專利名稱：復原蓄電池的方法及相關裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關電氣技術，尤指一種將化學能轉(zhuǎn)換成電能，并回復蓄電池供電能力的方法和裝置。
背景技術：
現(xiàn)今的能源供給問題主要來自于已發(fā)達國家及開展中國家，由于非再生資源有使用上的限制(例如石油、天然氣...等)，國家的進步造成能源供給的問題愈來愈嚴重。且因全世界的經(jīng)濟發(fā)展及特定的地形氣候，限制了風力發(fā)電、太陽能、潮汐發(fā)電等再生能源的使用。此外，研究再生能源從研究調(diào)查、示范計劃到實行需花費上億元的資金。 在二十世紀時，多數(shù)人傾向于建造熱電能，此部分解決了液態(tài)碳氫化合物消耗的問題。建造熱電能的可能性在二十世紀末及二十一世紀初期已逐漸沒落?？茖W家相信全球暖化是因為二氧化碳破壞大氣層，造成溫室效應；而造成二氧化碳遽增的原因卻是熱電能所排放出的氣體。多數(shù)國家采用京都議定書中的協(xié)議，因而影響了熱電能的發(fā)展。由于工業(yè)用電的成長、汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、制造業(yè)電機化，特別是提供人類使用所需的缺乏，自足能源的需求愈來愈高，在不同的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)及工業(yè)上，傳統(tǒng)蓄電池不斷的被使用。高效能可充電電池包含鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳金屬氧電池、鎳鋅電池、鋰電池，其被廣泛的使用在筆記本計算機、電子辭典、攝影機、手機.· ·等小型的電子產(chǎn)品。蓄電池解決了電能的需求，也提高人民生活福祉，但是當電池壽命用盡時，卻造成環(huán)境問題。據(jù)了解，當蓄電池被銷毀時，其組成成分會造成環(huán)境污染，這項因素促使人們不斷地研究提高蓄電池使用次數(shù)的方法。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，有兩種方法去增加蓄電池的使用次數(shù)。這些方法可概分為機械式方法和電氣式方法。蓄電池與化學電池等自足能源之電流是經(jīng)過化學作用所產(chǎn)生的。充電后的化學電池會使電池內(nèi)的化學合成物產(chǎn)生雜質(zhì)，通過不斷的充電使用以及直流電的影響，電極材料會不斷的被消耗，致其質(zhì)量逐漸下降。換句話說，這些化學元素是無法復原的。有許多不同種類的自足能源，其操作方式是基于化學作用的可逆性原理。蓄電池是一個眾所皆知的化學能電源。制造蓄電池所使用的二氧化鉛(Pb02)和蝕鉛(Pb)在硫酸電極的化學穩(wěn)定性相當高。在鉛酸電池中，其有效材料利用因數(shù)(active material utilization factor)約在 0. 4，亦即，在蓄電池的運作當中只有40%的有效材料會與電極板產(chǎn)生化學作用；約有60% 的化學物質(zhì)并無起任何作用。換句話說，這60%的化學物質(zhì)并沒有產(chǎn)生任何的變化，只有 40 %參與主要的化學變化，這40 %的化學物質(zhì)是可被復原的。在已知技術中，許多復原蓄電池的方法是采用機械式的解決方案。通過器材及配備去回復密封型蓄電池之零件及配備，其步驟包括在正負極之間將離子電導減量、打開電瓶外殼及回收電池的零件。在將離子電導減量時，是使用安全透氣管道去移除電解質(zhì)液， 并將電池冷卻至冷點，或是降至玻璃轉(zhuǎn)移溫度，使之凝固成聚合物(參照SU 1034559 A， 26. 