一种变电站退运铅酸蓄电池性能复原方法
【技术领域】
[0001]本发明属于变电站铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种变电站退运铅酸蓄电池性能复原方法。
【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池具有价格低廉、高低温性能好、安全可靠、可浮充使用等突出优点，一直被用作变电站的备用电源。据不完全统计，全国拥有数十余万座变电站，单体蓄电池数量达到2000万节。随着中国电网建设的全面快速发展，新增使用的单体蓄电池的数量将十分庞大。这些电池的设计寿命在8 - 10年，而变电站条件下电池的实际运行寿命一般为3 -4年。由上述不完全统计数据推算，全国每年平均产生约700万只退运电池，同时也意味着每年需补充采购至少700万只新电池，为此支出的费用庞大。实际上，退运电池中有相当部分容量在40%以上，且主要是由于失水和硫酸盐化造成的，具备修复和梯次利用的价值。若修复得当，可以将电池容量恢复至额定容量的90%以上，使用寿命可延长30%以上，经济社会效益显著。
[0003]一种公开报道的铅酸蓄电池修复方法，其主要针对劣化的电动摩托车电池，主要包括:
(I)大电流充电:采用大电流充电，使大的硫酸铅结晶溶解的方法，这种方法消除硫化只可以获得暂时的效果，并且会在消除硫化过程中带来加重失水和正极板软化问题，对电池寿命造成严重损伤，现在很少有人用这种简单的方法修复电池。
[0004](2)浅循环大电流充电法:对硫化的电池，采用大电流(5h率以内电流)，对电池充电至稍过充状态，控制电解液温度不超过40°C为宜，然后放电30%，如此反复数次可减轻和消除硫化现象。对于轻微硫化可明显修复。但对老电池不适用，因为在析出气体冲刷硫酸盐的同时也对正极板的活性物产生强烈冲刷，使活性物质变软甚至脱落。
[0005](3)添加活性剂:对硫化的电池，加入纯水与硫酸钠、硫酸钾、酒石酸等物质混合液，采取正常充放电几次，然后倒出纯水加入稍高密度酸液调整电池内酸液至标准液浓度，容量恢复至80%以上可认为修复成功。采用化学方法，消除硫酸铅结晶，不仅成本高，增加电池内阻，并且还改变了电解液的原结构，修复后的使用期较短，副作用较大，其修复率约为40%左右。
[0006](4)脉冲修复:对于硫化电池，可用一些专用的脉冲修复仪对电池充放电数次来消除硫化。其一就是高电压大电流脉冲充电，通过负阻击穿消除硫化。这种方法速度快，见效快，但是对电池的寿命影响比较大。另外的方法就是采用小电流频率高达SKHz以上，利用大结晶谐振的方法来溶解，这种方法修复效果比较好，但是修复时间比较长，往往在120小时以上。
[0007]此外，一些公开的专利也报道了最新的电池修复方法及装置。如，CN201010598733.1公开了一种离子铅酸电池保护修复液，包括如下重量配比的组分:稀释剂3 — 5份；配位搀杂剂5 — 15份；有机膨胀剂3 — 5份；无机膨胀剂0.02 一 0.05份；去极化剂0.0l — 0.03份；还原促进剂1.5 — 2份；电解液添加剂0.5 — I份；还原剂0.5 一2份；水900 — 1000份。该产品可在不用外加酸的条件下，起到保护电池及对已损电池修复的作用。CN200810172264.X公开了一种针对铅酸蓄电池不可逆硫化的难题，运用电池均衡器和去硫化充电器结合组成铅酸蓄电池修复系统；并使用研制的修复剂进行修复，或使用修复仪器配合修复剂直接修复。该发明的修复技术能使废旧的硫化电池得以修复使用。该发明通过自身修复及物理化学结合消除硫化的原理，实现迅速消除硫化的目的。CN201110046384.7公开了一种对报废的铅酸蓄电池进行智能修复的系统及方法，其整个修复系统由直流电源系统、修复单元电路、检测和保护电路、待修复的报废蓄电池、单片机控制系统、辅助电源、设置按钮、指示灯、LCD显示器及蜂鸣器组成。根据报废电池容量的人工设定值及电池损坏程度的自动检测值，将蓄电池修复过程分为4个充电并修复的阶段，在不同阶段系统输出相应的恒定电流和高频谐振电流的自适应组合，以此对蓄电池进行充电并修复。CN201110370649.9公开了一种基于硫化失效的铅酸蓄电池修复方法，其包括以下步骤:故障目测、检测、预充电、极板活性物浆化判断、注入稀酸或修复液、电池静置、记录初始容量、记录放电时间和过放电时间、确定修复充电容量和充放电流程、根据不同电池容量进行修复。CN201320688393.0提供了一种脉冲电源电路及蓄电池修复脉冲信号源，适合于做蓄电池修复信号源的脉冲电源电路以及蓄电池修复脉冲信号源。其中脉冲电源电路，包括脉冲宽度调制信号产生模块、开关管、恒流电源，所述的开关管的控制端接脉冲宽度调制信号产生模块的脉宽信号输出端，所述的恒流电源接所述的开关管的输入端，还包括脉冲开关电路，所述的脉冲开关电路设置在脉冲宽度调制信号产生模块与开关管的控制端之间。
