[发明专利]超声蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声蓄电池。

背景技术

铅酸蓄电池具有价格低廉、使用可靠、可大电流放电等优点，至今仍然是用得最多的大功率电池，尤其是储能电池。然而，铅酸蓄电池的致命弱点是，比能量低、充放电循环次数少和对环境污染严重。一般情况下，寿命不超过两年。

随着风能、太阳能等新能源的规模化使用，大规模的电能存储成为技术瓶颈。只有将不稳定的清洁能源所发的电能以电的方式储存起来，再按调度指令送入电网，才能最终符合电网的调度要求。因此，研发大功率、长寿命的储能电池，突破风能、太阳能发电的应用瓶颈将是新能源时代的技术革命。

常规铅酸蓄电池失效的原因有以下几种：不可逆硫酸盐化、极板变形与活性物质脱落、机械损坏，随着制造技术及工艺的提高，后两种原因已属少见，主要的失效原因都是由于充放电循环过程中形成的不可逆硫酸盐化所造成的。 

铅酸蓄电池的正极活性物质是PbO₂,负极活性物质是海绵状金属Pb，电解液是稀硫酸，电池化学反应如下： 

负极反应：                                                

正极反应：

电池反应：

，电池放电后两极活性物质都转化为硫酸铅，铅酸蓄电池在多次充放电或过放电时，负极上会形成粗大坚硬的硫酸铅结晶，这种硫酸铅无法过充电进行溶解，造成电解液密度低于正常值，电池充不进电而失效。

发明内容

本发明的目的就是提供一种使用寿命长，能长期进行大电流充、放电的超声蓄电池。

本发明的超声蓄电池，是在常规蓄电池的外壳上安装用于产生超声波的压电陶瓷超声波换能器，蓄电池内部还安装有用于测量电解液参数的液位传感器和比重传感器，蓄电池出线桩上安装有测量蓄电池工作电流的电流传感器。液位传感器、比重传感器和电流传感器均通过导线与控制器相连，控制器与外部隔离电源连接，由外部隔离电源提供能源，控制器通过数据总线向外传送蓄电池的数据。

本发明的超声蓄电池，通过上述传感器分别将蓄电池内部电解液的液位、比重参数、蓄电池的电压、充放电电流等工作状态数据传送给控制器，控制器根据这些数据来判断是否需要向超声波换能器输出驱动电流。当检测到蓄电池内阻变大或充、放电电流很大时，控制器向压电陶瓷片输出超声电压，驱动压电陶瓷片向蓄电池内部施加超声波，超声波效应将有效的减小极板附近的电解液的浓度梯度，加速极板附近固液界面的化学反应速度，同时又可以防止甚至消除化学反应过程中形成粗大的硫酸铅结晶，从而使蓄电池可以长时间进行大电流充、放电，并且使循环寿命较常规蓄电池大为延长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种超声蓄电池，是在常规铅酸蓄电池1的内部安装有测量电解液参数的比重传感器3和液位传感器4，电流传感器2安装在蓄电池接线桩6下部，蓄电池1侧面安装超声波换能器5，比重传感器3、液位传感器4、电流传感器2及超声波换能器5均通过导线与控制器7相连，控制器7与外部隔离电源9连接，由外部隔离电源9向其提供能源，控制器7通过数据总线8向外传送蓄电池的数据。