04. 1995 ；SU 877660 A,30. 01. 1981 ；RU 94025555 Al,20. 05. 1996 ；DE 4424825 Al,18.01. 1986 ；RU2201018 C2，05. 03. 1997 ;USSR 證書號 112833 ;斯恩尼使用，儲存，及維修蓄電池，1991，c. 94)。再者，在已知回復鉛酸蓄電池的方法中，電池被區(qū)分成正負極半單位，收集這些無效的正負極板并更換一新電極板，再將此蓄電池通過重新組合及充電(斯恩尼使用，儲存，及維修蓄電池，1991，c. 94)。為了復原這些電池，必須使用一新電極板，其費用非常的昂貴。而且，此方法無法使用已沉淀的鉛，并導致環(huán)境污染。 另一個復原蓄電池的機械式解決方案是回收鉛酸蓄電池，當鉛酸蓄電池壽命用盡時，將其分成正負極半單位，將損壞的正極板分解成粉末，并混合電解質(zhì)液，形成團狀物體， 將其放置于網(wǎng)狀置物上，壓縮且風干。通過上述步驟，蓄電池將被重新組合，并且可重新充電(USSR 證書號 112833)。在一個功能正?？墒褂玫男铍姵刂?，硫酸會侵蝕極板，會導致一部分的正負極板剝落，使致沉淀。然而，電池內(nèi)的所有元件并不會因電化學作用而完全崩解殆盡。由于極板會腐蝕，要使用純正極板是很困難的。另外，要將電解質(zhì)液混合后的團狀物轉(zhuǎn)換成化學活性物，此團狀物必須經(jīng)過形成程序才能產(chǎn)生化學活性。以下敘述的復原鉛酸蓄電池方法可以消除上述的缺點。先將過度使用的電池分成正負極半單位，并將損壞的正極板分解成粉末，并混合電解質(zhì)液，形成團狀物體，將其放置于網(wǎng)狀物上，壓縮且風干。通過上述步驟，蓄電池將被重新組合，并且可重新充電。損毀后的正極板顆粒會介于O. 02 O. 04 μ m，接下來需混合粉末及電解質(zhì)液，其比例是I : O. 13。 此方法也包含從負極板上移除硫酸鹽化程度超過20%的蝕鉛，并將獲得的團狀物體放置在網(wǎng)狀物上，在20 30大氣壓、30 100度的攝氏溫度烘干24小時，將制得的正極板設置在正極半單位內(nèi)，并將制得的硫酸鹽化程度小于20 %的負極板設置在負極半單位內(nèi)。在充電之前，將正負極板半單位裝置在蓄電池中，加入蒸餾水放置在蓄電池箱內(nèi)，直流電必需介在 O. 03 O. 05A，此時二氧化鉛會在正極板上形成，蝕鉛將會在負極板上成活性狀態(tài)，方可充電(RU 2076403)。上述方法可消除USSR證書號112833之方法的缺點。然而，這些方法需要用到非常復雜的專業(yè)技術設備，而非一般汽車維修廠所能執(zhí)行。從技術程序和所需的輔助設備的角度來看，回復鉛酸電池的方法包含有拆卸電池的成分；回收多余的負電極質(zhì)量，但不從柵板上移除；使用帆布將電極輕壓，將其與柵板一起放置于蒸懼水中浸泡后致晾干，當其干燥后，負電極質(zhì)量將會減少；放置在450 500 度攝氏高溫中直到呈現(xiàn)黃色粉末；加入蒸餾水混合至粉末，并混合硫酸濃度(1.40g/cm3) 至團狀物體；將團狀物體涂抹至電極板，用膠棍滾壓兩次，在120°C的溫度下干燥20 25 秒或自然風干4 6分鐘，然后再將膠棍包著紗布滾壓一次，將所制造的電極板在45 50°C及95%以下的濕度焙固16 18小時；與上步驟相同的溫度下，濕度減少至75%焙固 20小時；在68 70°C烘干，空氣濕度在20%以下，放置12 14小時；將上述蓄電池零件組成(組合正負半單位的電極板、通過電化學物流轉(zhuǎn)移產(chǎn)品清理已用盡的電池，然后煮沸5分鐘)，將其充電。