仪器设备

    Instrumenttation

    技术方案

    Technical Proposal

    使用由“广州泓淮能源科技有限公司”提供的蓄电池智能修复设备、蓄电池修复液,进行一系列铅酸蓄电池再生修复作业。


    1 背景分析

    铅酸蓄电池凭借安全性高、单体电池容量大、循环再生利用率高、适用范围广、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等一系列优势,在绝大多数传统领域和一些新兴的应用领域,占据着牢固的地位。中国目前是全球最大的铅酸蓄电池生产国和最大的铅酸蓄电池消耗国。在“十二五”期间,铅酸蓄电池在二次电源市场仍然占据主导地位。根据中国电器工业协会铅酸蓄电池分会统计,2015年国内铅酸蓄电池产能约为2000亿安时,产值超过4000亿元,约占全球铅酸蓄电池产值的1/3。在我国的电池市场中,铅酸蓄电池占到了三分之二的市场份额,在可预见的未来,铅酸蓄电池是不可或缺、很难被替代的。

    1.1 蓄电池失效原因分析

    可使铅酸蓄电池提前失效的因素很多,包括蓄电池的特性、结构、材料、生产环境、工艺及使用保养维护等因素,但据相关资料统计分析,发现铅酸蓄电池的提前失效、寿命缩短的主要原因是电解液挥发和极板硫酸盐化。

    1.1.1电解液挥发

    在蓄电池使用过程中,由于蓄电池生产工艺缺陷、极板硫化等原因导致电压和内阻缓慢升高,充电时发热现象缓慢加重,加上浮充过程中因电解作用释放氢气和氧气,当其内部压力累积到一定程度时,安全排气阀打开,气体排出。这种现象重复发生,电解液不断减少。如果是电解液挥发导致的性能衰减的初期,可以通过添加去离子水基本可以将电池修复。

    1.1.2 极板表面硫酸盐化

    铅酸蓄电池的充放电过程,就是一个氧化还原的化学反应过程。硫酸铅是蓄电池化学反应的必然产物,蓄电池氧化还原反应不充分,就会伴随不可逆硫酸铅的形成 ,此现象称为不可逆硫酸盐化。这种结晶导电性差、体积大、会堵塞极板上的微孔,妨碍电解液的渗透作用,增加了内阻。如果不能够及时进行充放电将其还原成为可逆硫酸铅,它使极板中参加电化学反应的活性物质减少,从而使容量降低,内阻上升,以致失效报废,使用寿命缩短。绝大部分铅酸蓄电池都是因为极板活性物质表面形成硫化、而硫化又牺牲了蓄电池本身的化学反应物质而导致铅酸蓄电池失效的。

    针对以上铅酸蓄电池使用寿命缩短的这些问题,研究出一种可靠、高效的蓄电池修复技术显得尤为重要。

    2.修复原理-修复液


    泓淮蓄电池修复液是一种专利技术产品(专利号:201410689849.4),绿色安全,不会影响电池内部反应机理以及造成损伤。结合自主研发的蓄电池智能修复设备(专利号:201320499482.0),加载对蓄电池安全的活化电压,可以有效促进负极板上大颗粒硫酸铅结晶分解。经过再生修复的蓄电池恢复容量,降低内阻至出厂值,并在科学管理和维护下,一般可以再使用三年以上时间,进口蓄电池甚至可以再使用6-8年,且大部分将来还有可能再次修复。铅酸蓄电池再生修复技术彻底解决了铅酸蓄电池硫酸盐化不可逆的世界性难题,真正的实现了铅酸蓄电池的再生利用。

    泓淮修复方法作为中国电力行业联合会《铅酸蓄电池二次利用》标准推荐的蓄电池再生修复方法,采用泓淮的纳米材料修复液,可有效分解铅酸蓄电池极板上硫酸铅结晶,恢复了蓄电池容量、降低了内阻,延长了铅酸蓄电池寿命;结合铅酸蓄电池修复活化装置,实现了铅酸蓄电池再生智能化修复;形成了一种环保的、具备普遍性、操作简单的铅酸蓄电池再生修复技术;该技术经过国内外权威的专家论证、第三方机构严格测试的、具备科学性、安全性、实用性的蓄电池再生修复方法。它主要体现如下的技术特征:

    1)可实现铅酸蓄电池硫酸盐化产物硫酸铅晶体的分解。硫酸铅晶体分解,是分解出金属铅、二氧化铅两种活性物质,让这些物质恢复成蓄电池的化学反应物质。而并非硫酸铅晶体由大颗粒变成小颗粒,不能还原为可参加化学反应的物质。理论上,如果需要实现铅酸蓄电池再生修复容量的100%恢复,就必须是实现硫酸铅晶体分解,否则,参加法学反应的物质减少了,就不具备100%容量恢复的可能性。


    2)实现蓄电池容量恢复、内阻恢复。蓄电池再生修复的效果最直接的体现是蓄电池修复后的容量恢复,内阻恢复。原则上,经过再生修复的蓄电池,蓄电池容量应该恢复到蓄电池出厂容量的100%,蓄电池内阻也应该100%接近蓄电池出厂的内阻值。在实际修复过程中,根据实际使用要求,最少按照国际标准,恢复蓄电池容量80%或者以上,才可以定义蓄电池修复达到合格标准。

    3)蓄电池再生修复的电压、电流应严格遵循正常情况下蓄电池活化使用的电压、电流。只有蓄电池活化的电压、电流才能保证电池的安全性,才可以保证蓄电池修复过程中,没有引入任何不安全的因素,确保修复过程没有安全隐患。本文推荐使用的2V单体活化电压≦2.55V,活化电流≦0.2C,常规采用0.1C的活化电流。在实际的修复过程中,对电力行业而言,绝大部分在线上运行劣化程度不大的蓄电池组,直接加入泓淮蓄电池修复液,依赖直流系统本身对蓄电池的浮充,就可以100%恢复蓄电池组的容量。因此修复液法是具有安全性的,同时具备简单通用性。

    4)蓄电池再生修复技术都必须保证有合理的修复后寿命。如果蓄电池修复后的寿命没有保证,蓄电池再生修复就失去意义。采用泓淮纳米材料修复液修复后的蓄电池,经过权威部门测试,电力行业通信、调度环节使用的铅酸蓄电池,修复后寿命一般能达到三年或以上。因此修复液法是具有实用性的。







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