一种蓄电池修复系统及其修复方法
【专利摘要】本发明涉及一种蓄电池修复系统，包括数据库、充放电控制设备、放电设备以及充电设备；其中，所述的充电设备与放电设备外部连接到待修复的蓄电池，内部分别连接到充放电控制设备，所述的充放电控制设备通过数据线与所述的数据库连接。本发明的蓄电池修复方法能够针对不同蓄电池的实际状态，自动选择一种根据放电特征数据确定充电量及程序的修复方式，有效地提高蓄电池的修复效果。
【专利说明】一种蓄电池修复系统及其修复方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓄电池领域，特别涉及一种蓄电池修复系统及其修复方法。
【背景技术】
[0002]蓄电池泛称可反复充放电使用的电池，又称二次电池。当前市场上蓄电池用量最大的是铅蓄电池，它的制造材料来源广泛、价格低廉，且具有安全可靠、容量大、放电强度大等电气性能优势。在目前实际使用的各种类型的蓄电池中，唯有铅蓄电池回收效率能够达到99%，材料资源几乎可完全重复性循环利用，符合绿色环保的发展趋势。目前，铅蓄电池在电动牵引车、车船起动、通信机站、储能等大功率/大容量领域占据绝对的统治地位。
[0003]但铅蓄电池又具有使用寿命较短、容易提前报废的缺陷。以动力用蓄电池为例，目前我国仅电动自行车行业每年就需要使用6亿只左右的铅蓄电池。由于铅蓄电池提前废弃现象严重，平均使用周期只有12?15个月，因此，仅电动自行车行业一年废弃的电池量就超过5亿只。加上其他行业，每年所废弃的铅蓄电池数量惊人。
[0004]对铅蓄电池进行修复是避免铅蓄电池提前报废，延长电池使用寿命，减少资源浪费的一种可行的技术手段。现有技术中，有多种对铅蓄电池进行修复的方法，包括:富液补充充电方法、正/负脉冲充电方法、多阶段式智能充电方法、高温搁置法等。不同类型的修复方法需要对不同容量衰减状态的电池作不同的技术处理，由于铅蓄电池修复方法的多样性、修复材料的多样性以及待修复的电池的状态的多样性，实施铅蓄电池修复的技术人员需要具有较丰富的技术经验，需要对近年新出现的多种功能材料和技术原理方法有深刻的了解，需要对铅蓄电池修复过程有严格的控制。正是因为蓄电池修复对技术有相对严格的要求，总体而言，当前铅蓄电池整体修复效果并不理想，修复效率很低。出于上述原因，现有技术中尚缺乏能够自动、高效地完成铅蓄电池修复的设备。
[0005]除了铅蓄电池，其它类型的二次电池，如锂电池、镍氢电池等，由于使用过程中的欠维护充电或充电恒压值过高、环境温度过高引致的过充电，都会使电池提前废弃，通过特殊的充放电方式可使容量得到一定程度恢复而继续使用，其修复处理同样可在一定程度减少对材料资源以及产品制造能源的浪费。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中尚缺乏能够自动、高效地完成蓄电池修复的设备的缺陷，从而提供一种能够实现蓄电池修复的系统。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供了一种蓄电池修复系统，包括数据库1、充放电控制设备7、放电设备2以及充电设备3 ;其中，所述的充电设备3与放电设备2分别连接到外部待修复的蓄电池6的正负极两端，所述的充电设备3与放电设备2还分别连接到所述的充放电控制设备7上，所述的充放电控制设备7连接到所述的数据库I ;
[0008]所述的放电设备2根据所述充放电控制设备7所发出的指令对所述蓄电池6进行放电操作，并向所述充放电设备7返回相应的数据；所述数据包括:所述蓄电池6以标规额定电流放电起始时间内采样得到的最小电压值Vtll，放电至标规终止电压Vtl的时间值Ttl和平均电压值Vtl2,以及放电暂停T1时间反馈的实时电压值V1 ;其中，所述T1的取