(以技術及工具回復損壞的鉛酸蓄電池技術科學博士論文，Ryazan，2000， 頁 74-77,89)。當分析機械式復原鉛酸蓄電池方法的技術方案時，可以確定的是每個步驟都是技術性的程序，這必須花費許多人力及復雜的高科技設備來達成，這些缺點促使業(yè)界去找其它的解決方案來更有效率的回復鉛酸蓄電池。如前所述，其中的一種方式稱之為電氣式方法。已知技術中有許多使用電氣方式復原蓄電池的方法(參照DD 38201 A ；SU909754 A,1982 ；SU 911677 A,1982 ；SU 1713015 Al,1992 ；Bolotskiy V.S. Chemicalcurrent sources,1981, c. 238-239 ;US 4494062 A,1985 ；US 4568869A,1986 ；RussianIndustry, No.9，1999，c.18-20 ；SU 1702873 A3,1991 ；RU9408854 Al,1996 ；SU 851569 A,1981 ；US 5631542 A,1997；US 5614805 A,1997；RU 2153741 C2，2000;RU 2025022 Cl,1994 ；DE 3811371 Al, 1990 ；RU 2226019 Cl, 2004 ；RU 2218696 Cl, 2003 ；SU 1534634 Al,1990 ；W091/07000,1991 ；US 5541966 A,1996 ；EP 0444617，1991 ;EP 1184928 Al,2002 ；W000/62397 Al,2000 ；JP 2001-118611 A,2001 ；JP 2006-032065 A,2006 ；JP 2000-323188A,2000)。比較電氣式方法與機械式方法后，可以發(fā)現(xiàn)電氣式方法使用的人力較少且處理程序較簡單，實現(xiàn)電氣式方法所需的器材與設備在一般的實驗室即可俱備。另一種已知的回復電池的電壓源之方法是使用已被設定的周期性電壓脈沖之波幅及長度，其波幅介于2 200Hz，長度則介于在10-3 2X 10-3，基于電壓源的內(nèi)部電阻，將回復電流設置在5 X 10-2 15安培。此方法所涉及的機器設備包含使用時間信號產(chǎn)生器所定時的直流電電壓源，依照時間信號產(chǎn)生器設定時間長度及確保電壓脈沖有固定波幅，并在短時間上升，其長度固定，將電壓脈沖連結(jié)至電壓源極點(RU 2153741 C，1994)。另一種已知的復原鎳鎘蓄電池的方法包含有在放電之前，首先先測量電池的電壓，并記錄電池內(nèi)的電流量，與預設好的數(shù)值做比較。在電池沒有短路元件的情況下，至少需要執(zhí)行一個再生循環(huán)包含執(zhí)行放電及充電的動作。放電及充電時都使用交流電來執(zhí)行，該交流電具有固定的振幅、頻率為20KHz 80Hz、且相對于OV呈不對稱的鋸齒結(jié)構。在充電模式時，充電電流的平均數(shù)比率與放電電流的平均數(shù)比為(20-4) I;在放電電流模式時，其比為I : (4-20)，其脈波振幅超過充電電流的平均數(shù)四到五倍。在電池中有短路元件的情況下，執(zhí)行再生循環(huán)之前，要先初步使用正常電流充電。接著，將蓄電池連接至電容值為10，OOOuF且電壓充至25 60V的電容器數(shù)次，以比標稱數(shù)值低4 10倍的水平電流將電池充電至標稱數(shù)值。以0 0. 5V的電壓將電池充電。依照技術規(guī)格將電池充電至最高值。不斷的重復放電再生循環(huán)。以上所述是必須執(zhí)行的程序，所需裝備如下一臺電源裝置，并將充電及放電裝置接到電池上，充電及放電裝置是連接在蓄電池上的驅(qū)動發(fā)電機。