專利名稱：鉛酸蓄電池修復系統(tǒng)及其修復方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電化學技術領域，具體涉及二次電池即鉛酸蓄電池的修復系統(tǒng) 及其修復方法。
技術背景目前，國內外的通信、鐵路、電力、IT、廣播電視、航空、港口、軍 事、金融、汽車、電動自行車等行業(yè)所有國產、進口各種膠體鉛酸蓄電 池，只要是鉛酸蓄電池，無論是普通的還是免維護的，無論是富液型的還是 貧液型的等各種鉛酸蓄電池；其中的硫酸電解液和重金屬有嚴重的腐蝕性， 污染環(huán)境，對人體產生一定的危害；電池本身腐蝕性較大，存在著嚴重的自放 電，加速電池極板硫化；因而縮短電池壽命。針對各類鉛酸蓄電池或各類電動車車用蓄電池(組)在使用到7-12個月 或(1年到3年)時就會出現(xiàn)行駛里程下降快、硫化現(xiàn)象嚴重、使用壽命縮短、電池提前報廢等問題，給用戶帶來極大不便和煩惱。電池組即使未全部損壞， 而是其中某個單體電池出現(xiàn)容量下降或硫化現(xiàn)象嚴重，也需過早更換整個新電池。產生不可逆硫化現(xiàn)象的原因初充不足已放電或半放電狀態(tài)；放置時間過 長經常過量放電；長期處于充電不足狀態(tài)電解液的密度過高或電解液不純；電 解液液面低落致極板外露；內部短路未及時排除造成局部作用或漏電；受鉛酸 電池的使用環(huán)境影響等。極板硫酸化的現(xiàn)象如下1) 硫酸鹽化電池在正常放電時，比正常電池的容量明顯降低；電解液密 度下降低于正常值，而且是長時期落后。2) 充電過程中電壓上升很快，高于2.9V/單格左右(正常值在2.7V/單格 左右)，而在放電過程中電壓降低很快，l-2小時就降低，到1.8V左右(10 小時放電率)。3) 充電過程中冒氣泡過早，極板顏色和狀態(tài)不正常。正常是呈淺褐色(正 常為深褐色)，極板表面有白色硫酸鉛斑點，負極成灰白色(正常為灰色)， 用手指觸摸極板表面時感覺到有粗大顆粒的硫酸鉛結晶，并且極板發(fā)硬?，F(xiàn)在市場上出售的各種電池充電器只有充電功能，而沒有對蓄電池的修復功能。如何讓蓄電池延長使用壽命、并如何使充放電困難甚至瀕于失效報廢的 鉛酸蓄電池恢復性能，是一個正在研究的問題。據(jù)我們所知，目前，國際上對 鉛酸蓄電池能實施修復維護處理的方法有兩種，其一是美國產品(產品專利號 分別是4871959, 5276393， 5491399)脈沖電池保護器，是靠太陽能或電池本身 所發(fā)生的電產生的一種直流脈沖，其頻率與蓄電池硫酸化合物分子的固有頻率 —樣，所以產生共振，對硫酸化合物既硫酸鹽進行分解，使之脫離蓄電池極板， 但修復僅為80%左右。其二是日本郝太克股份有限公司研制的鉛酸蓄電池的活 化劑，主要是通過添加的活化劑來分解硫酸鹽，使之脫離蓄電池極板，其復原 程度在80%左右，達不到國家規(guī)定的有關標準。市場上急需有一種簡單實用的 修復系統(tǒng)及修復技術，以解決鉛酸蓄電池使用時存在的效能易降低和電池易失 效的問題，并且在舊電池效能降低時能對其進行修復。 發(fā)明內容為了克服鉛酸蓄電池本身的缺陷，彌補現(xiàn)有設備對鉛酸蓄電池無修復功能 或修復功能不強的問題，本發(fā)明提供一種廢舊鉛酸蓄電池修復系統(tǒng)及其修復方 法，可將功能退化的蓄電池修復到原功能98.6%以上。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明鉛酸蓄電池的修復系統(tǒng)是在鉛酸蓄電池的每一 組電池上都并聯(lián)有一個電池均衡器與蓄電池連為一體；蓄電池充電器輸出端的 一端接于鉛酸蓄電池的一極，蓄電池充電器輸出端的另一端和一個去硫化充電 器串連后接到鉛酸蓄電池的另一極。本鉛酸蓄電池修復系統(tǒng)的修復方法是，通過自身修復或結合物理化學消除硫化的理論，實現(xiàn)迅速消除硫化的目的。