一种蓄电池再生液、再生方法及应用与流程

本发明涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种蓄电池再生液、再生方法及应用。

背景技术

铅酸蓄电池为一种常用蓄电池，其电极由铅及其氧化物制成，电解液由硫酸溶液组成。铅酸蓄电池具有安全性高、可靠性好、成本低以及工作范围宽等特点，因此，铅酸蓄电池为一种重要的二次电源。

铅酸蓄电池在使用一段时间后，电池容量发生衰减，导致其使用时间达不到设计寿命的一半。同时，由于制作工艺的不同，每个铅酸蓄电池的实际电池容量不同，且电池容量的衰减程度不同。当铅酸蓄电池的电池容量衰减至一定程度后，容量较小的铅酸蓄电池不能达到用户的使用要求。此时，容量较小的铅酸蓄电池形成很多的废电池，造成极大地资源浪费。

为了延长铅酸蓄电池的使用寿命，可以对早期容量衰减的铅酸蓄电池进行再生，以达到恢复电池容量的目的。目前，最为常见的铅酸蓄电池再生方法为小电流高电位深充循环。经实践验证，该方法能够使得铅酸蓄电池的容量恢复率达到15-25％。但这仅对实际电池容量为设计容量70％以上的铅酸蓄电池起作用，因此，仍有大部分的铅酸蓄电池无法再生利用。

技术实现要素：

本发明提供一种蓄电池再生液、再生方法及应用，以解决现有蓄电池再生方法的容量恢复率较低的问题。

目前，铅酸蓄电池通常由正极的二氧化铅(pbo2)、负极的铅(pb)以及电解液稀硫酸溶液(h2so4)组成。铅酸蓄电池正常充放电的反应式为：

充电：2pbso4+2h2o＝pbo2+pb+2h2so4；

放电：pbo2+pb+2h2so4＝2pbso4+2h2o。

铅酸蓄电池在长时间的充放电过程中，生成的pbso4失活，即在充电状态下pbso4不再生成pbo2+pb+2h2so4。大量失活pbso4的生成导致铅酸蓄电池的电池容量降低，进而形成废电池。

为延长铅酸蓄电池的使用寿命，即对容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量进行恢复，本申请通过有机酸亚锡恢复容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量。当有机酸亚锡加入到容量衰减的铅酸蓄电池中，在充电状态下，有机酸亚锡能够使得失活的pbso4恢复活性，进而实现pbso4的解离，实现充电反应。有机酸亚锡活化pbso4的原理为：有机酸亚锡在酸性条件下能够和失活的pbso4发生络合反应，进而使得失活的pbso4恢复活性，并解离为pb²⁺和so4^2-。当失活的pbso4在有机酸亚锡的作用下解离为pb²⁺和so4^2-后，pb²⁺、so4^2-和h2o在充电状态下生成pbo2、pb和h2so4，进而完成充电过程。

本申请经过实验验证可知，在铅酸蓄电池中添加有机酸亚锡能够使得早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量恢复到标称容量的93.2-96％，这完全符合电池容量为标称容量80％的使用要求。

相应于有机酸亚锡用于恢复容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量的应用，本申请提供一种蓄电池再生液，该蓄电池再生液包括有机酸亚锡。在本申请中，有机酸亚锡为有机酸与亚锡离子构成的物质，如羧酸亚锡、磺酸亚锡、亚磺酸亚锡、硫羧酸亚锡、硫酸亚锡、硝酸亚锡、磷酸亚锡、氯酸亚锡或硅酸亚锡等。

由于铅酸蓄电池在电池容量降低的过程中不断生成失活的pbso4，因此，原铅酸蓄电池的电解液含量不断减少。由于有机酸亚锡在酸性条件下才能与失活的pbso4发生络合反应，因此，为确保络合反应的发生，蓄电池再生液还包括稀硫酸溶液和水。

在由有机酸亚锡、稀硫酸溶液和水组成的蓄电池再生液中，有机酸亚锡在蓄电池再生液中的质量比为0.2-1％。质量比为0.2-1％的有机酸亚锡能够使得铅酸蓄电池的电池容量恢复度达到较高的水平。

进一步，根据有机酸亚锡和水的加入量，为使蓄电池再生液中的ph值与原铅酸蓄电池的电解液的ph值相似，稀硫酸溶液在蓄电池再生液中的质量比为0.8-1.5％。

为通过蓄电池再生液提高铅酸蓄电池的电池容量恢复到标称容量的程度，本申请还提供一种蓄电池再生液的再生方法，该方法包括：

将包含有机酸亚锡的蓄电池再生液加入到容量衰减的铅酸蓄电池中；

将加入所述蓄电池再生液的所述铅酸蓄电池在脉冲宽度5秒、脉冲电流0.08c10a、停充宽度3秒的条件下连续充电48h；其中，0.08c10a是指均充电流为电池容量的0.8/10，即80a电流；