還需一控制及指示器，使用控制電路將驅(qū)動發(fā)電機連接至控制及指示器。將驅(qū)動發(fā)電機的輸出端連接至電流產(chǎn)生器的輸入端，并將電流產(chǎn)生器的輸出端連接至蓄電池與控制及指示。其中附加的電容器還會設置有開關，以確?？蓪㈦妷簭?5V轉(zhuǎn)換至60V，并連接至蓄電池(RU 2185009 C，2000)。使用電氣式技術來回復蓄電池比使用機械式方法減少許多缺點，特別是較簡化的回復程序。但使用電氣技術回收蓄電池的電能并無法與新電池的電能相比較，因此重復充電使用的次數(shù)相當有限。已知的方法是通過雙極性的脈沖電流對蓄電池充電,此方法受到單極電流脈沖間斷順序的影響(順序的形成是通過限制容量的直流電方式)，此時放電電流脈沖振幅會嵌入其間斷空格。在電池被回收時，使用操縱電波會減少熱量的散發(fā)，是較好的可行方案。在執(zhí)行單極電流電波時，間斷與電波之間會不斷的交替，此時，靜電極化成長的速度逐漸趨緩，由于放電電波振幅會導致去極化，因此靜電極化相對的減少(SU 1534634 Al)。技術操作顯示，以上述的方法去回收的電池，電池組件開始起反應，逐漸形成結(jié)晶體。在程序初期， 由于電池的正極及電解質(zhì)液的接觸減少，電池將會逐漸失去電能并會增加內(nèi)阻；在程序末期，成長中的結(jié)晶體將會破壞區(qū)分正負極電板。在回復的程序中，蓄電池會顯示高能量，但因為其自放電電流過高，故不適合進一步去利用。上述之充電電池與復原電池的缺點可用另一種方法克服，其步驟是在電池內(nèi)輸入充電電流將其充電，并用機械震動以脈沖串聯(lián)的方式使用充電脈沖，其頻率介于3 30KHz(RU 2226019 C,2002)。事實上，藉由放電脈沖的作用，在蓄電池表面的大型晶體結(jié)構的體積會縮小，減少了蓄電 池充電時的內(nèi)阻。同時，這也會導致正極的活性物因不可逆的衰變而腐蝕的速度加快，使得活性物的單一性和機械強度失去作用。依據(jù)技術本質(zhì)和所達成的結(jié)果而言，與本發(fā)明的概念最接近的蓄電池復原方法是先使用直流電對蓄電池預先充電，再使用連續(xù)性的矩形電流脈沖將電池充電。在充電的程序中，測量電池的電壓、電解質(zhì)溫度及密度，將這些的參數(shù)值記錄在測量裝置的存儲器內(nèi)。 在開始進行復原電池的程序之前，將復原電池的技術程序的參數(shù)記錄在測量裝置上。復原蓄電池時，將這些參數(shù)與先前記錄的參數(shù)做比較。若有所不同，則修正所記錄的參數(shù)值。當蓄電池的參數(shù)與測量裝置內(nèi)的參數(shù)互相吻合時，則停止使用直流電對蓄電池充電的步驟。 之后，利用矩形電流脈沖對蓄電池進行充電，該矩形電流脈沖的長度在150 600ms之間， 其兩個脈沖間的間隔為2 6秒。當電解質(zhì)溫度低于預設數(shù)值時，維持電流脈沖的振幅。若電解質(zhì)溫度高于預設的數(shù)值，則將電流脈沖的振幅降低到電解質(zhì)溫度可降低至預設數(shù)值范圍的大小。當測量所得之數(shù)值達到預設且與結(jié)束電池充電程序相對應之目標值時，終止充電程序。之后，藉由放電的方式測量電池內(nèi)的電容量，當電壓到達電池規(guī)格之最大允許極限時，則停止放電程序。當蓄電池的電容量低于標稱數(shù)值的80%時，則重復進行前述的蓄電池復原程序(RU 2309509 C，2006)。上述的技術解決辦法克服了許多已知技術的缺點，然而，這種復原電池的方法需要很長的時間，電池容量也不能復原至其標稱數(shù)值且會在復原電池之程序當中會消耗相當多的電力。