一種蓄電池修復的系統(tǒng)及其修復方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蓄電池修復的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫、充放電控制設備、放電設備以及充電設備；其中，所述的充電設備與放電設備外部連接到待修復的蓄電池，內(nèi)部分別連接到充放電控制設備，所述的充放電控制設備通過數(shù)據(jù)線與所述的數(shù)據(jù)庫連接。本發(fā)明的蓄電池修復方法能夠針對不同蓄電池的實際狀態(tài)，自動選擇一種根據(jù)放電特征數(shù)據(jù)確定充電量及程序的修復方式，有效地提高蓄電池的修復效果。
【專利說明】一種蓄電池修復的系統(tǒng)及其修復方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄電池領域，特別涉及一種蓄電池修復的系統(tǒng)及其修復方法。
【背景技術】
[0002]蓄電池泛稱可反復充放電使用的電池，又稱二次電池。當前市場上蓄電池用量最 大的是鉛蓄電池，它的制造材料來源廣泛、價格低廉，且具有安全可靠、容量大、放電強度大 等電氣性能優(yōu)勢。在目前實際使用的各種類型的蓄電池中，唯有鉛蓄電池回收效率能夠達 到99%，材料資源幾乎可完全重復性循環(huán)利用，符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢。目前，鉛蓄電池在 電動牽引車、車船起動、通信機站、儲能等大功率/大容量領域占據(jù)絕對的統(tǒng)治地位。
[0003]但鉛蓄電池又具有使用壽命較短、容易提前報廢的缺陷，這一缺陷會給社會造成 巨大的資源浪費。據(jù)統(tǒng)計，目前我國僅電動自行車行業(yè)每年就需要使用6億只左右的鉛蓄 電池，由于提前廢棄現(xiàn)象嚴重，僅電動自行車行業(yè)一年廢棄的電池量就超過6億只。加上其 他行業(yè)，每年所廢棄的鉛蓄電池的數(shù)量將更為龐大。
[0004]對鉛蓄電池進行修復是避免鉛蓄電池提前報廢，延長電池使用壽命，減少資源浪 費的一種可行的技術手段?，F(xiàn)有技術中，有多種對鉛蓄電池進行修復的方法，包括:富液補 充充電方法、正/負脈沖充電方法、多階段式智能充電方法、高溫擱置法等。不同類型的修 復方法需要對不同容量衰減狀態(tài)的電池作不同的技術處理，由于鉛蓄電池修復方法的多樣 性、修復材料的多樣性以及待修復的電池的狀態(tài)的多樣性，實施鉛蓄電池修復的技術人員 需要具有較豐富的技術經(jīng)驗，需要對近年新出現(xiàn)的多種功能材料和技術原理方法有深刻的 了解，需要對鉛蓄電池修復過程有嚴格的控制。正是因為蓄電池修復對技術有相對嚴格的 要求，總體而言，當前鉛蓄電池整體修復效果并不理想，修復效率很低。出于上述原因，現(xiàn)有 技術中尚缺乏能夠自動、高效地完成鉛蓄電池修復的設備。
[0005]除了鉛蓄電池，其它類型的二次電池，如鋰電池、鎳氫電池等，由于使用過程中的 欠維護充電或充電恒壓值過高、環(huán)境溫度過高引致的過充電，都會使電池提前廢棄，通過特 殊的充放電方式可使容量得到一定程度恢復而繼續(xù)使用，其修復處理同樣可在一定程度減 少對材料資源以及產(chǎn)品制造能源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中尚缺乏能夠自動、高效地完成蓄電池修復的設 備的缺陷，從而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池修復的系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蓄電池修復的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫1、充放電 控制設備7、放電設備2以及充電設備3 ;其中，所述的充電設備3與放電設備2分別連接到 外部待修復的蓄電池6的正負極兩端，所述的充電設備3與放電設備2還分別連接到所述 的充放電控制設備7上，所述的充放電控制設備7通過數(shù)據(jù)線連接到所述的數(shù)據(jù)庫I ;
[0008]所述的放電設備2根據(jù)所述充放電控制設備7所發(fā)出的指令對所述蓄電池6進行 放電操作，并向所述充放電設備7返回相應的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)包括:所述蓄電池6以標規(guī)額定電流放電起始1%T二時間內(nèi)采樣得到的最小電壓值Vtll和放電至標規(guī)終止電壓 V0時反饋的時間值Ttl,以及放電暫停特定時間T1時反饋的實時電壓值V1 ;其中，所述T1的取值為0.5~5% T_額定；
[0009]所述的充電設備3根據(jù)所述充放電控制設備7所發(fā)出的指令對所述蓄電池6進行充電操作，所述充電操作包括向所述蓄電池6充入指定的電量；
[0010]所述的充放電控制設備7根據(jù)反饋的Vc^Ttl以及V1量值讀取所述數(shù)據(jù)庫I中所儲存的修復充電量C與所述VtlP T0, V1之間的對應關系，根據(jù)這一對應關系選擇修復方式，將所選擇的修復方式所對應的命令從所述數(shù)據(jù)庫I讀取并通過所述充放電控制設備7發(fā)送到所述充電設備3;所述修復充電量C與所述Vtll'Tc^V1之間的對應關系為C= ( m + n (T^ 額定—T0) /T標稱額定)C標稱;其中，m=l.1~1.3 ；n=l.0~3.2，其取值范圍由Vtll和V1的量值共同決定；
[0011]所述的Cg為國家技術標準規(guī)定的公知值。
[0012]本發(fā)明還提供了一種基于所述蓄電池修復的系統(tǒng)上實現(xiàn)的蓄電池修復方法，包括:
[0013]步驟I)、以恒壓限流方式為待修復的蓄電池充滿電，然后靜置一段時間，所述靜置時間大于10分鐘；
[0014]步驟2)、設定以Ie強度、終止電壓Vtl進行檢測放電，得到放電前電動勢E、放電起始1%!^^^時間內(nèi)采樣得到的最小電壓值Vtll、放電至終止電壓Vtl的時間Ttl以及放電至Vtl 后空載運行T1時的實時電壓值V1 ；
[0015]步驟3)、根據(jù)步驟2)所得到的數(shù)據(jù)確定對待修復的蓄電池進行修復充電時所需要的修復充電量C ;
[0016]步驟4)、根據(jù)步驟2)得到的數(shù)據(jù)和步驟3)得到的修復充電量C的數(shù)據(jù)進行分階段充電，實現(xiàn)對蓄電池的修復。
[0017]上述技術方案中，在所述的步驟2)之后、步驟4)之前，還包括:
[0018]步驟a)、根據(jù)步驟2)得到的數(shù)據(jù)確定待修復的蓄電池的失效模式，根據(jù)不同的失效模式為所述的待修復的蓄電池添加修復材料，并為蓄電池補足電解液。