将充完电的所述铅酸蓄电池继续在脉冲电流0.01c10a的条件下充电，同时抽出多余的所述蓄电池再生液；

多余的所述蓄电池再生液抽完后，停止充电，静置2h。

通过本申请提供的蓄电池再生液以及再生方法能够使得早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量恢复，最高的可恢复至标称容量的93.2-96％。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供一种蓄电池再生液、再生方法及应用。本申请提供的蓄电池再生液包含有机酸亚锡。有机酸亚锡在酸性条件下能够和失活的pbso4发生络合反应，进而使得失活的pbso4恢复活性，进而解离为pb²⁺和so4^2-，完成充电过程，实现铅酸蓄电池的再生。通过本申请提供的包含有机酸亚锡的蓄电池再生液以及再生方法，能够使得早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量恢复到标称容量的93.2-96％，达到电池容量为标称容量80％的使用要求。铅酸蓄电池的再生提高了铅膏的利用率，同时还提高了经济效益、社会效益和环保效益。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的蓄电池再生液的再生方法的流程示意图。

具体实施方式

请参考附图1，附图1示出了本发明实施例提供的蓄电池再生液的再生方法的流程示意图。下述具体实施例的描述均以附图1为基础。

实施例1

本申请实施例提供一种蓄电池再生液，该蓄电池再生液包括有机酸亚锡。其中，机酸亚锡选自羧酸亚锡、磺酸亚锡、亚磺酸亚锡、硫羧酸亚锡、硫酸亚锡、硝酸亚锡、磷酸亚锡、氯酸亚锡和硅酸亚锡中的一种。

本申请实施例提供的蓄电池再生液用于恢复早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量。

本申请实施例还提供一种蓄电池再生液的再生方法，该方法具体包括：

s01：将包含有机酸亚锡的蓄电池再生液加入到容量衰减的铅酸蓄电池中；

s02：将加入蓄电池再生液的铅酸蓄电池在脉冲宽度5秒、脉冲电流0.08c10a、停充宽度3秒的条件下连续充电48h；

s03：将充完电的铅酸蓄电池继续在脉冲电流0.01c10a的条件下充电，同时抽出多余的蓄电池再生液；

s04：多余的蓄电池再生液抽完后，停止充电，静置2h。

实施例2

本申请实施例提供一种蓄电池再生液，该蓄电池再生液包括有机酸亚锡、稀硫酸溶液和水。其中，有机酸亚锡在蓄电池再生液中的质量比为0.2％。有机酸亚锡的选用参考实施例1，但不同于实施例1。

本申请实施例提供的蓄电池再生液用于恢复早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量。

本申请实施例还提供一种蓄电池再生液的再生方法，该方法请参考实施例1。

实施例3

本申请实施例提供一种蓄电池再生液，该蓄电池再生液包括有机酸亚锡、稀硫酸溶液和水。其中，有机酸亚锡在蓄电池再生液中的质量比为1％；稀硫酸溶液中的纯硫酸在蓄电池再生液中的质量比为0.8％。有机酸亚锡的选用参考实施例1，但不同于实施例1-2。

本申请实施例提供的蓄电池再生液用于恢复早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量。

本申请实施例还提供一种蓄电池再生液的再生方法，该方法请参考实施例1。

实施例4

本申请实施例提供一种蓄电池再生液，该蓄电池再生液包括有机酸亚锡、稀硫酸溶液和水。其中，有机酸亚锡在蓄电池再生液中的质量比为0.5％；稀硫酸溶液中的纯硫酸在蓄电池再生液中的质量比为1.5％。有机酸亚锡的选用参考实施例1，但不同于实施例1-3。

本申请实施例提供的蓄电池再生液用于恢复早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量。

本申请实施例还提供一种蓄电池再生液的再生方法，该方法请参考实施例1。

实施例5

本申请实施例提供一种蓄电池再生液，该蓄电池再生液包括有机酸亚锡、稀硫酸溶液和水。其中，有机酸亚锡在蓄电池再生液中的质量比为0.6％；稀硫酸溶液中的纯硫酸在蓄电池再生液中的质量比为1％。有机酸亚锡的选用参考实施例1，但不同于实施例1-4。

本申请实施例提供的蓄电池再生液用于恢复早期容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量。

本申请实施例还提供一种蓄电池再生液的再生方法，该方法请参考实施例1。

为验证本申请实施例提供的蓄电池再生液的再生能力，本申请采用两个对比例以及实施例5进行对比测试。其中，对比例1为去离子水；对比例2为电解液与无水硫酸钠配置的再生液；试验例为本申请实施例5提供的蓄电池再生液。测试内容具体如下：

1、再生液的配置

对比例1：去离子水。取质量标准按蓄电池用水行业标准jb/t10053-2010的去离子水。

对比例2：电解液与无水硫酸钠配置的活化液。采用符合国标gb4554-84的试剂纯浓硫酸配制成视比重为1.30g/cm³的稀硫酸，得到电解液。将配置好的电解液与无水硫酸钠按照质量比为99:1混合，形成混合物。将混合物用去离子水稀释至视比重为1.05g/cm³，得到再生液。

