專利名稱：：等離子蓄電池修復(fù)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及蓄電池的修復(fù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體而言，涉及一種等離子蓄電池修復(fù)儀。
背景技術(shù)：
：電池從誕生至今已有100多年的歷史，隨著科技發(fā)展，電池的種類日趨繁多，其技術(shù)含量也在不斷增加。我國是一個電池生產(chǎn)和消費的大國，一年需求量達(dá)150億之巨，占世界總量的l/3以上，其使用范圍涉及金融、電信、郵政、稅務(wù)、工商、交通、政務(wù)及其它眾多行業(yè)。需求廣泛，用量巨大。眾所周知，鉛酸蓄電池以其價格低廉、工藝簡便、性能可靠和適應(yīng)性強等諸多優(yōu)勢，已成為目前使用最廣泛的化學(xué)電池之一。中國每年鉛酸蓄電池產(chǎn)量高達(dá)3000萬kwh，銷售額高達(dá)80億元，年報廢量大于5000萬只，且年增長率達(dá)30%,在電信、金融、UPS、IT、通訊、廣電、電力、汽車、鐵路、太陽能、風(fēng)能等各行各業(yè)普遍應(yīng)用。但同時由于鉛酸蓄電池在放電過程中的硫化現(xiàn)象，造成了自身使用壽命縮短，設(shè)計壽命是8-10年，但其實際使用壽命僅1-2年。我國每年有5000只電池進入報廢行列。不僅耗費了大量的資源成本，同時更是對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。研究證明，電池在實際使用過程中如果使用和維護不善，例如經(jīng)常充電不足，不及時充電、長期過放電、深度放電等原因，通常在一兩年之內(nèi)就會出現(xiàn)充電困難，容量降低等現(xiàn)象，過早失效報廢。據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計，僅2003年國內(nèi)報廢的各種電池高達(dá)百億只以上，一般的中小城市即達(dá)數(shù)萬只以上，大中型城市則達(dá)幾十萬乃數(shù)百萬只。電池的過早報廢不僅浪費能源而且嚴(yán)重污染環(huán)境。一節(jié)l號電池爛在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用價值，一粒紐扣電池可使600噸水受污染，相當(dāng)于一個人一生的飲水量。廢鉛酸電池對環(huán)境污染危害大，在國際公約《控制危險廢物越境轉(zhuǎn)移及其處置的巴塞爾公約》附件"巴塞爾公約所轄廢物名錄A，，中A1160處注明"廢鉛酸蓄電池，完整或破碎的，，。在全球關(guān)注環(huán)保問題的今天，廢舊電池所帶來的污染日漸突出，而在電池污染中，鉛酸蓄電池尤為明顯。以2003年為例，國內(nèi)報廢的鉛酸電池近一億只，一般的中小城市即達(dá)數(shù)萬只以上，大中型城市則達(dá)幾十萬乃至數(shù)百萬只。鉛酸蓄電池的過早報廢不僅浪費能源，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，國家規(guī)定各地廢舊電池不得外運，只能自行消化處理。因此，鉛酸蓄電池的日常保養(yǎng)和維護、廢舊電池的回收再利用，已成為業(yè)內(nèi)的關(guān)注熱點。2003年10月9日，國家環(huán)境保護總局和國家發(fā)展與改革委員會、建設(shè)部、科技部、商務(wù)部聯(lián)合發(fā)布了《廢電池污染防治技術(shù)政策》，該技術(shù)政策作為指導(dǎo)性文件，自發(fā)布之日起實施。