[0019]上述技術方案中，在所述的步驟a)中，所述的根據(jù)不同的失效模式為所述的待修復的鉛蓄電池添加修復材料包括:
[0020]步驟a-1 )、當待修復的蓄電池符合E < 2.15V/單格、Vtll ( 2.05V/單格、V1 < 2.0OV/單格三項特征中的兩項或三項時，執(zhí)行步驟a-2);當待修復的蓄電池符合E >
2.23V/單格、V01 > 2.1OV/單格、V1 > 2.05V/單格三項特征中的兩項或三項時，執(zhí)行步驟 a-3);非上述兩種典型狀態(tài)表現(xiàn)，執(zhí)行步驟a-4)；
[0021]步驟a-2)、為待修復的蓄電池外加抗極板硫酸鉛結晶鹽化的修復材料，然后結束本步驟的操作；
[0022]步驟a-3)、為待修復的蓄電池外加抑制極板活性物質(zhì)軟化的修復材料，然后結束本步驟的操作；
[0023]步驟a-4)、為待修復的蓄電池先外加抗硫化材料，通過充電治理極板硫酸鉛結晶鹽化，然后再外加固晶材料通過充電治理極板活性物質(zhì)軟化。
[0024]上述技術方案中，所述的步驟2)包括:[0025]步驟2-1)、將Vtll與放電終止電壓值Vtl進行比較，若Vtll > Vtl，以Ie放電至Vtl，記錄放電時間Ttl ;若E < Vtl或Vtll = V0,則記錄放電時間值Ttl=O ；
[0026]步驟2-2)、將待修復的蓄電池以Ie電流強度放電至Vtl時，空載T1時間，記錄此時反彈的實時電壓值V1 ；
[0027]步驟2-3)、對待修復的蓄電池深放電至V2，然后放電電流的強度分階段遞減繼續(xù)深放電至V2，V2 ( 80%V0/單格；其中，所述的放電電流的強度分階段遞減包括:Ie電流強度的1/2等分遞減，或以任意形式遞減，遞減階數(shù)設置I階以上。
[0028]上述技術方案中，所述步驟3)的修復充電量C，與所述Ttl之間的對應關系為C=〔 m + n (T標稱額定一T0) /T標稱額定)C標稱；其中m=l.1~1.3，n=l.0~3.2，n的取值范圍根據(jù)蓄電池種類結合V1的量值區(qū)間而定，對鉛蓄電池包括:
[0029]1、待修復的蓄電池Vtll≤2.05V/單格時，n取值2.5~3.2:其中，V1 < 2.0V/單格時n取值2.8~3.2，V1≤2.0V/單格時n取值2.5~2.8 ;
[0030]i1、待修復的蓄電池V01 > 2.1OV/單格時，n取值1.0~1.8:其中，V1≤2.05V/ 單格時n取值1.0~1.3，V1 < 2.05V/單格時n取值1.3~1.8 ;
[0031]ii1、非上述兩種狀態(tài)表現(xiàn)時，n取值1.8~2.5。
[0032]上述技術方案中，所述的步驟4)對鉛蓄電池包括:
[0033]步驟4-1)、根據(jù)待修復電池的放電數(shù)據(jù)Vc^V1值選結合放電前的電動勢E取初始充電的電流強度，對于E SVciJtll = 乂^或乂丨> 2.1OV/單格的待修復蓄電池，優(yōu)選≤0.06C/ A進行初始充電，初始充電0.5~4小時或充電至蓄電池的兩端電壓> 2.0V/單格時，再變換步驟4-2);非上述情況的蓄電池直接進行步驟4-2)充電；
[0034]步驟4-2)、對待修復的蓄電池以0.08~0.25C/A電流充電，直至充入由放電數(shù)據(jù) Vc^TrV1共同確定的C/Ah充電量的70~95%，再變換步驟4-3);本步驟充電分為兩個或兩個以上階段，不同階段之間間隔設置休眠、充電電流小于或等于0.03C/A的小電流充電以及淺放電；
[0035]步驟4-3)、對待修復的蓄電池以0.03~0.06C/A小電流充電，直至充入100% C/
Ah的充電量,使蓄電池恢復標準容量。
[0036]上述技術方案中，充電過程中的淺放電設置一次或一次以上，淺放電的電流強度 (U放電電量< 0.5C/Ah ;當設置淺放電時，該負充電量在后階段充電中等量補充回，所述的由C=〔 m + n (T標稱額定一稱額定)C標稱確定的修復剩充電星不變。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0038]本發(fā)明的蓄電池修復方法能夠針對不同蓄電池的實際狀態(tài)，選擇一種根據(jù)放電特征數(shù)據(jù)確定充電量及程序的修復方式，有效地提高蓄電池的修復率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的蓄電池修復系統(tǒng)的基礎結構示意圖；
[0040]圖2是一種6DZM蓄電池恒定電流深放電的電壓變化曲線；
[0041]圖3是放電設備的工作程序軟件邏輯關系圖；
[0042]圖4是放電設備的深放電方法的邏輯關系圖；
[0043]圖5是充電設備的工作方法的邏輯關系圖；[0044]圖6是實施例1根據(jù)蓄電池放電數(shù)據(jù)所對應設置充電量的充電電流曲線；
[0045]圖7是實施例2根據(jù)蓄電池放電數(shù)據(jù)所對應設置充電量的充電電流曲線；
[0046]圖8是實施例3根據(jù)蓄電池放電數(shù)據(jù)所對應設置充電量的充電電流曲線；
[0047]圖9是實施例4根據(jù)蓄電池放電數(shù)據(jù)所對應設置充電量的充電電流曲線；[0048]圖10是實施例5根據(jù)蓄電池放電數(shù)據(jù)所對應設置充電量的充電電流曲線；
[0049]圖11是實施例6根據(jù)蓄電池放電數(shù)據(jù)所對應的充電電壓設置曲線。
[0050]附圖標識
[0051]1、數(shù)據(jù)庫 2、放電設備 3、充電設備
[0052]6、蓄電池 7、充/放電控制設備
【具體實施方式】
[0053]在對本發(fā)明做詳細說明之前，首先對本發(fā)明中所涉及的相關概念做統(tǒng)一描述，為了說明的方便，在描述的過程中以鉛蓄電池為例，其它類型電池可同理類推。
[0054]Ie (單位A):表示蓄電池行業(yè)國家技術標準額定時率的放電電流強度，Ie=標稱額定容量Cg(Ah)/標規(guī)放電時率(h)。例如，電動自行車6DZM電池國標規(guī)定為2h率放電， Ie (A) = Cmj2h ;電動道路車蓄電池國標規(guī)定為3h率放電，Ie (A) = C_/3h ;通訊機站 UPS用蓄電池國標規(guī)定為IOh率放電，則Ie (A) = C_/10h。
[0055]V0 (單位V):為蓄電池行業(yè)國家技術標準規(guī)定以額定電流強度Ie放電的終止電壓值，例如，2h率或3h率動力電池Vtl = 1.75V/單格，通訊機站IOh率電池Vtl = 1.80V/單格， 某些特種機車牽引電池Vtl = 1.70V/單格。
[0056]Ttl:將蓄電池以額定電流放電至標準規(guī)定終止電壓Vtl的時間。當蓄電池電動勢 E^V0時，蓄電池不可能進行放電，此時Tci = 0 ;當蓄電池放電瞬間(例如I秒內(nèi))達到Vci時， 該放電數(shù)據(jù)無實用意義，記錄Tci = 0 ;當V > Vc!時,Tci > O。T0的物理意義表征蓄電池的殘存容量，殘存容量為IeXTtl (Ah)0
