基于嵌入式的硫化铅蓄电池修复技术研究

针对铅酸蓄电池因硫化现象而造成的无法充电或充不满电的问题,设计了一套基于AVR单片机的铅蓄电池修复仪,采用复合频率脉冲技术实现对铅酸蓄电池硫化问题的活化处理,通过采用4组不同年份及硫化程度不同已经失效的铅酸蓄电池进行了实验测试,结果表明修复后电池容量平均能恢复到额定容量90%以上,具有很高的实用价值和推广价值。     

具有容量修复作用的铅酸蓄电池脉冲充电技术

使用常规直流充电器给铅酸蓄电池充电,经常性过充电会造成蓄电池失水,欠充电会发生蓄电池硫酸盐化,导致蓄电池使用容量下降。但用脉冲充电方式可以减少蓄电池失水、用高窄脉冲修复性充电可以恢复电池容量。据此可将普通直流充电器改造成具有容量修复作用的脉冲式充电器。实验表明:铅酸蓄电池采用脉冲充电,发热量相对较少,可减少充电过程中的失水,抑制硫酸盐化。用高窄脉冲对因硫酸盐化而造成容量下降的铅酸蓄电池充电,可以恢复部分电池容量。     

阀控密封铅酸蓄电池失效机理及检测

通过对阀控密封铅酸蓄电池失效机理的分析,及对蓄电池充放电曲线特征值的比较,开发了阀控密封铅酸蓄电池在线检测系统。该系统可应用于各种蓄电池组的性能检测,在线检测每节电池的电压,动态放电测量电池内阻及负载能力,静态测量电池容量,综合测量判定电池性能,并对失效电池予以显示及报警,也可对电池进行有效的活化维护。本系统具有远端通讯功能,可实现遥测、遥信、遥控功能,大大提高了通信、供电系统的可靠性和自动化程度。     

阀控式铅酸蓄电池活化修复仪的设计与应用

在各类电池中,铅酸蓄电池的市场占有率最大,约占二次电池市场份额的75%,广泛应用于各个领域。废旧电池所带来的环境污染已成为世界性的问题。我国每年约有5000多万只,超过30万吨铅酸蓄电池报废。采用"均衡脉冲充电"技术可以对各类废旧铅酸蓄电池进行复原活化处理,在节能、降耗、环保等各方面都将带来很好的社会效益。对在网运行蓄电池容量做到提前预测,可以使用户及早发现电池容量失效,避免造成重大通讯中断事件的发生。     

变电站铅酸电池的失效及综合修复

铅酸电池是直流(DC)系统的重要储能设备,对变电站的安全稳定运行至关重要。站用铅酸电池寿命普遍低于理论寿命,大量电池的提前失效给电网企业带来巨大的经济和环境压力。针对变电站铅酸电池的特殊运行环境,对失效电池复杂的失效模式进行分析。采用化学和物理相结合的技术手段,针对性地选择合适的活化剂,同时使用“大电流-恒流-恒压”的充电方式,达到修复活化失效铅酸电池的目的,修复后的铅酸电池容量可达额定容量的80%以上。     

基于单片机的铅酸蓄电池修复系统研究

导致铅酸蓄电池失效和损坏的主要机理就是铅酸蓄电池本身无法避免的硫酸盐化,针对铅酸蓄电池硫酸盐化问题,采用扫描共振频率技术,设计了以STC12C5410AD单片机为核心的铅酸蓄电池修复系统,详细阐述了硬件电路的工作原理和软件流程图。经实验证明,该系统能够在6~8 h之内对硫化的铅酸蓄电池进行快速修复,此方法简单、可靠,具有良好的实用价值和推广意义。     

内燃机车启动用富液免维护铅酸蓄电池的研制

指出了多年应用于铁路内燃机车启动用阀控式铅酸蓄电池出现的问题主要是早期容量损失的影响,包括:(1)由于板栅合金不合理,在活性物质与板栅之间产生的阻挡层,增大了电池的内阻产生的第一类早期容量损失(PCL-Ⅰ);(2)正极活性物质软化形成的不可逆的现象称为第二类早期容量损失(PCL-Ⅱ);(3)负极板活性物质添加剂失效,使负极板钝化而失效,称为第三类早期容量损失(PCL-Ⅲ)。提出了一种NGM系列富液免维护铅酸蓄电池和解决早期容量损失的方法。该系列蓄电池在富液密封状态下工作,采用巧妙的电池壳盖结构设计,分子筛型的气水分离器,以减少水的损失,还应用了蓄电池状态指示器。使用合理的充电设备,提出了扫频脉冲充电设备(脉冲频率大约0.01～10.00Hz),使蓄电池在寿命期内免维护。NGM系列富液免维护铅酸蓄电池非常适合铁路内燃机车启动用蓄电池,也可作为再生能源发电系统储能蓄电池。     

