CN108832207A - 一种铅酸蓄电池正极板强化剂及其使用方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池正极板强化剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池正极板强化剂及其使用方法，其包括的一种铅酸蓄电池正极板强化剂，由1.0～1.4%的氢氧化锂、0.6～1.0%的碳酸钠、0.06～0.1%的硫酸铋、0.4～0.6%的2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚、0.1～0.3%的四硫磺酸钾以及余量为去离子水组成。本发明能以高于现有方法20倍以上的效率生成α氧化铅。此外，本发明所含的铋等物质可以提高极板的孔率和导电性，从而增加蓄电池容量和循环寿命。

Description

一种铅酸蓄电池正极板强化剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及蓄电池修复技术领域，具体为一种铅酸蓄电池正极板强化剂及其使用方法。
背景技术
铅酸蓄电池是指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。目前，铅酸蓄电池的用量巨大，但是其实际平均使用寿命还不到设计寿命的50%，比如通信基站用铅酸蓄电池设计浮充寿命一般为12年左右，实际有效使用寿命只有3～4年，因此大量铅酸蓄电池过早地报废。这种情况产生的结果是两个：一方面造成对土壤和水源的严重污染，另一方面造成巨大的经济浪费。
铅酸蓄电池是利用化学反应来储蓄电能，而使用时将电能释放成化学物质的过程，每个铅酸蓄电池由浸泡于电解液（稀硫酸）的正极（PbO2）与负极（Pb）构成，因化学反应在两极间产生电压。
铅酸蓄电池极板软化是蓄电池提前报废的主要原因之一。目前解决极板软化的技术主要是“深放电后脉冲充电”的方法：先将蓄电池深放电到1V以下，保持电解液低密度；然后用0.2～0.5I10正负脉冲电流进行充电。其原理是在深放电后造成浓度极低的电解液环境，再以低密度电流足够长时间的充电，在所创造的局部的弱酸弱碱小环境下，促使α氧化铅的生成，从而达到强化极板的目的。
这种方法的弊端主要有三点：
1、为降低电解液浓度所进行的深度放电过程会导致大量α氧化铅参与放电后不能恢复，这更减少了α氧化铅的比例，一部分抵消了后期脉冲充电所生成二氧化铅的效果。
2、这种正负脉冲低密度电流充电需要很长时间（20～50小时以上）才可能达到一定的效果，这需要巨大的人工成本。
3、α氧化铅是在碱性环境中生成的，本方法所能造成的弱碱小环境的程度非常难以控制，所以α氧化铅的生成量极少。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种铅酸蓄电池正极板强化剂，用以解决现有的铅酸蓄电池极板软化处理技术不佳的问题。
本发明的技术方案是提供一种铅酸蓄电池正极板强化剂，其特征在于，包含有氢氧化锂、碳酸钠、硫酸铋、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四硫磺酸钾和去离子水，所述强化剂具体配比为：
氢氧化锂 1.0～1.4%；
碳酸钠 0.6～1.0%；
硫酸铋 0.06～0.1%；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.4～0.6%；
四硫磺酸钾 0.1～0.3%；
去离子水 余量。
一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）将蓄电池放电至正常终止电压；
（2）在蓄电池内加注一定量的强化剂；
（3）将加注好强化剂的蓄电池静置；
（4）静置完毕后，将蓄电池正负脉冲电流充电。
进一步的，所述步骤（1）中，将蓄电池放电后容量在20％-25％。
进一步的，所述步骤（2）中，每块蓄电池注入250ml-350ml的强化剂。
进一步的，所述步骤（3）中，蓄电池静置时间为30-60min。
进一步的，所述步骤（4）中，蓄电池充电时间为9-11小时。
本发明的有益效果是：本发明的一种铅酸蓄电池正极板强化剂用于蓄电池充电的强化，由于电池的正极板是由板栅和活性物质组成的，其中活性物质的有效成分就是氧化铅。放电的时候氧化铅转化为硫酸铅，充电的时候硫酸铅转化为氧化铅。氧化铅是由α氧化铅和β氧化铅组成的，在两种氧化铅中，α氧化铅荷电能力小但是体积大，比β氧化铅坚硬，主要起支撑作用；β氧化铅恰好相反，荷电能力大但是体积小，比α氧化铅软，主要起荷电作用。
α氧化铅是在碱性环境中生成的，在电池内部一旦出现参与放电以后，再充电只能生成β氧化铅，这样α氧化铅比例就减少活性物质之间的连接降低，甚至导致正极板活性物质逐渐脱落，而且脱落的活性物质还会堵塞正极板的微孔，使正极板参与反应的真实面积下降，造成电池容量的下降。
