蓄电池超声波活化方法及装置.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010704090.8 (22)申请日 2020.07.21 (71)申请人 国网江西省电力有限公司电力科学 研究院 地址 330000 江西省南昌市青山湖区民营 科技园内民强路88号检测试验中心科 研楼(第1-11层) 申请人 国家电网有限公司 国网江西省电力有限公司南昌供电 分公司 (72)发明人 贾蕗路文芸裴锋刘欣田旭 王洲邓辰星 (74)专利代理机构 南昌贤达专利代理事务所 (普通合伙) 36136 代理人 金一娴 (51)Int.Cl. H01M 10/42(20

2、06.01) (54)发明名称 一种蓄电池超声波活化方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种蓄电池超声波活化方法， 涉及蓄电池维护技术领域， 活化方法包括： S1、 对 蓄电池核容； S2、 将蓄电池放入超声波水浴试验 箱中， 加水至不没过蓄电池； S3、 将蓄电池监测系 统和蓄电池相连， 将活化仪和蓄电池相连； S4、 开 启超声波水浴试验箱循环搅拌和控温开关， 调节 水浴温度； S5、 开启蓄电池监测系统； S6、 开启超 声波水浴试验箱的超声波控制开关， 调节超声波 频率； S7、 开启活化仪， 对蓄电池进行超声波活 化。 本发明还公开了一种蓄电池超声波活化装 置， 包括超声波水浴试验

3、箱、 蓄电池监测系统和 活化仪。 本发明的有益效果是对蓄电池进行修 复， 能使蓄电池的容量得到一定程度的提升， 具 有重要的经济意义和环保意义。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 112038714 A 2020.12.04 CN 112038714 A 1.一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1、 对蓄电池进行核容， 并记录蓄电池的实际容量； S2、 将核容后的蓄电池放入超声波水浴试验箱中， 往超声波水浴试验箱中加水至不没 过蓄电池； S3、 通过连接线将蓄电池监测系统和蓄电池的正、 负极相连， 通过连接线将活化仪和蓄 电池的正、 负极相连； S4、 开启超

4、声波水浴试验箱循环搅拌和控温开关， 调节水浴温度； S5、 开启蓄电池监测系统， 以采集蓄电池的容量数据； S6、 开启超声波水浴试验箱的超声波控制开关， 调节超声波频率； S7、 开启活化仪， 对蓄电池进行超声波活化， 并记录超声波活化后蓄电池的容量数据。 2.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 所述步骤S1中， 所述蓄电池为单 只蓄电池或多只蓄电池串联， 对每只蓄电池分别进行核容。 3.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 在 252下对蓄电池进行核容。 4.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 所述步骤S2中，

5、 往 超声波水浴试验箱中加水至超过蓄电池高度的二分之一。 5.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 所述步骤S4中， 调 节水浴温度为2560。 6.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 所述步骤S4中， 调 节水浴温度为3540。 7.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 所述步骤S6中， 调 节超声波频率为4050kHz。 8.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 所述步骤S7中， 对 蓄电池进行超声波活化12h。 9.根据权利要求1所述的一种蓄电池超声波活化方法， 其特征在于， 还包括步骤S8

6、： 将 步骤S7中超声波活化后的蓄电池静置12h后， 重复步骤S2S7， 并再次记录超声波活化后 蓄电池的容量数据。 10.一种蓄电池超声波活化装置， 其特征在于， 包括： 超声波水浴试验箱(1)， 用于放置蓄电池(2)以对蓄电池(2)进行超声波处理， 所述超声 波水浴试验箱具有循环搅拌功能， 温度调节范围为2560， 超声波频率调节范围为40 50kHz； 蓄电池监测系统(3)， 用于与蓄电池(2)连接以监测蓄电池(2)容量数据； 活化仪(4)， 用于与蓄电池(2)连接以对蓄电池(2)进行活化处理； 所述蓄电池(2)为单只蓄电池或多只蓄电池串联。 权利要求书 1/1 页 2 CN 11203

7、8714 A 2 一种蓄电池超声波活化方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及一种蓄电池维护技术领域， 具体涉及一种蓄电池超声波活化方法及装 置。 背景技术 0002 直流供电系统普遍应用于电力、 银行、 通讯等行业， 其可靠性是保障用电设备安全 运行的决定性条件之一， 而作为主要后备电源的铅酸蓄电池在直流系统中有着重要作用。 0003 铅酸蓄电池在向外接设备供电时， 内部同时发生着几种化学反应。 在负极板(阳 极)处发生的是将金属铅(Pb)变成硫酸铅(PbSO4)的氧化反应， 在正极板(阴极)处发生的是 将二氧化铅(PbO2)变成硫酸铅(PbSO4)的还原反应， 电解液(硫酸)为上述两种反

