CN110311175A - 一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机及其修复方法，修复机包括电压调节装置、电流调节装置、时间蓄电器、脉冲频率调控装置、脉冲开关和电量显示器。首先判断各组蓄电池的容量与老化程度；利用微粒波修复技术，数字式程序控制微粒波扫频，扫描频率和微粒波的变化，寻找硫酸铅结晶的共振频率，在不损坏电极板的情况下对极板发出微粒波产生共振，使之转化为最不稳定的硫酸铅分子；通过微粒数字程控修复使之从电池极板上分解、脱离，转化为游离子状态而进入电解液，还原电池初始状态。本发明采用可调控模式，可对不同电池不同硫化程度进行修复，不会对电池组造成二次伤害，且系统简单、成本低、能快速去除硫化、无需拆解即可完美修复。

Description

一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机及其修复方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池修复设备技术领域，尤其涉及一种模式可控、系统简单、成本低、能让硫化蓄电池快速去除硫化、无需拆解即可完美修复的中小型可控式脉冲铅酸蓄电池修复机及其修复方法。

背景技术

蓄电池是1859年由法国人普兰特（Plante）发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池是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，铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。

铅酸蓄电池修复机是指对铅酸蓄电池进行修复的仪器。它可以对硫化、失水、失活、硫酸比重异常等铅酸蓄电池故障进行修复和重新配组，以达到蓄电池再利用的目的。

铅酸蓄电池充电机、修复机通常采用均冲脉冲系统来对一种电池的保养维护，使蓄电池的使用性能有所提高。

现有的可控式脉冲铅酸蓄电池修复机原理如图1所示，该设备主要由可调式电压A，可调式电流表B，可调式充电器C，可调式脉冲频率D，和脉冲开关E及电量显示FGH组成。

现有产品的缺点是无需专业人时时对设备进行调节，完全单一模式，只能起到日常维护而不能起到修复功能。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机及其修复方法，其采用可调控模式，可以对不同电池不同的硫化程度进行修复，不会对电池组造成二次伤害，且系统简单、成本低、能让硫化蓄电池快速去除硫化、无需拆解即可完美修复。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机，其包括设于修复机上的电压调节装置、电流调节装置、时间蓄电器、脉冲频率调控装置、脉冲开关和电量显示器，所述时间蓄电器用于控制所需脉冲时间，避免电池的过冲现象发生；所述脉冲频率调控装置用于根据电池的硫化程度给予不同的脉冲频率。

优选的方案，所述电压调节装置的供电电压可从1V至116V 任意调节。

进一步优选的方案，所述电流调节装置的电流可从1A至80A任意调节。

本发明还提供了一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机的修复方法，其包括以下步骤：

S1、精确判断各组蓄电池的容量与老化程度；

S2、采用微粒波修复技术，数字式程序控制微粒波扫频，扫描频率和微粒波的变化；

S3、根据频率和微粒波的变化，寻找硫酸铅结晶的共振频率；

S4、在不损坏电极板的情况下对极板发出微粒波，以产生共振，使之转化为最不稳定的硫酸铅分子；

S5、通过微粒数字程控修复使之从电池极板上逐渐分解、脱离，转化为游离子状态而进入电解液，从而恢复到电池初始状态。

其中，步骤S4是采取微粒发生器并联在电池上，对电池进行修复。

通过采用以上技术方案，本发明一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机及其修复方法与现有技术相比，其有益效果为：

1、本发明可根据电池的具体硫化程度，任意状况调节脉冲时间，以产生共数字式程序控制微粒波扫频，扫描频率和微粒波的变化，从而保护电池的过冲现象发生。

2、脉冲频率代替脉冲按钮，可根据电池的硫化程度来调控制脉冲频率从而不会对电瓶的内部极板造成二次伤害。使电池容量输出稳定，完全彻底的改变了电池硫酸盐化现象，最大程度地延长电池的使用寿命。

3、本发明根据电池的硫化程度给予不同的脉冲频率，可从事电瓶修复工作者带来更多方便，一机多用，节能环保。

4、本发明可通过脉冲频率的大小来调控脉冲频率从而有效的起到去硫化作用。

5、本发明修复率高，对各类铅酸蓄电池修复率可达95%以上，使用范围广，修复效果好、成本低、使用方便；

6、本发明适用范围广泛，在失效报废的铅酸蓄电池中，只要是正规厂家按标准生产的，无论是进口的还是国产的、普通的还是免维护的、富液型的还是贫液型固体、胶体的，只要是因硫化而报废的（除物理损坏的，如：极板脱落、内部断路、短路等），利用本系统均可修复。

附图说明

图1为现有的可控式脉冲铅酸蓄电池修复机示意图；

图2为本发明一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机的修复方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