α氧化铅是在碱性环境中生成的，本正极板强化剂，呈弱碱性，在蓄电池正常放完电后加入蓄电池中（不需要做深度放电），在小电流正负脉冲充电的作用下能在极板活性物质周围造成较好的弱碱环境，能以高于现有方法20倍以上的效率生成α氧化铅（所需时间只有10小时左右，α氧化铅的生成量就可达到现有方法的5倍以上）。此外，本正极板强化剂所含的铋等物质可以提高极板的孔率和导电性，从而增加蓄电池容量和循环寿命。其具有如下有益效果：
1、本发明在蓄电池正常放完电后加入蓄电池中，不需要做深度放电，避免了深度放电对极板造成的新的伤害；
2、本发明可使蓄电池在正负脉冲充电的作用下，能在极板活性物质周围造成适宜α氧化铅的生成的弱碱环境；
3、加入本发明制得的正极板强化剂的蓄电池，脉冲充电时间只需10小时左右，即可达到理想的强化极板的效果；
4、本发明中添加的物质，不参与蓄电池本身的电化学反应中，不增加蓄电池内部自放电。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
本发明的一种铅酸蓄电池正极板强化剂，包含有氢氧化锂、碳酸钠、硫酸铋、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四硫磺酸钾和去离子水，所述强化剂具体配比为：
氢氧化锂 1.0%；
碳酸钠 1.0%；
硫酸铋 0.1%；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.4%；
四硫磺酸钾 0.1%；
去离子水 97.4%。
一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，所述方法包括如下步骤：
（1）将蓄电池放电至正常终止电压，将蓄电池放电后容量20％；
（2）在蓄电池内加注一定量的强化剂，每块蓄电池注入250ml的强化剂；
（3）将加注好强化剂的蓄电池静置，蓄电池静置时间为30min；
（4）静置完毕后，将蓄电池正负脉冲电流充电，蓄电池充电时间为9小时。
实施例2：
本发明的一种铅酸蓄电池正极板强化剂，包含有氢氧化锂、碳酸钠、硫酸铋、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四硫磺酸钾和去离子水，所述强化剂具体配比为：
氢氧化锂 1.2%；
碳酸钠 0.8%；
硫酸铋 0.08%；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.5%；
四硫磺酸钾 0.2%；
去离子水 97.22%。
一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，所述方法包括如下步骤：
（1）将蓄电池放电至正常终止电压，将蓄电池放电后容量25％；
（2）在蓄电池内加注一定量的强化剂，每块蓄电池注入350ml的强化剂；
（3）将加注好强化剂的蓄电池静置，蓄电池静置时间为60min；
（4）静置完毕后，将蓄电池正负脉冲电流充电，蓄电池充电时间为11小时。
对400安时.2V的蓄电池进行极板强化处理；
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种铅酸蓄电池正极板强化剂，其特征在于，包含有氢氧化锂、碳酸钠、硫酸铋、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四硫磺酸钾和去离子水，所述强化剂具体配比为：
氢氧化锂 1.0～1.4%；
碳酸钠 0.6～1.0%；
硫酸铋 0.06～0.1%；
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.4～0.6%；
四硫磺酸钾 0.1～0.3%；
去离子水 余量。
2.一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）将蓄电池放电至正常终止电压；
（2）在蓄电池内加注一定量的强化剂；
（3）将加注好强化剂的蓄电池静置；
（4）静置完毕后，将蓄电池正负脉冲电流充电。
3.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，其特征在于：所述步骤（1）中，将蓄电池放电后容量在20％-25％。
4.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，其特征在于：所述步骤（2）中，每块蓄电池注入250ml-350ml的强化剂。
5.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，其特征在于：所述步骤（3）中，蓄电池静置时间为30-60min。
6.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池正极板强化剂的使用方法，其特征在于：所述步骤（4）中，蓄电池充电时间为9-11小时。
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