CN112736303B - 一种电池容量恢复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，具体公开了一种电池容量恢复装置，包括超声波驱动电源和至少两个超声波换能器，其中，所述超声波驱动电源用于产生脉冲信号，为电池进行充放电，两个所述超声波换能器的输入端连接所述超声波驱动电源，两个所述超声波换能器分别连接电池的正极和负极，本发明通过将超声波驱动电源和超声波换能器同时作用于电池，既利用了脉冲形式电能的去极化能力，又利用了机械能的震动效果，通过电能和机械能双重利用，从而可以更好的对电池容量进行恢复，且无需对电池进行破坏，无复杂的化学冶炼过程，无环境污染风险。

Description

一种电池容量恢复装置
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池容量恢复装置。
背景技术
近年来，随着电动汽车、电化学储能等行业的快速发展，二次电池，即可充电电池的技术进展迅速，产能逐年攀升，应用越来越广泛，二次电池目前主要有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等几种类型，通常由正极材料、负极材料、电解液等部分组成。
在电池的使用过程中，随着充放电过程的不断进行，二次电池普遍会在极板上产生析出物，以锂电池为例，其内部浓差极化加剧，负极堆积过多锂离子形成锂枝晶，一方面影响反应速度，降低电池寿命；另一反面不断生长的锂枝晶可能会刺破隔膜造成电池内部短路，产生鼓包甚至爆炸现象。类似地，铅酸蓄电池随着充放电的进行，也会在极板上产生析出物，如硫酸铅晶体等，严重影响电池的充放电性能，降低了电池寿命。
为了实现废旧电池的回收或电池寿命恢复，通常有以下几种方法：
①冶金法，例如火法冶金和湿法冶金等，即用化学方法将废旧电池中的可再利用材料进行提炼；
②超声波震荡法，利用超声波高频震荡产生的空化效应，使电池在非破坏状态下即可达到电池容量再生的目的，从而在一定程度上实现了电池的寿命恢复；
③脉冲充放电法，通过向电池以如图1所示的正负脉冲形式充放电，达到去极化，提升电池寿命的目的。
以上现有技术的缺陷和不足：
冶金法是一种破坏式化学法，只能针对报废电池进行回收处理，不能针对老化电池进行容量恢复，且该方法需要专门的生产线和复杂的工艺流程，且处理过程存在污染环境的风险；
超声波震荡法是通过在电极上施加高频震动的方式，将极板上的析出物部分破坏掉，但由于只利用了由外部传递到电池内部的机械能，其效果有限，只能起到一定程度的电池容量恢复作用；
脉冲充电法需要开发特制的双向充放电机，成本较高，另外，与单独使用超声波震荡法类似，单独用此方法时效果也有限。
发明内容
本发明为了解决现有技术提升电池寿命存在的以上缺陷，提供一种电池容量恢复装置。
本发明采用的技术方案：
一种电池容量恢复装置，包括：
超声波驱动电源，所述超声波驱动电源用于产生脉冲信号，为电池进行充放电；
至少两个超声波换能器，两个所述超声波换能器的输入端连接所述超声波驱动电源，两个所述超声波换能器分别连接电池的正极和负极。
进一步地，两个所述超声波换能器配置为正极超声波换能器和负极超声波换能器，所述正极超声波换能器的输出端连接所述电池的正极，所述负极超声波换能器的输出端连接所述电池的负极。
进一步地，所述正极超声波换能器的第一端连接所述超声波驱动电源的正极，所述正极超声波换能器的第二端连接所述超声波驱动电源的负极，所述负极超声波换能器的第一端连接所述超声波驱动电源的正极，所述负极超声波换能器的第二端连接所述超声波驱动电源的负极。
进一步地，所述电池的正极经第一充电线缆连接所述超声波驱动电源的正极，所述电池的负极经第二充电线缆连接所述超声波驱动电源的负极。
进一步地，所述第一充电线缆或第二充电线缆经开关K连接所述电池。
进一步地，所述超声波驱动电源包括整流电路、逆变电路和检测电路，所述整流电路连接电网，所述逆变电路的输入端连接所述整流电路，所述逆变电路的输出端连接所述检测电路，所述检测电路用于检测所述超声波驱动电源的输出电压、输出电流和/或温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明提供的电池容量恢复装置包括超声波驱动电源和超声波换能器，通过将超声波驱动电源和超声波换能器同时作用于电池，既利用了脉冲形式电能的去极化能力，又利用了机械能的震动效果，通过电能和机械能双重利用，从而可以更好的对电池容量进行恢复，解决了现有技术中采用单一能量作用于电池，存在电池容量恢复不理想的问题，本发明电池修复效果更好，且无需对电池进行破坏，无复杂的化学冶炼过程，无环境污染风险；
2、本发明仅在原有超声波驱动电源上做了简单改动，便可以达到修复电池的效果，不增加额外成本；