在該文件第8章《廢鉛酸蓄電池污染防治》中，對于報廢的鉛酸蓄電池應(yīng)該如何處理并防止污染有了明確的闡述，在第6.14條提到"鼓勵開展廢電池資源再生的科學(xué)技術(shù)研究，開發(fā)經(jīng)濟、高效的廢電池資源再生工藝，提高廢電池的資源再生率"。密封鉛酸蓄電池在存放或使用過程中，存在自放電或使用放電，當(dāng)12V電池被放電到10.5V/1CA或10V/1CA時，必須及時對蓄電池進行充電，否則將造成過放電而損壞蓄電池。另外，如靜態(tài)放置或浮充工作一定時期不充電或放電，蓄電池將可能因內(nèi)阻較大充不進電而損壞報廢。這是由于鉛酸蓄電池一般采用鉛鈣合金板柵，在深度放電或長期浮充不放電過程中，其板柵與活性物質(zhì)相接觸界面發(fā)生硫酸鹽化，在界面產(chǎn)生很大電阻，即蓄電池內(nèi)阻增大，這時普通充電機是充不進去電的。目前，對因放置或浮充時間過長而損壞的密封鉛酸蓄電池，只有作報廢處理?！峨娮訄蟆?996年6月23曰第25期3版〃談廢舊蓄電池的修復(fù)方法"介紹用如圖1所示的電路進行高電壓充電，存在著不足之處第一，蓄電池與220V交流電通過電容直接降壓相聯(lián)，充電不安全；第二，只能對一定容量的蓄電池進行充電，無過充電保護，充電電流小，充電時間太長，如6V3AH蓄電池充電時間為30~35小時。如充電電流控制不好，將引起爆響，造成蓄電池內(nèi)部開路而徹底損壞。因此，亟需提供一種能夠安全、高效對蓄電池進行修復(fù)的設(shè)備。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種等離子蓄電池修復(fù)儀，能對因放置或浮充時間過長已損壞無法使用的蓄電池進行修復(fù)并充電。根據(jù)本實用新型，提供一種等離子蓄電池修復(fù)儀，該修復(fù)儀主要由電源電路、中壓充電回路、低壓充電回路及瞬間脈沖放電回路之間相互電連接構(gòu)成；其中220V市電連接變壓器T構(gòu)成該修復(fù)儀的充電電源；變壓器T次級的兩個串聯(lián)繞組與蓄電池B之間順序連接有Dla、Cla組成的整流充電電路、反向保護二極管Dlb和限流保護電阻Rla,構(gòu)成中壓充電回路；變壓器T次級繞組與蓄電池B之間順序連接有D3a、C3a組成的整流充電電路、可控硅場效應(yīng)管M、電阻R3a、二極管D3b組成的過充電保護電路和反向保護二極管D3c，構(gòu)成低壓充電回路；變壓器T次級的兩個串聯(lián)繞組與蓄電池B之間順序連接有穩(wěn)壓二極管D2a和電容C2a，構(gòu)成的瞬間脈沖放電回路。上述中壓為2836V,低壓為17~20V。本實用新型的等離子蓄電池修復(fù)儀在變壓器次級繞組與蓄電池之間分別構(gòu)成中壓充電回路和低壓充電回路；并且在變壓器次級兩個串聯(lián)繞組與蓄電池之間構(gòu)成瞬間脈沖放電回路，能對因放置或浮充時間過長已損壞無法使用的蓄電池進行修復(fù)并充電。由于采用中、低壓兩組電壓對電池內(nèi)阻增大的蓄電池進行自動充電，使用安全可靠，并且克服了傳統(tǒng)的利用脈沖修復(fù)效果差，維持時間短、不能調(diào)節(jié)a—pb02和P—pb02的比例等弱點。本實用新型的其他優(yōu)點、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導(dǎo)。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述，其中圖l是現(xiàn)有技術(shù)"鉛酸蓄電池"的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的電路原理圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步的詳細(xì)描述。