CN104518248A - 纳米碳溶胶铅酸蓄电池去硫化修复液 - Google Patents

Abstract

纳米碳溶胶蓄电池活化修复液，本发明涉及一种物理和电化学技术领域，它包括用本人研发制造的高频脉冲功率发生器去电解放在装有含聚丙烯酸0.05-0.3％、JFC渗透剂0.01-0.1％，余下为去离子水的电解液中的石墨板和不锈钢板进行电解，产生的胶状液体为纳米碳溶胶铅酸蓄电池去硫化修复液，该修复液有效去除蓄电池硫酸盐化，并防止再次被硫化，降低电池内阻，恢复电池原有容量，使废旧电池得到重新回收利用，有利于废物利用和生态环境的保护。

Description

纳米碳溶胶铅酸蓄电池去硫化修复液

技术领域：

本发明涉及物理和电化学技术领域，尤其涉及一种纳米碳溶胶铅酸蓄电池去硫化修复液。

背景技术：

铅酸蓄电池俗称电瓶，据不完全统计，目前我国铅酸蓄电池年产量5000万只，仅汽车一项每年就需要1500万只，但铅酸电池的使用寿命较短，在招废的铅酸电池中有65％以上是因极板硫化所造成的。铅酸电池的硫化故障是由多种原因使极板表面(甚至活性物质孔中)逐渐生成一层白色粗大晶粒的硫酸铅，堵塞了极板活性物质的间隙，增大电解液的渗透阻力，因而使铅酸蓄电池内阻增加，容量减少。硫酸铅一但形成晶体便难以溶解，同时又在过度饱和的电解液环境中更增加了溶解难度，致使铅酸蓄电池无法正常使用而过早报废，每年给企业或个人造成不小的经济损失。当今电池硫化仍然是世界性难题。

发明内容

为了解决铅酸蓄电池硫化问题，通过上万次实验与研究总结，只有碳单质是去除电池硫化的最理想物质。因为这是由于碳的性质决定它有这种效果。

1、具有还原性，在一定条件下能与金属氧化物反应。

2、碳是一种相当惰性的物质，具有优良的环境稳定性，不被酸碱所腐蚀。

3、具有优异的导电性能。

4、具有吸附性能等。

基于上述特性，如果把单质碳放在蓄电池的硫酸溶液中，既能增加硫酸溶液的电导率，又能溶解还原硫酸铅，利用它的吸附性，形成保护膜，还能防止电池极板活性物质脱落，使极板免受腐蚀，一举多得。于是本人便研发出一种产品叫做纳米碳溶胶铅酸蓄电池硫化溶液，添加到电池中，能够完全真正的去除蓄电池硫化。

具体实施方式

纳米碳溶胶铅酸电池去硫化修复液，主要包括石墨板、电解液、高频脉冲功率发生器，把石墨板放入电解液中用高频脉冲功率发生器电解，使石墨板的碳原子分散溶解到水中制取。

首先设计电解液，必须考虑所添加物质对铅酸电池无副作用是前提经过筛选被选中聚丙烯酸，它是一种无腐蚀性的酸，并且分子量相对较小，又是阴离子分散剂，又有增效作用，并且能够电离；为了增加它的分散效果，同时又添加JFC渗透剂，它属于非离子型表面活性剂，具有良好的耐强酸、强碱、耐次氯酸钠、耐硬水及重金属盐，具有良好的乳化和渗透作用，两者混合后对石墨分散溶解有协同作用，效果非常好！

电解液的配制：先选取玻璃烧杯装满去离子水，加热至40℃左右，放入0.05-0.3％重量的聚丙烯酸搅匀稀释，再放入0.01-0.15％重量的JFC渗透剂搅匀稀释备用。

极板选材：宜采用3-5mm厚度的高纯天然磷片石墨板做正极板，负极板选用纯不锈钢板材制品，正负极板要求面积和厚度尽量一致并且将极板上沿部分固定在绝缘条状物体上，放置在盛有电解液的玻璃烧杯上面。

高频脉冲功率发生器：本人研发制造的高频脉冲功率发生器振荡频率始终保持8.3kHz，脉冲波型是尖峰三角波，脉冲宽度在12微秒以上，并且输出电压从0-70V连续可调，在输出70V电压时电流最大输出可达30A(此高频脉冲功率发生器既能电解石墨，又能修复蓄电池)。