8、应提供硫离 子， 起化学桥梁的作用。 0004 铅酸蓄电池性能的衰退主要是由于放电过程中电池的极板上会产生 “珊瑚状” 结 构硫酸铅(PbSO4)结晶。 而一旦硫酸铅的结晶体过大， 电极中多孔PbO2结构中颗粒之间的机 械结合性能和导电性能降低。 活性物质利用率降低， 随着充放电循环的继续， 情况会进一步 恶化， 并最终使得该区域的活性物质软化和脱落， 使电池内部的电化学反应受阻， 放电性能 下降。 0005 通常解决铅酸蓄电池硫化的方法， 在国内外有各式各样的方法。 其中， 主流之一是 加入添加剂的方法， 其代表发明人为日本小泽昭弥博士。 此方法加入的添加剂和硫酸盐反 应， 能有效消除劣化电

9、池的硫化现象， 但是， 该方法不能使蓄电池长期恢复原出厂性能。 主 流之二以美国学者为代表， 是用外加设备产生与硫酸盐固有频率相同的脉冲来振荡消除硫 化。 此方法缺点是过高的脉冲会加剧活性物质脱落， 以致减少电池寿命。 发明内容 0006 本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一， 提供一种蓄电池超 声波活化方法及装置。 0007 本发明的技术解决方案如下： 0008 本发明一方面提供一种蓄电池超声波活化方法， 包括以下步骤： 0009 S1、 对蓄电池进行核容， 并记录蓄电池的实际容量； 0010 S2、 将核容后的蓄电池放入超声波水浴试验箱中， 往超声波水浴试验箱中加水至 不没

10、过蓄电池； 0011 S3、 通过连接线将蓄电池监测系统和蓄电池的正、 负极相连， 通过连接线将活化仪 和蓄电池的正、 负极相连； 0012 S4、 开启超声波水浴试验箱循环搅拌和控温开关， 调节水浴温度； 0013 S5、 开启蓄电池监测系统， 以采集蓄电池的容量数据； 0014 S6、 开启超声波水浴试验箱的超声波控制开关， 调节超声波频率； 0015 S7、 开启活化仪， 对蓄电池进行超声波活化， 并记录超声波活化后蓄电池的容量数 说明书 1/4 页 3 CN 112038714 A 3 据。 0016 进一步地， 所述步骤S1中， 所述蓄电池为单只蓄电池或多只蓄电池串联， 对每只蓄 电

11、池分别进行核容。 0017 进一步地， 所述步骤S1中， 在252下对蓄电池进行核容。 0018 进一步地， 所述步骤S2中， 往超声波水浴试验箱中加水至超过蓄电池高度的二分 之一。 0019 进一步地， 所述步骤S4中， 调节水浴温度为2560。 0020 进一步地， 所述步骤S4中， 调节水浴温度为3540。 0021 进一步地， 所述步骤S6中， 调节超声波频率为4050kHz。 0022 进一步地， 所述步骤S7中， 对蓄电池进行超声波活化12h。 0023 进一步地， 还包括步骤S8： 将步骤S7中超声波活化后的蓄电池静置12h后， 重复 步骤S2S7， 并再次记录超声波活化后蓄电池

12、的容量数据。 0024 本发明另一方面提供一种蓄电池超声波活化装置， 包括： 0025 超声波水浴试验箱， 用于放置蓄电池以对蓄电池进行超声波处理， 所述超声波水 浴试验箱具有循环搅拌功能， 温度调节范围为2560， 超声波频率调节范围为40 50kHz； 0026 蓄电池监测系统， 用于与蓄电池连接以监测蓄电池容量数据； 0027 活化仪， 用于与蓄电池连接以对蓄电池进行活化处理； 0028 所述蓄电池为单只蓄电池或多只蓄电池串联。 0029 本发明至少具有以下有益效果之一： 本发明通过采用超声波水浴试验箱和活化仪 联用， 在对蓄电池进行活化处理的同时， 通过超声波水浴试验箱对蓄电池进行超声