[0008]上述电池修复方法需要向电解液中加入添加剂或者需要借助复杂的电子电路或者需要通过一定的仪器设备，方可实现电池修复，存在改变电池组分结构、修改程序复杂、成本较高、修复效果不明显等缺点。
【发明内容】
[0009]本发明目的在于提供一种变电站退运铅酸蓄电池性能复原方法，该复原方法简单实用，在不改变电池体系组分、不破坏电池结构的前提下，无需借助其他复杂的仪器设备，仅通过电池充放电设备即可实现电池性能修复，修复效果显著，修复成本较低，应用前景广阔。
[0010]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种变电站退运铅酸蓄电池性能复原方法，其包括如下步骤:
1)确立退运铅酸蓄电池分选方法；
所述退运铅酸蓄电池分选方法包括外观分选和历史运行数据汇总分析，以此剔除报废电池、初步筛选出进入后续性能评价环节的退运电池；
2)建立退运铅酸蓄电池性能评价体系；
所述退运铅酸蓄电池性能评价体系涵盖性能测试评价、劣化原因分析，以此剔除不具备修复价值的电池，为后续的电池分级和修复提供参考方法；
3)建立退运铅酸蓄电池分级标准；
所述建立退运铅酸蓄电池分级标准包括确立分级指标体系与赋值权重； 4)确立退运铅酸蓄电池修复工艺:即依据电池性能与劣化程度采取合适的修复工艺，所述修复工艺包括:电解液比重调整、微电流深度充放电多个循环法；或者电解液比重调整、小电流阶梯式深度充放电多个循环法；或者电解液比重调整、小电流深度充放电多个循环法；
5)修复后铅酸蓄电池重组；即通过制定电池重组标准，筛选合适的单体电池通过串联方式组成电池组；
6)重组后铅酸蓄电池组均衡；即电池组依照变电站真实运行条件，在线运行一周后检测单体电池电压，对电压过高的电池进行放电，对电压过低的电池进行充电，实现电池组性能一致性。
[0011]具体的，步骤I)中，所述外观分选涵盖:测量电池变形情况、判断电池是否破损、判断电池功能元件是否受损、查看电池标识信息及生产铭牌信息是否清晰；
所述外观分选的标准包括:外观变形不得超过±1%，或者电池不能存在破损现象，或者电池功能元件不得受损，或者电池标识信息及生产铭牌信息需清晰可见。
[0012]步骤I)中，所述历史运行数据汇总分析包括:收集退运铅酸蓄电池规格型号、生产厂家、投运时间、退役时间、维护记录、故障检修记录及容量核对信息；依据历史运行信息汇总分析结果，
长期搁置(指搁置三个月以上)发生失水及硫酸盐化的劣化或故障电池需剔除，无法修复；
运行年限超过5年的电池无法修复；
退役前核对容量低于40%的电池无法修复；
开路电压低于0.3V或者放电结束前电压低于0.3V的电池无法修复。
[0013]进一步优选，单体电压为6V的电池，开路电压低于1.0V或者放电结束前电压低于
1.0V的电池无法修复。
[0014]进一步优选，单体电压为12V的电池，开路电压低于1.8V或者放电结束前电压低于1.8V的电池无法修复。
[0015]具体的，步骤2)中，所述性能测试评价包括:电压测试、内阻测试、剩余容量测试； 若测试电压低于0.3V、或内阻大于初始值的50%、或剩余容量低于额定容量的40%，则电池不具备修复条件。
[0016]进一步优选，单体电压为6V的电池，若测试电压低于1.0V,则电池无法修复。
[0017]进一步优选，单体电压为12V的电池，若测试电压低于1.8V，则电池无法修复。
[0018]具体的，步骤2)中，所述劣化原因分析指依据电池外特性指标并结合相应的性能试验，分析判断引起电池劣化的关键因素；
对于运行年限小于I 一 2年，一直处于浮充状态，未经核对性充放电的退役电池，若充放电容量比值偏差不超过10%，则电池劣化主要因素为长期搁置和失水造成的；
对于运行年限在3 — 5年的电池，经过容量核对性试验或者电池组进行过放电工作的；且以0.1C充放电时，存在如下现象:充电容量达到额定容量的40%以上，但放电容量低于40% ;或者充放电容量比误差为20 - 30% ;则可判断电池劣化主要因素为电池材料硫酸盐化造成的。
[0019]具体的，步骤3)中，所述建立退运铅酸蓄电池分级标准即建立基于内阻、剩余容量和运行年限三个维度的电池分级标准；具体的，退役电池可分为性能优良、基本合格、