3、本发明中的脉冲充放电过程会伴有少量的自发热现象，更有利于超声波震荡发挥作用，对电池修复有更好的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为现有技术脉冲充放电法输出信号示意图；
图2为本发明实施例提供的电池容量恢复装置的电路图。
图中，1为负极超声波换能器，2为正极超声波换能器，3为正极超声波换能器的第一端，4为第一充电线缆，5为负极超声波换能器的第一端，6为正极超声波换能器的第二端，7为第二充电线缆，8 为负极超声波换能器的第二端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图2示出了本发明实施例提供的一种电池容量恢复装置，该电池容量恢复装置包括超声波驱动电源和至少两个超声波换能器，其中，所述超声波驱动电源用于产生脉冲信号，为电池进行充放电，两个所述超声波换能器的输入端连接所述超声波驱动电源，两个所述超声波换能器分别连接电池的正极和负极。
需要说明的是，本实施例通过将超声波驱动电源和超声波换能器同时作用于电池，超声波驱动电源为电池充放电提供脉冲信号，从而达到去极化，超声波换能器将输入的电能转化为机械能并作用于电池，使电池在非破坏状态下即可达到电池容量再生的目的，本实施例既利用了脉冲形式电能的去极化能力，又利用了机械能的震动效果，通过电能和机械能双重利用，从而可以更好的对电池容量进行恢复，且无需对电池进行破坏，无复杂的化学冶炼过程，无环境污染风险。
进一步地，两个所述超声波换能器配置为正极超声波换能器2和负极超声波换能器1，所述正极超声波换能器2的输出端连接所述电池的正极，所述负极超声波换能器1的输出端连接所述电池的负极。
进一步地，所述正极超声波换能器的第一端3连接所述超声波驱动电源的正极，所述正极超声波换能器的第二端6连接所述超声波驱动电源的负极，所述负极超声波换能器的第一端5连接所述超声波驱动电源的正极，所述负极超声波换能器的第二端8连接所述超声波驱动电源的负极。
进一步地，所述电池的正极经第一充电线缆4连接所述超声波驱动电源的正极，所述电池的负极经第二充电线缆7连接所述超声波驱动电源的负极。
进一步地，所述第一充电线缆4或第二充电线缆7经开关K连接所述电池。
进一步地，所述超声波驱动电源包括整流电路、逆变电路和检测电路，所述整流电路连接电网，所述逆变电路的输入端连接所述整流电路，所述逆变电路的输出端连接所述检测电路，所述检测电路用于检测所述超声波驱动电源的输出电压、输出电流和/或温度。
本实施例的工作原理：
闭合电路开关K，将超声波驱动电源和电池建立电气连接，随后将超声波驱动电源启动，令其输出频率为f0的脉冲电流，一方面驱动超声波换能器产生高频震动并作用于电池的正负极上，同时，利用超声波驱动电源发出的脉冲电流对电池进行高频充放电，至此，开始对电池进行电能和机械能的复合式容量修复。
综上所述，本实施例提供的电池容量恢复装置可以更好的对电池容量进行恢复，从而提升电池寿命。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电池容量恢复装置，其特征 在于，包括：
超声波驱动电源，所述超声波驱动电源用于产生脉冲信号，为电池进行充放电；
至少两个超声波换能器，两个所述超声波换能器的输入端连接所述超声波驱动电源，两个所述超声波换能器配置为正极超声波换能器（2）和负极超声波换能器（1），所述正极超声波换能器（2）的输出端连接所述电池的正极，所述负极超声波换能器（1）的输出端连接所述电池的负极。
2.根据权利要求1所述的电池容量恢复装置，其特征 在于，所述正极超声波换能器的第一端（3）连接所述超声波驱动电源的正极，所述正极超声波换能器的第二端（6）连接所述超声波驱动电源的负极，所述负极超声波换能器的第一端（5）连接所述超声波驱动电源的正极，所述负极超声波换能器的第二端（8）连接所述超声波驱动电源的负极。
3.根据权利要求1所述的电池容量恢复装置，其特征 在于，所述电池的正极经第一充电线缆（4）连接所述超声波驱动电源的正极，所述电池的负极经第二充电线缆（7）连接所述超声波驱动电源的负极。
4.根据权利要求3所述的电池容量恢复装置，其特征 在于，所述第一充电线缆（4）或第二充电线缆（7）经开关K连接所述电池。
5.根据权利要求1所述的电池容量恢复装置，其特征 在于，所述超声波驱动电源包括整流电路、逆变电路和检测电路，所述整流电路连接电网，所述逆变电路的输入端连接所述整流电路，所述逆变电路的输出端连接所述检测电路，所述检测电路用于检测所述超声波驱动电源的输出电压、输出电流和/或温度。
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