[发明专利]复原蓄电池的方法及相关装置

说明书

技术领域

本发明有关电气技术，尤指一种将化学能转换成电能，并回复蓄电池供电能力的方法和装置。

背景技术

现今的能源供给问题主要来自于已发达国家及开展中国家，由于非再生资源有使用上的限制(例如：石油、天然气...等)，国家的进步造成能源供给的问题愈来愈严重。

且因全世界的经济发展及特定的地形气候，限制了风力发电、太阳能、潮汐发电等再生能源的使用。此外，研究再生能源从研究调查、示范计划到实行需花费上亿元的资金。在二十世纪时，多数人倾向于建造热电能，此部分解决了液态碳氢化合物消耗的问题。建造热电能的可能性在二十世纪末及二十一世纪初期已逐渐没落。科学家相信全球暖化是因为二氧化碳破坏大气层，造成温室效应；而造成二氧化碳遽增的原因却是热电能所排放出的气体。多数国家采用京都议定书中的协议，因而影响了热电能的发展。

由于工业用电的成长、汽车产业的发展、制造业电机化，特别是提供人类使用所需的缺乏，自足能源的需求愈来愈高，在不同的经济产业及工业上，传统蓄电池不断的被使用。高效能可充电电池包含铅酸电池、镍镉电池、镍金属氧电池、镍锌电池、锂电池，其被广泛的使用在笔记本计算机、电子辞典、摄影机、手机...等小型的电子产品。

蓄电池解决了电能的需求，也提高人民生活福祉，但是当电池寿命用尽时，却造成环境问题。据了解，当蓄电池被销毁时，其组成成分会造成环境污染，这项因素促使人们不断地研究提高蓄电池使用次数的方法。

根据数据显示，有两种方法去增加蓄电池的使用次数。这些方法可概分为机械式方法和电气式方法。

蓄电池与化学电池等自足能源之电流是经过化学作用所产生的。充电后的化学电池会使电池内的化学合成物产生杂质，通过不断的充电使用以及直流电的影响，电极材料会不断的被消耗，致其质量逐渐下降。换句话说，这些化学元素是无法复原的。有许多不同种类的自足能源，其操作方式是基于化学作用的可逆性原理。蓄电池是一个众所皆知的化学能电源。制造蓄电池所使用的二氧化铅(PbO2)和蚀铅(Pb)在硫酸电极的化学稳定性相当高。在铅酸电池中，其有效材料利用因数(active material utilization factor)约在0.4，亦即，在蓄电池的运作当中只有40％的有效材料会与电极板产生化学作用；约有60％的化学物质并无起任何作用。换句话说，这60％的化学物质并没有产生任何的变化，只有40％参与主要的化学变化，这40％的化学物质是可被复原的。

在已知技术中，许多复原蓄电池的方法是采用机械式的解决方案。通过器材及配备去回复密封型蓄电池之零件及配备，其步骤包括在正负极之间将离子电导减量、打开电瓶外壳及回收电池的零件。在将离子电导减量时，是使用安全透气管道去移除电解质液，并将电池冷却至冷点，或是降至玻璃转移温度，使之凝固成聚合物(参照SU 1034559 A，26.04.1995；SU 877660 A，30.01.1981；RU 94025555 A1，20.05.1996；DE 4424825 A1，18.01.1986；RU2201018 C2，05.03.1997；USSR证书号112833；斯恩尼：使用，储存，及维修蓄电池，1991，c.94)。

再者，在已知回复铅酸蓄电池的方法中，电池被区分成正负极半单位，收集这些无效的正负极板并更换一新电极板，再将此蓄电池通过重新组合及充电(斯恩尼：使用，储存，及维修蓄电池，1991，c.94)。为了复原这些电池，必须使用一新电极板，其费用非常的昂贵。而且，此方法无法使用已沉淀的铅，并导致环境污染。

另一个复原蓄电池的机械式解决方案是回收铅酸蓄电池，当铅酸蓄电池寿命用尽时，将其分成正负极半单位，将损坏的正极板分解成粉末，并混合电解质液，形成团状物体，将其放置于网状置物上，压缩且风干。通过上述步骤，蓄电池将被重新组合，并且可重新充电(USSR证书号112833)。

在一个功能正常可使用的蓄电池中，硫酸会侵蚀极板，会导致一部分的正负极板剥落，使致沉淀。然而，电池内的所有元件并不会因电化学作用而完全崩解殆尽。由于极板会腐蚀，要使用纯正极板是很困难的。另外，要将电解质液混合后的团状物转换成化学活性物，此团状物必须经过形成程序才能产生化学活性。