[发明专利]一种铅酸蓄电池脱硫的电化学方法及系统

说明书

本发明公开了一种铅酸蓄电池脱硫的电化学方法，所述方法包括至少一个充放电循环，在进行首次所述充放电循环之前，在铅酸蓄电池中加入含Na₂SO₄的添加剂溶液，并让铅酸蓄电池静置一段时间；其中，充电过程包括：恒流阶段、恒压阶段、静置阶段及脉冲电流阶段。本发明同时公开了一种铅酸蓄电池电化学脱硫的系统。本发明能将因硫化造成容量下降的铅酸蓄电池进行修复，使铅酸蓄电池容量恢复至其额定容量的90％以上。

技术领域

本发明涉及一种蓄电池修复技术，尤其涉及一种铅酸蓄电池脱硫的电化学方法及系统。

背景技术

随着近年来铅酸蓄电池的发展，大型阀控密封式铅酸蓄电池以其封闭构造、维护压力小、不污染周围环境、价格便宜、充放电性能良好及使用安全等显著优势，成为大容量固定电池的首选，在各领域应用广泛，比如电动牵引、能量存储等领域。但在管理和维护方面仍然存在许多问题，硫化现象就是其中比较突出的一个。铅酸蓄电池具有正极板(二氧化铅)和负极板(铅)。蓄电池的充电过程是极板上的活性物质与电解液稀硫酸发生化学反应来实现的，将其化学能转为电能。而铅酸蓄电池在放电时会形成硫酸铅结晶，充电时能比较容易地还原，如果维护得当，硫酸铅不会附着到极板上，或者即便有少量附着，在充电过程中，会参与到电化学反应中，而被消除。但在长期使用过程中，或因在使用过程中维护管理不善，比如充电不充分、部分放电后长期放置等，导致硫酸铅不能通过充电过程而被正常消除，因而在电极板上就会逐渐积聚形成一种稳定的无定型晶体附着于电池极板表面。这种硫酸铅晶体用常规方法充电很难消除，这个过程就是硫酸盐化，通常简称为“硫化”。随着进一步的放置，这些无定型晶体会进一步转变为晶体聚集体，沉积在负极板上。这样的晶体聚集体粗大坚硬，更加难以消除。

硫化不仅导致电极板表面结晶电阻大、导电性能变差，还会导致电池的活性材料减少，从而造成电池容量的逐渐减少,严重影响铅酸蓄电池的充放电性能和使用寿命。

实际上，大约80％报废的铅酸蓄电池都存在上述硫化的问题。因此，如果能够修复遭受硫化的铅酸蓄电池，将极大地节约能源并减小报废电池对环境的污染，有积极的经济和社会效益。

目前，国内外铅酸蓄电池使用期间产生硫化早期容量降低后进行修复的方法主要有：大电流充电法、水疗法、脉冲修复等，但这些方法对已经硫化的铅酸蓄电池修复效果并不明显。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种修复因硫化造成的容量下降的铅酸蓄电池的方法及系统。

为了达到上述目的，本发明的一个方面是提供一种铅酸蓄电池脱硫的电化学方法，所述方法包括至少一个充放电循环，在进行首次所述充放电循环之前，在铅酸蓄电池中加入含Na₂SO₄的添加剂溶液，并让铅酸蓄电池静置一段时间；其中，充电过程包括：恒流阶段、恒压阶段、静置阶段及脉冲电流阶段。

优选地，其中，所述添加剂溶液含Na₂SO₄的浓度为1wt％～5wt％，基于蓄电池的额定容量，其添加量为1.1～1.5mL/Ah，优选地，所述静置一段时间的时长为8～15小时，更优选为10-13小时。

优选地，在所述恒流阶段，根据电池额定容量持续施加4～7小时0.1～0.2A/Ah的恒定电流。

优选地，在所述恒压阶段持续施加4～6小时2.4～2.7V的恒定电压。

优选地，当所述恒流阶段或所述恒压阶段电池电解液的温度上升到预定第一温度值时，所述预定第一温度值为50～55℃，优选55℃，则暂停施加对应的所述恒定电流或所述恒定电压，和当电池电解液温度低于预定第二温度值时，所述预定第二温度值为35℃～40℃，优选40℃，恢复施加对应的所述恒定电流或所述恒定电压。