本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池領域，尤其涉及一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法.
背景技術：
：鉛酸蓄電池具有原材料來源廣且方便易得、造價低、安全性高、性能穩(wěn)定以及可回收利用等諸多優(yōu)點，發(fā)展至今日仍占據(jù)著非?？捎^的市場份額。隨著科技的進步和發(fā)展，各行業(yè)對鉛酸蓄電池提出了新的要求，提高比容量以及循環(huán)壽命、降低產(chǎn)品重量是亟需解決的問題。鉛炭電池，是指將高比表面的炭材料(如活性炭、活性炭纖維、炭氣凝膠或碳納米管等)摻入鉛負極，發(fā)揮高比表面碳材料的高導電性和對鉛基活性物質的分散性，提高鉛活性物質的利用率，并能抑制硫酸鉛結晶的長大和失活。高比表面積碳材料在高功率充放電和脈沖放電時可提供雙電層電容，減弱大電流對負極的損害，它還使鉛負極內(nèi)部具有多孔結構，這有利于高功率充放電下電解液離子的快速遷移。如申請?zhí)枮閏n201210453728.0的中國專利公開了一種鉛碳電池正極鉛膏，其原料包括：鉛粉85～90份、硫酸7.24～10.6份、石墨烯4～10份、四堿式硫酸鉛1～3份、硫酸亞鈷0.1～1份、硫酸鎂0.3～2份、滌綸纖維0.07～0.09份，所述四堿式硫酸鉛的粒徑為5～10μm。該發(fā)明還公開了該正極鉛膏的制備方法及包括正極鉛膏的鉛碳電池正極板與鉛碳電池。該發(fā)明通過在鉛碳電池正極鉛膏中添加石墨烯與粒徑5～10μm的四堿式硫酸鉛，充分利用石墨烯高比表面積與高導電性的特征，提高鉛碳電池的充放電速率，同時發(fā)揮粒徑5～10μm的四堿式硫酸鉛的引晶作用，引導鉛碳電池放電時生成易轉化為α-pbo2的四堿式硫酸鉛，提高電池的循環(huán)壽命。理想的碳添加劑應具有非常高的比表面積和導電性，不過由于鉛碳電池負極中添加了高含量、高比表面的碳材料，電池的析氫過電勢過低，在電池進行儲存時電池的自放電現(xiàn)象嚴重，通過國標測試方法測試鉛碳電池的容量保存率，是其它普通電池測試結果的75～90％左右。因此鉛酸蓄電池在長期存放過程中由于電池的高自放電率，造成的硫酸鉛生成，存在容量嚴重降低的情況。技術實現(xiàn)要素：為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法。本發(fā)明方法在對電池進行容量快速恢復時，采用磁場影響電荷、離子的傳輸來促進硫酸電解液的混合、活性物質的完全轉化，這能比單獨通過充電方式恢復電池的初始容量和循環(huán)使用壽命更迅捷、快速，同時過程中能有效的促進酸液流動，提高電池的一致性。本發(fā)明的具體技術方案為：一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法，包括以下步驟：(1)充電：采用0.16-0.2c的電流充電至電池電壓2.5～2.52v/單格，靜置0.2～0.5小時；然后以0.12-0.15c的電流充電至電池電壓2.50～2.55v/單格，靜置0.2～0.5小時，最后以0.03—0.04c的電流充電至電池電壓2.55～2.58v/單格，在充電過程中，當電池電壓≥2.35v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至特定頻率和特定功率，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相同磁極方向面對面。(2)恒流放電：以0.5～0.6c的電流放電至電池電壓為1.85～1.9v/單格，然后以0.1～0.2c的電流放電至電池電壓為1.65～1.7v/單格，當放電過程電池電壓小于等于1.95v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至某一特定頻率和特定功率，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相反磁極方向面對面。本發(fā)明在對電池進行容量快速恢復時，采用磁場影響電荷、離子的傳輸來促進硫酸電解液的混合、活性物質的完全轉化，這能比單獨通過充電方式恢復電池的初始容量和循環(huán)使用壽命更迅捷、快速，同時過程中能有效的促進酸液流動，提高電池的一致性。作為優(yōu)選，所述特定頻率為12～18khz，所述特定功率為150～180毫瓦。