以電動車為例，其修復步驟為一、 安裝電池均衡器(1) .打開電動車或各類車用蓄電池電池盒蓋；(2) .在每組電池上都并聯(lián)一個電池均衡器，電池正極與電池均衡器 正極相連，電池負極與電池均衡器負極相連，平時不再卸下；(3) .復原電動車電池盒蓋；二、 注入修復劑(1).當需要修復廢舊蓄電池時，打開電動車電池盒蓋，將各單體電 池上面板打開；(2).取出孔洞上的密封膠蓋； (3).添加鉛酸蓄電池修復液，正常使用電池維護單格添加量和硫化報廢電池的單格添加量l-4ML/Ah'2v.修復劑，須靜置30分鐘讓其充分化學 反應，分解硫酸鉛結晶；(4).蓋上密封膠蓋；復原電動車電池盒蓋； 三、連接去硫化充電器(1) .將蓄電池充電器輸出端的一端接于鉛酸蓄電池的一極，蓄電池 充電器輸出端的另一端和一個去硫化充電器串連后接到鉛酸蓄電池的另一極；(2) .接通電源，去硫化充電器的開關撥至維護檔，向鉛酸蓄電池充 電，去硫化充電器紅燈間歇閃亮為正常工作，綠燈亮表示充電完畢；(3) 對通訊、金融、UPS、廣電、電力、太陽能、風能等鉛酸蓄電池用修復儀器直接配合修復劑修復。四、以上步驟為一個充電及修復循環(huán)過程，以后當鉛酸蓄電池在使用后需 充電時，都需進行一次以上步驟的修復循環(huán)過程，當以上述步驟完成了 5-7個 修復循環(huán)過程以后，鉛酸蓄電池就得到了修復；以后再需充電時，充電器接通 電源，去硫化充電器的開關撥至充電檔，直接快速充電。本發(fā)明電池修復技術能徹底解決各類鉛酸蓄電池及電動車、電動叉車、旅 游觀光車等各類車用蓄電池(組)在使用過程中存在容量下降快，達不到出廠 設定里程和時間的問題。即在直流充電的基礎上，本發(fā)明加裝電池均衡器，能 有效避免因電池的個體差異造成電池端電壓不平衡趨勢惡化，并控制電池組的 充電電壓，使各單體電池容量均衡，限高補低延長電池(組)壽命，并采取去硫 化充電器與電池均衡器配套使用，運用慢脈沖技術，減少電池失水，既能降低 電池在充電時產生的溫度，又能大幅度提高電池容量。電池修復技術可使各類 鉛酸蓄電池或各類電動車車用蓄電池(組)延長壽命一倍以上并延長行駛里程。 如果是舊電池(組)在沒有短路、斷路、活性物質嚴重脫落情況下，電池可以 修復到原容量的98.6%以上。修復后延長各類鉛酸蓄電池或各類電動車車用蓄 電池(組)的電池壽命，既節(jié)省能源，又減少污染。本發(fā)明的特點是1、復廢舊鉛酸蓄電池的修復率高，經國家信息產業(yè)部權威機構檢測， 該技術對廢舊的修復率基本可以接近原來的滿容量，并可以在正常的維護下， 再使用一個周期。而且電池的指標也得到優(yōu)化，從根本上改變了原電池的性質，使其原本不具備的很多電性指標因是生成建立。具體體現(xiàn)在過充、深循環(huán) 性能提高；低溫運行能力增強；電池內阻遠遠低于國家標準等等。深循環(huán)性 能提高(耐過充過放電)等等。2、 從環(huán)保角度分析，鉛酸蓄電池污染問題日趨嚴重，迫在眉睫，強烈的 需求減少污染源，鉛酸蓄電池的修復技術的應用有效減少鉛酸蓄電池的污染程 度。3、 從經濟角度分析，鉛酸蓄電池的修復技術的應用，延長鉛酸蓄電池的 使用壽命，產生巨大的經濟效益。同時會形成一個生產、修復的行業(yè)，解決就 業(yè)，減輕由于鉛酸蓄電池產生污染的壓力。4、 從社會角度分析，由于采用新技術延長了蓄電池的使用壽命，所以生產 蓄電池的用鉛量大量節(jié)省了能源和資源，提高了資源和能源的使用效率。5、 該技術操作簡單，成本低，易于推廣，應用范圍廣，經濟社會效益顯著。


圖1是本發(fā)明鉛酸蓄電池修復系統(tǒng)電路原理圖。圖中1、鉛酸蓄電池，2、電池均衡器，3、充電器，4、去硫化充電器。
具體實施方式
