CN201149883Y

CN201149883Y - 一种蓄电池电解液纳米化处理装置

Info

Publication number: CN201149883Y
Application number: CNU2008200918850U
Authority: CN
Inventors: 黄思伦; 赖炎卿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2018-01-23

Abstract

本实用新型公开一种蓄电池电解液纳米化处理装置，其主要是将电源经由桥式电路整流变换为直流电，再经谐振电路与脉冲宽度调制电路变换成高频磁波，其频率在20～23kHz之间的磁场能量，使蓄电池的电解液彼此产生共振撞击与分解，形成次纳米级粒子，以增加蓄电池电极上的活性比表面积以及增加蓄电池中的电流密度，使蓄电池的内阻下降，而具有修饰电极触媒的效果及改善蓄电池充放电的效益。

Description

一种蓄电池电解液纳米化处理装置

技术领域

本实用新型属于电池制造技术领域，涉及一种蓄电池电解液的处理装置。

背景技术

一般蓄电池的电解液为液体或糊状溶液，较为普遍采用稀硫酸溶液或碱性氢氧化钾溶液为电解液，其作用是传导电流，同时电解液必须能与电极的材料起化学作用，使电池可以正常放电与充电。蓄电池无法正常充放电是最常见问题，而通常蓄电池无法正常充电与放电的原因有70％以上属于电池硫化所引起的，而导致电池的硫化原因常见的有下列三种情况：(1)充电电压设定过高或过低，容易形成大颗粒的硫酸铅结晶。(2)过度大电流充电与放电，容易形成紧密的硫酸铅的大颗粒结晶。(3)铅酸电池停用后，微弱的自主性放电所形成大颗粒的硫酸铅结晶，导致储存电量的电池约6个月后，蓄电能力明显下降，一年以后，几乎无法再使用。近年来，为了提升蓄电池充电与放电的效率，通常使用胶质的稀硫酸溶液来取代原有的稀硫酸电解液，然而此种方式需要投入大量的设备，蓄电池制造成本增加。另一种提升蓄电池充电与放电效率的方式，是将化学混合液添加入电解液中，藉此增加充放电效率，然而，此种方式在电池回收时，会造成更多的环境污染源。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种降低电解液中粒子粒径，增加电解液和极板接触表面积，增加蓄电池中的电流密度，使蓄电池的内阻下降，从而提高充放电效率及电池寿命的蓄电池电解液纳米化处理装置。

为解决上述问题，本实用新型采用了以下技术方案：一种蓄电池电解液纳米化处理装置，包括有一桥式整流电路、一谐振电路以及一脉冲宽度调变电路，交流电通过桥式整流电路整流为直流电后供谐振电路使用，另有一直流电源为调变电路供电，调变电路调整脉冲宽度输出到谐振电路，谐振电路中的磁力线圈产生高频磁场作用于蓄电池的电解液，该谐振电路与脉冲宽度调制电路所产生的高频磁场频率在20～23kHz之间。

本实用新型利用电磁感应原理，对蓄电池内的电解液物质进行磁化共振，利用磁化共振的原理，使蓄电池电解液中较大的分子团彼此共振、撞击分解，形成次纳米级粒子，电解液形成次纳米级粒子的主要作用是：(1)增加电极上的活性比表面积，达到对蓄电池电极触媒的修饰效果，当蓄电池的电极触媒受到修饰之后，蓄电池中的电流密度增加，使蓄电池的内阻下降，以改善蓄电池充放电的效率，使单位时间的充电容量与效能两方面都得到提升。(2)在快速充电过程不会增加蓄电池温度，对于蓄电池的使用寿命与稳定性也有提升的效果。(3)当电力即将用完时，电压快速下降，电子产品得以在短时间内停止运作，达到保护电子产品的功能。本装置具有高磁通、使用方便、无辐射以及安全性佳等优点，因此，非常适合现代企业对铅酸电池或锂电池内的电解液进行纳米化处理。

附图说明

图1为本实用新型装置连接框图；

图2为本实用新型电路图；

图3为未经本装置处理的电解液中粒子分布曲线图；

图4为经本装置处理的电解液中粒子分布曲线图；

图5为未经本装置处理与经本装置处理的蓄电池放电电压与时间曲线对比图。

具体实施方式

实施例，如图1、2所示，一种蓄电池电解液纳米化处理装置，包括有一桥式整流电路10、一谐振电路11以及一脉冲宽度调变电路12，交流电通过桥式整流电路10整流为直流电后供谐振电路11使用，另有一直流电源为调变电路12供电，调变电路12调整脉冲宽度输出到谐振电路11，谐振电路11中的磁力线圈14产生高频磁场作用于蓄电池的电解液13。其高频磁场频率在20～23kHz之间，当电流不断的改变方向时，该磁化线圈14所产生的磁力线方向也随着不断改变，而产生感应磁场，使蓄电池内的电解液13产生激烈的磁化共振运动，而形成次纳米级粒子。