值为0.5~5% T标称额定；
[0009]所述的充电设备3根据所述充放电控制设备I所发出的指令对所述蓄电池6进行充电操作，所述充电操作包括向所述蓄电池6充入指定的电量；
[0010]所述的充放电控制设备7根据反馈的Vc^Uci以及V1量值读取其与所述数据库I中所储存的修复充电量C之间的对应关系，根据这一对应关系选择修复方式，将所选择的修复方式所对应的命令从所述数据库I读取并通过所述充放电控制设备7发送到所述充电设备3 ;所述修复充电量C与所述Ttl的对应关系为
【权利要求】
1.一种蓄电池修复系统，其特征在于，包括数据库(I)、充放电控制设备(7)、放电设备(2)以及充电设备(3);其中，所述的充电设备(3)与放电设备(2)外部连接到待修复的蓄电池(6)的正负极两端、内部分别连接到所述的充放电控制设备(7)上，所述的充放电控制设备(7 )连接到所述的数据库(I); 所述的放电设备(2)根据所述充放电控制设备(7)所发出的指令对所述蓄电池(6)进行放电操作，并向所述充放电设备(7)返回相应的数据；所述数据包括:所述蓄电池(6)以标规额定电流放电起始时间内采样得到的最小电压值Vtll、放电至标规终止电压Vtl的时间值Ttl和平均电压值Vtl2,以及放电暂停T1时间反馈的实时电压值V1 ;其中，所述的T1取值为0.5~5%T标称额定； 所述的充电设备(3)根据所述充放电控制设备(7)所发出的指令对所述蓄电池(6)进行充电操作，所述充电操作包括向所述蓄电池(6)充入指定的电量； 所述的充放电控制设备(7)根据反馈的Vc^ V02, T0以及V1量值读取其与所述数据库(I)中所储存的修复充电量C之间的对应关系，根据这一对应关系选择修复方式，将所选择的修复方式所对应的命令从所述数据库(I)读取并通过所述充放电控制设备(7)发送到所述充电设备(3);所述修复充电量C与所述Ttl的对应关系为C= ( m + n (1- T0/TMse)〕C_;其中，m=l.1~1.3 ;n=1.0~3.5，其取值范围由VciPVc^P V1的量值共同决定；所述的Ie、V0、T标称额定与C标称为国家技术标准规定的公知值。
2.一种基于权利要求1所述的蓄电池修复系统上实现的蓄电池修复方法，包括: 步骤I)、以恒压限流方式为待修复的蓄电池充满电，然后静置，静置时间大于10分钟； 步骤2)、设定以Ie强度、终止电压Vtl进行检测放电，得到放电前电动势E、放电起始1%T 时间内采样得到的最小电压值1、放电至终止电压Vtl的时间值Ttl和平均电压值Vtl2以及放电至Vtl后空载运行T1时间的实时电压值V1 ； 步骤3)、根据步骤2)所得到的数据确定对待修复的蓄电池进行修复充电时所需要的修复充电量C ； 步骤4)、根据步骤2)得到的数据和步骤3)得到的修复充电量C的数据进行分阶段充电，实现对蓄电池的修复。
3.根据权利要求2所述的蓄电池修复方法，其特征在于，在所述的步骤2)之后、步骤4)之前，还包括步骤a):根据步骤2)得到的数据确定待修复的蓄电池的失效模式，根据不同的失效模式为蓄电池添加修复材料，并为蓄电池补足电解液。
4.根据权利要求3所述的蓄电池修复方法，其特征在于，在所述的步骤a)中，所述的根据不同的失效模式为所述的待修复的铅蓄电池添加修复材料包括: 步骤a-1)、当待修复的蓄电池符合E≤2.15V/单格、Vtll ( 2.05V/单格、Vtl2 ( 1.99V/单格、V1 ( 2.0OV/单格四项特征中的至少两项时，执行步骤a-2);当待修复的蓄电池符合E > 2.23V/单格、V01 > 2.1OV/单格、V02 > 2.02V/单格、V1 > 2.05V/单格四项特征中的至少两项时，执行步骤a-3);非上述两种状态表现，执行步骤a-4)； 步骤a-2)、为待修复的蓄电池外加抗极板硫酸铅结晶盐化的修复材料，然后结束本步骤的操作； 步骤a-3)、为待修复的蓄电池外加抑制极板活性物质软化的修复材料，然后结束本步骤的操作；步骤a-4)、为待修复的蓄电池先外加抗硫化材料，通过充电治理极板硫酸铅结晶盐化，然后再外加固晶材料通过充电治理极板活性物质软化。