作為優(yōu)選，在步驟(1)的靜置階段，對磁場源施加不同功率交替產(chǎn)生低頻、高頻波來影響酸液流動，同時對電磁源電極進行正反極調頻，頻率0.5～10hz，過程時間控制為0.1～0.3h。作為優(yōu)選，所述鉛酸蓄電池包括正極板、負極板、隔板和硫酸電解液；所述負極板采用的負極板柵合金中含有pb，ca，sn以及cr、co或zr中的至少一種；且負極板上包覆有隔膜。上述負極板柵合金是一種具有降低自放電率的電化學貯氫合金，鉛鈣合金具有高析氫過電位，能有效抑制自放電過程，在板柵中添加sn，充電過程中極板處于電解液中表面與活性物質之間會容易形成薄的鈍化層，鈍化層是形成于板柵的硫酸鉛和氧化鉛的不良導電層，鈍化層會影響電池的充電接受能力和放電容量，在板柵表層有sn有效的抑制由鈍化層對電池造成的影響，同時添加sn能在合金熔融時保護ca元素不被高溫燒解揮發(fā)。負極板柵中鋯、鉻、鈷的摻雜可使鉛酸蓄電池負極板的析氫過電位更負，增加析氫難度，減少氫氣析出，降低使用過程中電解液的消耗量，有利于提高蓄電池壽命和使用時電池容量的快速恢復。此外，本發(fā)明中的隔膜的作用主要是抵擋金屬大顆粒物質自由移動穿過隔板與活性物質形成微電路，降低自放電過程。作為優(yōu)選，所述負極板柵合金的成分為：pb94.7～98.5wt％，ca0.5～1.5wt％，sn0.3～0.8wt％以及cr0.03～0.9wt％、co0.2～1.2wt％、zr0.05～1.7wt％中的至少一種；上述各成分含量總和為100wt％。在上述配方范圍中，負極板柵合金的性能更佳。作為優(yōu)選，所述隔膜為完全包覆于負極板的兩面，隔膜為聚烯烴基微孔膜。作為優(yōu)選，所述聚烯烴基微孔膜為聚丙烯微孔膜或聚乙烯微孔膜。作為優(yōu)選，所述聚烯烴基微孔膜的孔徑為0.1-1.8微米。作為優(yōu)選，所述負極板的鉛膏配方為：98.2～99.4wt％的氧化鉛粉、0.1～1.2wt％的碳材料、0.05～0.4wt％的萘磺酸甲醛縮合物和0.08～0.8wt％的有機膨脹劑，上述各成分含量總和為100wt％。通常鉛膏中添加有木質素，由于木質素具有較高的熱敏感度，在高溫條件下易溶解，而且在電池使用的過程中會發(fā)生降解溶于電解液中。使得高比表面的碳材料與活性物質完全接觸，造成析氫量的增加，而萘磺酸甲醛縮合物采用磺化芳烴聚合物制備合成，結構穩(wěn)定，能有效附著在碳材料的表面，氫離于不容易獲得電子而生成中性的氫分子，相當于提高氫的析出電位，可以減少氫的析出。同時具有獨特的長鏈結構，能有效的提高其充放過程中收縮膨脹中的附著力。有機膨脹劑的作用是有機膨脹劑吸附在過程中鉛的表面，在蓄電池放電期間，抑制連續(xù)生成硫酸鉛鈍化層的沉積，輔助生成多孔的硫酸鉛層，能有效的提高負極活性物質的電化學活性表面積。同時負極在循環(huán)過程中極板之間間隙是不斷收縮的，通過在活性物質中添加有機膨脹劑起到隔絕的作用，延緩其收縮的過程，有利于容量的保持。作為優(yōu)選，所述萘磺酸甲醛縮合物的分子量為7000～15000。上述分子量范圍的萘磺酸甲醛縮合物效果更佳。作為優(yōu)選，所述硫酸電解液中含有：硫酸鈉0.2-0.8wt％、磷酸和磷酸鹽0.1—0.3wt％、硫酸亞錫0.05～0.4wt％、果酸0.5-1.2wt％；所述硫酸電解液的密度為1.2～1.26g/cm3。加入磷酸、硫酸鈉、硫酸亞錫、硫酸鈉會在硫酸鉛晶體上形成吸附，阻止硫酸鉛晶體長大，隨著新的硫酸鉛晶核不斷生成，形成細小的硫酸鉛晶體，能有利于硫酸鉛跟鉛之間的相互轉化。同時利于硫酸電解液活性物質中的擴散，使參加電化學反應的活性物質量增多。與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明的有益效果是：1、采用磁場影響電荷、離子的傳輸來促進硫酸電解液的混合、活性物質的完全轉化，這能比單獨通過充電方式恢復電池的初始容量和循環(huán)使用壽命更迅捷、快速，同時過程中能有效的促進酸液流動，提高電池的一致性。2、通過添加貯氫或者高析氫過電位金屬摻雜在板柵合金中來降低其析氫過電位，同時通過改性添加劑來降低碳材料的比表面積，減少在碳材料表面的析氫量。3、采用微孔隔膜包附在負極板表面抵擋金屬大顆粒物質自由移動穿過隔板與活性物質形成微電路，降低自放電過程。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。