以下为铅酸电池溶液的粒子大小及放电电压测试与比较：

表1未处理的电解液粒子粒径分布表

SDP Data

表2本实用新型处理后的电解液粒子粒径分布表

SDP Data

如表1所示，所呈现的是还未经本实用新型装置处理的稀硫酸溶液的粒子大小分布比例，表中可以看出未处理的稀硫酸溶液的粒子粒径皆在10000纳米以上，没有纳米级或者次纳米级的粒子成份存在；如表2所示，在经过本实用新型处理装置磁化后，稀硫酸溶液中出现了粒径为20～150纳米之间的次纳米级成份，且20～150纳米之间的次纳米级成份占了总量的90％左右。

如图3所示是未纳米化处理的稀硫酸溶液中粒子粒径分布曲线图，图中曲线看出粒子的粒径全部集中在7500纳米以上，如图4所示为本实用新型纳米化处理的稀硫酸溶液中粒子粒径分布曲线图，图中可以看出大部分粒子的粒径中在20～150纳米之间。

如图5所示，是将同品牌、同货号的3Ah铅酸电池，分为未纳米化处理与纳米化处理两组铅酸电池进行测试放电电压及放电时间对比图。

测试的方式为在同样的电压条件下与相同的时间内进行充放电。具体是以相同15V的外接电压急速充电半个小时，最高电流6.77A，再利用5Ω的电阻同时放电，同时利用同步量测仪进行量测记录，得到放电电压与时间曲线图，如图5所示，其中通道1(Ch1)的放电电压与时间曲线图是由未纳米化处理的铅酸电池所记录的曲线，信道3(Ch3)的放电电压与时间曲线图是由纳米化处理后的铅酸电池所记录的曲线，在图中最明显可以看出：未纳米化处理的铅酸电池放电时间约为40分钟，而纳米化处理后的铅酸电池放电时间为50分钟，得到纳米化处理后的铅酸电池单位时间的有效充电量较未纳米化处理的增加25％。此外，在未纳米化处理的铅酸电池放电电压与时间曲线图中可以发现，当铅酸电池的电池电力即将用完时，呈现一个斜率较小且不稳定的电压波形，而纳米化处理的铅酸电池放电电压与时间曲线图中，铅酸电池的电力即将用完时呈现一个斜率极大且快速下降的电压波形，显然，纳米化处理后的铅酸电池会在电力完全没有的时候电压快速下降，而未纳米化处理的铅酸电池则有一段较长的电压下降时间，由于此时可能电压还在电子产品的启用电压区间，电子产品仍然会运作。但未纳米化处理的铅酸电池此时的电压供应极不稳定，因此会造成电子产品运作失常，造成电子产品损坏；反观纳米化处理后的铅酸电池，由于电压快速下降，电子产品得以在短时间内停止运作，达到了保护电子产品的功能。

比较上述铅酸电池纳米化处理前后的效能，铅酸电池在纳米化处理之后，可以有效增加单位时间的蓄电能力，并且在电力用完的时候，纳米化处理后的铅酸电池的电压下降时间短，使电子产品得以在短时间内停止运作，可以保护电子产品。此外，由于纳米化处理是对铅酸电池的电极触媒进行修饰，当铅酸电池的电极触媒受到修饰之后，电池中的电流密度增加、内阻下降，因此在急速充放电的时候，纳米化处理后的电池较无温升的情况。因此，纳米化处理对于电池的使用寿命与稳定性具有提升的效果。

Claims

1、一种蓄电池电解液纳米化处理装置，其特征在于，包括有一桥式整流电路、一谐振电路以及一脉冲宽度调变电路，交流电通过桥式整流电路整流为直流电后供谐振电路使用，另有一直流电源为调变电路供电，调变电路调整脉冲宽度输出到谐振电路，谐振电路中的磁力线圈产生高频磁场作用于蓄电池的电解液，该谐振电路与脉冲宽度调制电路所产生的高频磁场频率在20～23kHz之间。