5.根据权利要求2所述的蓄电池修复方法，其特征在于，所述的步骤2)包括: 步骤2-1)、采样以额定电流强度放电l%Tg时间内的最小电压值Vtll并储存记录，将Vtll与标规终止电压值Vtl进行比较，若Vtll > V0,以额定电流强度放电至Vtl，记录放电时间Ttl ;若E < V。或Vtll = V0,则记录放电时间值Ttl=O ； 步骤2-2)、在蓄电池以电流Ie放电至Vtl过程中，连续采样实时放电的电压值，根据采样结果计算出采样平均值Vtl2并储存记录； 步骤2-3)、将待修复的蓄电池以I6电流强度放电至Vtl时，空载T1时间，记录此时反弹的实时电压值V1 ； 步骤2-4)、对待修复的蓄电池深放电至V2，然后放电电流的强度分阶段递减继续深放电至V2，V2 ( S(Fc)Vc/单格；其中，所述的放电电流的强度分阶段递减包括:Ie电流强度的1/2等分递减，或以任意形式递减，递减阶数设置I阶以上。
6.根据权利要求2或3所述的蓄电池修复方法，其特征在于:所述步骤3)的修复充电量C (Ah),与所述Ttl的对应关系为C=〔 m + n (I — TQ/T标称额定))C标称；其中m=l.1~1.3，n=l.0~3.5，n的取值范围根据待修复的蓄电池种类结合VtllJc^V1的量值区间而定；对铅蓄电池包括: 1、待修复的蓄电池符合Vtll( 2.05V/单格、V02 ( 1.99V/单格任一项特征时，n取值2.5~3.5:其中V1 < 2.0V/单格时n取值2.9~3.5，V1≥2.0V/单格时n取值2.5~2.9 ； i1、待修复的蓄电池符合Vtll> 2.1OV/单格、V02 > 2.02V/单格任一项特征时，n取值1.0~1.8:其中，V1≥2.05V/单格时n取值1.0~1.3，V1 < 2.05V/单格时n取值1.3~1.8 ； ii1、非上述两类典型状态表现时，n取值1.8~2.5。
7.根据权利要求2所述的蓄电池修复方法，其特征在于，所述的步骤4)对铅蓄电池包括: 步骤4-1)、根据待修复蓄电池的放电数据Vc^ V1值结合放电前的电动势E选取初始充电的电流强度，对于E < V0, V01 = Vtl或V1≥2.05V/单格的待修复蓄电池，采用≤0.06C/A进行初始充电0.5~4小时或充电至蓄电池的两端电压≥2.0V/单格，再变换步骤4-2);非上述情况的待修复蓄电池直接进行步骤4-2)充电； 步骤4-2)、对待修复的蓄电池优选以0.08~0.25C/A电流充电，直至充入70~95%C/Ah的充电量，再变换步骤4-3)； 步骤4-3)、对待修复的蓄电池继续以0.03~0.06C/A小电流充电，直至充入由VQ1、VQ2、T0^V1共同确定的C/Ah充电量，使蓄电池恢复标准容量。
8.根据权利要求7所述的蓄电池修复方法，其特征在于，在所述的步骤4-2)中，所述的充电过程分为两个或两个以上阶段，不同阶段之间间隔变换小于或等于0.03C/A的小电流充电或休眠，或设置浅放电。
9.根据权利要求8所述的蓄电池修复方法，其特征在于，所述充电过程中的浅放电设置一次或一次以上，浅放电的电流强度，放电电量<0.5C/Ah;当设置浅放电时，该负充电量在后阶段充电中等量补充回，所述的由
【文档编号】H01M10/42GK103579692SQ201210258598
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】萨拉·松·德库斯特 申请人:美国能源有限公司