一种利用活性电解液复活铅酸电池的方法技术

本发明专利技术属于铅酸蓄电池循环再生利用领域，具体地说是一种利用活性电解液及反充蓄电池来复活铅酸蓄电池的方法。该活性电解液有效成分配位添加剂包括：丙三醇、硫酸镁、无水硫酸钠、三氧化二铋、硫酸亚锡、磷酸，每一种配位添加剂含量为0.3~4.50g/L。利用活性电解液复活铅酸蓄电池的方法步骤为：废铅酸蓄电池先泵出废电解液澄清电解提纯后再进行活化，把活性电解液再加入到蓄电池中经正充电、反充电使铅酸蓄电池复活。本发明专利技术使废铅酸蓄电池经过复活处理后，电容量从原来的60%~85%提高到90~95%，电池复活过程中没有废硫酸的排放，无需对废铅酸蓄电池拆解，不涉及铅、镉等重金属，解决了对废铅酸蓄电池的无污染循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用活性电解液复活铅酸电池的方法
本专利技术属于铅酸电池改造领域，具体地说是一种利用活性电解液复活铅酸电池的方法。
技术介绍
铅酸蓄电池经历100多年的发展，它的正常充放电的化学方程式为：以上的化学方程式为理想化学原理方程式，似乎只要不受到机械的损伤，一块铅酸蓄电池可无休止地使用下去，完成其充放电过程，但在使用中出现了37种故障现象而使蓄电池报废，而在铅酸蓄电池报废故障中，最常见的是负极的硫酸盐化。引起负极硫酸盐化的原因是硫酸铅重结晶，导致粗大结晶形成阻塞了活性物质离子通道降低PbSO4(硫酸铅)溶解度。蓄电池在正常放电时，生成微细的PbSO4(硫酸铅)晶体，充电时细微的晶体PbSO4(硫酸铅)容易还原成铅。但这种微细的晶体有降低表面自由能的倾向。从晶体结晶规律可知，小晶体的溶解度大于大晶体的溶解度。因此。一些PbSO4(硫酸铅)晶体依靠附近更小的晶体溶解而沉积在较大的PbSO4(硫酸铅)结晶体上，导致了不可逆硫酸盐化。负极的硫酸盐化是导致蓄电池报废的主要原因，由于整体复活阀控式铅酸蓄电池(VRLA)中原负极已从还原态的海棉状铅变成了氧化态的PbO2，沉积在负极板活性物质中的硫酸铅经充电形成的二氧化铅网络包围着硫酸铅，二氧化铅的生成是从板栅小格四周筋条开始，逐步向小格中推进，直到后期小格中周边的铅膏完全转化为氧化态的二氧化铅，在这种化学反应中，硫酸电解液(H2SO4)，从极板内部流向极板外部，极板内部的H2SO4浓度大于外部的浓度，此时的氧化铅和碱式硫酸铅反应结束，反应所需的Pb+2则由硫酸铅溶解来维持，故负极板的硫酸盐晶体全部溶解回到溶液中，同时疏通了负极活性物质的孔隙，而得到了二次铅结构，恢复了负极板容量。如何快速有效解决负极硫酸盐化，是实现废电池复活的有效途径。
技术实现思路
本专利技术的针对铅酸盐电池硫酸盐化难处理、电池寿命短、电池容电量小等问题，提供一种利用活性电解液复活铅酸电池的方法。本专利技术的方案是通过这样实现的：一种活性电解液，该活性电解液包括配位添加剂和水，所述的配位添加剂为丙三醇CH2OH-CHOH-CH2OH、硫酸镁MgSO4、无水硫酸钠Na2SO4、三氧化二铋Bi2O3、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4中的任一种或是它们的混合物；所述的水为去离子水；每一种配位添加剂在水中的含量为0.3～4.50g/L。一种活性电解液，该活性电解液包括配位添加剂和水，所述的配位添加剂包括丙三醇CH2OH-CHOH-CH2OH、硫酸镁MgSO4、无水硫酸钠Na2SO4、三氧化二铋Bi2O3；所述的水为去离子水；每一种配位添加剂在水中的含量为0.3～4.50g/L。一种活性电解液，该活性电解液包括配位添加剂和水，所述的配位添加剂包括丙三醇CH2OH-CHOH-CH2OH、无水硫酸钠Na2SO4、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4；所述的水为去离子水；每一种配位添加剂在水中的含量为0.3～4.50g/L。一种活性电解液，该活性电解液包括配位添加剂和水，所述的配位添加剂为硫酸镁MgSO4、三氧化二铋Bi2O3、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4；所述的水为去离子水；每一种配位添加剂在水中的含量为0.3～4.50g/L。一种利用以上所述活性电解液复活铅酸电池的方法，该方法步骤包括：a、预检测：取铅酸电池用0.1～0.2C恒流充电9～12小时后静置1～3小时，再测量铅酸电池开路电压，若电压≥12V，进入步骤b；若10V＜电压＜12V，进入步骤C；若电压≤10V，铅酸电池不可再修复。b、电池活化：将步骤a中容量＜40Ah的铅酸电池，用6mm钻头在铅酸电池每个单格钻孔，共钻6个孔，每单格钻孔中加入10～40ml活性电解液后，进入步骤c。将步骤a中容量≥40Ah的铅酸电池，用6mm钻头在铅酸电池每个单格钻孔，共钻6个孔，用真空泵从钻孔抽出电池底部的废电解液，废电解液存入真空箱沉淀澄清，进入步骤d反充。c、电池正充：将进入本步骤的步骤b中的铅酸电池用0.1～0.2C恒流充电9～10h，充电完成后用容量仪检测铅酸电池容量，若铅酸电池容量≥85％，复活完成；若60≤铅酸电池容量＜85％，用0.1～0.2C恒流继续充电至铅酸电池容量≥85％，复活完成；若铅酸电池容量＜60％，用真空泵从钻孔抽出电池底部的废电解液，废电解液存入真空箱沉淀澄清，进入步骤d反充。