[0057]上述均為行業(yè)技術公知值，以下是本發(fā)明中所涉及的特征數(shù)據(jù)值(未加以專門說明的述例，均以鉛蓄電池為例進行說明):
[0058]V01:以標規(guī)額定電流16放電起始l%Tg時間內(nèi)采樣所得到的最小電壓值。一般蓄電池閉路(加外部負載)時的電壓表現(xiàn)是一個探底再反彈進入穩(wěn)定放電平臺的過程， 申請人:發(fā)現(xiàn)不同失效模式蓄電池所表現(xiàn)的Vtll區(qū)間明顯不同。例如鉛蓄電池失效模式為極板活性物質(zhì)典型硫酸鉛結晶鹽化時表現(xiàn)為Vtll明顯偏低，極板活性物質(zhì)嚴重軟化時表現(xiàn)為Vtll明顯偏高，而兩種失效模式并存時的Vtll表現(xiàn)為兩者之間Wtll在三種不同的電壓區(qū)間表現(xiàn)，為鉛蓄電池的修復過程提供了一個特征依據(jù)。
[0059]T1:蓄電池修復過程中所涉及的一個時間值。蓄電池以額定電流放電至Vtl時，暫停放電(空載，即斷開放電負載)的電動勢(開路電壓)在一定時間會趨于基本穩(wěn)定，T1取值根據(jù)蓄電池的標規(guī)放電時率為參照，優(yōu)選取值范圍0.5~，例如I~此率蓄電池優(yōu)選下限值0.5~1.5%T_額定，3~5h率蓄電池優(yōu)選中值I~3%T_額定，10~20h 率蓄電池優(yōu)選上限值3~5%T__S。
[0060]V1:蓄電池空載運行T1時間所能達到的實時電壓值。 申請人:發(fā)現(xiàn)不同失效模式蓄電池所表現(xiàn)的V1有明顯的不同區(qū)間，例如鉛蓄電池失效模式為極板活性物質(zhì)典型硫酸鉛結晶鹽化時表現(xiàn)為V1正常或偏低，極板活性物質(zhì)嚴重軟化時表現(xiàn)為V1明顯偏高；而兩種失效模式并存時表現(xiàn)為V1處于兩者之間；該三種不同的實時電壓V1區(qū)間表現(xiàn)，為鉛蓄電池的修復過程提供了又一個特征依據(jù)。
[0061]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0062]參考圖1，本發(fā)明的用于修復蓄電池的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫1、充放電控制設備7、放電設備2以及充電設備3 ;其中，所述的充電設備3與放電設備2能夠分別連接到外部待修復的蓄電池6的正負極兩端，所述的充電設備3與放電設備2還分別連接到所述的充放電控制設備7上，所述的充放電控制設備7通過數(shù)據(jù)線與所述的數(shù)據(jù)庫I連接。
[0063]所述的放電設備2用于將待修復的蓄電池6中的電能釋放出去。在一個實施例中， 所述放電設備2包括恒定電流放電負載電阻、微型數(shù)據(jù)讀/寫儲存器、放電時間計數(shù)器、實時顯示電壓表、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口、恒流放電及實時電壓管理單元。該放電設備2在工作過程中，接收充放電控制設備7所發(fā)出的指令，并能夠根據(jù)該指令對蓄電池6執(zhí)行一系列的放電操作，并向充放電控制設備7返回相應的數(shù)據(jù)。
[0064]所述的充電設備3用于向待修復的蓄電池6充電。在一個實施例中,所述的充電設備3包括恒定電流充電實時管理單元、充電時間計數(shù)器、實時顯示電流/電壓表、微型數(shù)據(jù)讀/寫儲存器以及數(shù)據(jù)輸入/輸出接口。該充電設備3在工作過程中，接收充放電控制設備7所發(fā)出的指令，并能夠根據(jù)該指令對蓄電池6執(zhí)行一系列的充電操作，并向充放電控制設備7返回相應的數(shù)據(jù)。
[0065]在本實施例中，放電設備2與充電設備3是獨立的兩臺設備，在其他實施例中，也可以通過放/充電一體機實現(xiàn)。
[0066]所述的充放電控制設備7根據(jù)放電設備2對待修復的蓄電池6以標規(guī)額定電流Ie 放電起始1%T二時間采樣得到的電壓值Vtll、額定電流放電至終止電壓Vtl時反饋的時間值Ttl以及放電暫停特定時間T1時反饋的實時電壓值V1，讀取所述數(shù)據(jù)庫I儲存的修復充電量C (Ah)與所述VciPTc^V1之間的對應關系,根據(jù)這一關系選擇合適的修復方式,將這一修復方式所對應的命令通過充放電控制設備7發(fā)送到充電設備3，充電設備3采用該修復方式實現(xiàn)對蓄電池6的修復。
[0067]所述數(shù)據(jù)庫I用于存儲修復充電量C與所述Vc^ T0, V1之間的對應關系以及與這些對應關系相對應的修復方式的命令。
[0068]以上是對本發(fā)明的用于蓄電池修復的系統(tǒng)的描述，下面對基于該系統(tǒng)所實現(xiàn)的蓄電池修復方法主要以鉛蓄電池為述例進行說明。
[0069]鉛蓄電池主要存在兩種典型失效模式:極板硫酸鉛結晶鹽化、極板活性物質(zhì)軟化。 對處于上述兩種失效模式下的鉛蓄電池都可采用充電的方法實現(xiàn)一定程度的修復。本 申請人:通過研究發(fā)現(xiàn):無論是哪種失效模式，一般在單格I~1.6V存在一個二級能量平臺，如果不通過深放電釋放該二級能量平臺中的能量，修復效果會欠佳。附圖2給出了一只6DZM失效電池恒流放電的電壓變動曲線，該曲線表明失效電池在9V左右區(qū)間雖堆積有較大的能量，但遠遠低于正常工作電壓下限，對蓄電池正常工作無意義。在蓄電池修復過程中進行深放電，能夠有效釋放這一低電壓平臺的能量，在深放電后再通過充電對蓄電池進行修復，將使得蓄電池修復效 果更佳。
[0070]本 申請人:通過研究還發(fā)現(xiàn):放電特征數(shù)據(jù)對于確定蓄電池修復過程中所需要的修復充電量的大小有著十分重要的意義。微觀蓄電池活性物質(zhì)的團簇顆粒圖像，容量正常時極向排布高度一致，容量大衰減時團簇顆粒的尺度分布、團簇間距和極向排布都呈現(xiàn)出雜亂無章，需要在外加有效添加劑作用的前提下一次性地注入足夠的能量激活，否則會形成 “記憶”使電池容量無法恢復設計值，因此以放電特征數(shù)據(jù)確定修復充電量，是使蓄電池恢復正常容量的有效技術方法。
[0071 ] 對于一些現(xiàn)階段技術不適宜深放電的電池，例如常規(guī)鋰電池、鎳氫電池，放電深度宜控制。從技術原理，任何電池只要其電極材料不因放電電壓過低而分解或相變，修復過程中進行深放電均有助于釋放低電壓平臺的能量，修復效果會更好。
[0072]以上述發(fā)現(xiàn)為基礎，所述的蓄電池修復方法包括:
[0073]步驟I)、以恒壓限流方式為待修復的蓄電池充滿電，然后靜置一段時間，在本實施例中，所述靜置時間大于10分鐘。