需要注意的是，根據(jù)本實用新型的等離子蓄電池修復(fù)儀的實施方式僅僅作為例子，但本實用新型不限于該具體實施方式。參見圖1,鉛酸蓄電池是由殼體②、隔板③、極板@、柵格⑤、電解液(硫酸)①和不同的封閉形式構(gòu)成。蓄電池在充電和放電時產(chǎn)生如下反應(yīng)pb02+pb+2H2S04==2pbS04+2H20在充電時，在電能的作用下，轉(zhuǎn)化為pb02和H2S04。也就是說充電是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。放電時，正極板接受了負(fù)極板送來的電子，鉛離子由正4價變?yōu)檎?價。與硫酸根接觸生成難溶于水的硫酸鉛，負(fù)極的鉛由于輸出2個電子，變成正2價，同樣也生成石克酸鉛。也就是說;改電時，再由貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能。正極板活性物質(zhì)的主要成分是二氧化鉛，具有較強的氧化性，放電時，與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鉛，并吸收電子。二氧化鉛有兩種類型晶格，簡單地講就是兩種二氧化鉛，一種是cx—pb02另一種是e-Pb02。兩種二氧化鉛的差別很大，它們所起的作用也不相同。P—pb02給出的容量是cc一pb02的1.5~3倍，而oc—pb02具有較好的機械強度，它的存在，正極板活性物質(zhì)不宜軟化脫落，只有a—pb02和(3—pb02的比例達(dá)到1:1.25時，鉛蓄電池才會表現(xiàn)出良好的性能。正極活性物質(zhì)在放電狀態(tài)下，與電解質(zhì)中的硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鉛與水，其反應(yīng)式如下pb02+3H++HS04_+2e==pbS04+2H20，充電時，在外線^各的作用下轉(zhuǎn)化為pb02與H2S04，放電時，二氧化鉛的pb"接受了負(fù)極送來的電子形成pb+2與溶液中的硫酸根離子結(jié)合生成pbS04。當(dāng)硫酸鉛達(dá)到一定量時，變成沉淀物附著在極板上。充電時硫酸鉛中的鉛離子的電子被外線路帶走轉(zhuǎn)化為二氧化鉛。將水中氫離子留在溶液中，氧離子與鉛離子結(jié)合生成二氧化鉛進入晶格，形成正才及活性物質(zhì)。在鉛酸蓄電池里，為了供負(fù)極板活性物質(zhì)充分與電解液發(fā)生反應(yīng)，故將鉛制成多孔海綿狀，又稱為海綿鉛，在放電時，鉛給出外線路電子形成pb"與溶液的硫酸根結(jié)合生成硫酸鉛，充電時pbS04首先溶解成pb2+與S04,Pb+2接受電子進行陰極還原生成鉛，進入負(fù)極活性物質(zhì)晶格。隨著蓄電池的作用次數(shù)增加，放電容量不斷縮小，由于人們對電池的使用要求不一，所以報廢標(biāo)準(zhǔn)也不相同。一般來講，正常使用電池，容量低于額定容量60%,即為報廢電池。需要維護或維修，由于電池的制造條件，使用方式有差別，最終導(dǎo)致電池報廢的原因也各不相同。1、不可逆的硫酸鹽化，主要形成原因是電池缺水、長期充電不足、大電流放電、長期存放等原因。2、oc—pb02和p-pb02比例失調(diào)，容量比較大P-pb02的轉(zhuǎn)換為a—pb02,主要形成原因是電池硫化、大電流放電、自然老化、長期存儲等原因。3、鉛粉脫落，主要原因是產(chǎn)品制造工藝差，a—pb02和j3-pb02比例失調(diào)，大電流放電，長期存儲等原因。74、斷極、斷格，外部振蕩，長期存放，電池制造工藝差等原因。其中因不可逆碌^酸鹽化，a—pb02和p-pb02比例失調(diào)，占電池報廢總量的90%以上，所以蓄電池90%以上都可以用修復(fù)機修復(fù)。