d、电池反充：将进入本步骤的铅酸电池从钻孔中加入从去离子水，放电至0V，再用0.1～0.2C恒流正充电10～12h后，抽出铅酸电池中的去离子水，加入占铅酸电池容积量60～90％的活性电解液，再放电至0V。用0.1～0.2C恒流对装有活性电解液的铅酸电池反充电9～11h获得反充电压，即铅酸电池正极接充电机负极，获得反充电压后用0.1～0.2C放电至电压为0V，重复反充电、放电2～4次后，复活完成。在用0.1～0.2C恒流反充电1～2h后，若充电机电流降至＜0.1C，将充电机电流调至0.1～0.2C，继续充电8～9h。多次重复反充电、放电的过程是为了使正负极板的活性物质全部软化为硫酸铅。作为本专利技术的进一步限定，所述电池反充的全过程控制铅酸电池温度≤40℃。重复反充电、放电2～4次过程中活性电解液中的添加剂，靠电迁移输送到电极附近(导电)，再靠扩散和对流与另一种离子一起回到溶液中(不导电)往复循环，电流在溶液中，不断通过将产生高热，为此在反充中必定要控制其高热不能超过40℃，一定要用水槽浸泡整个蓄电池使其降温，温度不能超过40℃。作为本专利技术的进一步限定，所述反充电压≥13V。在最后一次反充电、放电完成后，用0.1～0.2C恒流对铅酸电池进行正充10小时以上，再静置铅酸电池，若电压仍≥13V，复活后的电池恢复到新电池性能。作为本专利技术的进一步限定，所述的铅酸电池为阀控密封式铅酸电池，包括容量为40Ah～1000Ah的阀控密封式蓄能铅酸电池，和容量为10～40Ah的小容量电动助力车、电摩托车、电动自行车阀控密封式蓄能铅酸电池。本专利技术实现的技术原理是：利用铅酸蓄电池中铅原子置换硫酸铅的结晶体和氧化铅铅离子置换易位使正极成为海绵状铅，使二氧化铅移位置换变为海棉状铅，使海绵状铅转变为二氧化铅，消除负极板的硫酸盐化，使正极板转变为海绵状铅以消除正极板的软化，恢复氧化——还原这一电化学过程。通过反充电使正极变为负极，负极变为正极，完全放电再恢复正充，用这个特殊工艺达到不拆解废铅酸蓄电池，使其整体复活再使用。并引入活性电解液，活性电解液中的有效成分能与废电解液中某些金属离子结合，形成新的化和物，属于化学反应中的连锁聚合反应。当铅酸蓄电池连接充电机充电时，电解液产生高热(40度左右，反充电需水冷却)活性分子继续和单位分子作用，生成长链分子。形成长链分子后，活性分子就失去活性而成为无活性的大分子在整个连锁聚合反应中，就形成新的化合物，这些新的化合物在酸性的介质中逐渐将硫酸盐化层(硫酸盐晶体)溶解返回到溶液中，清除疏通了活性物质孔隙，使电解液中离子畅通减小了内阻，克服蓄电池的比容量比功率。本专利技术具备以下良好效果：(1)本专利技术通过引入含有碱金属和碱士金属的硫酸盐类的活性电解液，电解液中的有效成分使氧化了的正极板铅膏恢复其功能，当废蓄电池在反充电完成后，又进行深度放电将电放至0伏，整只蓄电池变为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性电解液，该活性电解液包括配位添加剂和水，其特征在于，所述的配位添加剂为丙三醇CH2OH?CHOH?CH2OH、硫酸镁MgSO4、无水硫酸钠Na2SO4、三氧化二铋Bi2O3、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4中的任一种或是它们的混合物；所述的水为去离子水；每一种配位添加剂在水中的含量为0.3~4.50g/L。

【技术特征摘要】
1.一种利用活性电解液复活铅酸电池的方法，该活性电解液包括配位添加剂和水，其特征在于，所述的配位添加剂为丙三醇CH2OH-CHOH-CH2OH、硫酸镁MgSO4、无水硫酸钠Na2SO4、三氧化二铋Bi2O3、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4中的任一种；或所述的配位添加剂包括丙三醇CH2OH-CHOH-CH2OH、硫酸镁MgSO4、无水硫酸钠Na2SO4、磷酸H3PO4；或所述的配位添加剂包括丙三醇CH2OH-CHOH-CH2OH、无水硫酸钠Na2SO4、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4；或所述的配位添加剂为硫酸镁MgSO4、三氧化二铋Bi2O3、硫酸亚锡SnSO4、磷酸H3PO4；所述的水为去离子水；每一种配位添加剂在水中的含量为0.3～4.50g/L；其特征在于，该方法步骤包括：a、预检测：取铅酸电池用0.1～0.2C恒流充电9～12小时后静置1～3小时，再测量铅酸电池开路电压，若电压≥12V，进入步骤b；若10V＜电压＜12V，进入步骤C；若电压≤10V，铅酸电池不可再修复；b、电池活化：将步骤a中容量＜40Ah的铅酸电池，用6mm钻头在铅酸电池每个单格钻孔，共钻6个孔，每单格钻孔中加入10～40ml活性电解液后，进入步骤c；将步骤a中容量≥40Ah的铅酸电池，用6mm钻头在铅酸电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫绚宗，唐春正，
申请(专利权)人：唐春正，莫绚宗，
类型：发明
国别省市：