《科技创新与品牌》杂志社创新成果INNOVATION

延长蓄电池的寿命

节仕JS-17D微电脑正负离子蓄电池修复仪节仕JS-17D微电脑正负离子蓄电池修复仪

JS-16D节仕蓄电池修复仪JS-16D节仕蓄电池修复仪


        电池从诞生至今已有100多年的历史,随着科技发展,电池的种类日趋繁多,其技术含量也在不断增加。我国是一个电池消费大国,一年需求量达150亿之巨,占世界总量的1/3以上,其使用范围涉及金融、电信、邮政、税务、工商、交通、政务及其它众多行业。         众所周知,铅酸蓄电池以其价格低廉、工艺简便、性能可靠和适应性强等诸多优势,已成为目前使用最广泛的化学电池之一。中国每年铅酸蓄电池产量高达3000万kw·h,销售额高达80亿元,年报废量大于5000万只,且年增长率达30%,而铅酸电池的设计寿命是8~10年,但其实际使用寿命仅1~2年。研究证明,电池在实际使用过程中如果使用或维护不善,例如:经常充电不足、不及时充电、长期过放电、深度放电等原因,通常在一两年之内就会出现充电困难,电池容量降低等现象,过早失效报废,我国每年有5000万只电池进入报废行列,不仅耗费了大量的资源成本,同时更是对生态环境构成了严重威胁。         北京首大兴科技术研究院结合国外微控技术,经过多年科技攻关,与国内各大科技院校探讨结合,自主研发出新一代微电脑正负离子蓄电池修复仪,修复仪对蓄电池进行修复,从而提高了蓄电池的使用寿命。
蓄电池工作原理
        蓄电池在充电和放电时产生如下反应:pbO2+pb+2H2SO4==2pbSO4+2H2O,充电时,在电能的作用下,转化为转化为pbO2和H2SO4,也就是说充电是由电能转化为化学能的过程。放电时,正极板接受了负极板送来的电子,铅离子由正4价变为正2价。与硫酸根接触生成难溶于水的硫酸铅,负极的铅由于输出2个电子,变成正2价,同样也生成硫酸铅。也就是说放电时,再由贮存的化学能转为电能。
        ⑴、正极活性物质
        正极板活性物质的主要成分是二氧化铅,具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生成硫酸铅,并吸收电子。二氧化铅有两种类型晶格,简单地讲就是两种二氧化铅,一种是α—pbO2另一种是β-pbO2。两种二氧化铅的差别很大,它们所起的作用也不相同。β-pbO2给出的容量是α—pbO2的1.5~3倍,而α—pbO2具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—pbO2和β-pbO2的比例达到 1:1.25时,铅蓄电池才会表现出良好的性能。
        正极活性物质在放电状态下,与电解质中的硫酸发生反应生成硫酸铅与水,其反应式如下:pbO2+3H++HSO4+2e == pbSO4+2H2O,充电时,在外线路的作用下转化为pbO2与H2SO4,放电时,二氧化铅的pb4+接受了负极送来的电子形成pb+2与溶液中的硫酸根离子结合生成pbSO4。当硫酸铅达到一定量时,变成沉淀物附着在极板上。充电时硫酸铅中的铅离子的电子被外线路带走转化为二氧化铅。将水中氢离子留在溶液中,氧离子与铅离子结合生成二氧化铅进入晶格,形成正极活性物质。
        ⑵、负极活性物质
        在铅酸蓄电池里,为了供负极板活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海绵状,又称为海绵铅,在放电时,铅给出外线路电子形成pb+2与溶液的硫酸根结合生成硫酸铅,充电时pbSO4首先溶解成pb2+与SO4,Pb+2接受电子进行阴极还原生成铅,进入负极活性物质晶格。
硫酸盐化及蓄电池失效机理
        随着蓄电池的作用次数增加,放电容量不断缩小,由于人们对电池的使用要求不一,所以报废标准也不相同。一般来讲,正常使用电池,容量低于额定容量60%,即为报废电池。需要维护或维修,由于电池的制造条件,使用方式有差别,最终导致电池报废的原因也各不相同。
        ⑴、不可逆的硫酸盐化,主要形成原因是电池缺水、长期充电不足、大电流放电、长期存放等原因。
        ⑵、α—pbO2和β-pbO2比例失调,容量比较大β-pbO2的转换为α—pbO2,主要形成原因是电池硫化、大电流放电、自然老化、长期存储等原因。
        ⑶、铅粉脱落,主要原因是产品制造工艺差,α—pbO2和β-pbO2比例失调,大电流放电,长期存储等原因。
        ⑷、断极、断格,外部振荡,长期存放,电池制造工艺差等原因其中因不可逆硫酸盐化,α—pbO2和β-pbO2比例失调,占电池报废总量的90%以上,所以蓄电池90%以上都可以用修复机修复。10%的蓄电池可以修理后在修复。




蓄电池修复技术原理
        北京首大兴科技术研究院自主研发出新一代微电脑正负离子蓄电池修复仪,克服传统的利用脉冲修复效果差,维持时间短、不能调节α—pbO2和β-pbO2的比例等弱点。
        ⑴、微电脑控制模块自动跟踪发出正负离子,对电池极板和硫化物质智能的发射正负离子束,同时自动检测每块电池的内阻,硫酸盐结晶颗粒大小,结晶程度,消除硫化和结晶,并促使大型结晶颗粒溶解。
        ⑵、微电脑控制模块自动调节α—pbO2和β-pbO2的比例达到1∶1.25。两种二氧化铅的差别很大,它们所起的作用也不相同。β-pbO2给出的容量是α—pbO2的1.5~3倍,而α—pbO2具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—pbO2和β-pbO2的比例达到1∶1.25时,蓄电池才会表现出良好的性能。
        ⑶、独有的正负离子吸附,让脱离的活性物质自动恢复。修复后期,微控模块自动发出正负离子电,脱离活性物质带负电,正极板带正电,异电相吸,活性物质自动吸附归位。
        ⑷、微电脑根据检测数据自动分配每个串连蓄电池的正负离子数量,让每个蓄电池恢复如新。最新开发微电脑正负离子升级程序,所有修复设备五年内免费更新最新修复程序,保证更好修复效果。
电脑正负离子蓄电池修复仪优越性能
        修复仪对蓄电池修复为无损修复,修复率达93%以上,并且是智能自动化,无需人工值守。修复仪可以同时分别修复4组、8组、16组蓄电池,且效果持久,修复后寿命可延长8—10个月以上。数字显示屏上,电池电压、内阻,电池状况一目了然。并且自带防反接、短路功能,保证仪器长久正常工作。电源部分采用新型开关电源,使得仪器长期工作有了坚实的保障。修复仪采用节电设计,全天24小时8组同时工作,耗电不到二度,大大降低修复成本。修复仪使用范围广泛,电动自行车、电动三轮车、汽车、摩托车、轮船、手机、普通五号、七号等蓄电池均可修复。         微电脑正负离子蓄电池修复仪研制的成功,将会延长蓄电池的使用寿命,并为国家节省更多的资源,修复仪的出现,会让蓄电池真正起到环保、节约的作用。