與本發(fā)明的概念最接近的蓄電池復原裝置包含充電電流源組、電流感測器、電壓感測器、溫度感測器、電解質(zhì)密度計、存儲器裝置、處理器、接口裝置、指示單元及譯碼器，其中存儲器裝置與信號機的輸入端連接至處理器。電流感測器、電壓感測器、溫度感測計、電解質(zhì)密度計則通過接口裝置連接至處理器。處理器的輸出端與譯碼器的輸入端互相連結(jié)， 譯碼器的第一輸出端用來控制充電單元，并將其互相連接，譯碼器的第二輸出端則是與充電位元的輸入端連接。(RU 2309509 C，2006)。前述的裝置可消除其它已知技術的缺點，且最多可提升蓄電池的容量至標稱水準的80%。但是使用這種裝置來復原蓄電池需花費很多時間，約96 144小時，而回復后的電池容量約在70 87%的范圍。再者，此方法將會消耗非常大的電力
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了的復原蓄電池的方法及設備，可消除上述已知技術的缺點，有效破壞蓄電池內(nèi)的結(jié)晶形成，并加速蓄電池內(nèi)化學結(jié)構的復原過程。藉由本發(fā)明提出的架構，可完全清潔在蓄電池極板上的硫酸鉛，將電池容量復原到標稱水準的97 99%所需的時間減少至30-45小時，以及在復原程序中減少3 5倍的電力消耗。
為達成前述的技術功效，本發(fā)明提出了一種復原蓄電池的方法，其包含有使用直流電將蓄電池預先充電；在充電的程序中，測量通過該蓄電池的電壓及電解質(zhì)溫度和密度；記錄測量所得之參數(shù)值；在復原該蓄電池之前，記錄預定的蓄電池復原程序參數(shù)值至存儲器裝置上；在復原該蓄電池的過程中，比較所記錄的預定參數(shù)值與實際測量所得之參數(shù)值，若實際測量所得之參數(shù)值脫離預定的參數(shù)值，則修正實際測量所得之參數(shù)值；當實際測量所得之蓄電池參數(shù)值達到記錄于該存儲器裝置內(nèi)之預定參數(shù)值，則停止使用直流電對該蓄電池進行充電的步驟；之后，若電解質(zhì)的溫度低于一預定的溫度值，則利用連續(xù)性矩形電流脈沖對該蓄電池充電，并維持該等脈沖的振幅，而若電解質(zhì)的溫度高于該預定溫度值，則將矩形脈沖電流的振幅減少至可使電解質(zhì)溫度降低至該預定溫度值的大小，其中該連續(xù)性矩形電流脈沖的大小在400A 480A之間，且負載因子介于100 400 ;在用來充電的矩形電流脈沖間的空檔中，對該蓄電池進行放電；當實際測量所得之參數(shù)值達到與終止電池充電程序相對應之預定參數(shù)值時，停止利用矩形脈沖進行充電并于充電空檔中進行放電的循環(huán)；之后，使用該蓄電池的控制放電來測量電池容量；以及當該蓄電池的電池電壓達到該電池之最大極限時，停止該控制放電程序。本發(fā)明提出了一種復原蓄電池的裝置，其包含有一充電單元，其輸出端連接至該蓄電池；一電流感應器；一電壓感測器；一溫度感測器；一電解質(zhì)密度計；一存儲器裝置；一處理器；一接口裝置；一指示單元；一譯碼器；以及一放電單元；其中，該存儲器裝置及該指示單元皆連接至該處理器；其中該電流感應器、該電壓感測器、該溫度感測器及該電解質(zhì)密度計通過該接口裝置連接至該處理器；其中該處理器的輸出端連接至與該譯碼器的輸入端；其中該譯碼器的第一輸出端連接至控制該充電單元之連結(jié)的一輸入端，該譯碼器的第二輸出端連接至控制該充電單元參數(shù)之一輸入端；其中該放電單元的輸入端通過該譯碼器連接至該處理器，且該放電單元的輸出端連接至該蓄電池。本發(fā)明的其它特色與優(yōu)點將會在之后進一步說明。


圖I為實施本發(fā)明復原蓄電池之方法所需裝置的示意圖。圖2為對蓄電池進行充放電的直流電與脈沖電流的時序圖。