电瓶的修复，可以通过各种手段来把电瓶的某些性能恢复到与新电瓶接近的水平。具体到电动自行车电瓶上来讲，公认可以修复的是缺水和硫化。硫化的修复有两大类：脉冲仪器和活性剂(添加剂)。来讲两类产品都有对硫化很好的结果(劣质产品除外)。脉冲仪器的缺点是修复时间长，过程较复杂；活性剂(添加剂)的缺点是加入后很难迅速扩散到整个电瓶当中，从而无法发挥其功效。两者结合效果会更好一些。 但对于"用时间长了"的电瓶，其失效原因各种各样。尤其是电动车电瓶，这是目前正极板软化问题最严重的电瓶。电摩电瓶，正极板出问题的情况最多。硫化和失水的情况都不多。电动自行车电瓶，也有部分存在正极板问题。事实上，所有的铅酸电瓶，只要使用过一段时间，其正极板的活性物质的结构和化学组成就已经改变了。也就是说，所有"用时间长了"的电瓶，其正极板都或多或少存在着问题。对此没有有效手段来对付它。我们在修复过程中，经常发现有些电瓶不管怎么做都没有效果，这些电瓶一般就是正极板的问题(软化、活物质脱落、栅筋腐蚀等等)所有的电瓶都不能完全修复成新电瓶。可以通过各种手段来把电瓶的某些性能恢复到与新电瓶接近的水平，仅此而已。

电瓶的各种失效模式中，只能说某一种原因占主要地位。我们可以认为一只旧的电瓶，其各种原因都是存在的。也就是说，我们说一只电瓶硫化的时候，并不是说它只有硫化，而是说，影响电瓶性能的主要问题是硫化。其它如失水、正极板栅腐蚀、正极活性物质组份的变化、正极活性物质结构的变化等等肯定在一定程度上存在。这也就是通常我们不能通过消除硫化使电瓶完全恢复的原因。将电瓶充满电后进行放电，放电曲线与正常曲线进行比较，正常曲线是指同配方同结构同工艺的新电瓶用同样的方法放电所得到的放电曲线。 1、如果放电平台明显降低，而之后的曲线与正常曲线基本平行，则认为是硫酸盐化。注意符合下述情况就是硫化，以12V电瓶为例，开始电压高于15V(硫化严重的偏离值大)，并且随充电时间的增加，电压降低，向15V靠拢；如果改为恒压充电，则电流有增加趋势。电瓶在使用过程中，各个进程都在进行当中。比如说硫化，在使用中，只要有充不足电的情况，或放电后充电不及时的情况出现，就会有硫化的过程。而如果经常出现就会出现严重的硫化。如果从化学的溶解-沉积理论来讲，由于充电时，正负极板的硫酸铅通常不可能100%地转化成活性物质，则在正常的使用维护条件下，也会出现硫化。软化，有不同的理论解释，但从显微镜图片中，可以观察到在使用过程中，电瓶的正极板的活性物质的结构是在变化的。微孔越来越少，而越来越大，最后形成珊瑚状结构。这个进程是肯定要发生的。它只与循环过程和放电深度有关。 硫化，失水、软化是相互影响的。我们说:一台采用36V10AH的电动车，新的时候可以跑35公里。在电瓶的使用过程中，失水可能是最先发生的。然后，失水导致电解液密度提高，硫化加快。硫化的加快会在充电时加剧失水。这两个因素都会导致容量的下降，同时，正极板的情况也在变糟：负极的硫化过程中，会导致充电后电瓶在两极都存在硫酸铅(这不是说正极发生硫化，这是因为充电电压一定的情况下，负极上的过电位太大而导致正极上电位不足，从而使部分硫酸铅不能被氧化)。而以上因素会使正极的实际容量也下降。当正负极容量都下降之后，新电瓶60%的放电深度，对于旧电瓶来讲就变得不一样了。假如用户每天骑行 20KM，则在容量下降到只能跑20公里的时候，电瓶每天需要100%放电，放电深度变大，软化速度一定会增加。 硫化、失水、软化是一定会同时存在的。在电瓶寿命的末期，我们说某块电瓶是硫化，那是说它容量的下降主要是由于硫化导致的。而不是它只有硫化。有意思的是，电瓶的容量，三个主要因素分别是正极板容量、负极板容量、电解液量和密度。而软化、硫化、失水正好是这三方面的主要变化。电瓶的容量，受限于正、负极板容量和电解液最大电化当量这三者中最低的一个。我们说电瓶硫化了，是说，其负极板容量不足了。可能情况是，负极板最大的容量是3AH，而失水的电瓶的电解液总量也不过只能产生7AH电量，同时，正极板容量是5AH。那么，消除硫化后，此电瓶也不过只能放出5AH电量。这就是大部分电瓶不能恢复到新电瓶水平的原因。