參見圖l,本發(fā)明鉛酸蓄電池的修復系統(tǒng)是在鉛酸蓄電池l的每一組電池上都并聯(lián)有一個電池均衡器2，與蓄電池l連為一體。電池均衡器2安裝在 蓄電池1上后就不再拆下。電池均衡器2不僅在對舊電池的修復中能起電壓均衡的作用，使單體電池的容量均衡限高補低，而且在平時的使用過程中也能有 效控制電池組的均衡電壓，避免個體電池的差異造成的不均衡趨勢。系統(tǒng)中有一個蓄電池充電器3，其輸出端的一端接于鉛酸蓄電池1的一極，蓄電池充電 器3輸出端的另一端和一個去硫化充電器4串連后接到鉛酸蓄電池1的另一極。此系統(tǒng)和現(xiàn)有充電電路的區(qū)別還在于在充電電路中串接了一個去硫化充電器4。本鉛酸蓄電池修復系統(tǒng)的修復方法是一、對各類電動車車類安裝電池均衡器(1) .打開電動車或各類車用蓄電池l電池盒蓋；(2) .在每組電池上都并聯(lián)一個電池均衡器2，蓄電池1正極與電池 均衡器2正極相連，蓄電池1負極與電池均衡器2負極相連；(3).復原電動車電池盒蓋，平時不再卸下；(3).復原電動車電池盒蓋； 對通訊、金融、UPS、廣電、電力、太陽能、風能、軍事等鉛酸蓄電池用 修復儀器直接配合修復劑修復。二、 注入修復劑(1) .當需要修復蓄電池l時，打開電動車電池盒蓋，將各單體電池上面板打開；(2) .取出孔洞上的密封膠蓋；(3) .添加鉛酸蓄電池修復液，正常使用電池維護單格添加量和硫化 報廢電池的單格添加量l-4ML/Ah'2v.修復劑，須靜置30分鐘讓其充分化學 反應，分解硫酸鉛結晶；修復劑按重量份由以下成分組成乙酸鈉18 — 25份，鋁粉6—10份，去離子水70 — 80份；較理想組成是乙酸鈉20份，鋁粉8份，去離子水75份；(4) .蓋上密封膠蓋；復原電動車電池盒蓋；三、 連接充電器(1) .將普通充電時使用的蓄電池充電器3輸出端的一端接于鉛酸蓄 電池1的一極(正極或負極均可)，蓄電池充電器3輸出端的另一端和一個去 硫化充電器4串連后接到鉛酸蓄電池1的另一極；(2) .接通電源，去硫化充電器4的開關撥至維護檔，向鉛酸蓄電池 l充電，去硫化充電器4紅燈間歇閃亮為正常工作，電池正常激活時電池槽中 均勻的冒出氣泡，溫度45-5CTC，電池槽中微微的冒出酸味，電解液的比重 慢慢升高，檢查激活電壓不高于3V /單格，綠燈亮表示充電完畢，此時電解 液比重達到1.26-1.28;四、以上步驟為一個充電及修復循環(huán)過程，以后當鉛酸蓄電池l在使用后 需充電時，都需進行一次以上步驟的修復循環(huán)過程，當以上述步驟完成了5-7 個修復循環(huán)過程以后，鉛酸蓄電池l就得到了修復；以后再需充電時，充電器 3接通電源，去硫化充電器4的開關撥至充電檔，直接快速充電。在本發(fā)明中，電池均衡器和去硫化充電器均是現(xiàn)有的市場上銷售的產 品，我們使用的電池均衡器是由中控華清科技(北京)有限公司生產的產品。 電池均衡器的型號為AR12V/10AH，去硫化充電器的型號為AR12CD; ZKH01-180 修復儀ZKH02-200智能放電儀。所售的去硫化充電器產品上有兩個電源檔，一 是高速充電檔，即普通充電檔； 一是慢速充電檔，即以上步驟中所說的維護檔。 相關的技術參數(shù)-1)適用電壓12V單體電池(組) 或2V電池組；2) 適用電池型號IOAH、 12AH、 14AH、 17AH、 20AH、 25AH、 120AH等各 類蓄電池(組)或100AH到3000AH蓄電池(組)。3) 應用范圍廣泛應用于電動車(電動自行車)、電動三輪車、電摩、 叉車、旅游觀光車、汽貨車等各類車串聯(lián)、并聯(lián)鉛酸蓄電池(組)或 通訊、金融、UPS、廣電、電力、太陽能、風能軍事等鉛酸蓄電池；4)工作溫度60攝氏度以下。電池均衡器對蓄電池的防病功能電池均衡器在直流充電的基礎上，有效控制電池組的充電電壓，限高補低，避免過充，防止電池的個體差異造成電池 端電壓不平衡趨勢惡化。去硫化充電器對蓄電池的維護功能慢脈沖充電技術能防止結晶形成，運 用慢脈沖技術，常效防止電池硫化，電池不升溫失水少，不但能大幅度提高電 池的容量，而且能使充電器溫度下降、使用壽命延長。