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科技创新丨让铅酸蓄电池具备“多次生命”

来源: 必赢亚洲手机版网址      日期:18.11.08

让铅酸蓄电池具备“多次生命”

再生修复技术延长电池寿命3倍以上,具备环保和经济双重价值

必赢亚洲手机版网址见习记者 邓恢平

  历史上,中国有很多皇帝不惜花费重金寻找“长生不老”的神药,以求实现延年益寿,但最终仍跳不出自然规律的罗网,以失败告终。然而,华能集团的一名技术工人却在铅酸蓄电池身上实现了这一梦想,发明了一种能让铅酸蓄电池"起死回生"的方法。

  上世纪90年代,中国华能集团辛店电厂直流蓄电池系统的技术专责常承立发明了一种铅酸蓄电池再生修复技术,通过加入再生液以及采用特殊充电方法转极,能够让铅酸蓄电池获得第二、第三甚至第四次生命,从而使铅酸蓄电池的使用寿命延长到3倍以上。

  具有环保和经济双重价值

  我国是铅蓄电池重要生产大国同时也是使用大国,中国电器工业协会铅酸蓄电池分会统计数据显示,“十二五”前四年,我国铅酸电池总产量达74288万千伏安时。

  铅酸蓄电池由于具有稳定、安全、成本低廉等显著优点,是历史上使用时间最长、使用范围最广泛的一种蓄电池。人类使用铅酸蓄电池的时间已经长达160余年,广泛应用于交通、通讯、电力、军事、航空、航海、光伏发电和风力发电系统等各个领域。但是铅酸蓄电池也存在寿命较短问题,更换频率过高一方面增加了企业生产经营的成本,另一方面也导致更多的污染。

  据了解,造成铅酸蓄电池容量降低和寿命缩短的主要原因是铅酸蓄电池充放电后极板表面的硫酸铅堆积过量且在电解液中溶解,呈饱和状态。由于硫酸铅是难溶电解质,在电解液中的溶解度和溶解速度降低,附着在极板表面和微孔中阻碍了电池的正常扩散反应,且硫酸铅导电不良、阻值大,致使电池在正常的充电中欧姆极化、浓差极化增大,充电接受率降低,在活性物质尚未充分转化时已达极化电压产生水解,导致电池迅速升温,使充电不能继续下去。从而使活性物质转化不完全。

  根据上述原因,常承立发明的再生修复技术在铅酸蓄电池第一次生命结束后,通过向蓄电池内部添加适量再生液,应用化学方法,结合一定方式的充放电作用,消除极板盐化现象,实现蓄电池第二次生命。在第二次生命结束后采用新的特殊充电方法,将原来电池的正极活性物质转化成海绵状铅负极,同时将原来负极活性物质转化成正极活性物质二氧化铅,使之具有第三、第四次生命。

  北京国网高科咨询中心副主任李强告诉记者:“中国华能集团常承立劳模创新工作室发明的铅酸蓄电池再生修复技术同时具有环保和经济双重价值。由于铅酸蓄电池在生产、制造、回收过程中存在铅和硫酸分解出的重金属和有毒废液,处理不当对环境隐患极大。如果采用铅酸蓄电再生修复技术把电池寿命延长3倍以上,不但能为企业节约大量成本,而且相当于减少了三分之二铅酸蓄电池的产量,对环保的贡献也是极大的。”

  李强给记者算了一笔账,目前市场上450安时容量的铅酸蓄电池售价大约为1300元,而使用再生修复技术修复相同容量的铅酸蓄电池的成本仅为100元,修复后的铅酸蓄电池在各方面性能均能达到新电池标准。当前,我国储能产业发展最主要的障碍就是电池成本过高,该项技术也能一定程度降低储能电池的成本问题,推动储能产业发展进程。

  面临商业模式不成熟等困难

  李强先容,铅酸蓄电池再生修复技术的适用范围十分广泛。只要没有物理损坏,负极板尺寸、厚度符合国家标准的铅酸蓄电池基本都可以实现转极再生。

  再生修复后的铅酸蓄电池主要指标经中国船舶工业淄博蓄电池产品性能检测中心和山东圣阳电源有限企业检测中心的检测得到了充分验证。

  该项技术已先后在中国华能集团山东辛店电厂、辽宁营口电厂、内蒙古达拉特电厂、宁夏大坝电厂、浙江联通、淄博移动广泛使用,累计为企业节约采购资金数千万元。该项技术和常承立先后于2014年获全国电力系统先进操作法一等奖和全国能源化学系统职工技术创新成果一等奖,2016年荣获第八届中国技术市场金桥奖和全国技术能手,2017年荣获中国华能集团职工创新一等奖,今年入选中华全国总工会2018年度国家科技进步二等奖提名评审。

  李强指出,虽然铅酸蓄电池具有环境和经济双重价值,但是进一步推广仍面临一些困难和阻碍。一是此前传统铅酸蓄电池修复技术,如加注活化剂,脉冲修复法、化学水疗修复法、多频谱谐振修复等方法修复后电池容量提升有限,导致用户对电池修复技术不太信赖,对电池修复后的性能存在一定疑虑。

  二是目前规模使用铅酸蓄电池的主要是金融、电力、证券中心、数据中心等对安全和保密性要求较高的场所。由于再生修复需要7~10天的时间,上述场所对陌生人员频繁出入较为敏感,修复的积极性不高。

  三是商业模式还需进一步创新和完善。李强表示,目前他们正尝试一种新的推广思路,通过对规模使用铅酸蓄电池机构的直流系统负责人的免费培训,使其正确掌握修复方法后只需花很少的费用购买有自主发明专利的再生液就能自己在工作现场完成修复。这样一来可以快速推广这项利国利民的技术,二来有效促进铅酸蓄电池的循环利用,大大减少环境污染,有效助力“美丽中国”建设。当然这项技术的推广也需要国家有关管理部门和规模使用单位的共同推动。

责任编辑:王萍  投稿邮箱:网上投稿

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