13、波水浴 处理， 由于晶体包裹层的阻隔作用， 硫酸铅结晶处于极慢的溶解状态， 而在超声波的作用 下， 超声波能够在水中产生空化作用， 空化作用能够将晶体表面的薄气层击散， 并将硫酸根 饱和离子层扰乱， 使硫酸铅晶体溶于电解液， 并使硫酸铅晶体溶于电解液而形成的混合液 的离子浓度趋向于平均态； 此外， 晶体本身产生的共振效应同样能挣脱自身的包裹层， 在多 重作用下， 未溶晶体与电解液的接触面积大大增加， 溶解速率也大大提高， 蓄电池的容量也 相应得以恢复。 因此， 本发明在超声波水浴试验箱与活化仪的共同作用对蓄电池进行修复， 能够使蓄电池的容量得到较大程度的提升， 从而提高铅酸蓄电池的利用率， 且

14、该方法和装 置不容易损坏电池， 也无需添加化学试剂， 具有重要的经济意义和环保意义。 附图说明 0030 图1为本发明实施例1中蓄电池超声波活化装置的结构示意图； 0031 图2为本发明实施例2中蓄电池超声波活化装置的结构示意图； 0032 附图标记： 1、 超声波水浴试验箱； 2、 蓄电池； 3、 蓄电池监测系统； 4、 活化仪。 具体实施方式 0033 下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明， 但本发明不仅局限于以下具体实 施例。 0034 实施例1 说明书 2/4 页 4 CN 112038714 A 4 0035 如图1所示为本实施例蓄电池超声波活化装置， 包括： 0036 超声波水

15、浴试验箱1， 用于放置蓄电池2， 以对蓄电池2进行超声波处理， 超声波水 浴试验箱具有循环搅拌功能， 温度调节范围为2560， 超声波频率调节范围为40 50kHz； 0037 蓄电池监测系统3， 用于与蓄电池2连接以监测蓄电池2容量数据； 0038 活化仪4， 用于与蓄电池2连接以对蓄电池2进行活化处理。 0039 采用该装置对单只蓄电池2进行超声波活化处理， 具体方法包括以下步骤： 0040 选取额定容量均为12V、 7Ah的铅酸蓄电池三只， 标号A、 B、 C。 0041 步骤S1、 在25条件下， 对A、 B、 C三只铅酸蓄电池分别进行核容： 0042 以13.00V0.01V/单格限

16、流4I20A的恒定电压对A、 B、 C三只铅酸蓄电池分别充电， 直至A、 B、 C三只铅酸蓄电池的电流值保持5h稳定不变时， 认为A、 B、 C三只铅酸蓄电池是完全 充电； 然后分别对A、 B、 C三只铅酸蓄电池进行完全充电， 静置1h， 当A、 B、 C三只铅酸蓄表面温 度为255时， 进行容量放电试验， 20h率容量用12I20A的电流放电至单体蓄电池平均电压 为10.5V时终止， 记录A、 B、 C三只铅酸蓄电池的实际容量分别为5.19Ah、 5.23Ah和5.17Ah。 0043 步骤S2、 将核容后的A、 B、 C三只铅酸蓄电池分别放入超声波水浴试验箱1中， 加水 至蓄电池高度的四分

17、之三； 0044 步骤S3、 通过连接线将蓄电池监测系统3分别与A、 B、 C三只铅酸蓄电池的正、 负极 相连， 通过连接线将三台活化仪分别和A、 B、 C三只蓄电池的正、 负极相连； 0045 步骤S4、 开启超声波水浴试验箱1循环搅拌和控温开关， 调节水浴温度设为35； 0046 步骤S5、 开启蓄电池监测系统3， 以通过蓄电池监测系统3分别采集和监测A、 B、 C三 只铅酸蓄电池的容量数据， 待数据采集、 显示稳定； 0047 步骤S6、 开启超声波水浴试验箱1的超声波控制开关， 调整超声波频率至40kHz； 0048 步骤S7、 开启三台活化仪4， 分别对A、 B、 C三只铅酸蓄电池进

18、行1.5小时的超声波活 化处理， 待处理完成后， 通过蓄电池监测系统3记录A、 B、 C三只铅酸蓄电池的容量数据； 0049 步骤S8、 将步骤S7中超声波活化后的A、 B、 C三只蓄电池分别静置1h后， 重复步骤S2 S7， 以再次对A、 B、 C三只蓄电池分别进行超声波活化处理， 待处理完成后， 再次记录A、 B、 C 三只铅酸蓄电池的容量数据。 0050 A、 B、 C三只蓄电池的容量变化如下表1所示： 0051 表1超声波活化前后蓄电池容量变化单位： Ah 0052 蓄电池ABC 原始值5.195.235.17 一次超声波活化6.366.876.22 两次超声波活化6.446.906.