国外电池科技动态

●铅酸蓄电池寿命延长器最近，据日本Elma公司有关人员介绍，该公司已成功研制，并批量生产一种延长铅酸蓄电池寿命的装置（日本专利２００１－４０２２３７），这一装置由两根接线分别与蓄电池的正负极相接，直接采用所接蓄电池作为该装置的电源，该装置向蓄电池输出高频脉冲充电信号，防止或消除电池上产生的硫酸铅结晶，从而延缓蓄电池容量的衰退，延长蓄电池的使用寿命。电池极板硫酸化，将使电池内阻提高，造成活性物质脱落，蓄电池容量减少，一般当电池容量减少到额定容量的５０％，必须更换电池。因此采用该装置，防止或消除电池上…     

高频谐振式铅酸蓄电池修复系统的研究

针对铅酸蓄电池充放电过程中存在极板易硫化导致电池失效报废现象,研制了一款高频谐振式修复仪。采用恒压电源叠加高频谐振电路的方法,修复电路产生频率丰富的谐波信号并与硫酸铅晶体产生共振,从而溶解不同体积和形状的硫酸铅晶体,消除铅酸蓄电池的硫化,恢复蓄电池原有容量。高频谐振及放电电路作为主电路,以AVR单片机为核心设计了控制系统。实验和运行表明,所研究的修复系统可安全可靠地实现对硫化铅酸蓄电池的修复,达到了设计要求。     

铅蓄电池修复仪问世

一种新型的铅蓄电池修复仪近期由深圳维迪澳电子有限公司研制成功。该仪器通过电子脉冲振荡的方法,使电极表面不可逆硫酸盐化的PbSO4细化、溶解而恢复活性,使早期失效的铅蓄电池修复。     

慢脉冲快速充电解决VRLA电池的PCL效应

利用慢脉冲快速充电方法,设计不同的充电参数,对阀控式铅酸(VRLA)电池进行循环测试,找出适合VRLA电池的最佳充电制度,以克服或消除早期容量衰减(PCL)效应,抑制硫酸盐化、失水干涸及热失控.36 V、10 Ah VRLA电池的100%DOD循环寿命达470次以上.     

VRLA蓄电池技术

本文就板栅合金、和膏方程、装配压力、快速充电等方面阐述VRLA蓄电池技术。当Pb—Ca合金中锡含量超过0.6％时才可能从循环伏安图观察到锡的阳极溶解,才能起克服早期容量损失的作用。通过加酸量改变铅膏密度,然后再通过和膏方程确定加水量。在和膏后期补水调整铅膏密度是不可取的操作。考虑电池充放电过程极板厚度增加将引起装配压力增大,建议初始装配压力设定在40kg/dm~2。我们首次建立变电流间歇充电方法,它是一种快速充电方法。对于完全放电态电池只需充电时间190min,则可得92％放电容量。     

隔板饱和度对电动助力车用铅酸蓄电池使用寿命的影响

论述了隔板饱和度对电动助力车用铅酸蓄电池使用寿命的影响。蓄电池用隔板的饱和度过高或过低,都易使蓄电池早期容量下降,从而不能满足用户的使用要求。本文对蓄电池在实际使用过程中出现的隔板饱和度影响蓄电池早期容量下降的问题进行了分析。     

失效VRLA蓄电池容量恢复的研究

研究了失水引起开路电压极低或热失控引起失效的VRLA蓄电池的容量恢复的可行性 ,并对硫化引起热失控的机理进行了研究。通过对VRLA蓄电池的失效原因进行分析 ,提出了容量恢复的可能性 ;采用先对开路电压极低的蓄电池加适量水和少量电解液 ,或对热失控蓄电池加适量水 ,再反复进行分级恒流充电和大电流放电循环的方法 ,进行了容量恢复的实验。结果表明 ,该方法对于失水引起开路电压极低或热失控引起失效的VRLA蓄电池 ,只要未发生短路、正极板栅腐蚀和活性物质脱落等不可逆故障 ,其容量恢复率可达 90 %以上。     

