[發明專利]一種鉛酸蓄電池脫硫的電化學方法及系統

在審

• 申請號: 201710365429.4
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107123835A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 王光祥;馬可·馬桑提;王雅克;尼古拉·卡薩里;王素素·蘇珊娜;馬西莫·蒙提;王曉西·歐若拉;帕斯卡爾·巴爾比里
• 申請（專利權）人: 湖南歐翔科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 陳萬青,張穎玲

本發明公開了一種鉛酸蓄電池脫硫的電化學方法，所述方法包括至少一個充放電循環，在進行首次所述充放電循環之前，在鉛酸蓄電池中加入含Na₂SO₄的添加劑溶液，并讓鉛酸蓄電池靜置一段時間；其中，充電過程包括：恒流階段、恒壓階段、靜置階段及脈沖電流階段。本發明同時公開了一種鉛酸蓄電池電化學脫硫的系統。本發明能將因硫化造成容量下降的鉛酸蓄電池進行修復，使鉛酸蓄電池容量恢復至其額定容量的90％以上。

技術領域

本發明涉及一種蓄電池修復技術，尤其涉及一種鉛酸蓄電池脫硫的電化學方法及系統。

背景技術

隨著近年來鉛酸蓄電池的發展，大型閥控密封式鉛酸蓄電池以其封閉構造、維護壓力小、不污染周圍環境、價格便宜、充放電性能良好及使用安全等顯著優勢，成為大容量固定電池的首選，在各領域應用廣泛，比如電動牽引、能量存儲等領域。但在管理和維護方面仍然存在許多問題，硫化現象就是其中比較突出的一個。鉛酸蓄電池具有正極板(二氧化鉛)和負極板(鉛)。蓄電池的充電過程是極板上的活性物質與電解液稀硫酸發生化學反應來實現的，將其化學能轉為電能。而鉛酸蓄電池在放電時會形成硫酸鉛結晶，充電時能比較容易地還原，如果維護得當，硫酸鉛不會附著到極板上，或者即便有少量附著，在充電過程中，會參與到電化學反應中，而被消除。但在長期使用過程中，或因在使用過程中維護管理不善，比如充電不充分、部分放電后長期放置等，導致硫酸鉛不能通過充電過程而被正常消除，因而在電極板上就會逐漸積聚形成一種穩定的無定型晶體附著于電池極板表面。這種硫酸鉛晶體用常規方法充電很難消除，這個過程就是硫酸鹽化，通常簡稱為“硫化”。隨著進一步的放置，這些無定型晶體會進一步轉變為晶體聚集體，沉積在負極板上。這樣的晶體聚集體粗大堅硬，更加難以消除。

硫化不僅導致電極板表面結晶電阻大、導電性能變差，還會導致電池的活性材料減少，從而造成電池容量的逐漸減少,嚴重影響鉛酸蓄電池的充放電性能和使用壽命。

實際上，大約80％報廢的鉛酸蓄電池都存在上述硫化的問題。因此，如果能夠修復遭受硫化的鉛酸蓄電池，將極大地節約能源并減小報廢電池對環境的污染，有積極的經濟和社會效益。

目前，國內外鉛酸蓄電池使用期間產生硫化早期容量降低后進行修復的方法主要有：大電流充電法、水療法、脈沖修復等，但這些方法對已經硫化的鉛酸蓄電池修復效果并不明顯。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種修復因硫化造成的容量下降的鉛酸蓄電池的方法及系統。

為了達到上述目的，本發明的一個方面是提供一種鉛酸蓄電池脫硫的電化學方法，所述方法包括至少一個充放電循環，在進行首次所述充放電循環之前，在鉛酸蓄電池中加入含Na₂SO₄的添加劑溶液，并讓鉛酸蓄電池靜置一段時間；其中，充電過程包括：恒流階段、恒壓階段、靜置階段及脈沖電流階段。

優選地，其中，所述添加劑溶液含Na₂SO₄的濃度為1wt％～5wt％，基于蓄電池的額定容量，其添加量為1.1～1.5mL/Ah，優選地，所述靜置一段時間的時長為8～15小時，更優選為10-13小時。

優選地，在所述恒流階段，根據電池額定容量持續施加4～7小時0.1～0.2A/Ah的恒定電流。

優選地，在所述恒壓階段持續施加4～6小時2.4～2.7V的恒定電壓。

優選地，當所述恒流階段或所述恒壓階段電池電解液的溫度上升到預定第一溫度值時，所述預定第一溫度值為50～55℃，優選55℃，則暫停施加對應的所述恒定電流或所述恒定電壓，和當電池電解液溫度低于預定第二溫度值時，所述預定第二溫度值為35℃～40℃，優選40℃，恢復施加對應的所述恒定電流或所述恒定電壓。