكسها تمامًا مهما كانت كمية النبض.

يجب فصل البطارية عن المركبات أو المعدات أثناء عملية إزالة الكبريت. تسحب إلكترونيات السيارة كميات صغيرة من التيار الذي يتداخل مع عملية إزالة الكبريت. حتى ساعة لوحة القيادة التي تسحب بضعة مللي أمبير تمنع بعض أجهزة الشحن من الدخول في وضع إزالة الكبريت، حيث تفسر أي سحب تيار على أنه إشارة إلى عدم كبريت البطارية.

يتم تطبيق احتياطات السلامة طوال العملية. قم بإزالة الكبريتات من البطاريات في مناطق جيدة التهوية-لأن العملية يمكن أن تنتج غاز الهيدروجين. مراقبة درجة حرارة البطارية - الحرارة الزائدة تشير إلى وجود مشاكل. تحقق من مستويات الماء في البطاريات المغمورة بالمياه قبل البدء وأعد ملئها بالماء المقطر إذا لزم الأمر. لا تترك عملية إزالة الكبريت تعمل دون مراقبة تمامًا خلال الجلسة الأولى حتى تتأكد من أن البطارية والشاحن يعملان معًا بشكل صحيح.

Desulfation Mode

ينتج عن وضع إزالة الكبريت نتائج غير متناسقة تعتمد بشكل كبير على شدة الكبريت وتوقيته.

معدلات النجاح تختلف على نطاق واسع.تظهر التقارير الميدانية أن عملية إزالة الكبريت تستعيد البطاريات التي بدت ميتة تمامًا، حيث أبلغ المستخدمون عن استعادة البطاريات لوظيفتها بعد تخزينها فارغة لمدة تصل إلى عامين. يجد مستخدمون آخرون أن إزالة الكبريت لا تحدث فرقًا ملموسًا، خاصة مع البطاريات التي تعاني من أضرار مادية بدلاً من الكبريت النقي.

هناك عدة عوامل تحدد ما إذا كان إزالة الكبريت سيساعد:

عمر البطارية وحالتها قبل الكبريت مهم. غالبًا ما تستعيد البطارية الجديدة نسبيًا التي يتم كبريتها من التخزين إلى 75-95٪ من سعتها الأصلية. قد تستعيد البطارية القديمة التي تقترب من نهاية عمرها الافتراضي والتي يتم كبريتتها بعد ذلك 40-50٪ فقط من سعتها أو لا تستعيدها على الإطلاق.

نوع الكبريت يحدث فرقا. تستجيب الكبريتات القابلة للعكس من التفريغ الأخير لعلاج إزالة الكبريت. لا يمكن عكس الكبريتة البلورية الدائمة الناتجة عن التفريغ المطول بشكل كامل. يكمن التحدي في تحديد النوع الذي تتعامل معه قبل استثمار ساعات في عملية إزالة الكبريت.

الجدل موجودحول فعالية إزالة الكبريت. لدى الشركات المصنعة للبطاريات آراء متباينة. يعتبر البعض أن إزالة الكبريت النبضي هي تقنية استرداد مشروعة. ويتجنب آخرون، مثل Battery Tender، بشكل صريح ميزات إزالة الكبريت، بحجة أن النبضات تضغط على ألواح البطارية وقد تسبب ضررًا طويل الأمد-أكثر من نفعه. يقارنون ذلك بثني مشبك الورق ذهابًا وإيابًا - قد تقوم بفرده مؤقتًا، لكنك تضعفه مع كل ثني.

الأدلة العلمية لا تزال غير مكتملة. بينما تقوم تقنية النبض بتفكيك بلورات الكبريتات بشكل واضح في ظروف المختبر، فإن النتائج الحقيقية-تعتمد على عدد كبير جدًا من المتغيرات بحيث لا يمكن التنبؤ بها بدقة. ويتساءل بعض الخبراء عما إذا كان "الانتعاش" الظاهري من إزالة الكبريت يمثل ببساطة تحسنا مؤقتا يتدهور بسرعة.

حتى إزالة الكبريت الناجحة لها حدود.لا يمكنك إعادة البطارية إلى 100% من سعتها الأصلية. تسبب عملية إزالة الكبريت نفسها بعض الأضرار باللوحة. تؤدي الكبريتات التي تبقى لفترات طويلة إلى حدوث تغييرات دائمة في بنية اللوحة. من المرجح أن يكون للبطارية التي يتم استعادتها من خلال إزالة الكبريت متوسط عمر متوقع أقصر من تلك التي لم تتعرض للكبريت بشدة.

توجد طرق بديلة. يفضل بعض الفنيين الشحن الزائد المتحكم به عند 2.50-2.66 فولت لكل خلية لمدة 24 ساعة بدلاً من إزالة الكبريت النبضي. يستخدم آخرون إضافات كيميائية مثل محاليل ملح إبسوم، على الرغم من أن النتائج لا تزال قابلة للنقاش. الحل الأكثر موثوقية هو الوقاية من خلال الشحن المنتظم وتجنب التفريغ العميق.