ZKH-180智能修復儀器系列設備集充電、修復、快速充電及在線監(jiān)測于一 體，減少企業(yè)成本，降低維護人員的勞動強度，為蓄電池和UPS電源維護提 供全面科學的檢測修復手段。其原理是修復儀器在大于常規(guī)充電電流數(shù)倍的激活電流下，將注入的修復劑的電池激活、打通、逐步降低內阻、消除硫化，從而實現(xiàn)因硫化現(xiàn)象報廢的電池的再生使用。放電儀器進行恒流放電，準確測量電 池容量，其是修復過程中的重要環(huán)節(jié)，不僅檢測修復的效果，也通過放 電促進修復劑有效成分更深入電池內部。修復劑修復故障蓄電池修復儀器與修復劑配合使用，能使電池承受高頻大電流的電化學過程，對粗大硫酸鉛結晶軟化、催化，使不可逆硫酸鉛電離水解，激活內阻巨大的硫化電池，恢復電池容量，降低內阻，改善和加強蓄電池的低溫使用性能，提高蓄電池耐過充過放的能力，延長壽命。所述的修復液為無色透明液體，使電池可以承受高于常規(guī)充電電流的激活電流而又不損壞電9池。當電池硫化到一定程度，將修復劑注入電池中，通過修復儀器修復，能快 速分解極板結晶，改變電解質成份，提高導電性能，徹底解決了因電池因硫化 現(xiàn)象嚴重，導致使用壽命縮短電池提前報廢等現(xiàn)象。本發(fā)明對于嚴重損壞或報廢的電池無效。在修復前應檢査1) 檢測待修復蓄電池(組)是否符合修復條件，觀察電池是否漏液變形 等，觀察電解液清潔度，(過于渾濁是活性物質脫落)；2) 是否有物理性損壞，觀察電池是否有漏液 變形 極拄腐蝕等；3) 電池是否有無短路斷路。 注意以上幾種狀況嚴重的電池不再能修復。本技術復原時對300AH以上的電池修復操作場地要求條件 一般要求操作現(xiàn)場能夠提供380伏電源(民用蓄電池可使用220伏電源)，有良好的通風系統(tǒng)和其它必要的安全保障措施，所用設備可以提供現(xiàn)場復原或維護服務。如需到特定環(huán)境下進行操作，請根據(jù)特定環(huán)境的標準安全規(guī)程進 行判斷。我們的設備是按一般工業(yè)用標準設計，未考慮特定環(huán)境的 防護措施(如防水、防塵等)，用戶不可在沒有必要安全保證的地 點進行操作。電池置放處，除了要避幵陽光直射之外，無論是長期儲存或是暫 時性都必須離地150mm(6英吋)，而且存放架表面不可使用金屬、 以及耐酸性及排水性要良好的材質。綜合充電及使用場所之環(huán)境條件要求1. 充電場所之條件*避免雨水及陽光直射。 通風良好，沒有火氣，現(xiàn)場附近也沒有產生火氣的可能。 震動及灰塵要稀少。拳檢査，保養(yǎng)之空間要充足。*建材要用不燃性材料，耐酸性及排水性要好。參充電工作場所必需設有紅色緊急斷電幵關。2. 使用場所之條件*路面要平坦且傾斜度要小。攀避開火氣的場所(包括研磨機的火花)。 不要淋雨?！癖苊怅柟庵鄙湟约霸诟邷厥覂仁褂?。●可攜式ABC三用滅火器必需長期配備。綜上所述本發(fā)明專利一提供的是一種通過調節(jié)電池自身參數(shù)(AR電池自修 復技術)或通過加入修復劑而修復報廢或容量下降的各類車用及各個行業(yè)的鉛 酸蓄電池(組)技術。本發(fā)明二采用的方法是一種電化學的綜合方法，其主要目的就是將 不可逆的粗大堅硬的硫酸鹽晶體迅速地打碎分解，使蓄電池恢復到正常 的使用狀態(tài)。同時將自主研發(fā)專門配置的修復劑注入蓄電池內，再用特 定的高頻、高壓電流對電池進行激活。這種方法的主要特點是迅速、有 效消除電池硫化。修復劑的加入， 一方面加速了原本不導電的硫酸鉛分 解，另一方面也保證了蓄電池在加高頻高壓進行激活時溫度不過度升高， 有效地保護了蓄電池。采用這種方法處理的蓄電池，極板上的大晶體全部被分解，電解液 的酸根離子大大增加，比重也恢復到正常水平。蓄電池又復原到一個新 的初始狀態(tài)。對于絕大多數(shù)正常使用的蓄電池，經過這樣的復原處理， 使其容量可恢復到原標稱容量的98.6%以上，甚至100°/。.從而實現(xiàn)了因硫化現(xiàn)象報廢的鉛酸蓄電池的再生利用.