19、59 0053 如表1所示， 通过计算可以得到： 0054 蓄电池A进行1次超声波活化后， 容量增加了22.5， 进行2次超声波活化后， 容量 增加了24.1； 0055 蓄电池B进行1次超声波活化后， 容量增加了31.4， 进行2次超声波活化后， 容量 增加了31.9； 0056 蓄电池C进行1次超声波活化后， 容量增加了20.3， 进行2次超声波活化后， 容量 说明书 3/4 页 5 CN 112038714 A 5 增加了27.5； 0057 通过以上数据可知， 经过超声波活化后， 三只蓄电池的容量均有较大程度的增多， 因此由上表可知， 本实施例中的方法能够提升蓄电池的容量； 另外， 通

20、过试验也说明适当增 加超声波活化的次数， 在一定程度上可以使得蓄电池的容量得到提升。 0058 实施例2 0059 如图2所示为本实施例蓄电池超声波活化装置， 与实施例1中的超声波活化装置的 区别在于： 本实施例中的蓄电池2为三只蓄电池串联而成。 0060 选取额定容量均为12V、 7Ah的铅酸蓄电池三只， 标号A、 B、 C。 0061 步骤S1、 在25条件下， 对A、 B、 C三只铅酸蓄电池分别进行核容： 0062 以13.00V0.01V/单格限流4I20A的恒定电压对A、 B、 C三只铅酸蓄电池分别充电， 直至A、 B、 C三只铅酸蓄电池的电流值保持5h稳定不变时， 认为A、 B、

21、C三只铅酸蓄电池是完全 充电； 然后分别对A、 B、 C三只铅酸蓄电池进行完全充电， 静置1h， 当A、 B、 C三只铅酸蓄表面温 度为255时， 进行容量放电试验， 20h率容量用12I20A的电流放电至单体蓄电池平均电压 为10.5V时终止， 记录A、 B、 C三只铅酸蓄电池的实际容量分别为： 5.15Ah、 5.16Ah、 5.21Ah。 0063 步骤S2、 将核容后的A、 B、 C三只铅酸蓄电池放入超声波水浴试验箱1中， 加水至蓄 电池高度的四分之三， 通过连接线将A、 B、 C三只铅酸蓄电池串联成蓄电池组2； 0064 步骤S3、 通过连接线将蓄电池监测系统3分别与A、 B、 C三

22、只铅酸蓄电池的正、 负极 相连， 通过连接线将活化仪分别与蓄电池组2的正、 负极相连； 0065 步骤S4、 开启超声波水浴试验箱1循环搅拌和控温开关， 调节水浴温度设为35； 0066 步骤S5、 开启蓄电池监测系统3， 以通过蓄电池监测系统3分别采集和监测A、 B、 C三 只铅酸蓄电池的容量数据， 待数据采集、 显示稳定； 0067 步骤S6、 开启超声波水浴试验箱1的超声波控制开关， 调整超声波频率至40kHz； 0068 步骤S7、 开启活化仪4， 对蓄电池组2进行1.5小时的超声波活化处理， 待处理完成 后， 通过蓄电池监测系统3分别记录A、 B、 C三只铅酸蓄电池的容量数据。 00

23、69 蓄电池组的容量变化如下表2所示： 0070 表2超声波活化前后蓄电池组容量变化单位： Ah 0071 蓄电池ABC 原始值5.155.165.21 一次超声波活化6.036.115.99 0072 如表2所示， 通过计算可以得到： 0073 蓄电池A进行1次超声波活化后， 容量增加了17.1； 0074 蓄电池B进行1次超声波活化后， 容量增加了18.4； 0075 蓄电池C进行1次超声波活化后， 容量增加了15.0； 0076 通过以上数据， 经过超声波活化后， 3只蓄电池的容量均有较大程度的增多， 由此 可知， 本实施例中的方法可以使得蓄电池的容量得到提升。 0077 以上所述仅为本发明的优先实施方式， 只要以基本相同手段实现本发明目的的技 术方案都属于本发明的保护范围之内。 0078 以上仅是本发明的特征实施范例， 对本发明保护范围不构成任何限制。 凡采用同 等交换或者等效替换而形成的技术方案， 均落在本发明权利保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 112038714 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 112038714 A 7