[發明專利]一種大型鉛酸蓄電池修復充放電裝置及方法

有效

• 申請號: 201711120648.2
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN108054451B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 張海鵬;王才元;張勝;夏振勝;楊理華;姜海龍;楊占錄
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍潛艇學院
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H02J7/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 孫營營

本發明提出了一種大型鉛酸蓄電池修復充放電裝置，包括：EMI濾波器、隔離變壓器、整流電路、濾波器和DC/DC雙向調壓器；輸入的交流電先經過EMI濾波器進行EMI濾波，再經過隔離變壓器、整流電路、濾波器降壓整流成為直流電；對蓄電池充電時，直流電被DC/DC雙向調壓器降壓后給蓄電池充電；對蓄電池組放電時，DC/DC雙向調壓器將蓄電池的電壓升高后將電能輸出到放電負載上。本發明提出的蓄電池修復充放電裝置，可以對蓄電池進行再生修復，消除硫化現象，延長蓄電池壽命；同時，降低了制造鉛酸蓄電池需要的鉛的消耗，既減少了因廢舊的鉛酸蓄電池對環境的破壞，又節約了大量的自然資源和能源，并且給社會帶來了巨大的經濟利益。

技術領域

本發明涉及蓄電池領域，特別涉及一種大型鉛酸蓄電池修復充放電裝置，還涉及一種大型鉛酸蓄電池修復充放電方法。

背景技術

鉛酸蓄電池是目前應用最為廣泛的一種蓄電池，其具有以下優點：

(1)比較廉價，是在世界范圍內均可生產的低倍率和高倍率放電的電池，價格約為鎳鎘蓄電池的1/6～1/5，約為鋰電池的1/10；

(2)可制成小至1Ah，大至幾千Ah的各種尺寸和結構的蓄電池；

(3)高倍率放電性能良好，能以3倍率～5倍率，甚至9倍率～10倍率放電；

(4)高低溫性能良好，可在-40℃～+60℃條件下工作；

(5)電池電壓在實用蓄電池中最高，可達到2.2V；

(6)電能效率高達60％；

(7)易于浮充使用，沒有“記憶”效應；

(8)易于識別荷電狀態。

但是鉛酸蓄電池也存在一些缺點，主要有以下幾點：

(1)使用壽命較鎳鎘蓄電池和鐵鎘蓄電池短；

(2)長期使用會導致電極的硫酸鹽化，造成蓄電池內部“極化”和“硫化”反應。

其中，鉛酸蓄電池最引人關注的一個缺點是蓄電池內部的“極化”和“硫化”反應，這導致鉛酸蓄電池使用壽命較鎳鎘蓄電池和鐵鎘蓄電池短。制造鉛酸蓄電池需要大量的鉛，而鉛的使用不當會對環境帶來很大的危害。據有關數據顯示，我國每年報廢的鉛酸蓄電池中有5000萬只是可以進行修復使用的。由此可見，如果能對這些可以再修復利用的鉛酸蓄電池進行再修復，去除硫化后再利用，其創造的經濟價值是十分客觀的。這樣，既減少了因廢舊的鉛酸蓄電池對環境的破壞，又節約了大量的自然資源和能源，并且給社會帶來了巨大的經濟利益。

設計專用的蓄電池修復充放電裝置，可以對蓄電池進行再生修復，消除硫化現象，延長蓄電池壽命。近年來，對于蓄電池修復技術的研究主要集中在以下幾種：

(1)大電流充放電修復技術

采用大電流充電的主要原理是使用負擊穿的方法使大的硫酸鉛晶體溶解，目前，落后蓄電池的“周期治療”就屬于此類修復方法。但在實驗中發現，這種技術對于消除硫化只可以獲得暫時的效果，不能在本質上修復產生硫化的鉛酸蓄池，并且會在消除硫化過程中帶來加重失水和正極板軟化等問題，對電池壽命造成嚴重損傷，嚴重時會永久性的損壞鉛酸蓄電池。

(2)采用負脈沖技術

該方法出現已有數十年，它主要是為了減少鉛酸蓄電池在充電過程中的溫升而在充電過程中加入負脈沖。該修復技術主要的缺點是修復效率不夠高。

(3)添加化學物質修復

本質上說，該方法并沒有采用充電方式修復，而對鉛酸蓄電池添加化學物質后會影響蓄電池本身的內阻。該方法需要較高的成本，且可能改變蓄電池電解液的結構，影響其使用壽命，添加活化物質的方法并不能從本質上修復受損的鉛酸蓄電池。

(4)采用高頻脈沖技術