[0074]由于蓄電池存在自放電的現(xiàn)象，放置時間較長會影響對電池殘存容量的判斷，因此在對蓄電池放電之前實現(xiàn)步驟I)有助于取得相對準確的Ttl數(shù)值，提升后續(xù)步驟的技術效果。
[0075]步驟2)、設定以Ie強度、終止電壓Vtl進行檢測放電，得到放電前電動勢E、放電起始1%!^^^時間采樣得到的電壓值Vtll、放電至終止電壓Vtl的時間Ttl以及放電至Vtl后空載運行T1時的實時電壓值V:。
[0076]步驟2所述的以16強度放電，其目的是為采集放電特征數(shù)據(jù)，16強度放電屬優(yōu)選而非必須，例如可將放電強度變換為非標規(guī)額定電流甚至非恒 定電流(例如變換為額定阻抗放電);所述的Vtl和T1取值同理，Ie強度、V0和和T1取值的變換僅是影響對其它數(shù)據(jù)的取值、判斷范圍及其所對應的量值關系表述。
[0077]步驟3)、根據(jù)步驟2)所得到的Vtll、時間Ttl、實時電壓值V1確定對待修復的蓄電池進行修復充電時所需要的修復充電量C ;其中，修復充電量C (Ah)= ( m + n (Tms-T0) /Tms ) C標稱；其中，m=l.1~L 3，n=l.0~3.2 ;m取值范圍是蓄電池行業(yè)的公知值，其數(shù)值大小表征蓄電池的充電接受能力，m越小，蓄電池的充電效率越高，m的取值同時與蓄電池所處的環(huán)境溫度相關，取值趨勢與環(huán)境溫度呈反比；n的取值范圍由Vtll和V1的量值共同決定。對鉛蓄電池包括以下情況:
[0078]1、待修復的蓄電池Vtll≤2.05V/單格時，n取值2.5~3.2:其中，V1 < 2.0V/單格時n取值2.8~3.2，V1≤2.0V/單格時n取值2.5~2.8 ;
[0079]i1、待修復的蓄電池Vtll > 2.1OV/單格時，n取值1.0~1.8:其中，V1≤2.05V/ 單格時n取值1.0~1.3，V1 < 2.05V/單格時n取值1.3~1.8 ;
[0080]ii1、非上述兩種典型狀態(tài)表現(xiàn)時，n取值1.8~2.5。
[0081]在本步驟中，計算得到的修復充電量C的表達式反映了蓄電池失效狀態(tài)與修復充電量的正比關系，其物理含義是:在蓄電池空荷(經(jīng)過深放電)狀態(tài)下，蓄電池修復在充入mC 標稱=1.1~1.30標稱電星的基礎上，需繼續(xù)補充〔n (T標稱額定一TQ)/T標稱額定)C標稱的電星，(T
T0)的相對值越大，蓄電池修復所需要的充電量就越大，因此n的合適取值
很重要。
[0082]本步驟中所計算的修復充電量關系到蓄電池修復的效果，若修復充電量過小將不能激活待修復的蓄電池，若修復充電量過大，又容易把蓄電池充壞，尤其是因長期過充電引致極板活性物質(zhì)嚴重軟化失效的蓄電池。
[0083]本步驟所述的恒定電流定電量充電(不限制充電電壓)的方式，對于超出限壓過充 電易爆的蓄電池不適用(例如普通技術制造的常規(guī)鋰電池、常規(guī)鎳氫電池等)，這類蓄電池 宜使用標規(guī)恒定電壓的限流充電方式，例如常規(guī)鋰電池可設置為4.2V限流0.15C/A充電， 當充電電流自然下降至小于0.01C/A時視為充滿。這類蓄電池雖然通過特殊充放電也可 以使容量得到一定程度恢復，但現(xiàn)階段因配套修復材料技術研發(fā)不足和受到充放電手段限 制，修復效果遠不及鉛蓄電池顯著。
[0084]步驟4)、根據(jù)步驟2)得到的數(shù)據(jù)和步驟3)得到的修復充電量C的數(shù)據(jù)進行分階 段充電，實現(xiàn)對蓄電池的修復。
[0085]作為一種優(yōu)選實現(xiàn)方式，在所述的步驟2)之后、步驟4)之前，還包括:
[0086]步驟a)、根據(jù)步驟2)得到的數(shù)據(jù)確定待修復的蓄電池的失效模式，根據(jù)不同的失 效模式為所述的待修復的蓄電池添加修復材料，并為該蓄電池補足電解液。
[0087]之前已經(jīng)提到，鉛蓄電池的主要失效模式有兩種，分別是極板硫酸鉛結晶鹽化 和極板活性物質(zhì)軟化。本 申請人:經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，當待修復的蓄電池符合E < 2.15V/單格、 V01 ( 2.05V/單格、V1 < 2.0OV/單格三項特征中的兩項或三項時，失效模式以極板硫酸鉛 結晶鹽化為主，當待修復的蓄電池符合E > 2.23V/單格、V01 > 2.1OV/單格、V1 > 2.05V/ 單格三項特征中的兩項或三項時，失效模式以極板活性物質(zhì)軟化為主，對于非上述兩種典 型狀態(tài)表現(xiàn)的情況，通常是兩種失效模式并存。因此，在為待修復的蓄電池充電前，可先為 待修復的鉛蓄電池外加抗極板硫酸鉛結晶鹽化或抑制極板活性物質(zhì)軟化的修復材料。若兩 種失效模式并存，則優(yōu)先外加抗硫化材料通過充電治理極板硫酸鉛結晶鹽化，然后再外加 固晶材料通過充電治理極板活性物質(zhì)軟化。
[0088]對于其它種類的蓄電池，目前行業(yè)鮮有對修復材料研究的公開文獻，一個重要的 技術原因是:在鼓勵快速消費的商業(yè)背景下，普通商品鋰電池、鎳氫電池等習慣設計為完全 密封結構，用完即廢棄，產(chǎn)品設計及消費觀念有待改變，因此修復材料運用對普通鋰電池、 鎳氫電池等是一個新的研究領域，隨著動力用大功率磷酸鐵鋰電池如鉛蓄電池般設計安全 防爆閥的技術出現(xiàn)，磷酸鐵鋰電池也可能如同鉛蓄電池那樣利用安全防爆閥孔外加修復專 用材料，其它種類的蓄電池同理。
[0089]下面對蓄電池修復方法中各個步驟的具體實現(xiàn)過程加以說明。
[0090]如圖3所示，所述步驟2)中對待修復蓄電池的放電過程具體包括:
[0091]步驟2-1)、將Vtll與標規(guī)終止電壓值Vtl進行比較，若Vtll > V0,以額定電流強度Ie 放電至Vtl，記錄放電時間Ttl，然后執(zhí)行下一步；若蓄電池放電瞬間(例如I秒內(nèi))Vtll = Vtl，對 精確記錄該放電時間值無實用意義，記錄Tci=O,然后執(zhí)行下一步；對E <的情況,記錄放電 時間值Ttl=O,然后執(zhí)行下一步。
[0092]步驟2-2)、將待修復的蓄電池以Ie放電至Vci時，暫停放電運行T1時間(即空載T1 時間)，記錄此時反彈的實時電壓值V1，然后結束本階段放電操作。
[0093]在本步驟中，所述T1時間的大小與蓄電池的放電時率有關，在之前的描述中已經(jīng) 有相應的說明，此處不再重復。
[0094]對于極板硫酸鉛結晶鹽化或活性物質(zhì)軟化嚴重的鉛蓄電池，僅以Ie強度放電至Vtl 一般達不到極板荷電基本放空、使深層活性物質(zhì)充分接觸修復添加劑的目的，因此，作為一個優(yōu)選實施例中，在所述的步驟2-2)之后還包括:
[0095]步驟2-3)、對待修復的蓄電池深放電至V2，然后放電電流的強度分階段遞減，繼續(xù)深放電至v2，V2≤80%V0/單格。