權利要求
1、一種鉛酸蓄電池的修復系統(tǒng)，包括一個鉛酸蓄電池和蓄電池去硫化充電器(或修復儀器)，其特征在于在鉛酸蓄電池的每一組電池上都并聯(lián)有一個電池均衡器與蓄電池連為一體；蓄電池充電器輸出端的一端接于鉛酸蓄電池的一極，蓄電池充電器輸出端的另一端和一個去硫化充電器串連后接到鉛酸蓄電池的另一極上。
2、使用權利要求1的修復系統(tǒng)修復鉛酸蓄電池的方法，以電動車為例，其特征 在于，其方法是由以下步驟組成一) 安裝電池均衡器(1) .打開電動車或各類車用蓄電池電池盒蓋；(2) .在每組蓄電池上都并聯(lián)一個電池均衡器，蓄電池正極與電池均衡器正 極相連，蓄電池負極與電池均衡器負極相連，平時不再卸下；(3) .復原電動車電池盒蓋；對通訊、金融、UPS、廣電、電力、太陽能、風能、軍事等鉛酸蓄電池用修復儀 器直接配合修復劑修復。二) 注入修復劑(1) .當需要修復蓄電池時，打開電動車電池盒蓋，將各單體電池上面板打開；(2) .取出孔洞上的密封膠蓋；(3) .給每孔加入修復劑；(4) .蓋上密封膠蓋；復原電動車電池盒蓋；三) 連接去硫化充電器(1).將蓄電池充電器輸出端的一端接于鉛酸蓄電池的一極，蓄電池充電器 輸出端的另一端和一個去硫化充電器串連后接到鉛酸蓄電池的另一極；(2).接通電源，去硫化充電器的開關撥至維護檔，向鉛酸蓄電池充電，去 硫化充電器紅燈間歇閃亮為正常工作，綠燈亮表示充電完畢，此時電解液比重達 到1.26-1.28;四)以上步驟為一個充電及修復循環(huán)過程，以后當鉛酸蓄電池在使用后需充 電時，都需進行一次以上步驟的修復循環(huán)過程，當以上述步驟完成了 5-7個修復 循環(huán)過程以后，鉛酸蓄電池就得到了修復；以后再需充電時，充電器接通電源， 去硫化充電器的開關撥至充電檔，直接快速充電。
3、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，修復劑按 重量份由以下成分組成乙酸鈉18 — 25份，鋁粉6 —10份，去離子水70—80份；
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，修復 劑按重量份由以下成分組成-乙酸鈉20份，鋁粉8份，去離子水75份。
5、 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于在所述步驟二 (3)中，添加 鉛酸蓄電池修復液，正常使用電池維護單格添加量和硫化報廢電池的單格添加量 l-4ML/Ah 2v.修復劑，靜置30分鐘讓其充分化學反應。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種針對鉛酸蓄電池不可逆硫化的難題，運用電池均衡器和去硫化充電器結合組成鉛酸蓄電池修復系統(tǒng)；并使用修復劑進行修復，(或系列修復儀器配合修復劑直接修復)；能使廢舊的硫化電池復新。該技術通過自身修復或物理化學結合消除硫化的理論，實現(xiàn)迅速消除硫化的目的。本發(fā)明延長各類鉛酸蓄電池使用壽命一倍以上，延長各類車輛的行駛里程；并修復各類廢舊鉛酸蓄電池。該技術操作簡單，成本低，易于推廣，應用范圍廣，經濟社會效益顯著。
文檔編號H02J7/00GK101252211SQ20081000748
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權日2008年3月12日
發(fā)明者邢紀國 申請人:邢紀國