تحليل التكلفة-والفوائديهم. تكون محاولات إزالة الكبريت منطقية بالنسبة للبطاريات الباهظة الثمن - بطاريات الدورة البحرية العميقة-، أو بطاريات AGM الكبيرة لأنظمة الطاقة الشمسية، أو بطاريات السيارات المتميزة. بالنسبة لبطاريات السيارات الرخيصة، غالبًا ما تكون تكلفة الاستبدال أقل من الوقت المستغرق في محاولة الاسترداد. نادراً ما تبرر البطاريات التي يزيد عمرها عن 5-7 سنوات جهود إزالة الكبريت بغض النظر عن التكلفة.

يتطلب وضع إزالة الكبريت الحد الأدنى من جهد البطارية، عادةً 2-6 فولت لبطارية 12 فولت. تحت هذا الحد، قد تحتوي البطارية على شورت داخلي أو تلف لا يمكن إصلاحه. حاول الشحن باستخدام شاحن قياسي أولاً - إذا كانت البطارية تقبل أي شحن على الإطلاق، فقد يساعد وضع إزالة الكبريت.

تختلف المدة حسب تصميم الشاحن وحالة البطارية. تعمل الأنظمة التلقائية حتى تكتشف التحسن، وعادةً ما يستغرق ذلك من 2 إلى 48 ساعة. قد تحتاج البطاريات شديدة الكبريت إلى 3-4 أسابيع مع وجود الشاحن بالتوازي مع جهاز إزالة الكبريت. راقب التقدم أسبوعيًا عن طريق اختبار جهد البطارية وقبول الشحن.

نعم، تعمل عملية إزالة الكبريت على جميع أنواع بطاريات الرصاص-الحمضية بما في ذلك خلايا AGM والخلايا الهلامية. هذه البطاريات المغلقة تكبر مثل البطاريات المغمورة بالمياه ولكنها غالبًا ما تستجيب بشكل أفضل لإزالة الكبريت لأنها لم تعاني من انخفاض مستويات المياه. استخدم أجهزة الشحن المُصنفة خصيصًا لبطاريات AGM/الجيل لأنها تطبق مستويات الجهد المناسبة.

لا، افصل البطارية عن أسلاك السيارة قبل إزالة الكبريت. حتى التيار الصغير الذي يتم سحبه من الساعات أو أجهزة الإنذار أو وحدات التحكم يمنع بعض أجهزة الشحن من الدخول في وضع إزالة الكبريت. قد تؤدي نبضات الجهد العالي المستخدمة في إزالة الكبريت إلى إتلاف الأجهزة الإلكترونية الحساسة للمركبة إذا تركت متصلة.

Desulfation Mode

يمثل وضع إزالة الكبريت أداة واحدة من بين عدة أدوات لإطالة عمر بطارية حمض الرصاص-، ولكنه ليس علاجًا سحريًا. فكر في الأمر كعلاج طبيعي للبطاريات - يمكنه استعادة بعض الوظائف المفقودة إذا تم تطبيقه في الوقت المناسب، لكنه لا يمكنه عكس كل الأضرار أو العمل على كل مريض.

تكمن القيمة الحقيقية لإزالة الكبريت في الصيانة الوقائية بدلاً من عمليات الإنقاذ. تعمل أجهزة الشحن المزودة بميزات إزالة الكبريت التلقائية التي تنبض باستمرار أثناء التخزين على منع الكبريت من أن يصبح شديدًا على الإطلاق. بحلول الوقت الذي تحاول فيه استعادة بطارية شديدة الكبريت ظلت فارغة لعدة أشهر، يصبح النجاح غير محتمل بغض النظر عن التقنية.

اختيار البطارية الخاص بك يهم أكثر من أي طريقة استرداد. تعمل بدائل الليثيوم على إزالة المخاوف المتعلقة بالكبريت تمامًا، على الرغم من أن التكلفة الأولية أعلى. بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها حمض الرصاص- منطقيًا اقتصاديًا، فإن الاستثمار في أجهزة الشحن عالية الجودة مع أوضاع الصيانة المناسبة يمنع معظم مشكلات الكبريت قبل أن تبدأ.

مصادر

جامعة البطارية - BU-804b: الكبريت وكيفية الوقاية منه (batteryuniversity.com)

Battery Guy - منتهكي أسطورة حاضنة البطارية وحقائق مهمة (batteryguy.com)

تدعم BLACK+DECKER - عملية إزالة الكبريت (support.blackanddecker.com)

الجر المباشر - وضع إزالة الكبريت لشاحن البطارية MPL50 (الجر-direct.com)

عرض البطارية - لماذا لا يستخدم عرض البطارية إزالة الكبريت (batterytender.com)

ChargingChargers.com - البرنامج التعليمي لإزالة الكبريت من البطارية (chargingchargers.com)

Polinovel - ما هو كبريت البطارية وكيفية تجنبه (polinovelgroup.com)

رينوجي - الليثيوم-الأيون مقابل. اختلافات بطارية حمض الرصاص (renogy.com)