具體實施例方式用來實施本發(fā)明的蓄電池復原方法的裝置包含有一充電單元2，其輸出端連接至要復原的蓄電池I ;一處理器3 ;—接口裝置4 ;一電流感應器5 ;—電壓感測器6 ;—溫度感測器7;以及一電解質(zhì)密度計8。電流感應器5、電壓感測器6、溫度感測器7以及電解質(zhì)密度計8通過接口裝置4連接至處理器3，處理器3的輸出端則連接至譯碼器9的輸入端。譯碼器9的第一輸出端用來控制充電單元2，譯碼器9的第二輸出端用來控制充電位元2的參數(shù)，譯碼器9的第三輸出端則連接至放電單元10的控制輸入端，放電單元10的輸出端連接至蓄電池的輸入端。本案提出的裝置還包含一存儲器裝置11和一指示單元12，兩者皆連接至處理器3。以下將進一步說明以前述裝置來實施本發(fā)明之蓄電池復原方法的運作。在開始復原蓄電池之前，將復原蓄電池之技術程序中的所有必要參數(shù)值，輸入至控制器的存儲器裝置內(nèi)。該控制器可利用一通用處理器來實現(xiàn)，而前述的處理器則會在復原電池的整個技術循環(huán)過程中控制該等參數(shù)值。監(jiān)測復原蓄電池進行中的技術程序參數(shù)，如蓄電池元件的充放電電流及電壓、電解質(zhì)溫度及密度等，是使用各參數(shù)相關感測器來進行，而進行中的技術程序參數(shù)的信息則會被輸入至處理器內(nèi)。依照程序的設定，處理器會處理收到的信息，并將監(jiān)測到的進行中的技術程序參數(shù)值與預設的參數(shù)值做比較，并依據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生控制充電單元的信號。依照該控制信號，要復原的蓄電池會先使用直流電進行預充電。依蓄電池的放電等級而定，其預充電時間大約在數(shù)小時左右。當參數(shù)的值達到預先輸入處理器存儲器中的預設值時，則停止使用直流電充電，其中該預設值通常為該蓄電池充電量的三分之一。 例如，在酸蓄電池的實施例中，當電解質(zhì)密度達到I. 18 I. 19g/cm3，且流經(jīng)蓄電池元件的電壓達到I. 85V時，則停止對酸蓄電池的預充電動作。之后，利用圖2中所繪示的連續(xù)性矩形電流脈沖對蓄電池進行充電與放電。該電流脈沖的長度與頻率視蓄電池電極種類及狀態(tài)而定。在充電的過程中，該電流脈沖的振幅經(jīng)過預設時間長度后會做離散式的調(diào)整，該預設時間長度是依據(jù)蓄電池內(nèi)的元件跨壓量測結(jié)果決定。因此，對于堿性電池來說，該預設電壓應介于I. IV I. 6V的范圍；對于酸性電池來說，其范圍應為2. OV 2. 6V。復原充電蓄電池的程序，是以充電及放電電流脈沖的預設最適振幅來進行。如果電解質(zhì)溫度超過預先儲存在處理器存儲器的數(shù)值，充電電流需減少直到電解質(zhì)溫度回到預定范圍內(nèi)。當被監(jiān)測的參數(shù)，例如通過蓄電池的穩(wěn)定電壓值或是穩(wěn)定的電解質(zhì)密度，達到預先輸入至處理器存儲器中，且與終止復原蓄電池充電程序相對應的數(shù)值時，便停止電池的復原程序。完成上述充電程序后，再經(jīng)由放電程序來測量蓄電池容量。當蓄電池的電壓達到電池電壓規(guī)格之下限時，便停止放電程序。在進行此程序時，蓄電池的控制放電電流之數(shù)值應符合蓄電池之規(guī)格數(shù)據(jù)所提及相似參數(shù)值。如果蓄電池的容量低于標稱值的90%，則建議重復執(zhí)行此復原程序。根據(jù)研究及實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果，申請人相信在蓄電池的分子層級中會進行復雜的物理化學程序。