[0096]在本實施例中，所述的V2為小于或等于80?^/單格，在其他實施例中，也可根據(jù)待修復蓄電池的大小、類別確定所述V2的值，例如V2選30%%/單格。
[0097]如圖4所示，在本實施例中，對待修復的蓄電池深放電的電流強度遞減規(guī)則設置為I=MkI6,其中M表示遞減系數(shù),正整數(shù)K表示遞減階數(shù),本實施例優(yōu)選0.618。蓄電池進行深放電開始階段的放電電流強度為Ie，放電電壓達到V2后，放電電流強度開始第一階的遞減，K為1，放電電流強度下降為0.618Ie，因為電流減小即放電負載減輕，電池電壓會自然反彈，當蓄電池放電電壓再次達到V2，放電電流強度開始第二階的遞減，此時K變?yōu)?，放電電流強度下降為0.6182Ie = 0.382Ie……依次類推，直到蓄電池以設定的小電流強度深放電至 V2，在時間允許的情況下盡量實現(xiàn)3階以上深放電。在其他實施例中，深放電的放電電流強度也可采用其他方式實現(xiàn)分階遞減，如采用1/216等分遞減的方式，即連續(xù)用l/2Ie、l/4Ie、 l/8Ie……分別深放電至\。一般而言，末階深放電至V2時的電流強度優(yōu)選≤0.0SCg^/A。
[0098]如前所述，對現(xiàn)有普通技術制造的常規(guī)鋰電池、常規(guī)鎳氫電池，修復過程中不宜進行終止電壓遠低于Vtl的深放電(避免因放電電壓過低引致電極材料易分解或相變)，但是， 用限定放電電壓Vtl、放電電流強度分階遞減“先放空電”的技術方案，對這類蓄電池容量修復而言仍然很有意義。例如廠商習慣誤導消費者鋰電池沒有記憶效應，實際上只是記憶程度比鎳氫電池輕微而已，如果在使用中長期在半荷至滿荷狀態(tài)下充放電的方法，很少甚至沒有進行定期放空電，鋰電池同樣會出現(xiàn)記憶效應，因此普通技術制造的鋰電池的修復過程，仍然應采取放電電流強度分階遞減先完全放空電、再充電的方法，才能確保容量得到較好修復效果。
[0099]參考圖5，所述步驟4)中對待修復鉛蓄電池的充電過程具體包括:
[0100]步驟4-1)、根據(jù)待修復電池的放電數(shù)據(jù)Vc^V1值結合放電前的電動勢E選取初始充電的電流強度，對于E SVciJtll = 乂^或乂丨> 2.1OV/單格的待修復蓄電池，采用≤0.06C/ A進行初始充電，初始充電0.5~4小時或充電至蓄電池的兩端電壓> 2.0V/單格時，再變換步驟4-2);非上述情況的蓄電池直接進行步驟4-2)充電；
[0101]步驟4-2)、對待修復的蓄電池以0.08~0.25C/A電流充電，直至充入由原始數(shù)據(jù)和放電數(shù)據(jù)E、V01, T0, V1共同確定的C/Ah充電量的70~95%，再變換步驟4_3);本步驟的充電優(yōu)選分兩個或兩個以上階段充電的方式，不同階段之間優(yōu)選間隔設置休眠、充電電流小于或等于0.03C/A的小電流充電以及淺放電；
[0102]步驟4-3)、對待修復的蓄電池以0.03~0.06C/A小電流充電，直至充入100%C/Ah 的電量，使蓄電池恢復標準容量。
[0103]在步驟4-2)中，所述的分階段充電可采用業(yè)內(nèi)公知的常規(guī)分階降流方法，包括使用正/負脈沖電流充電；蓄電池受充接近滿荷態(tài)時，內(nèi)阻會升高，受電能力降低，多余電能會轉化為熱量積累在蓄電池內(nèi)部，從而降低蓄電池充電效率，當內(nèi)部熱量積累過高時會損壞蓄電池。蓄電池修復所需的充電量較大，較之常規(guī)蓄電池充電更易發(fā)熱，在步驟4-2間隔變換小電流充電或暫停充電一定時間(例如0.5~Ih),特別是設置一定方式的淺放電(放出蓄電池部分電能)，對消除蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡、削弱內(nèi)部極板周邊電解質(zhì)的極化濃差、提高下一階段充電的效率有較明顯作用。
[0104]當蓄電池修復充電中期設置淺放電時，剩充電量應相應減除放出的電量；一般來說，對于常規(guī)技術意義上無放電記憶的蓄電池(例如鉛蓄電池)，當殘余容量< 70%C+@時在充電中期設置淺放電的修復效果更好；對于殘余容量< 50%(^@的蓄電池，充電中期設置多次淺放電的修復效果會更佳。需要說明的是，之前所述蓄電池修復充電前進行的Ie放電與此處所述的電池修復充電中期設置淺放電，是兩個完全不同的操作階段，前者目的是以Ie 放電至Vtl的取得所需的充電程序相關數(shù)據(jù)。
[0105]本發(fā)明修復蓄電池的充電方法可使大部分電池達到原設計容量，但有些蓄電池很難一次性充電達到原設計容量，例如一些放置時間太長的、極板活性物質(zhì)軟化的鉛蓄電池， 不宜在修復時初次充電量過多(極板活性物質(zhì)軟化后的結晶重組是一個漸進的過程，其對應充電量已在之前所述的待修復蓄電池的T0和V1等放電數(shù)據(jù)共同確定的量值設定關系中得到自動控制)，該情況下，可以在實施本發(fā)明電池修復充電方法之后，輔助選用一些常規(guī)分階段恒定電流方式進行第二次充電，例如輔以恒定電流分階段補充1.4~1.8(^@的充電量。在本發(fā)明具體實施時，還可根據(jù)實際需要，增加蓄電池修復后自動/人工重啟放電檢驗容量的功能，優(yōu)選方案為行業(yè)公知的恒流Ie放電至Vtl檢驗放電時間，以提升本發(fā)明實施的實用價值。
[0106]下面結合具體的實施例，對本發(fā)明的蓄電池修復系統(tǒng)及其修復方法進行說明。
[0107]實施例1
[0108]在一個實施例中，要為用于電動自行車的6DZM12鉛蓄電池實現(xiàn)修復。
[0109]本實施例包括數(shù)據(jù)庫1、充放電控制設備7、放電設備2以及充電設備3 ;其中充電設備3與放電設備2分別連接到外 部待修復的蓄電池6的正負極兩端，充電設備3與放電設備2還分別連接到充放電控制設備7上，控制設備7通過數(shù)據(jù)線連接到所述的數(shù)據(jù)庫I ; 放電設備2根據(jù)所述充放電控制設備7所發(fā)出的指令對蓄電池6進行放電操作，并向充放電設備7返回相應的數(shù)據(jù)
[0110]根據(jù)6DZM12標示的條件(12V12Ah，2h放電率，標規(guī)放電電流強度為6A，標規(guī)放電終止電壓為10.50V),為放電設備2所設定的數(shù)據(jù)為Vtl=I0.50V、V2=3.0V0放電設備2所實現(xiàn)的放電過程包括:放電設備2為待修復的蓄電池以6A放電至10.50V，然后由充放電控制設備7讀取該待修復的6DZM12蓄電池以6A放電72秒內(nèi)采樣得到的最小電壓值Vtll和放電至10.50V的放電時間Ttl值，休眠70秒讀取蓄電池空載第71秒的反彈電壓值V:。