PCL 蓄电池容量恢复的研究

研究了已发生早期容量损失ＰＣＬ的铅酸蓄电池容量恢复的可行性。首先对失效蓄电池进行了正极活性物质ＰｂＯ２含量的测定,放电过程中电池端电压、正极、负极相对镉电极电势的测定,结果表明,实验所用蓄电池其失效确属早期容量损失所致。经用长时间搁置、高温搁置和高倍率充电联合、高倍率充电低倍率放电至Ｖ终为零、高倍率充电低倍率放电四种方法进行容量恢复实验。结果表明：长时间搁置、高温搁置、低倍率全放净再高倍率充电,具有较好的恢复效果,能将蓄电池容量恢复到９０％～１００％,而高倍率充低倍率放时其恢复效果不明显或极其缓慢。     

Pb-Ca合金电池早期容量衰减的研究

研究了板栅合金中Sn对早期容量衰减的影响。当板栅合金中Sn含量从0.65%提高到1.2%时,富液式PbCa合金电池早期容量衰减现象并未明显改善。用高温方法和过放电后的反充电方法都可使早期容量衰减的电池容量恢复到正常值,但在循环时容量出现快速的衰减。重点研究了不同的电池化成工艺对早期容量衰减的影响,研究了酸液密度、电解液添加剂、灌酸后的静置时间、冷却方法以及开始化成时的温度等工艺参数对容量衰减的影响。试验结果表明,富液式PbCa合金电池采用高温化成方式易出现早期容量衰减现象,采用低温化成工艺,低密度化成酸和电解液添加剂N,可有效地抑制早期容量衰减现象,提高电池的循环耐久能力     

阀控免维护铅酸蓄电池循环特性的研究

采用高倍率放电循环试验方法,研究了阀控免维护铅酸蓄电池在循环过程中端电压和容量的变化规律。试验结果表明,试验温度对蓄电池循环放电深度有较大的影响。在1 h放电循环试验中,蓄电池C1容量与C10容量几乎同步下降,蓄电池组提早失效的原因之一是电池内各单体动态一致性变差,循环后期蓄电池容量受正极容量控制。因此,在现有技术水平的前提下,改善充电接受能力,提高动态均匀一致性,是延长蓄电池使用寿命的有效途径之一。     

过充过放与电动自行车用铅酸蓄电池的失效

电动自行车用铅酸蓄电池组的使用寿命是困扰相关专业人士的大问题。配对挑选之后的整组蓄电池的平均寿命远低于单只蓄电池的寿命。在95%以上失效的蓄电池组中,仅仅只有一只蓄电池容量远低于额定容量。过充电、过放电是导致电动自行车用铅酸蓄电池组寿命早衰的主要原因。由于不能保证每一只蓄电池既不过充电,又不过放电,现行的电动自行车用铅酸蓄电池组充放电的方法有重大缺陷。     

VRLA电池正极板添加剂及其对电池性能影响的研究

四碱式硫酸铅(4BS)是一种重要的铅蓄电池正极板铅膏添加剂,使用4BS可以有效避免铅钙合金的高阻抗钝化膜引起的活性物质失效和蓄电池早期容量损失(PCL),从而可以显著地延长铅酸蓄电池的循环使用寿命。文中介绍了4BS的结构、电化学性质及其对铅酸蓄电池性能的影响,评述了4BS延长铅酸电池循环寿命的原理,研究了Addenda种子在改善电池极板化成、提高初始容量和循环寿命方面的作用。结果表明,Addenda种子作为标准添加剂在和膏时加入与铅粉等一起被制成铅膏,能够大大提升铅酸蓄电池的性能,特别是有效解决了蓄电池的容量衰减,延长了蓄电池的寿命。     

大容量锂动力电池化成电源全数字控制技术

研究了一种基于数字信号处理器的大容量锂动力电池数字化成电源,该电源采用先进的双回路控制技术,实现了恒流、恒压充电控制,采用前馈 反馈控制实现电池恒流放电。实验表明该电源控制精度高、响应速度快,响应过程无冲击,组网能力强,可满足大容量锂动力电池化成的需求。