将高频脉冲功率发生器输出端正极接在石墨板上，负极按在不锈钢板上，接通电源，脉冲电流要求保持在每百平方厘米石墨板面积约合电流0.3A，电解液温度应保持40℃，此时就会发现从石墨板表面不断散发出青白色一缕缕烟雾状的纳米石墨，慢慢溶入电解液中，被聚丙烯酸和JFC二次乳化分散溶解，随着电解液粘稠度不断增加，大约电解10-15小时后，烟雾状逐渐消失，此时纳米碳溶胶电解成功，也可称为纳米碳溶胶铅酸蓄电池去硫化修复液，成品液体呈粘稠并且透明，碳粒径1-10nm，碳含量0.1-0.2％左右。总之如何把石墨细小化，是决定它效力发挥的关键所在，越细效果就越好。与现有技术相比，此法生产的纳米碳溶胶是真正意义上的碳溶胶，因为它粒径非常小，所以透明并且粘稠，并且还带有正电荷，此修复液加入蓄电池中后在充电过程中很快被吸附到电池极板当中，再加上JFC渗透剂乳化、渗透作用被硫化的极板上的硫酸铅很快崩解，硫酸铅使其还原变成铅。并能渗透到极板内部形成保护膜，防止极板活性物质脱落和极板硫化的形成，铅枝晶化的形成，降低电池内阻，增进电池电化学反应，提高活性物质利用率，大大延长电池使用寿命。

附图说明

附图中，1、220V电源插头；2、220V电源开关；3、220V交流电源调压器；4、220V变70V交流变压器；5、高频整流器；6、220V交流变12V直流电源；7、8.33kHz高频脉冲振荡器；8、功率输出场效应管；9、直流电流表；10、直流电压表；11、不锈钢板；12、高纯石墨板；13、绝缘材料固定贺；14、电解液；15、玻璃烧杯；16、为图12端点的高频脉冲波型。

对铅酸蓄电池硫化复原处理：

只要电池极板完好，放置时间不超过1年，期间没有添加过任何修复液。无物理损坏的电池基本全能修复，并能达到新电池的标准容量90％以上。对待轻微硫化的电池，添加此修复液后经几个充电、放电周期后，硫化现象自然消失，容量恢复。对于硫化严重的电池，如下降至原容量30％以下，必须配合前面介绍的高频脉冲功率发生器协同修复。具体方法是：先把电池充电，充满后放电检测电池容量，而后添加电池电解液溶积十五分之一的纳米碳溶胶铅酸蓄电池去硫化修复液平均加入格内，补足酸液，用充电器把电池充满，用高频发生器0.2C电流修复至电池发热45℃，使修复液充分溶解在电池内部，放电至10.5V，可做为修复效果参考。然后用0.1C电流放电至0V，用高频发生器0.15C电流对电池反充电至-12V，放电至0V，再用高频发生器0.2C电流修复至16V，放置2-3小时放电检测，电池修复成功率在95％以上，电池容量恢复90％以上，对电池无副作用、无毒、无腐蚀、绿色环保，延长电池使用寿命1年以上，新电池添加延长使用1-3年以上。

Claims (3)

1.纳米碳溶胶蓄电池去硫化修复液其特征是：将石墨板放在含有微量聚丙烯酸和JFC渗透剂的去离子水中，并配备本人研发制造高频脉冲功率发生器进行电解，将石墨分散溶解在水中，石墨颗粒度在1-10nm左右，按照重量百分比计算，聚丙烯酸和JFC渗透剂分别为电解液的0.05-0.3％、0.01-0.1％。

2.根据权利1纳米碳溶胶蓄电池去硫化修复液其特征是：石墨必须选用高纯天然鳞片石墨板材，厚度3-5mm，面积大小根据容器大小而定，容器必须是玻璃制品，正极板是石墨板材，负极板采用不锈钢板材，面积厚度尽量一致，正负极板上端间隔2公分左右，用绝缘材料固定，电流密度为每百平方厘米0.3A，电解时间10-15小时。

3.根据权利1纳米碳溶胶蓄电池去硫化修复液其特征是：高频脉冲功率发生器的频率必须保持在8.3千赫，并且输出电压能够在0-70V手动可调，还要保证在调压过程中频率不变，脉冲波型必须是尖峰脉冲，输出电压在70V时电流最高可达30A以上。