[0111]該放電過程結束后，充放電控制設備7根據(jù)放電設備2對待修復的蓄電池6以額定電流6A放電至10.50V反饋的數(shù)據(jù)，得出Vtll值為12.23V，Ttl值為56.6分鐘，放電至
10.50V時休眠70秒后第71秒的空載反彈電壓值V1為11.89V，判定主要失效模式為極板硫酸鉛結晶鹽化。該放電過程結束后暫停運行，以便操作者優(yōu)選外加抗硫化材料與密度為 1.20的稀硫酸混和加入電池內(nèi)部，添加量至電池內(nèi)部極群的上部見液面。接著以人工重啟方式，使放電設備2在充放電控制設備7的控制下分別以6A、3A、1.5A、0.75A的電流強度分階段連續(xù)深放電至3.0V ;深放電完成后，充放電控制設備7控制休眠15分鐘后啟動充電設備3進入充電程序。
[0112]充放電控制設備7據(jù)上述Vc^ T0, V1數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫I中自動設定m (1.1~1.3) 取中值1.2，n (2.8~3.2)同樣取中值3.0，通過與數(shù)據(jù)庫I儲存的數(shù)據(jù)作比較，配送出該6DZM12電池的修見充電星為:C (Ah) =〔 m + n (T標稱額定-TQ)/T標稱額定)C標稱=〔1.2 +
3.0(120 - 56.6)/120 ) C標稱=2.785C標稱=2.785X 12Ah = 33.42Ah。又因空載第 71 秒 的反彈電壓值V1為11.89V，無需設置起始小電流充電，充放電控制設備7在該6DZM12電池 完成深放電后第16分鐘，自動選擇數(shù)據(jù)庫I儲存的常規(guī)3階梯充電數(shù)據(jù)為:2.0A充電8h、 1.2A充電10h、0.6A充電9h，計修復充電量33.4Ah，共耗時27h，充電設備3依據(jù)上述充電 數(shù)據(jù)實現(xiàn)對該待修復蓄電池的充電程序。附圖6標出了與該實施例有關的修復充電I/T曲 線。
[0113]本實施例的6DZM12電池經(jīng)深放電和常規(guī)充電33.4Ah后，首次放電容量可達IOAh 以上的技術預期效果，一般二次充電后可達到標稱容量。
[0114]實施例2
[0115]在另一個實施例中，也對實施例1所述的6DZM12專用蓄電池進行遠程修復，本實 施例在充電前的階段與實施例1相同，但在充電修復的過程中，自動選用數(shù)據(jù)庫I儲存的優(yōu) 化充電方式。具體地說，充放電控制設備7在6DZM12電池完成深放電后第16分鐘，選用數(shù) 據(jù)庫I儲存的優(yōu)化級5階梯“準兩充一放”充電方法，與該充電方法有關的數(shù)據(jù)包括:2.0A 充電6h、l.2A充電8h、l.2A放電2h、l.2A充電8h、0.6A充電8h，共計修復剩充電量33.6Ah， 耗時32h。附圖7為與本實施例有關的修復充電I/T曲線，采用5階梯“準兩充一放”方法 對蓄電池6剩充入33.6Ah電量后,6A放電容量一般可一次性達到標稱12Ah的技術預期效 果。
[0116]本實施例在實施例1的基礎上，還增加了蓄電池修復后自動放電檢驗容量的功 能，充放電控制設備7控制充電設備3在充電程序結束I小時，繼續(xù)控制放電設備2以恒流 6A放電至10.50V，記錄顯示放電時間，使蓄電池修復容量一目了然。
[0117]實施例3
[0118]針對北方地區(qū)冬季需要對蓄電池加大充電量的需要，在又一個實施例中，在對實 施例I所述的蓄電池進行修復時，需要強化修復充電量。在對蓄電池進行修復時，深放電過 程不變，但在充電時，計算充電量所設置的參數(shù)m的大小為1.3，該6021112電池在北方地區(qū) 冬季進行強化充電時的修復充電星為:C (Ah) =〔 m + n (T標稱額定-Ttl)/T標稱額定)C標稱= 〔1.3 + 3.0 (120-56.6)/120 ) C標稱=2.885C標稱，為充電設備 3 配送 C = 2.9C標稱(Ah) =2.886X 12Ah = 34.63Ah充電量的修復方式。
[0119]在所述6DZM12電池完成深放電后第16分鐘，充放電控制設備7自動為充電設備3 選取數(shù)據(jù)庫I儲存的八階段“準三充兩放”的充電方式，相關數(shù)據(jù)為:2.0A充電6h、l.2A充 電8h、1.2A放電2h、1.2A充電6h、間歇(休眠)0.5h、1.2A放電lh、1.2A充電4h、0.6A充 電8h，共計修復剩充電量34.8Ah，修復耗時35.5h。附圖8為與本實施例有關的修復充電 I/T曲線。本實施例通過改變m取值1.3，強化了修復充電量，適應北方地區(qū)冬季修復充電 (蓄電池受充能力隨溫度下降而降低)，所采用的八階段“準兩充一放”方法對蓄電池6剩充 A 35.40Ah電量后,6A放電容量一般可一次性達到標稱12Ah的技術預期效果。
[0120]實施例4
[0121]為常用于低速電動三輪車、四輪車的3D180鉛蓄電池實現(xiàn)修復。
[0122]根據(jù)3D180標示的條件(6V180Ah，5h放電率，標規(guī)放電電流強度為36A，標規(guī)放電 終止電壓為5.25V)，為放電設備2所設定的數(shù)據(jù)為\=5.25V、V2=L 2V。放電設備2所實現(xiàn)的放電過程包括:放電設備2為待修復的蓄電池以36A放電至5.25V，充放電控制設備I讀取該蓄電池以36A放電180秒內(nèi)采樣得到的最小電壓值Vtll和放電至5.25V的時間Ttl值， 休眠5分鐘讀取蓄電池空載第301秒的反彈電壓值％。
[0123]放電過程結束后，充放電控制設備7根據(jù)放電設備2對待修復的蓄電池6以額定電流36A放電至5.25V反饋的數(shù)據(jù)，得出該蓄電池的放電前電動勢(開路電壓值)E為6.82V, V01值為6.31V，T0值為91分鐘，V1為6.21V，判定主要失效模式為極板活性物質(zhì)嚴重軟化。 該放電過程結束后暫停運行，以便操作者外加極板固晶材料與密度為1.08的稀硫酸混和加入電池內(nèi)部，添加量至電池內(nèi)部極群的上部見正常液面；接著以人工重啟方式，使放電設備2在充放電控制設備7的控制下分別以22A、14A、8.5A、5A的電流強度分階段連續(xù)深放電至1.2V ;該深放電過程完成后，充放電控制設備7控制休眠20分鐘后啟動充電設備3進入充電[0124]充放電控制設備7據(jù)上述TrVc^V1數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫I中自動設定m( 1.1~1.3)取中值1.2，n(l.0~1.3)取中值1.15，通過與數(shù)據(jù)庫I儲存的數(shù)據(jù)作比較，配送出該6DZM12 電池的修復充電星為:C (Ah) =〔 m + n (T標稱額定一T0) /T標稱額定)C標稱=〔1.2 + 1.15 (300-91)/300 )(:標稱=2.00(:標稱=2.00\18(^11 = 36(^11。又因 E 為 6.82V，優(yōu)選設置起始小電流充電，充放電控制設備7在該3D180電池完成深放電后第21分鐘，自動選擇數(shù)據(jù)庫I儲存的常規(guī)3階梯充電數(shù)據(jù)為:9A充電3h、18A充電12h、9A充電13h，計修復充電量 360Ah，共耗時28h，充電設備3依據(jù)上述充電數(shù)據(jù)實現(xiàn)對該待修復蓄電池的充電程序。附圖 9標出了與該實施例有關的修復充電I/T曲線。