10%的蓄電池可以修理后再修復(fù)。圖2示出了本實用新型等離子蓄電池修復(fù)儀的電路原理圖。參見圖2，在變壓器T的初級繞組端輸入220V市政交流電，從而可以在變壓器T的次級繞組輸出U1、U2中、^f氐壓兩組交流電壓。在交流電的正半周，變壓器T次級兩個串聯(lián)繞組端的28-36V中壓U1，與由二極管Dla、電容Cla組成的整流充電電路，用于反向保護的二極管Dlb，用于限流保護的正溫度系數(shù)熱敏電阻Rla，以及蓄電池B共同構(gòu)成中壓充電回路；變壓器T次級繞組端的17-20V^f氐壓U2，與由二^l管D3a、電容C3a組成的整流充電電路，由可控硅場效應(yīng)管M、R3a、D3b組成的過充電保護電路，用于反向保護的二極管D3c,以及蓄電池B共同構(gòu)成低壓充電回路。在交流電的負(fù)半周，變壓器T次級兩個串聯(lián)繞組端的28-36V中壓Ul,與穩(wěn)壓二極管D2a，電容C2a和蓄電池B共同構(gòu)成蓄電池在交流電負(fù)半周進行瞬間脈沖放電的回路。充電初期，由于待修復(fù)蓄電池的內(nèi)阻較大，主要由中壓U1在交流電的正半周通過二極管Dla、電容Cla整流充電輸出中等脈動直流電壓，通過正溫度系數(shù)熱敏電阻Rla進行限流，從而對蓄電池進行限流充電。這時蓄電池兩端約有15-60v的電壓充電，需要注意Rla為正溫度系數(shù)的熱敏電阻，主要控制中壓U1的充電電流為40-180mA,電阻Rlb、二極管Dlc是Rla起限流保護后的工作指示；在交流電負(fù)半周，當(dāng)IU1I〉UD2a-UB時，穩(wěn)壓二極管D2a反向擊穿，通過電容C2a對蓄電池進行瞬間脈沖放電，這樣可加快消除蓄電池板柵的硫酸鹽化，促使蓄電池內(nèi)阻迅速降低，達(dá)到對蓄電池的修復(fù)，一般經(jīng)過l-5小時即可使充電的蓄電池兩端電壓恢復(fù)到14V左右，此時低壓U2通過二極管D3a、電容C3a整流充電經(jīng)可控硅場效應(yīng)管M、二極管D3c開始給蓄電池充電，并繼續(xù)對蓄電池進行^f'f復(fù)，直至恢復(fù)到12V左右電壓，這時充電電流可達(dá)O.5-lA左右，主要由低壓U2進行正常充電，可控硅場效應(yīng)管M、電阻R3a、二才及管D3b組成過壓充電保護，當(dāng)蓄電池兩端電壓充至13.8V左右時，二極管D3b反向擊穿導(dǎo)通、可控^珪場效應(yīng)管M截止，只有通過限流電阻Rla的40mA左右保護電流和電阻R3b、二極管D3d組成低壓繞組充電指示的電流進行涓流充電，防止蓄電池過電壓充電，二極管Dlb、D3c是在交流電負(fù)半周期間分別對電容Cla和可控硅場效應(yīng)管M、二極管D3b、電容C3a起保護作用。在整個工作過程中，在交流電負(fù)半周|U1|>UD2a-UB時，都對蓄電池進行瞬間脈沖放電，以加快消除蓄電池板4冊的碌^酸鹽化，降低蓄電池內(nèi)阻。本實用新型提出的密封鉛酸蓄電池修復(fù)充電器采用中、低壓兩組電壓對電池內(nèi)阻增大的蓄電池進行自動充電，使用安全可靠，對6.5100AH/12V容量的蓄電池都可進行充電，并且能夠顯著地縮短修復(fù)充電時間。在實際使用過程中，能夠?qū)⒋娣舕-3年未充電，電壓降到近OV、用普通方法無法進行充電的密封鉛酸蓄電池恢復(fù)到同期正常使用的蓄電池容量，內(nèi)阻降低至同等容量新蓄電池的水平。根據(jù)本實用新型的等離子蓄電池修復(fù)儀，克服傳統(tǒng)的利用脈沖修復(fù)效果差，維持時間短、不能調(diào)節(jié)a—pb02(a二氧化鉛)和(3—pb02(|3二氧化鉛)的比例等弱點。下表列出了等離子蓄電池修復(fù)儀與其它脈沖修復(fù)機相比較的性能對比。