實施例1一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法，包括以下步驟：(1)充電：采用0.16c的電流充電至電池電壓2.5v/單格，靜置0.2小時；然后以0.12c的電流充電至電池電壓2.50v/單格，靜置0.2小時，最后以0.03c的電流充電至電池電壓2.55v/單格，在充電過程中，當電池電壓≥2.35v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至特定頻率(15khz)和特定功率(120毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相同磁極方向面對面；在靜置階段，對磁場源施加不同功率交替產(chǎn)生低頻、高頻波來影響酸液流動，同時對電磁源電極進行正反極調頻，頻率10hz，過程時間控制為0.2h。(2)恒流放電：以0.5c的電流放電至電池電壓為1.85v/單格，然后以0.1c的電流放電至電池電壓為1.65v/單格，當放電過程電池電壓小于等于1.95v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至某一特定頻率(15khz)和特定功率(120毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相反磁極方向面對面。其中，所述的鉛酸蓄電池，包括正極板、負極板、玻璃纖維隔板和硫酸電解液。所述負極板采用的負極板柵合金的成分為：pb96.8wt％，ca1.5wt％，sn0.8wt％，cr0.25wt％，co0.6wt％，zr0.05wt％。所述負極板上包覆有聚丙烯微孔膜，微孔膜的孔徑為1.0微米。所述負極板的鉛膏配方為：99.1wt％的氧化鉛粉、0.4wt％的碳材料、0.08wt％的萘磺酸甲醛縮合物(分子量為7548)和0.42wt％的有機膨脹劑木質素。所述硫酸電解液中含有：硫酸鈉0.2wt％、磷酸和磷酸鹽0.1wt％、硫酸亞錫0.4wt％、果酸0.8wt％。所述硫酸電解液的密度為1.22g/cm3。實施例2一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法，包括以下步驟：(1)充電：采用0.18c的電流充電至電池電壓2.52v/單格，靜置0.5小時；然后以0.15c的電流充電至電池電壓2.55v/單格，靜置0.5小時，最后以0.04c的電流充電至電池電壓2.58v/單格，在充電過程中，當電池電壓≥2.35v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至特定頻率(18khz)和特定功率(180毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相同磁極方向面對面；在靜置階段，對磁場源施加不同功率交替產(chǎn)生低頻、高頻波來影響酸液流動，同時對電磁源電極進行正反極調頻，頻率0.5hz，過程時間控制為0.3h。(2)恒流放電：以0.6c的電流放電至電池電壓為1.9v/單格，然后以0.2c的電流放電至電池電壓為1.7v/單格，當放電過程電池電壓小于等于1.95v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至某一特定頻率(18khz)和特定功率(180毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相反磁極方向面對面。所述的鉛酸蓄電池，包括正極板、負極板、玻璃纖維隔板和硫酸電解液。所述負極板采用的負極板柵合金的成分為：pb97.5wt％，ca1.5wt％，sn0.5wt％，co0.5wt％。所述負極板上包覆有聚乙烯微孔膜，微孔膜的孔徑為1微米。所述負極板的鉛膏配方為：98.5wt％的氧化鉛粉、0.6wt％的碳材料、0.15wt％的萘磺酸甲醛縮合物(分子量為14889)和0.75wt％的有機膨脹劑木質素。所述硫酸電解液中含有：硫酸鈉0.5wt％、磷酸和磷酸鹽0.3wt％、硫酸亞錫0.25wt％、果酸1wt％。所述硫酸電解液的密度為1.25g/cm3。