CN102709612A - 铅酸蓄电池修复液 - Google Patents

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郭春才
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Abstract

一种铅酸蓄电池修复液，通过以下步骤制备：按照以下配方备料(重量百分比)：去离子水90～94.5％，纳米氮化硅粉体2.5～4.0％，聚N-乙烯基吡咯烷酮0.5～1.0％，聚乙二醇0.5～1.0％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂0.5～1.0％，聚乙烯醇0.5～1.0％，聚乙烯酰胺0.5～1.0％，防腐剂0.5～1.0％；将上述材料置于玻璃或搪瓷加热釜中，温度加热至80℃-85℃，保温，获得外观为半透明的溶液，即得。本产品可以有效溶解去除电池极板上的硫酸铅结晶，恢复极板的功能，修复失效的铅酸蓄电池，并且在电池极板表面形成保护膜，使电池极板不再结晶硫酸铅，延长电池的使用寿命。

Description

铅酸蓄电池修复液
技术领域
本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池修复液。
背景技术
铅酸蓄电池作为最主要的稳定电源和直流电源，被广泛应用于航空、铁路、汽车、船舶、通讯、金融、国防等各个行业、部门。在各类蓄电池中，铅酸蓄电池所占比例最大，约为电池总量的75％。我国目前铅酸蓄电池的社会使用量为3亿多只，近年来还在迅猛增加。
铅酸蓄电池在使用一定时间后(一般为二年左右)，或者因使用不当(电池充电不足、过充电、过放电、长期放置不充电等)，电池电解液中的硫酸铅(PbSO4)会重新析出，在电池负极板的表面生成一层白色而坚硬的硫酸铅结晶体(也称“硫酸盐化”)。负极板上硫酸铅结晶起了阻隔作用，使得负极板里的活性物质不能或者减少参加充放电的电化学反应，从而导致电池的效能降低、功能丧失直至报废。铅酸蓄电池因“硫酸盐化”造成的失效、报废是最常见的、普遍发生的；铅酸蓄电池的效能下降和报废，其中85％以上都是因电池硫酸盐化造成的。铅酸电池根据其不同质量等级和使用的工矿条件，寿命在1.5～4年。我国目前每年报废的铅酸蓄电池(各种规格)近亿只。大量报废的铅酸蓄电池，浪费了能源和资源，增加了使用单位的成本，也对环境造成严重污染。对废旧铅酸蓄电池进行修复，延长电池使用寿命，减少全社会电池消耗量，是我国政府(2003年10月我国政府颁布了《废电池污染防治技术政策》，鼓励、推进废旧电池的修复再利用)、铅酸电池行业的专家、工程技术人员一直在研究解决的课题和难题，是一项具有战略意义、有着重大经济和社会效益的工作。
目前对铅酸蓄电池进行修复的方法主要采用电学方法，包括串联式修复、大电流充电修复、负脉冲修复、高频脉冲修复和均衡谐振脉冲修复等。这种方法修复电池存在严重的技术缺陷，主要是：1、只能浅表层的、部分的去除硫酸结晶；2、对电池极板造成损伤；3、不能将硫酸铅结晶还原成稀硫酸；4、电池极板上还会继续结晶，修复后的电池很快出现效能下降。由于其没有真正修复电池，所以该方法无法获得广泛的推广和应用。
针对上述缺点和不足，本发明提供了一种能够有效地除去电池极板上的硫酸铅结晶的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池修复液。本发明能够有效溶解去除电池极板上的硫酸铅结晶，恢复极板的功能，从而修复因硫酸盐化而失效的铅酸蓄电池，修复后电池容量可恢复到新电池容量的85％以上，并且在电池极板表面形成保护膜，使电池极板不再结晶硫酸铅，延长电池的使用寿命；在新的铅酸蓄电池里注入本发明提供的铅酸蓄电池修复液，同样可以防止电池硫酸盐化，延长电池的使用寿命。本发明具有安全、有效、方便的特点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种铅酸蓄电池修复液，所述铅酸蓄电池修复液通过以下步骤制备：
步骤(1)按照以下配方备料：去离子水90～94.5％，纳米氮化硅粉体2.5～4.0％，聚N-乙烯基吡咯烷酮聚(NVP)0.5～1.0％，聚乙二醇(PEG)0.5～1.0％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂(PAAna)0.5～1.0％，聚乙烯醇(PVA)0.5～1.0％，聚乙烯酰胺(PVM)0.5～1.0％，防腐剂0.5～1.0％，所述百分比为重量百分比；
步骤(2)将上述材料置于玻璃或搪瓷加热釜中，温度加热至80℃-85℃，保温，获得外观为半透明的溶液，即得。
优选的，所述配方的各组分含量为：去离子水94.5％，纳米氮化硅粉体2.5％，聚N-乙烯基吡咯烷酮0.5％，聚乙二醇0.5％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂0.5％，聚乙烯醇0.5％，聚乙烯酰胺0.5％，防腐剂0.5％。
优选的，所述配方的各组分含量为：去离子水90％，纳米氮化硅粉体4.0％，聚N-乙烯基吡咯烷酮1.0％，聚乙二醇1.0％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂1.0％，聚乙烯醇1.0％，聚乙烯酰胺1.0％，防腐剂1.0％。
优选的，所述聚乙二醇的平均分子量为300或2000。
优选的，所述防腐剂为亚硝酸钠和/或脱氢乙酸。
优选的，所述温度为80℃或85℃。
优选的，所述保温的时间为1h。
本发明配方中的高分子有机材料存在烯基不饱和基团和羟基，其中一部分羟基吸附于亲水的PbSO4固体颗粒上，另一部分亲水的羟基分散于水溶液中，形成稳定的分散体系而不聚结，即维持单位体积中的粒子数基本不变，同时可增加介质的粘度，表现为体系稳定性明显增加。作为PbSO4悬浊液中的稳定剂和增稠剂，这些高分子材料对体系的稳定性起着重要作用：一方面它们的粘度较大，可以将体系中的PbSO4悬浮颗粒相对牢固地在空间定位；另一方面还具有乳化作用，能够降低PbSO4颗粒与溶液间的表面自由能，使得PbSO4颗粒不仅能够均匀地分散在体系中，而且减少了PbSO4颗粒间相互聚结的趋势，增加了体系的稳定性，从而阻止硫酸铅结晶，并使电池极板上已有的结晶体通过化学反应得以还原。
本发明能够有效溶解去除电池极板上的硫酸铅结晶，恢复极板的功能，从而修复因硫酸盐化而失效的铅酸蓄电池，修复后电池容量可恢复到新电池容量的85％以上，并且在电池极板表面形成保护膜，使电池极板不再结晶硫酸铅，延长电池的使用寿命。在新的铅酸蓄电池里注入本发明提供的铅酸蓄电池修复液，同样可以防止电池硫酸盐化，延长电池的使用寿命。因此，本发明具有安全、有效、方便的特点。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
使用本发明修复铅酸蓄电池的操作方法如下：
将经过测试、判定为因硫酸盐化失效的铅酸蓄电池放电至规定电压，打开加液盖，按电池容量(以电压2V为基本单位)的10％注入修复液，盖上加液盖，进行充放电。经循环充放电2-3次，检测充放电数据指标，如电池的充电容量有大幅提升，电池修复即完成。
实施例1
按照以下配方备料(重量百分比)：去离子水94.5％，纳米氮化硅粉体2.5％，聚N-乙烯基吡咯烷酮0.5％，PEG20000.5％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂0.5％，聚乙烯醇0.5％，聚乙烯酰胺0.5％，亚硝酸钠(防腐剂)0.5％；
将上述材料置于玻璃加热釜中(不得用任何金属容器和金属工具加热、搅拌、包装)，温度加热至80℃，保温1h，使上述材料完全溶化于去离子水中，获得外观为半透明的溶液，即得，0-40℃存放。
实施例2
按照以下配方备料(重量百分比)：去离子水90％，纳米氮化硅粉体4.0％，聚N-乙烯基吡咯烷酮1.0％，PEG3001.0％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂1.0％，聚乙烯醇1.0％，聚乙烯酰胺1.0％，脱氢乙酸(防腐剂)1.0％；
将上述材料置于搪瓷加热釜中(不得用任何金属容器和金属工具加热、搅拌、包装)，温度加热至85℃，保温1h，使上述材料完全溶化于去离子水中，获得外观为半透明的溶液，即得，0-40℃存放。
本发明可以有效溶解去除电池极板上的硫酸铅结晶，恢复极板的功能，修复后的电池容量恢复到新电池容量的85％以上，并且在电池极板表面形成保护膜，使电池极板不再结晶硫酸铅。
在新的铅酸蓄电池里注入本发明提供的铅酸蓄电池修复液，同样可以防止电池硫酸盐化。