试验例：采用本申请实施例5提供的蓄电池再生液。

2、待再生蓄电池的确定

选取24只容量衰减的铅酸蓄电池，且衰减后的电池容量相对一致。将24只铅酸蓄电池分为三组，并分别检测每只铅酸蓄电池在容量恢复之前的初始容量。本申请中选取的24只铅酸蓄电池的标称容量为500ah，初始容量约为50％左右。24只铅酸蓄电池的开路电压、充电电压、4h放电电压以及5h放电电压的数据如表1所示。

表1：24只铅酸蓄电池的开路电压、充电电压、4h放电电压以及5h放电电压的数据

3、再生液的加入

第一组铅酸蓄电池：开启安全阀座，用手电照射铅酸蓄电池的内腔。观测铅酸蓄电池的隔板湿度，湿度以饱和含水最佳，能看到湿水的光泽。若8只铅酸蓄电池中有缺水的状况，则补加少量的对比例1提供的再生液。反复观察隔板含水量基本一致后，统一加入100ml对比例1提供的再生液。此时，内视可看到有多余的一层水覆盖了隔板表面。戴上安全阀，拧紧。贴上标识①～⑧的序号。

第二组铅酸蓄电池：按照第一组铅酸蓄电池的方法将8只铅酸蓄电池补水至隔板含水量基本一致。然后8只铅酸蓄电池分别加入400ml对比例1提供的再生液。戴上富液壶。贴上标识(1)～(8)的序号。

第三组铅酸蓄电池：按照第一组铅酸蓄电池的方法将8只铅酸蓄电池补水至隔板含水量基本一致。然后8只铅酸蓄电池分别加入400ml试验例提供的再生液。戴上富液壶。贴上(一)～(八)的序号。

将三组铅酸蓄电池分别串联形成三路，每条电路均分别在电流为30a、电压为18v条件下浮充2h，备用。

4、再生液的活化

浮充2h后的第二天，测量并记录每个铅酸蓄电池的开路电压。分别对三组铅酸蓄电池进行充电试验，充电过程如下：

第一组铅酸蓄电池：在电流为15a、电压为21.6v条件下充电48h。充电结束前5min内测量并记录每只铅酸蓄电池的充电电压。充电结束后，继续在脉冲电流10a的条件下充电，同时抽出多余的对比例1提供的再生液。多余的再生液抽完后，停止充电，静置2h。

第二组铅酸蓄电池：第一阶段，在电流为50a、电压为19.2v的条件下充电2h。第二阶段，在电流为50a条件下放电4h。第三阶段，在电流为50a、电压为19.2v的条件下充电20h。第四阶段，在电流为50a条件下放电4h。第五阶段，在电流为10a、电压为19.2v的条件下充电18h。第五阶段充电结束前5min内测量并记录每只铅酸蓄电池的充电电压。停止充电，静置2h。

第三组铅酸蓄电池：在脉冲宽度5秒、脉冲电流80a、停充宽度3秒的条件下连续充电48h。充电结束后，继续在脉冲电流10a的条件下充电，同时抽出多余的试验例提供的蓄电池再生液。多余的蓄电池再生液抽完后，停止充电，静置2h。

5、放电测试

将三组铅酸蓄电池中的每只蓄电池均在电流为50a的条件下放电10h。在放电过程中，从放电的第6个小时开始，每隔1h测量并记录每只铅酸蓄电池的放电电压，直至放电结束或电压降到1.8v。当整组铅酸蓄电池的单只蓄电池的电压都低于1.8v时，停止放电。然后，改为在电流为10a、电压为19.2v条件下充电12h。第一组铅酸蓄电池的电压数据如表2，第二组铅酸蓄电池的电压数据如表3，第三组铅酸蓄电池的电压数据如表4。

表2：第一组铅酸蓄电池的电压数据

表3：第二组铅酸蓄电池的电压数据

表4：第三组铅酸蓄电池的电压数据

分析表1-4中数据可知，第一组铅酸蓄电池经过补加对比例1提供的再生液和小电流深充过充后，每只铅酸蓄电池的电池容量平均提高了53.8ah，容量恢复到标称容量的72.7％，但仍不能满足80％容量的要求。第二组铅酸蓄电池经过补加对比例2提供的再生液和三充二放循环后，每只铅酸蓄电池的电池容量平均提高了105.95ah，容量恢复到标称容量的79.2％，但仍不能满足80％容量的要求。第三组铅酸蓄电池经过补加试验例提供的再生液和脉冲充电后，每只铅酸蓄电池的电池容量平均提高了198.8ah，容量恢复到了标称容量的94.57％，完全能做为合格电池使用。由此能够说明，本申请实施例提供的蓄电池再生液能够使得容量衰减的铅酸蓄电池的电池容量得到恢复，且能够恢复到标称容量的93.2-96％，达到电池容量为标称容量80％的使用要求。另外，铅酸蓄电池的再生提高了铅膏的利用率，同时还提高了经济效益、社会效益和环保效益。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。