本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電站用鉛酸蓄電池及其正極防腐方法。

背景技術(shù)：

大容量鉛酸蓄電池是電力領(lǐng)域中常用的應(yīng)急供電設(shè)備，目前，核電站中使用的大容量鉛酸蓄電池是應(yīng)對供配電線路故障的主要技術(shù)手段之一。

近年來，隨著電力需求的增加，鉛酸蓄電池的材料和配比研究得到了長足發(fā)展，已根據(jù)使用環(huán)境開發(fā)出各類專用鉛酸蓄電池，例如啟動(dòng)用蓄電池、應(yīng)急照明用蓄電池、通信用蓄電池、電力專用蓄電池和低溫環(huán)境專用蓄電池等。鉛酸蓄電池要求具有高可靠性和高穩(wěn)定性，但是，從當(dāng)前應(yīng)用來看，鉛酸蓄電池在經(jīng)過長期使用或缺乏維護(hù)情況下的正極腐蝕問題一直未得到有效解決，成為制約鉛酸蓄電池發(fā)展的瓶頸之一。

目前，應(yīng)用于核電領(lǐng)域的鉛酸蓄電池的正極存在腐蝕、脫皮現(xiàn)象，原因如下：鉛酸蓄電池通常帶液儲(chǔ)存，電池正極會(huì)發(fā)生微弱的氧化反應(yīng)。如果鉛酸蓄電池未能在3個(gè)月內(nèi)補(bǔ)充充電，則氧化反應(yīng)將不可逆，正極表面發(fā)生破裂，表現(xiàn)為極柱腐蝕、脫皮。因此，需要每三個(gè)月對鉛酸蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。但是，在現(xiàn)實(shí)工程建設(shè)階段，進(jìn)度的調(diào)整、現(xiàn)場存儲(chǔ)條件等因素使得鉛酸蓄電池難以保證定期充電，工程階段鉛酸蓄電池的腐蝕問題時(shí)有發(fā)生。

雖然在核電站運(yùn)行階段，鉛酸蓄電池能夠及時(shí)得到補(bǔ)充充電，但是受運(yùn)行工況影響，尤其是核電站大修期間，即便是受到良好維護(hù)的鉛酸蓄電池運(yùn)行5年以上也容易發(fā)生腐蝕、脫皮問題。此外，設(shè)備出廠補(bǔ)充電--設(shè)備裝船運(yùn)輸及進(jìn)出海關(guān)--運(yùn)輸至核電建設(shè)現(xiàn)場存儲(chǔ)--等待出庫安裝--調(diào)試補(bǔ)充充電的整個(gè)流程基本上都要超過3個(gè)月，整個(gè)流程中沒有條件進(jìn)行補(bǔ)充充電。因此，鉛酸蓄電池發(fā)生正極腐蝕的概率很大，腐蝕也無法通過持續(xù)的補(bǔ)充充電或現(xiàn)有的硫酸鹽活化技術(shù)恢復(fù)到最初狀態(tài)。

此外，盡管電池廠家可以在極柱尺寸的設(shè)計(jì)時(shí)留有余量，可以通過人工方法對腐蝕部位“刮皮”處理(使用耐酸腐工具人工對正極極柱脫皮層進(jìn)行剝離)，但是，“刮皮”處理仍然存在以下風(fēng)險(xiǎn)：1)皮層剝離操作存在對操作者硫酸燒傷風(fēng)險(xiǎn)；2)人工作業(yè)效率較低，無法處理大范圍的腐蝕問題；3)剝離后的脫皮層進(jìn)入極板格柵，成為雜質(zhì)，容易誘發(fā)短路風(fēng)險(xiǎn)。

有鑒于此，確有必要提供一種核電站用鉛酸蓄電池及其正極的有效防腐方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核電站用鉛酸蓄電池及其正極的有效防腐方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法，其包括以下步驟：

1)制作納米碳溶膠；

2)將步驟1)中的納米碳溶膠注入鉛酸蓄電池的電解液內(nèi)，納米碳溶膠浮在電解液表面；以及

3)對鉛酸蓄電池連續(xù)充電。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一種改進(jìn)，所述步驟1)中，納米溶膠通過使用高頻聲波發(fā)生器對置于容器中的納米碳粉連續(xù)發(fā)射1-2分鐘獲得。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一種改進(jìn)，所述納米碳粉的尺寸為50-80nm。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一種改進(jìn)，所述鉛酸蓄電池設(shè)有呼吸孔，所述步驟1)中的納米碳溶膠采用注射器自鉛酸蓄電池的呼吸孔注入鉛酸蓄電池的電解液內(nèi)。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一種改進(jìn)，所述步驟1)中，納米溶膠的濃度為0.5％-1％。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一種改進(jìn)，所述步驟3)中，對鉛酸蓄電池充電的充電時(shí)間為持續(xù)2-24小時(shí)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種核電站用鉛酸蓄電池，其包括電池殼體、設(shè)置于電池殼體中并通過隔板隔離的正極和負(fù)極、填充于電池殼體中的電解液，以及密封封蓋電池殼體的電池頂蓋，其中，正極設(shè)有正極柱和正極板，正極柱和正極板上設(shè)有納米碳溶膠涂層。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的一種改進(jìn)，所述納米碳溶膠涂層的厚度為80nm-240nm。