實施例3一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法，包括以下步驟：(1)充電：采用0.2c的電流充電至電池電壓2.51v/單格，靜置0.4小時；然后以0.14c的電流充電至電池電壓2.53v/單格，靜置0.4小時，最后以0.03c的電流充電至電池電壓2.56v/單格，在充電過程中，當電池電壓≥2.35v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至特定頻率(15khz)和特定功率(165毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相同磁極方向面對面；在靜置階段，對磁場源施加不同功率交替產(chǎn)生低頻、高頻波來影響酸液流動，同時對電磁源電極進行正反極調頻，頻率5hz，過程時間控制為0.1h。(2)恒流放電：以0.55c的電流放電至電池電壓為1.88v/單格，然后以0.15c的電流放電至電池電壓為1.68v/單格，當放電過程電池電壓小于等于1.95v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至某一特定頻率(15khz)和特定功率(165毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相反磁極方向面對面。所述的鉛酸蓄電池，包括正極板、負極板、玻璃纖維隔板和硫酸電解液。所述負極板采用的負極板柵合金的成分為：pb96.45wt％，ca1wt％，sn0.55wt％，cr0.45wt％，co0.7wt％，zr0.85wt％。所述負極板上包覆有聚丙烯微孔膜，微孔膜的孔徑為0.1微米。所述負極板的鉛膏配方為：98.69wt％的氧化鉛粉、0.65wt％的碳材料、0.22wt％的萘磺酸甲醛縮合物(分子量為7213)和0.44wt％的有機膨脹劑木質素。所述硫酸電解液中含有：硫酸鈉0.8wt％、磷酸和磷酸鹽0.2wt％、硫酸亞錫0.05wt％、果酸0.5wt％。所述硫酸電解液的密度為1.2g/cm3。實施例4一種鉛酸蓄電池的容量快速恢復方法，包括以下步驟：(1)充電：采用0.16c的電流充電至電池電壓2.5v/單格，靜置0.2小時；然后以0.12c的電流充電至電池電壓2.50v/單格，靜置0.2小時，最后以0.03c的電流充電至電池電壓2.55v/單格，在充電過程中，當電池電壓≥2.35v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至特定頻率(12khz)和特定功率(150毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相同磁極方向面對面；在靜置階段，對磁場源施加不同功率交替產(chǎn)生低頻、高頻波來影響酸液流動，同時對電磁源電極進行正反極調頻，頻率8hz，過程時間控制為0.1h。(2)恒流放電：以0.5c的電流放電至電池電壓為1.85v/單格，然后以0.1c的電流放電至電池電壓為1.65v/單格，當放電過程電池電壓小于等于1.95v/單格時，通過調制裝置對磁場源調制至某一特定頻率(12khz)和特定功率(150毫瓦)，產(chǎn)生電磁場區(qū)域影響電池中電荷交換，電磁場調至相反磁極方向面對面。所述的鉛酸蓄電池，包括正極板、負極板、玻璃纖維隔板和硫酸電解液。所述負極板采用的負極板柵合金的成分為：pb96.27wt％，ca0.5wt％，sn0.3wt％，cr0.03wt％，co1.2wt％，zr1.7wt％。所述負極板上包覆有聚乙烯微孔膜，微孔膜的孔徑為0.9微米。所述負極板的鉛膏配方為：98.67wt％的氧化鉛粉、1.2wt％的碳材料、0.05wt％的萘磺酸甲醛縮合物(分子量為8521)和0.08wt％的有機膨脹劑木質素。所述硫酸電解液中含有：硫酸鈉0.8wt％、磷酸和磷酸鹽0.3wt％、硫酸亞錫0.4wt％、果酸1.2wt％。所述硫酸電解液的密度為1.26g/cm3。對比例1以0.15c2的電流充電至2.42～2.45v/單格，后以恒定電壓值2.45v/單格充電至電流值小于等于0.013c2，靜置10～15min，在電壓值為14.5v浮充4小時。采用實施例1的容量恢復方法與采用對比例1的方法對電池進行容量恢復后，電池容量放電結果如下：對比例1實施例1一次放電時間(min)117118二次放電時間(min)124132三次放電時間(min)129130由此可知，實施例1的的放電時間更長，因此實施例1的方法更為有效。本發(fā)明中所用原料、設備，若無特別說明，均為本領域的常用原料、設備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。當前第1頁12