[发明专利]一种铅酸蓄电池柔性活化剂及其制备方法与退役铅酸蓄电池的活化方法

说明书

本发明提供了一种铅酸蓄电池的柔性活化剂及其制备方法，解决了现有技术铅酸蓄电池活化剂修复效果单一，易对电池造成损伤的问题。所述柔性活化剂包括以下原料：聚乙烯醇、气相二氧化硅、水生物硫醇、纳米碳材料与硫酸盐。此外，本发明还提供了退役铅酸蓄电池的修复方法，具体步骤为，首先对无物理损伤的退役铅酸蓄电池进行放电处理，按每单体每Ah添加0.3‑1.5mL柔性活化剂，静置后对其进行充电活化。本发明修复的退役铅酸蓄电池容量恢复率高，同时具有延缓硫酸盐化的作用，安全可靠，对人体与环境无不良影响。

技术领域

本发明属于蓄电池活化技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池柔性活化剂及其制备方法与退役铅酸蓄电池的活化方法。

背景技术

铅酸蓄电池具有价格低廉、运行安全稳定等优点，广泛应用于储能电池、通信后备电源电池、汽车启动电池及牵引用电池等，铅酸蓄电池的设计寿命一般在8~10年，但实际情况下存在着未达设计寿命而过早退役的现象。目前废旧铅酸蓄电池已纳入国家《危险废物名录》管理，退役后的电池经简单梯次利用后短时间内将成为危废，数量巨大的废旧铅酸蓄电池将产生极高的成本支出和严格的环境监管风险。

退役铅酸蓄电池中仍有大量单体电池容量在额定容量的40%~80%，如果仅经简单梯次利用后将铅酸蓄电池进行拆解分类、极板回炉、生成原材料等，将造成大量铅酸蓄电池资源与能源的浪费，并且有环境污染的风险。

因此，开展退役铅酸蓄电池的活化研究是世界性的热点难题。由于极板的种类、制造条件、使用方法有差异，最终导致铅酸蓄电池失效原因各异，归纳起来，铅酸蓄电池失效的模式主要包括：正极活性物质（PAM）软化脱落、正极板腐蚀变形、失水、硫酸盐化、锑在活性物质上的严重积累、热失控、负极板腐蚀、负极析氢、电池内部短路以及一些其他原因。70%以上的失效铅酸蓄电池都是硫酸盐化引起的。在长期不规范使用下，导致负极表面形成一层致密坚硬的硫酸铅层，堵塞反应通道，致使铅酸蓄电池在正常的充电中欧姆极化、浓差极化增大，极板充电接受率降低，在活性物质尚未充分转化时已达极化电压产生水分解，电池迅速升温使充电不能继续，进而导致铅酸蓄电池容量降低、寿命缩短。

目前退役铅酸蓄电池的活化方法主要包括物理活化与化学活化方法等。物理活化具体包括分解法、强电法、负脉冲法、高频脉冲法、均衡谐振脉冲法等。物理活化法操作简单，但操作时间长，对于活化设备及操作条件都具有较高的要求，同时由于活化脉冲修复频率单一，针对一定范围内的晶体颗粒进行修复，不能对铅酸蓄电池内所有晶体进行修复，具有一定的局限性。化学活化法修复效果理想，具有见效快速，效果突出等优点，但可能需要对电池进行拆解修复，另外活化剂的添加可能会增加电池内阻，改变电解液原结构，修复后二次寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铅酸蓄电池柔性活化剂及其制备方法与退役铅酸蓄电池的活化方法。

本发明的技术方案：

一种退役铅酸蓄电池柔性活化剂，包括以下原料：

聚乙烯醇、气相二氧化硅、生物硫醇、纳米碳材料、硫酸盐与去离子水。

优选的，所述退役铅酸蓄电池柔性活化剂，包括以下重量份的原料：

聚乙烯醇0.05%-0.5%、气相二氧化硅0.02%-0.5%、生物硫醇0.01%-0.5%、纳米碳材料0.01%-0.2%，硫酸盐0.01%-0.5%，去离子水97.8%-99.9%。

优选的，所述退役铅酸蓄电池柔性活化剂，包括以下重量份的原料：

聚乙烯醇0.1%-0.2%、气相二氧化硅0.05%-0.2%、生物硫醇0.05%-0.2%、纳米碳材料0.05%-0.1%，硫酸盐0.05%-0.2%，去离子水99.1%-99.7%。

优先的，所述的硫酸盐为硫酸镁、硫酸钴、硫酸铜中的一种。

优先的，所述的纳米碳材料为超高导电碳黑、超级电容活性炭、纳米碳点、石墨烯、碳纳米管中的任意一种或组合物。