作為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的一種改進(jìn)，所述納米碳溶膠涂層通過前述防腐方法設(shè)置于正極柱上。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的正極柱和正極板表面設(shè)有碳納米溶膠，正極柱和正極板表面穩(wěn)定不易因被氧化而形成脫皮層。即使帶液存儲(chǔ)6個(gè)月不對鉛酸蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的正極柱和正極板也不會(huì)發(fā)生腐蝕、脫皮，從而可實(shí)現(xiàn)鉛酸蓄電池正極的有效防腐。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池及其正極防腐方法進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的正極防腐方法的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池中，正極板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。

請參照圖1所示，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法包括以下步驟：

1)制作納米碳溶膠；

2)將步驟1)中的納米碳溶膠注入鉛酸蓄電池的電解液內(nèi)，納米碳溶膠浮在電解液表面；以及

3)對鉛酸蓄電池連續(xù)充電。

納米碳管具有良好的導(dǎo)電性和抗酸氧化性，在微觀狀態(tài)下，碳納米材料仍保持6個(gè)原子結(jié)構(gòu)，最外層電子處于穩(wěn)定狀態(tài)，不易被氧化。一定厚度的納米碳管涂層既能夠阻止極柱被氧化，又能夠確保導(dǎo)電性能。

納米碳管同時(shí)具備一切納米材料的通用特征--表面效應(yīng)：碳納米管涂層能夠使得極柱與電解液有更大的接觸面積，因?yàn)楣軤罱Y(jié)構(gòu)內(nèi)外表面均能夠?qū)щ?，使得極柱導(dǎo)電面積大大增加，可以獲得更好的瞬時(shí)大電流放電能力。

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，對納米碳管的純度有非常高的要求，納米碳管中不能含有任何金屬雜質(zhì)，以免雜質(zhì)造成蓄電池內(nèi)部的原電池效應(yīng)，使得腐蝕加劇。

根據(jù)本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一個(gè)實(shí)施方式，步驟1)中，納米溶膠通過使用高頻聲波發(fā)生器對置于5000ml容器中的50g納米碳粉連續(xù)發(fā)射1-2分鐘獲得，納米碳粉的尺寸為50-80nm，納米碳溶膠的濃度為0.5％-1％。

根據(jù)本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一個(gè)實(shí)施方式，鉛酸蓄電池設(shè)有呼吸孔，步驟1)中的納米碳溶膠采用注射器抽取80ml并自鉛酸蓄電池的呼吸孔注入鉛酸蓄電池的電解液內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法的一個(gè)實(shí)施方式，步驟3)中，對鉛酸蓄電池充電的充電時(shí)間為持續(xù)2小時(shí)以上，例如持續(xù)2-24小時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法獲得的核電站用鉛酸蓄電池包括：電池殼體、設(shè)置于電池殼體中并通過隔板隔離的正極和負(fù)極、填充于電池殼體中的電解液，以及密封封蓋電池殼體的電池頂蓋，其中，正極設(shè)有正極柱和正極板，正極柱和正極板10上設(shè)有納米碳溶膠涂層20，如圖2所示。

需要說明的是，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池與現(xiàn)有核電站用鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處僅在于正極柱和正極板10上設(shè)有納米碳溶膠涂層20，因此，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的具體結(jié)構(gòu)不再贅述。此外，正極柱和正極板10上均設(shè)有碳納米溶膠涂層，由于結(jié)構(gòu)近似，為了簡化描述，本發(fā)明對正極柱和正極板不予區(qū)分，統(tǒng)一標(biāo)注為10。

根據(jù)本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的一個(gè)實(shí)施方式，納米碳溶膠涂層的厚度為80nm-240nm。

完成納米碳溶膠涂裝后，對鉛酸蓄電池進(jìn)行為期6個(gè)月的靜置試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：根據(jù)本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池正極防腐方法獲得的核電站用鉛酸蓄電池6節(jié)無一發(fā)生大面積脫皮，僅在極柱與匯流排連接處發(fā)生面積不超過1平方厘米的脫皮，分析此位置可能未得到碳納米溶膠的充分覆蓋。相同條件下，未涂裝納米碳溶膠的鉛酸蓄電池的正極柱在充電10分鐘后會(huì)發(fā)生明顯極柱脫皮現(xiàn)象。

結(jié)合以上對本發(fā)明的詳細(xì)描述可以看出，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的正極極柱表面設(shè)有碳納米溶膠，正極柱表面穩(wěn)定不易因被氧化而形成脫皮層。即使帶液存儲(chǔ)6個(gè)月不對鉛酸蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電，本發(fā)明核電站用鉛酸蓄電池的正極極柱也不會(huì)發(fā)生腐蝕、脫皮，從而可實(shí)現(xiàn)鉛酸蓄電池正極極柱的有效防腐。

根據(jù)上述原理，本發(fā)明還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。