使用400A 480A的脈沖電流對原子充放電千分之一秒左右的時間，隨著撞擊原子核外在的一電子至金屬傳導頻帶，并從傳導頻帶返回原子核的外殼，在立方體面心晶格上會發(fā)生共振效應，藉此完成從其中一種晶格型態(tài)轉(zhuǎn)成另一種型態(tài)的電子轉(zhuǎn)換。所發(fā)生的共振效應可將有硫酸鉛的極板100 %的清除干凈，并瓦解堿性蓄電池中的電極結(jié)晶。通過模擬和實驗驗證，得到本案所請求的電流范圍值與負載比率。以下說明實施本發(fā)明之復原蓄電池方法的裝置的運作方式。要回復電池時，將蓄電池I連接至充電單元2及放電單元10兩者的輸出端；將監(jiān)測復原蓄電池程序的主要參數(shù)的感應器，亦即，電流感應器5、電壓感測器6、電解質(zhì)溫度器7及電解質(zhì)密度計8，通過接口裝置4連接至處理器3的輸入端。處理器3會偵測蓄電池的情況及監(jiān)測蓄電池的復原參數(shù)，并將參數(shù)值顯示在指示單元12上。 在開始復原蓄電池之前，通過預先診斷蓄電池的狀況，并監(jiān)測復原參數(shù)值，將其輸入在存儲器裝置11。在復原蓄電池程序的一開始，譯碼器9的第一輸出端會形成一信號， 并輸出至充電單元2以控制充電單元2的連接。根據(jù)這個信號，會開始對蓄電池作預充電的動作，并持續(xù)一段預設時間，在這段預設時間內(nèi)，處理器3會比較進行中的程序參數(shù)與先前輸入在存儲器裝置11的數(shù)值。當監(jiān)測中的參數(shù)值達到與存儲器裝置11內(nèi)的參數(shù)值相同時，處理器3會產(chǎn)生并將控制信號通過譯碼器9輸出至充電單元2和放電單元10，控制充電單元2的連接和控制放電單元10的連接，以進行二者的切換。接著，開始對蓄電池進行充電，在充電的過程中，以連續(xù)的矩形電流脈沖通過蓄電池，該電流脈沖的長度是依據(jù)要復原的蓄電池的類型和條件來決定，且介于150 600ms之間。在充電脈沖之間的空檔中，對蓄電池進行放電的動作，并維持矩形脈沖的振幅不變。同時，當以連續(xù)性的矩形電流脈沖通過蓄電池時，處理器3會監(jiān)測蓄電池充電程序的當前參數(shù)值，并將數(shù)值與先前存入在存儲器裝置中的數(shù)值互相比較。當復原蓄電池技術程序的被控參數(shù)脫離預定的數(shù)值時，處理器 3會產(chǎn)生一適當?shù)男盘枺⑼ㄟ^譯碼器9傳送至充電單元2，以控制充電單元2的參數(shù)，并對其輸出的參數(shù)進行校正，直到受控的技術程序參數(shù)達到先前存入存儲器裝置11中的數(shù)值為止。當監(jiān)測中的參數(shù)值達到與完成蓄電池充電程序相對應之目標值(這些參數(shù)值也已被預先存入裝置存儲器11內(nèi))時，處理器3會發(fā)出信號來放開充電單元2及放電單元10。最后，藉由測量蓄電池容量作為蓄電池復原程序的結(jié)尾。為了達到此目的，可將蓄電池連接到一負載，以放電一預定量的電流。當電池的跨壓到達電池規(guī)格之最大允許極限時，便停止電池的放電程序。若經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)電池容量低于其標稱水準的90%，則重復進行上述的復原循環(huán)。 因此，依照本案所請之發(fā)明，可確保本案提出的技術方案能在商用標準配備上，對許多種的自足電源進行復原的技術程序。相較于已知技術，本案提出的方法減少兩至三倍復原自足電源所需的時間，并可將蓄電池復原后的電量實質(zhì)增加至其標稱數(shù)值，且減少 3 5倍的電力消耗。與其它較相近的技術比較下，實施本發(fā)明之方法的裝置去除了額外設備(放電裝置約重50kg)的必要性，也不需要將蓄電池在充電裝置與放電裝置之間進行切換。以上所述僅為本發(fā)明之較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明之涵蓋范圍。
