专利名称：铅酸蓄电池物理化学结合修复技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学技术领域，具体涉及二次电池即铅酸蓄电池的修复技术。
背景技术：
目前，国际上对铅酸蓄电池能实施修复维护处理的方法有两种，其一是美国产品(产品专利号分别是4871959，5276393，5491399)，叫脉冲电池保护器，是靠太阳能或电池本身所发生的电产生的一种直流脉冲，其频率与蓄电池硫酸化合物分子的固有频率一样，所以产生共振，对硫酸化合物既硫酸盐进行分解，使之脱离蓄电池极板，但修复仅为80％左右。其二是日本郝太克股份有限公司研制的铅酸蓄电池的活化剂，主要是通过添加的活化剂来分解硫酸盐，使之脱离蓄电池极板，其复原程度在80％左右，达不到国家规定的有关标准。
产生不可逆硫化现象的原因初充不足已放电或半放电状态，放置时间过长经常过量放电，长期处于充电不足状态电解液的密度过高或电解液不纯。电解液液面低落致极板外露所致，内部短路未及时排除造成局部作用或漏电。受铅酸电池的使用环境影响。极板硫酸化的现象如下1)硫酸盐化电池在正常放电时，比正常电池的容量明显降低。电解液密度下降低于正常值，而且是长时期落后。
2)充电过程中电压上升很快，高大2.9V/单格左右(正常值在2.7V/单格左右)，而在放电过程中电压降低很快，1-2小时就降低，到1.8V左右(10小时放电率)。
3)充电过程中冒气泡过早，极板颜色和状态不正常。正常是呈浅褐色(正常为深褐色)，极板表面有白色硫酸铅斑点，负极成灰白色(正常为灰色)，用手指触摸极板表面时感觉到有粗大颗粒的硫酸铅结晶，并且极板发硬。
发明内容
本发明的目的，是提供一种将功能退化的蓄电池修复到原功能99％以上的铅酸蓄电池的物理化学结合修复技术。
本发明的技术方案如下。
一种铅酸蓄电池物理化学结合修复技术，是一种将化学和物理消除硫化的理论结合来消除电池硫化的方法，其特征在于是采用修复液和与之相匹配的修复仪相结合，采用复合谐振法击碎粗大的硫酸铅结晶；选择脉冲频率为50KHz，宽度比10-60％可调，前后沿陡峭，能产生丰富的谐波成份，其波形参见图1；并采用脉冲加振铃，脉冲前后沿要陡峭0.1-0.5μs，振铃要保持3-8个逐步衰减的震荡。
所述的修复液，采用纳米技术合成的硫酸盐降解剂、催化剂，性状为无色透明液体，密度1.08，性能可使电池不可逆硫酸盐电离水解，彻底消除极板表面结晶，恢复容量，延长寿命。
所述的修复仪，系根据谐振法消除硫化原理，将不可逆变成可逆，对电池极板无任何损伤；该脉冲修复利用分子结构确定后的谐振频率，及谐振频率与晶体尺寸的关系，采用控制脉冲的波形和电流值，以较小的电流密度对正极板充电，不形成对正极板的损伤。
其主要包括以下步骤1)确认可修复的铅酸蓄电池，检测是修复蓄电池的重要环节，检测修复蓄电池或蓄电池组是否符合修复条件，排除不宜修复的报废蓄电池；2)添加铅酸蓄电池修复液，正常使用电池维护单格添加量和硫化报废电池的单格添加量1-4ML/Ah·2v.