Claims (7)

1.一种铅酸蓄电池修复液，其特征在于，所述铅酸蓄电池修复液通过以下步骤制备：
步骤(1)按照以下配方备料：去离子水90～94.5％，纳米氮化硅粉体2.5～4.0％，聚N-乙烯基吡咯烷酮0.5～1.0％，聚乙二醇0.5～1.0％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂0.5～1.0％，聚乙烯醇0.5～1.0％，聚乙烯酰胺0.5～1.0％，防腐剂0.5～1.0％，所述百分比为重量百分比；
步骤(2)将上述材料置于玻璃或搪瓷加热釜中，温度加热至80℃-85℃，保温，获得外观为半透明的溶液，即得。
2.根据权利要求1所述的蓄电池修复液，其特征在于，所述配方的各组分含量为：去离子水94.5％，纳米氮化硅粉体2.5％，聚N-乙烯基吡咯烷酮0.5％，聚乙二醇0.5％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂0.5％，聚乙烯醇0.5％，聚乙烯酰胺0.5％，防腐剂0.5％。
3.根据权利要求1所述的蓄电池修复液，其特征在于，所述配方的各组分含量为：去离子水90％，纳米氮化硅粉体4.0％，聚N-乙烯基吡咯烷酮1.0％，聚乙二醇1.0％，相对低分子聚丙烯酸钠分散剂1.0％，聚乙烯醇1.0％，聚乙烯酰胺1.0％，防腐剂1.0％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的蓄电池修复液，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为300或2000。
5.根据权利要求1至3任一项所述的蓄电池修复液，其特征在于，所述防腐剂为亚硝酸钠和/或脱氢乙酸。
6.根据权利要求1至3任一项所述的蓄电池修复液，其特征在于，所述温度为80℃或85℃。
7.根据权利要求1至3任一项所述的蓄电池修复液，其特征在于，所述保温的时间为1h。
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