[發明專利]硫酸鹽化的鉛酸電池的自動恢復裝置及方法

無效

• 申請號: 00808868.3
• 申請日: 2000-04-12
• 公開（公告）號: CN1355953A
• 公開（公告）日: 2002-06-26
• 發明（設計）人: T·G·帕拉尼薩米;B·P·戈洛姆普;H·辛格
• 申請（專利權）人: 聯合訊號公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 程天正,張志醒

相關申請

本申請要求1999年4月12日提交的美國臨時申請60/128,891的優先權，其主題為“硫酸鹽化的鉛酸電池的自動恢復裝置及方法”，而且，該臨時申請在本文中被全部引作參考。

發明領域

本發明通常涉及鉛酸電池，尤其涉及硫酸鹽化的鉛酸電池的自動恢復裝置及方法。

發明背景

電池是一種利用氧化還原的電化反應把包含在其有效材料內的化學能直接轉變成電能的裝置。這種反應包括把電子從一種材料傳送到另一種材料。本領域的電池通常是利用電化工作來存儲和釋放電能的。

圖1示出了一種典型電池的電化工作。參考圖1，負電極(陽極2)是一種能在反應過程中通過氧化而釋放電子的部件。它同正電極(陰極1)的氧化材料是隔開的，其中該正電極部件能夠接收電子。電子的傳送是在連接所述兩種材料的外部電路11和電解液3內實現的，其中所述的電解液給電池4內的電子傳送提供了一種離子介質。

某種類型的電池、譬如鉛酸電池是可再充電的。鉛酸電池采用海綿鉛作為所述的負電極(陽極2)，采用鉛氧化物作為所述的正電極(陰極1)，以及采用硫酸溶液作為所述的電解液3。鉛酸電池4在不使用時便處于充電狀態。在放電過程中，鉛酸電池內的有效材料被轉換成硫酸鉛，且硫酸溶液被稀釋，也就是說其比重被降低了。硫酸鉛是一種阻止所述鉛酸電池4進行正確充電的絕緣體。但是，鉛酸電池4可以在再充電之后進行使用。

為了恢復該鉛酸電池，通過用低電流給電池充電來將硫酸鉛再轉變成有效材料。如果鉛酸電池放電的時間較長，典型地譬如為幾天，那么它就會被硫酸鹽化且難以再充電。如果硫酸鹽化的鉛酸電池不能恢復的話，那么它就會被扔棄，這是較浪費的，且會給環境帶來危害。

因此，在本領域中通常需要一種改善的、用于恢復鉛酸電池的裝置和方法。需要有恢復鉛酸電池的有效裝置及方法來避免不必要的浪費。

發明概述

當鉛酸電池不被使用的時候，它便被置為充電狀態來進行蓄電。在蓄電過程中將會出現導致電池電壓降低的自放電。當鉛酸電池蓄電的時間太長時，由于硫酸鉛晶體的生長而會導致內阻上升，如果電池是在放電狀態下蓄電則更加會這樣。通過用恒定的低電流對電池進行充電來使鉛酸電池恢復以供使用。當所述的鉛酸電池用恒定的充電電流緩慢地進行充電時，電池電壓在充電期間會達到電池恢復處理中的一個最小電壓。然后，電池電壓隨著鉛酸電池的充電而不斷上升。在實施恢復處理時，所述鉛酸電池中的硫酸鹽被轉換成有效材料，由于該有效材料使得IR電壓降降低，所以也會導致電池電壓下降。因為充電使得硫酸鉛轉換成有效材料，所以電池電壓升高。

根據本發明，如果檢測到所述的電池電壓已達到所述的最小電壓并開始上升，則大大提高(譬如加倍)所述的充電電流，因為所述鉛酸電池接收高充電電流的能力增加了。由于充電電流增加了，所以鉛酸電池的恢復和充電將變得更加簡便和有效。

在本發明所講述的一種實施方案中，對電池的內阻進行測量。如果它大于譬如為5歐姆的可恢復極限，則它就被扔棄。如果該內阻小于一個譬如為0.2歐姆的標準極限，則可以對電池進行標準充電。如果所述內阻位于上述兩個極限之間，則檢驗電解液的等級，若電解液等級較低的話，便對其進行校正。然后，發出一個譬如為0.5安培的受控充電電流對電池進行充電，并且測量電池電壓和將其同一個最小電壓進行比較。如果電池在一個預設的時間間隔、譬如1小時內達到所述的最小值，則提高充電，譬如加倍。隨后進行檢驗，以確定所述的充電電流是否已超過一個電流極限。如果它沒有超過電流極限，則按新的標準測量所述的電池電壓，如果該電池電壓達到另一最小值，則再次提高所述的充電。如此地進行重復，直到電池已被充電另一個時間周期、譬如8小時，或直到達到一個指示出電池恢復已完成和電池不再是硫酸鹽化的電流極限。然后采用標準充電來使電池準備投入使用。

在另一種實施方案中，如果電池電壓在所述的預定周期之后繼續上升，則使充電停止一個短的時間周期，譬如5分鐘，然后從所述的檢驗點開始重復所述的處理，以確定充電電流是否已超過所述的極限。倘若該電壓下降或保持不變，則檢驗所述的電池是否已達到最小值并開始上升。如果是這樣，則使充電停止一個第二時間周期，譬如5分鐘。然后從頭開始所述的處理，也就是說測量所述的內阻。

在本發明裝置的實施方案中，對計算機或微處理器進行編程以實現本發明方法的處理步驟(如本文中各實施方案所述)。這些方法步驟可通過對計算機或微處理器進行再編程來重新配置，以便譬如實施一種與用受控的充電電流對電池進行充電的實施方案不相同的電壓控制方法。