以上只是简单分析，事实要比这个复杂得多。断格：较大电流放电时，电压非常低，且电流达不到；短路：电瓶在充电放置一段时间后，其端电压大约在11V、8.5V……等情况时，而放电电压下降非常慢，在某一个电压平台上延续较长时间。断格的电瓶，在测其端电压时，有时是正常值。但越大电流放电，其电压越低，且通常达不到要求的电流数。 短路的电瓶，其基于短路的不同，现象不同，比如说一个电瓶其某单格由于严重的枝晶短路，而存不住电，则在刚充完电时，电压正常，而放置一段时间后，电压就会逐渐向11V靠拢。测电压则可能得到11-13V的任何数值。但放电时，其电压往往会较快的下降到10.5V，然后其放电曲线基本等同于正常电瓶，只是电压低2V。 而如果是硬短路，则其开路电压一般在10.7V左右。还有一种情况，就是某个格子其容量非常低，不管是什么原因，这种情况在充电后是很难判断的。但这种电瓶在放电将结束时可以较容易发现。放电将结束时(仍在工作)，其电瓶的端电压可能会低于10.8V，甚至仅有8.5V。这是过放导致了反极。而如果在电动车上，如果停车测量，通常不会低于10V，但空转(即电瓶放电时)则可以测出。 2、如果放电平台没有明显下降(还有可能上升)，但放电末期拐点明显上升，则失水的可能性大。 3、如果放电平台上升(或无明显下降)，但放电末期拐点大幅度上升，甚至可以达到12V(以12V电瓶为例)，则极板软化的可能性增大。 但电瓶往往是多种失效形式并存的，在实际判断的时候，要"望闻问切"综合诊断，来配合曲线实验。 1、如果长时间不用，或总是亏电保存，或深放电，则硫酸盐化可能性大。 2、如果总是大电流放电+深放电，则极板软化的可能性增大。 3、如果在充电时电瓶发热，但还没有变形，则电瓶的失水可能性增大。

目前，对电池进行修复通常采用以下方法：

1、 重新配组。整组电池损环以后，我们往往对电池进行充放电检测，在检验中往往会发现一组电池中有50%的电池并没有损坏。其原因也就是在串连电池组中，个别的电池落后形成整组电池功能下降，以至于整组电瓶功能下降。

2、 补水。对使用了半年的电池进行一次补水，可以延长电池的使用寿命，延长时间平均达到3个月以上。应该注意的是，每次补水以后，电池都利用处于过充电状态把电池由"准贫液"转为"贫液"状态，而这个过充电对提高电池容量是有好处的。

3、 消除硫化。采用"科帝"电池修复设备，对电池进行消除硫化的处理。

4、 采取微粒发生器并联在电池上，对电池进行修复。这种方法对修复电池比较好，但是由于修复的比较彻底，所以，如果没有过放电，对于连续使用的电池来说，往往是彻底消除了电池硫化的可能性。

5、 综合修复方法。

对电池采用定期检验，及时除硫和补水，单只电池充电、重新配组。

本发明一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机的检测、修复系统，采用综合检修手段，如图2所示，首先精确判断各组蓄电池的容量与老化程度。再进行针对性的均衡充电修复，利用最新国际领先专利微粒波修复技术，数字式程序控制微粒波扫频，扫描频率和微粒波的变化，寻找硫酸铅结晶的共振频率，在不损坏电极板的情况下对极板发出微粒波，以产生共振，使之转化为最不稳定的硫酸铅分子，然后通过微粒数字程控修复使之从电池极板上逐渐分解、脱离，转化为游离子状态而进入电解液，将其恢复到电池初始状态。该技术对各类铅酸蓄电池修复率可达95%以上，具有修复率高、使用范围广，修复效果好、成本低、使用方便等特点。同时该系统还具有均衡充电、无损修复等功能。在失效报废的铅酸蓄电池中，只要是正规厂家按标准生产的，无论是进口的还是国产的、普通的还是免维护的、富液型的还是贫液型固体、胶体的，只要是因硫化而报废的（除物理损坏的，如：极板脱落、内部断路、短路等），利用本系统均可修复。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (5)

1.一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机，其特征在于，其包括设于修复机上的电压调节装置、电流调节装置、时间蓄电器、脉冲频率调控装置、脉冲开关和电量显示器，所述时间蓄电器用于控制所需脉冲时间，避免电池的过冲现象发生；所述脉冲频率调控装置用于根据电池的硫化程度给予不同的脉冲频率。

2. 根据权利要求1所述的一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机，其特征在于，所述电压调节装置的供电电压可从1V至116V 任意调节。

3.根据权利要求1所述的一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机，其特征在于，所述电流调节装置的电流可从1A至80A任意调节。

4.一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机的修复方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、精确判断各组蓄电池的容量与老化程度；

S2、采用微粒波修复技术，数字式程序控制微粒波扫频，扫描频率和微粒波的变化；

S3、根据频率和微粒波的变化，寻找硫酸铅结晶的共振频率；

S4、在不损坏电极板的情况下对极板发出微粒波，以产生共振，使之转化为最不稳定的硫酸铅分子；

S5、通过微粒数字程控修复使之从电池极板上逐渐分解、脱离，转化为游离子状态而进入电解液，从而恢复到电池初始状态。

5.根据权利要求1所述的一种可控式脉冲铅酸蓄电池修复机的修复方法，其特征在于，步骤S4是采取微粒发生器并联在电池上，对电池进行修复。