[0125]實施例5
[0126]本發(fā)明的方法也適用于通訊機站用的大容量鉛蓄電池。在另一個實施例中，對通訊機站常見的大容量2V500Ah蓄電池進行修復。
[0127]根據(jù)通訊機站UPS電池行業(yè)的條件，這類蓄電池標規(guī)IOh放電率，500Ah蓄電池標規(guī)放電電流強度為50A，常規(guī)放電終止電壓為1.80V，為放電設備2所設定的數(shù)據(jù)為V。=
1.80V, V2 = 0.50V。在放電過程中，放電設備2依程序?qū)π铍姵匾?0A放電采樣取360秒內(nèi)的最小電壓值Vtll和放電至1.80V的放電時間Ttl值，返回給充放電控制設備7，然后休眠 10分鐘再讀取蓄電池空載反彈的實時電壓值％。
[0128]充放電控制設備7根據(jù)放電設備2對蓄電池6以額定電流50A放電至1.80V反饋的數(shù)據(jù)，得出Vtll = Vtl，放電時間Ttl值< IS (記錄Ttl = 0)，休眠10分鐘的空載反彈電壓值 V1為2.09V，據(jù)此判定主要失效模式為極板硫酸鉛完全結晶鹽化，自動暫停運行，以便操作者外加抗硫化材料與密度為1.15的稀硫酸混和加入電池內(nèi)部，添加量至電池內(nèi)部極群的上部見液面；接著以人工重啟方式，使充放電控制設備7控制放電設備2分別以50A、30A、 IOA的電流強度連續(xù)放電至0.50V，休眠20分鐘后控制充電設備3繼續(xù)充電。
[0129]充放電控制設備7根據(jù)標準化放電反饋的數(shù)據(jù)，通過與數(shù)據(jù)庫I比較，自動設定參數(shù)m為1.3，自動設定n為上限值3.2，為充電設備3自動配送修復充電量為C (Ah)=〔 m + n (T標稱額定-T。)/!1標稱額定)C標稱=〔1.3 + 3.2 (600 - 0) /600 ) C標稱=4.5C標稱=
4.5X500Ah = 2250Ah充電量的指令。在充電修復程序的自動選擇過程中，因為Vtll = V。、 T0< 1S,自動選擇小電流起始充電，充放電控制設備7在該電池完成深放電程序第21分鐘， 從數(shù)據(jù)庫I中選擇十階段8充2放修復方式相關的數(shù)據(jù)及指令:25A充電2h、100A充電6h、50A充電6h、50A放電lh、IOOA充電4h、間歇(休眠)0.5h、100A充電2h、50A充電8h、50A 放電2h、50A充電5h、25A充電8h，共計修復剩充電量2250Ah，修復耗時44.5h。在圖10中標出了與本實施例有關的修復充電量2250Ah的I/T曲線。
[0130]實施例6
[0131]本發(fā)明的充放電方法同樣適用于鋰離子電池。在本實施例中，對電動汽車用的大容量2V120Ah磷酸鐵鋰電池組模塊進行修復。
[0132]磷酸鐵鋰電池一般電動勢3.6V,廠商一般標稱電壓3.2~3.3V,電動汽車鋰電池行業(yè)標規(guī)3h放電率，120Ah蓄電池標規(guī)放電電流強度為40A，常規(guī)放電終止電壓V。為
2.75~2.90V。本實施例為放電設備2所設定的數(shù)據(jù)為Vtl = 2.90V, V2 = 2.50V。在放電過程中，放電設備2依程序?qū)υ摿姿徼F鋰電池以40A放電采樣取第41秒的電壓值Vtll和放電至2.90V的放電時間Ttl值，返回給充放電控制設備7，然后休眠10分鐘再讀取蓄電池空載反彈的實時電壓值V1，接著分別以40A、20A、10A、5A的電流強度連續(xù)放電至2.50V，休眠 15分鐘后再充電。
[0133]常規(guī)技術制造的磷酸鐵鋰電池雖超出限壓過充電不易爆，但僅是相對其它種類的鋰離子電池而言，因此修復充電采用標規(guī)恒定電壓的限流充電方式，設置為對該磷酸鐵鋰電池恒定電壓4.2V限流18A充電，當在恒定電壓的限制條件下、充電電流自然下降至小于
1.2A或充電時間達到24小時視為充滿。本實施例中，修復充電量及修復耗時是由該磷酸鐵鋰電池內(nèi)部狀態(tài)決定，通過內(nèi)部受充狀態(tài)自動選擇。在圖11中標出了與本實施例有關的修復充電的V/T曲線。
[0134]以上是對本發(fā)明的蓄電池修復方法的說明。上述方法不僅可以用于單個蓄電池的修復，也能對由多個蓄電池所組成的蓄電池組進行修復。在修復蓄電池組時，作為一種優(yōu)選實現(xiàn)方式，在進行放電操作時，將蓄電池組中的每個電池放電至同一基準，然后將眾多經(jīng)深放電表現(xiàn)Tc^P V1類同的電池串聯(lián)成一組充電，這樣對修復質(zhì)量一致性控制、產(chǎn)品配組、提高修復效率都有較大優(yōu)勢。
[0135]對鉛蓄電池制造工藝方·法稍深入了解的普通專業(yè)人士，都不難在本發(fā)明所述的技術方案基礎上，舉一反三地變形實施本
【發(fā)明內(nèi)容】
。本發(fā)明所述的技術方案，不僅適用于電動自行車和電動汽車電池修復，同樣適用于通訊機站UPS蓄電池、風能和太陽能儲能蓄電池及其它種類的蓄電池；本發(fā)明所述的以額定電流仁放電特征數(shù)據(jù)UdP V1對應設計的特征充電定量方法、電池修復深放電的基本技術方案，以及本發(fā)明方案衍生的技術變形實施， 均應被列入本發(fā)明的保護范圍。
[0136]本發(fā)明的裝置與方法除了可以用于鉛蓄電池的修復外，還可用于諸如鋰電池、鎳氫電池等多種類型的電池，其方法原理并非僅局限于鉛蓄電池，所述的以標規(guī)額定電流放電起始時間內(nèi)采樣的最小電壓值Vtll、放電至終止電壓Vtl的時間Ttl、放電至Vtl后空載運行T1時間的實時電壓值V1等概念，均可根據(jù)不同類型的電池平移概念運用，只不過不同類型電池的量值不同。