權利要求
1.一種復原蓄電池的方法，其包含有使用直流電將蓄電池預先充電；在充電的程序中，測量通過該蓄電池的電壓及電解質(zhì)溫度和密度；記錄測量所得之參數(shù)值；在復原該蓄電池之前，記錄預定的蓄電池復原程序參數(shù)值至存儲器裝置上；在復原該蓄電池的過程中，比較所記錄的預定參數(shù)值與實際測量所得之參數(shù)值，若實際測量所得之參數(shù)值脫離預定的參數(shù)值，則修正實際測量所得之參數(shù)值；當實際測量所得之蓄電池參數(shù)值達到記錄于該存儲器裝置內(nèi)之預定參數(shù)值，則停止使用直流電對該蓄電池進行充電的步驟；之后，若電解質(zhì)的溫度低于一預定的溫度值，則利用連續(xù)性矩形電流脈沖對該蓄電池充電，并維持該等脈沖的振幅，而若電解質(zhì)的溫度高于該預定溫度值，則將矩形脈沖電流的振幅減少至可使電解質(zhì)溫度降低至該預定溫度值的大小，其中該連續(xù)性矩形電流脈沖的大小在400A 480A之間，且負載因子介于100 400 ；在用來充電的矩形電流脈沖間的空檔中，對該蓄電池進行放電；當實際測量所得之參數(shù)值達到與終止電池充電程序相對應之預定參數(shù)值時，停止利用矩形脈沖進行充電并于充電空檔中進行放電的循環(huán)；之后，使用該蓄電池的控制放電來測量電池容量；以及當該蓄電池的電池電壓達到該電池之最大極限時，停止該控制放電程序。
2.如權利要求I所述之方法，另包含有在復原程序后，若該蓄電池的電池容量低于標稱數(shù)值的90%，則重復進行該蓄電池的復原步驟。
3.一種用來實施權利要求I所述之方法的裝置，其包含一充電單元，其輸出端連接至該蓄電池；一電流感應器；一電壓感測器；一溫度感測器；一電解質(zhì)密度計；一存儲器裝置；一處理器；一接口裝置；一指示單元；一譯碼器；以及一放電單元；其中，該存儲器裝置及該指示單元皆連接至該處理器；其中，該電流感應器、該電壓感測器、該溫度感測器及該電解質(zhì)密度計通過該接口裝置連接至該處理器；其中，該處理器的輸出端連接至與該譯碼器的輸入端；其中，該譯碼器的第一輸出端連接至控制該充電單元之連結(jié)的一輸入端，該譯碼器的第二輸出端連接至控制該充電單元參數(shù)之一輸入端；其中，該放電單元的輸入端通過該譯碼器連接至該處理器，且該放電單元的輸出端連接至該蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明提出的復原蓄電池的方法，包含使用直流電預先將蓄電池充電；在充電的程序中，測量電池電壓、電解質(zhì)溫度及濕度，并記錄下所測量的參數(shù)值；在復原程序中，比較預定的參數(shù)值與實際測量所得的參數(shù)值，若實際測量出來的參數(shù)值脫離預定的參數(shù)值，則修正實際測量所得的參數(shù)值。當測量所得的參數(shù)值達到預定的參數(shù)值，則停止使用直流電充電。之后，若電解質(zhì)的溫度低于一預定溫度，則利用連續(xù)性矩形電流脈沖對蓄電池充電，并維持該等脈沖的振幅，若電解質(zhì)溫度高于預定溫度，則減少矩形脈沖電流的振幅至可使電解質(zhì)溫度降低至預定溫度值的大小。
文檔編號H01M10/42GK102623763SQ20121001522
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權日2011年1月25日
發(fā)明者杰納帝·帕拉多諾夫 申請人:杰納帝·帕拉多諾夫