3)根据要求对铅酸蓄电池进行修复工艺，根据电池的型号对蓄电池制作修复工艺记录；4)放电检测铅酸蓄电池修复容量，选取合适的放电电流值，以及相应的理论放电终止电压理论值。
本发明的特点是1、修复废旧铅酸蓄电池的修复率高，经国家信息产业部权威机构检测，该技术对废旧的修复率高达99％基本可以达到原来的满容量，并可以在正常的维护下，在使用一个周期。而且电池的指标也得到优化，从根本上改变了原电池的性质，使其原本不具备的很多电性指标因是生成建立。具体体现在过充、深循环性能提高；低温运行能力增强；电池内阻远远低于国家标准等等。深循环性能提高(耐过充过放电)等等。
2、从环保角度分析，铅酸蓄电池污染问题日趋严重，迫在眉睫，强烈的需求减少污染源，铅酸蓄电池的修复技术的应用有效减少铅酸蓄电池的污染程度。
3、从经济角度分析，铅酸蓄电池的修复技术的应用，延长铅酸蓄电池的使用寿命，产生巨大的经济效益。同时会形成一个生产、修复的行业，解决就业，减轻由于铅酸蓄电池产生污染的压力。
4、从社会角度分析，由于采用新技术延长了蓄电池的使用寿命，所以生产蓄电池的用铅量大量节省了能源和资源，提高了资源和能源的使用效率。
5、该技术操作简单，成本低，易于推广，应用范围广，经济社会效益显著。
图1为复合谐振法的谐波波形图；图2为本发明的输出电路及波形图。
具体实施例方式
本发明提供了一种铅酸蓄电池修复技术，可将蓄电池功能的退化现象修复到原功能的99％以上，延长寿命一倍以上。其修复过程包括以下几个步骤一、检测待修复蓄电池(组)是否符合修复条件，排除不能(宜)修复的报废蓄电池，观察电池是否漏液变形等，观察电解液清洁度，(过于浑浊是活性物质脱落)检测是修复蓄电池的重要环节，决定蓄电池修复后的效果。
检测修复蓄电池(组)是否符合修复条件，排除不能(宜)修复的报废蓄电池1)物理性损坏(观察电池是否有漏液 变形 极拄腐蚀等)2)短路断路 电解液过于浑浊(即活性物质脱落严重)3)修复条件电池电压 单格/2V，负载电压高于终止电压；如低于终止电压.用0.5C电流充电15分钟后负载电压高于终止电压，如果低于终止电压(即短路等现象)电池电压单格2V时，用0.5C电流充电后负载电压不高于单格3V二、添加铅酸蓄电池修复液，正常使用电池维护单格添加量和硫化报废电池的单格添加量1-4ML/Ah·2v.
1)正常使用电池维护2V单格1AH添加量0.4ml-0.6ml例12V 100AH 100 X(0.4-0.6)X 6＝240ml-360ml2)硫化报废电池的2V单格1AH添加量1.0ml-1.5ml例12V 100AH 100X(1.0-1.5)X 6＝600ml-900ml3)修复理论激活量的要求和激活电流的计算1、单只(组)电池的激活量应该达到其标称容量的倍数，C是标称容量，修复技术对激活量的要求第一循环2.5C2、修复激活电流的计算1)第一步激活电流的强度为0.5C-0.2C，激活电压不高于单格3V
举例说明100Ah的电池电流值＝(0.5-0.2)X100＝50A～20A2)第二步激活电流强度为0.2C-0.05C，激活电压不高于单格2.7V
举例说明100Ah的电池电流值＝(0.2-0.05)X100＝20A～5A
修复技术对激活量的要求第二循环1.8C三、根据要求对铅酸蓄电池进行修复工艺.根据电池的型号对蓄电池制作一套修复记录第一循环2.5C第一步激活电流的强度为0.5C-0.2C，激活电压不高于单格3V第二步激活电流强度为0.2C-0.05C，激活电压不高于单格2.7V第二循环1.8C第一步激活电流的强度为0.5C-0.2C，激活电压不高于单格3V第二步激活电流强度为0.2C-0.05C，激活电压不高于单格2.7V1)空载启动电源，把电流调到最小，调节电压值其设定值在单格/3v，关闭修复仪。
2)电池加入修复30分后钟将修复仪正、负连线正确连接在电池(组)正、负极端上。
3)启动修复仪电源，观察电压表、 电流表、安时表显示是否正常。调节电流开关将电流值调节到第一步的激活电流值，注意观察电池(组)的状态(电池温度是否超过50℃电池槽有无剧烈冒泡等情况)。如有异常立即调小电流至电池能接受的范围。随着激活量的上升电池能适应的电流强度越来越小，所以激活过程中要密切根据电池的状态及时调节电流值。
电池正常激活时电池槽中均匀的冒出气泡，温度45-50℃，电池槽中微微的冒出酸味，电解液的比重慢慢升高，激活电压不高3V/单格。
4)观察安时表当满足第一步激活量时(显示1.5C)将电流调节到第二步的激活电流值，同样根据电池适应电流的强度随时调节电流值。第二步激活电压不高于2.7V/单格。
5)当安时表显示值达到电池标称容量的2.5倍时，电压开关.电流开关调节到最小，关闭修复仪。
6)检测电池的电压是否正常、电解液比重是否达到1.26-1.28并做好记录，(通讯类电池比重不超过1.26)。