[0137]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種蓄電池修復的系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)庫(I)、充放電控制設備(7)、放電設備(2)以及充電設備(3);其中，所述的充電設備(3)與放電設備(2)外部連接到待修復的蓄電池(6)的正負極兩端、內(nèi)部分別連接到所述的充放電控制設備(7)上，所述的充放電控制設備(7)連接到所述的數(shù)據(jù)庫(I);所述的放電設備(2)根據(jù)所述充放電控制設備(7)所發(fā)出的指令對所述蓄電池(6)進行放電操作，并向所述充放電設備(7)返回相應的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)包括:所述蓄電池(6)以標規(guī)額定電流Ie放電起始WTg時間內(nèi)采樣得到的最小電壓值Vtll,以Ie放電至標規(guī)終止電壓Vtl時反饋的時間值Ttl,以及放電暫停特定時間T1時反饋的實時電壓值V1 ;其中，所述T1的取值為0.5~5%T標稱額定；所述的充電設備(3)根據(jù)所述充放電控制設備(7)所發(fā)出的指令對所述蓄電池(6)進行充電操作，所述充電操作包括向所述蓄電池(6)充入指定的電量；所述的充放電控制設備(7)根據(jù)反饋的Vc^Ttl以及V1量值讀取所述數(shù)據(jù)庫(I)中所儲存的修復充電量C與所述Vc^ T0, V1之間的對應關系，根據(jù)這一對應關系選擇修復方式，將所選擇的修復方式所對應的命令從所述數(shù)據(jù)庫(I)讀取并通過所述充放電控制設備(7)發(fā)送到所述充電設備(3);所述修復充電量C與所述Vc^ I；、V1之間的對應關系為C= ( m + n (T標稱額定—T0VT標稱額定)C標稱;其中，m=l.1~1.3 ；n=l.0~3.2，其取值范圍由Vtll和V1的量值共同決定；所述的Ie、％、Tg與(?%為國家技術標準規(guī)定的公知值。
2.一種基于權利要求1所述蓄電池修復的系統(tǒng)上實現(xiàn)的蓄電池修復方法，包括:步驟I)、以恒壓限流方式為待修復的蓄電池充滿電，然后靜置，靜置時間大于10分鐘； 步驟2)、設定以Ie強度、終止電壓Vtl進行檢測放電，得到放電前電動勢E、放電起始1%T 時間內(nèi)采樣得到的最小電壓值1、放電至終止電壓Vtl的時間Ttl以及放電至Vtl后空載運行T1時的實時電壓值V1 ；步驟3)、根據(jù)步驟2)所得到的數(shù)據(jù)確定對待修復的蓄電池進行修復充電時所需要的修復充電量C ；步驟4)、根據(jù)步驟2)得到的數(shù)據(jù)和步驟3)得到的修復充電量C的數(shù)據(jù)進行分階段充電，實現(xiàn)對蓄電池的修復。
3.根據(jù)權利要求2所述的蓄電池修復方法，其特征在于，在所述的步驟2)之后、步驟 4)之前，還包括步驟a):根據(jù)步驟2)得到的數(shù)據(jù)確定待修復的蓄電池的失效模式，根據(jù)不同的失效模式為蓄電池添加修復材料，并為蓄電池補足電解液。
4.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池修復方法，其特征在于，在所述的步驟a)中，所述的根據(jù)不同的失效模式為所述的待修復的鉛蓄電池添加修復材料包括:步驟a-1)、當待修復的蓄電池符合E < 2.15V/單格、V01 ( 2.05V/單格、V1 < 2.0OV/ 單格三項特征中的兩項或三項時，執(zhí)行步驟a-2);當待修復的蓄電池符合E > 2.23V/單格、 V01 > 2.1OV/單格、V1 > 2.05V/單格三項特征中的兩項或三項時，執(zhí)行步驟a-3);非上述兩種狀態(tài)表現(xiàn)，執(zhí)行步驟a-4)；步驟a-2 )、為待修復的蓄電池外加抗極板硫酸鉛結晶鹽化的修復材料，然后結束本步驟的操作；步驟a-3)、為待修復的蓄電池外加抑制極板活性物質(zhì)軟化的修復材料，然后結束本步驟的操作；步驟a-4)、為待修復的蓄電池先外加抗硫化材料，通過充電治理極板硫酸鉛結晶鹽化， 然后再外加固晶材料通過充電治理極板活性物質(zhì)軟化。
5.根據(jù)權利要求2所述的蓄電池修復方法，其特征在于，所述的步驟2)包括:步驟2-1)、將Vtll與放電終止電壓值Vtl進行比較，若Vtll > V0,以Ie放電至Vtl,記錄放電時間Ttl ;若E < V?；騐tll = V0,則記錄放電時間值Ttl=O ；步驟2-2)、將待修復的蓄電池以Ie電流強度放電至Vtl時，空載T1時間，記錄此時反彈的實時電壓值V1 ；步驟2-3)、對待修復的蓄電池深放電至V2，然后放電電流的強度分階段遞減繼續(xù)深放電至V2，V2 ( S(Fc)Vc/單格；其中，所述的放電電流的強度分階段遞減包括:Ie電流強度的1/2 等分遞減，或以任意形式遞減，遞減階數(shù)設置I階以上。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的蓄電池修復方法，其特征在于:所述步驟3)的修復充電量C (Ah)，與所述Ttl之間的對應關系為C=〔 m + n (Tms-T0)/Tms ) C_ ;其中 m=l.1~1.3，n=l.0~3.2，n的取值范圍根據(jù)蓄電池種類結合Vc^ V1的量值區(qū)間而定；對鉛蓄電池包括:1、待修復的蓄電池Vtll( 2.05V/單格時，n取值2.5~3.2:其中，V1 < 2.0V/單格時 n取值2.8~3.2，V1≤2.0V/單格時n取值2.5~2.8 ;i1、待修復的蓄電池Vtll> 2.1OV/單格時，n取值1.0~1.8:其中，V1≤2.05V/單格時n取值1.0~1.3，V1 < 2.05V/單格時n取值1.3~1.8 ;ii1、非上述兩種典型狀態(tài)表現(xiàn)時，n取值1.8~2.5。
7.根據(jù)權利要求2所述的蓄電池修復方法，其特征在于，所述的步驟4)對鉛蓄電池包括:步驟4-1)、根據(jù)待修復蓄電池的放電數(shù)據(jù)Vc^ V1值結合放電前的電動勢E選取初始充電的電流強度，對于E SVtl、Vtll = 乂^或乂工> 2.1OV/單格的待修復蓄電池，采用≤0.06C/A 進行初始充電，初始充電0.5~4小時或充電至蓄電池的兩端電壓> 2.0V/單格，再變換步驟4-2);非上述情況的待修復蓄電池直接進行步驟4-2)充電；步驟4-2)、對待修復的蓄電池以0.08~0.25C/A電流充電，直至充入由放電數(shù)據(jù)VQ1、 T0> V1共同確定的C/Ah充電量的70~95%，再變換步驟4-3);本步驟充電分為兩個或兩個以上階段，不同階段之間間隔設置休眠、充電電流小于或等于0.03C/A的小電流充電以及淺放電；步驟4-3)、對待修復的蓄電池以0.03~0.06C/A小電流充電，直至充入100%C/Ah的充電量，使蓄電池恢復標準容量。
8.根據(jù)權利要求7所述的蓄電池修復方法，其特征在于，充電過程中的淺放電設置一次或一次以上，淺放電的電流強度SIe，放電電量<0.5C/Ah;當設置淺放電時，該負充電量在后階段充電中等量補充回，所述的由C=〔 m + n (Tms- T0)/Tms ) (:_確定的修復剩充電量不變。
【文檔編號】H01M10/44GK103579694SQ201210258840
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月24日 優(yōu)先權日:2012年7月24日
【發(fā)明者】劉粵榮 申請人:劉粵榮