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本實用新型自動跟蹤發(fā)出等離子，對電池極板和硫化物質(zhì)智能的發(fā)射等離子束，同時自動檢測每塊電池的內(nèi)阻，硫酸鹽結(jié)晶顆粒大小，結(jié)晶程度，消除硫化和結(jié)晶，并促使大型結(jié)晶顆粒溶解。本實用新型自動調(diào)節(jié)ct一pb02和l3—i)b02的比例達(dá)到1:1.25。兩種二氧化鉛的差別很大，它們所起的作用也不相同。P—pb02給出的容量是ct一pb02的1.5~3倍，而a—pb02具有較好的機械強度，它的存在，正極板活性物質(zhì)不宜軟化脫落，只有cx—pb02和P—pb02的比例達(dá)到1:1.25時，蓄電池才會表現(xiàn)出良好的性能。本實用新型釆用獨有的等離子吸附，讓脫離的活性物質(zhì)自動恢復(fù)。修復(fù)后期，自動發(fā)出等離子電，脫離活性物質(zhì)帶負(fù)電，正極板帶正電，異電相吸，活性物質(zhì)自動吸附歸位。并且根據(jù)檢測數(shù)據(jù)自動分配每個串連蓄電池的等離子數(shù)量，讓每個蓄電池恢復(fù)如新。本實用新型的等離子蓄電池修復(fù)儀能夠?qū)崿F(xiàn)無損修復(fù)，修復(fù)率達(dá)95%以上。并且能夠自動控制，修復(fù)、充電、維護自動完成。可以同時分別修復(fù)多組蓄電池，如4組、14組、36組、40組、70組、100組等。該等離子蓄電池-修復(fù)儀的修復(fù)效杲持久，修復(fù)后效果是原電池壽命的95%。以上所述^f義為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.一種等離子蓄電池修復(fù)儀，其特征在于該修復(fù)儀主要由電源電路、中壓充電回路、低壓充電回路及瞬間脈沖放電回路之間相互電連接構(gòu)成；其中220V市電連接變壓器T構(gòu)成該修復(fù)儀的充電電源；變壓器T次級的兩個串聯(lián)繞組與蓄電池B之間順序連接有D1a、C1a組成的整流充電電路、反向保護二極管D1b和限流保護電阻R1a，構(gòu)成中壓充電回路；變壓器T次級繞組與蓄電池B之間順序連接有D3a、C3a組成的整流充電電路、可控硅場效應(yīng)管M、電阻R3a、二極管D3b組成的過充電保護電路和反向保護二極管D3c，構(gòu)成低壓充電回路；變壓器T次級的兩個串聯(lián)繞組與蓄電池B之間順序連接有穩(wěn)壓二極管D2a和電容C2a，構(gòu)成的瞬間脈沖放電回路。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蓄電池修復(fù)儀，其特征在于所述中壓為2836V,低壓為1720V。專利摘要本實用新型涉及一種等離子蓄電池修復(fù)儀，用于對鉛酸蓄電池進行修復(fù)充電。該等離子蓄電池修復(fù)儀在變壓器次級繞組與蓄電池之間分別構(gòu)成中壓充電回路和低壓充電回路；并且在變壓器次級兩個串聯(lián)繞組與蓄電池之間構(gòu)成瞬間脈沖放電回路，能對因放置或浮充時間過長已損壞無法使用的蓄電池進行修復(fù)并充電。由于采用中、低壓兩組電壓對電池內(nèi)阻增大的蓄電池進行自動充電，使用安全可靠；而且采用獨有的等離子吸附，使活性物質(zhì)自動吸附歸位，從而克服傳統(tǒng)的利用脈沖修復(fù)效果差，維持時間短、不能調(diào)節(jié)α-pb02和β-pb02的比例等弱點。文檔編號H01M10/54GK201421864SQ20092014852公開日2010年3月10日申請日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者棟吳申請人:棟吳