7)第二循环的最大激活电流0.3C。
四、放电检测铅酸蓄电池修复容量，选取合适的放电电流值，以及相应的理论放电终止电压理论值。通过查表计算放电理论放电电流值及终止电压值(额定10小时容量)。
1、放电资料准备a)通过查表计算放电理论放电电流值及终止电压值(额定10小时容量)
例112V 100AH的电池，现需要放电检测容量，选取合适的放电电流值，以及相应的理论放电终止电压理论值。查附表，第一行为100AH电池的放电容量，根据表中显示正常情况下100AH容量2伏的电池，以10A电流放电，可持续放电10小时，放电终止电压1.8伏。本例中电池为12伏，即6个2伏电池串联，故持续放电10小时后，放电终止电压为1.8×6＝10.8伏。
为节省时间，我们采用大电流放电，一般选用数倍电池容量的电流来进行放电。查附表，100AH的电池，以50A电流放电，正常情况可放电1小时，放电终止电压为1.75伏，对本例中的电池而言，以50A电流放电，放电1小时后，放电终止电压为1.75×6＝10.5伏。
b)制定放电计划对100AH电池以50A电流放电，1小时或电池电压降低至10.5伏时停止放电。如果电池能持续放电1小时并且终止电压在10.5伏以上，则表示该电池容量100％。
例2额定5小时容量的电池放电电流值及终止电压值12V 100AH即正常情况下100AH容量2伏的电池，以20A电流放电，可持续放电5小时，放电终止电压1.8伏。本例中电池为12伏，即6个2伏电池串联，即电池持续放电5小时后，放电终止电压为1.8×6＝10.8伏。
注一般在不同的放电率下选取的放电终止电压值见下表
C)放电前须检测电池(组)总电压及每只电池的电压并做好记录。
2、放电仪操作过程A将放电仪正、负连线正确的连接在电池的正、负极柱上。
B确认放电仪输出电压与待放电电池(组)电压能相符(电池的电压不能高于放电仪的输出电压)。
C打开放电仪开关，观察电压、电流、安时表显示是否正常，缓慢调节电流旋纽使电流值达到理论电流值。
D当被放电电池(组)的电压达到理论终止电压时，记录好安时表上显示的值。对于电池组放电时须及时测量单只电池的电压并做好记录，以便记算每只电池的容量。
E关闭放电仪，将电流旋纽调到最小，断开连线。
权利要求
1.一种铅酸蓄电池物理化学结合修复技术，是一种将化学和物理消除硫化的理论结合来消除电池硫化的方法，其特征在于是采用修复液和与之相匹配的修复仪相结合，采用复合谐振法击碎粗大的硫酸铅结晶；选择脉冲频率为50KHz，宽度比10-60％可调，前后沿陡峭，能产生丰富的谐波成份，其波形参见图1；并采用脉冲加振铃，脉冲前后沿要陡峭0.1-0.5μs，振铃要保持3-8个逐步衰减的震荡。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池物理化学结合修复技术，其特征在于所述的修复液，采用纳米技术合成的硫酸盐降解剂、催化剂，性状为无色透明液体，密度1.08，性能可使电池不可逆硫酸盐电离水解，彻底消除极板表面结晶，恢复容量，延长寿命。
3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池物理化学结合修复技术，其特征在于所述的修复仪，系根据谐振法消除硫化原理，将不可逆变成可逆，对电池极板无任何损伤；该脉冲修复利用分子结构确定后的谐振频率，及谐振频率与晶体尺寸的关系，采用控制脉冲的波形和电流值，以较小的电流密度对正极板充电，不形成对正极板的损伤。
4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池物理化学结合修复技术，其特征在于其主要包括以下步骤1)确认可修复的铅酸蓄电池，检测是修复蓄电池的重要环节，检测修复蓄电池或蓄电池组是否符合修复条件，排除不宜修复的报废蓄电池；2)添加铅酸蓄电池修复液，正常使用电池维护单格添加量和硫化报废电池的单格添加量1-4ML/Ah·2v。3)根据要求对铅酸蓄电池进行修复工艺，根据电池的型号对蓄电池制作修复工艺记录；4)放电检测铅酸蓄电池修复容量，选取合适的放电电流值，以及相应的理论放电终止电压理论值。
全文摘要
本发明涉及一种针对铅酸蓄电池不可逆流化的难题，运用纳米合成技术和前沿理论，开发出的能使硫化电池复新的技术。该技术结合物理和化学消除硫化的理论，实现迅速消除硫化的目的。具体步骤包括测定电池状态，确定修复液成份比例，用匹配电池修复仪击碎硫酸铅结晶，打通离子通道，充分释放并激活原活性物质，使其具备更强的电化学能力，彻底消除电池硫化。从而实现了因硫化现象报废的铅酸蓄电池的再生使用。
文档编号H01M10/42GK101017920SQ20061008686
公开日2007年8月15日 申请日期2006年6月22日 优先权日2006年6月22日
发明者邢纪国 申请人:邢纪国