５８
技术交流 >>>>
３．失效的动力型ＶＲＬＡ铅酸蓄电池的修复
动力型VRLA 铅酸蓄电池在使用寿命内的电性能失效百分之九十以上是可以修复的(特别是早期失效)。但并不是所有失效的铅酸蓄电池都能进行修复，如出现了短路和断路的电池、极板上活性物质严重脱落的电池、正极板严重软化的电池、极板严重损坏、极板严重变形的电池、电池塑料壳体严重变形和严重破裂的电池，以及电池塑料壳体底部出现大面积漏液的电池是不能进行修复的。所以可修复的铅酸蓄电池是因失水严重而失效、电极上活性物质发生严重的硫酸盐化而失效的电池；以及因磕碰、摔打、跌落等原因使电池壳体上部出现微弱裂缝而漏液造成失效的电池，即结构轻微损坏失效的电池。所以铅酸蓄电池的修复可分为对电性能失效的修复和对塑料壳体结构件失效的修复。
３．１对动力型ＶＲＬＡ铅酸蓄电池“电性能”失效的修复
对铅酸蓄电池电性能失效的修复可分为化学方法修复和物理方法修复。
３．１．１用化学方法对“电性能”失效的铅酸蓄电池修复［１］
化学方法对电性能失效的铅酸蓄电池的修复通常是采用加入化学活化剂方法，化学活化剂的品种较多，如添加纳米碳溶胶蓄电池活化剂，它是以纳米石墨为溶质主要成份的水溶液。3.1.1.1纳米碳溶胶蓄电池活化剂的活化机理
纳米碳溶胶蓄电池活化剂是以尺度在10－10~10－7米范围内的纳米碳(石墨)为主体并含有多种对蓄电池活化有效的(如纳米二氧化硅)、具有高活性的材料配制成的。由于碳在纳米尺度范围内时具有极大的比表面积和极高的比表面能，这就使其具有了许多异常的性能，如极高的化学活性、催化活性、表面选择吸附性、优异的导电性并自身带有负电荷。当把纳米碳溶胶蓄电池活化剂加入到电性能失效的铅酸蓄电池内部后，在电场的作用下纳米石墨迅速的被吸附到电极表面并进
一步渗透到电极的内部。吸附到电极上的活性物质之间，从而增加了活性物质间的结合强度；活性物质与板栅的结合强度；可以抑制活性物质的脱落和活性物质的硫酸盐化并可以使已钝化了的硫酸盐物质恢复活性。而且还恢复(降低)了电池的内阻，增加了电极的导电性，使电极的功能得到改善和恢复，
电极的结构强度得以增加，从而在充放电时电能与化学能之间的转换得到改进和加强，提高了充、放电效率使蓄电池的容量得到了恢复，达到了修复的目的。3.1.1.2纳米碳溶胶蓄电池活化剂的使用方法 (A)对失水严重的铅酸蓄电池在加入活化剂前要先加入浓度为5%~10%的稀硫酸电解液，补加的电解液量控制在上下液面线之间偏上线的位置。
(B)按活化剂的使用添加量要求通过气塞孔均匀的从四周及中间加入到每个单体蓄电池内部并摇动均匀。纳米碳溶胶活化剂加完后电解液的液面线接近液面标示线的上线。
(C)立即对修复的电池充电，开始活化充电时充电电流要大于正常充电电流的50%左右，以便使纳米石墨在电场的作用下尽快的吸附到电极里面，大约充进40%左右的电量时再进行正常充电。首次活化的充电量为理论容量的120%~130%。 一般活化2~3个周次电池的电性能就能得以恢复，其放电容量在额定容量的98%以上的可认为修复完成。电池活化修复后，对电解液液面偏高的要抽出多余的电解液。
注：在电池活化前电池内部的电解液如果混浊并为棕及有固体颗粒但放电容量接近额定容量的80%的电池，应把电解液全部倒出(或吸出)并用电池用纯净水清洗2次然后再加入使用浓度的硫酸电解液，再按前述方法对电池进行活化修复。3.1.1.3纳米碳溶胶铅酸蓄电池活化剂的使用效果
(A)矿灯铅酸蓄电池使用纳米碳溶胶蓄电池活化剂修复的试验结果见表1
■<；贵州航天职业技术学院 姜 莉■<；贵州遵义梅岭蓄电池厂 丁 毅■<；杭州绿岛新能源开发有限公司 隗玉林
摘要：本文介绍了动力型ＶＲＬＡ铅酸蓄电池常见的失效模式。失效产生的原因。失效的判断及失效电池修复的有效方法。通过对失效的动力型ＶＲＬＡ铅酸蓄电池有效修复，可以较好的延长电池的使用寿命
关键词： 铅酸电池 动力型 失效模式 修复
电池技术 ＜ ２０１０年１、２月合刊
５９
技术交流>>>>
(B)对内燃机车用铅酸蓄电池活化修复试验结果
对内燃机车上配套使用的NG462型号铅酸蓄电池进行活化修复试验，在未加活化剂前三块电池的平均
放电容量是178.33Ah ，向每个单体内加入200ml 纳米碳溶胶活化剂，经过三个周次的活化修复后其放电平均容量达到267.5Ah ，修复的电池容量提高了50%左右。
表１矿灯用铅酸蓄电池的修复试验结果
注：
１ 试验用的矿灯铅酸蓄电池是已使用了一年的电池；２ 试验数据是贵州航天纳米科技有限公司付援朝总经理提供的；
3.1.1.4纳米碳溶胶铅蓄电池活化剂的适用范围
纳米碳溶胶铅酸蓄电池活化剂最适用于富液型的各种铅酸蓄电池的修复，对VRLA 铅酸蓄电池的修复也有较好效果；但对胶体电解质电池的修复效果不明显。３．１．２铅酸蓄电池常用的添加剂
A 磷酸(H 3PO 4)及其盐类: 磷酸及其盐类加到电池的正极板或电解液中，可以减少正极板活性物质的脱落，降低和减缓正极板软化的程度，提高蓄电池的循环寿命；改善板栅材料与腐蚀产物的结合强度；降低硫酸铅阻挡层的生成；可减轻蓄电池的自放电；在胶体电解质中添加磷酸盐可以使胶体更稳定。但添加后会使电池的初期容量下降；电池的低温性能差，并易短路。
scm435B 硫酸羟胺[(NH 2OH)2H 2SO 4]：在铅酸蓄电池使用到容量70%以上时，向电解液中加入浓度为0.5%~1%的硫酸羟胺，可以提高电池的后续容量，即提高电池的使用寿命，但不要过早的加入。
C 硫酸钴(CoSO 4)：向电解液中加入硫酸钴或磷酸钴可以提高铅酸蓄电池使用寿命。因钴离子可以使板栅腐蚀膜密度增大，从而使板栅和活性物质的结合增强，有效抑制正极活性物质的软化脱落；钴离子对二氧化铅的晶形结构也有影响。
D 硫酸亚锡(SnSO 4)：硫酸亚锡可以渗透到极板的内部，降低铅酸蓄电池的内阻(铅酸蓄电池的导电能力远远大于硫酸铅)，使充电后期电池的电动势降低，可提高电池充电时电量的接受能力，缓解电池的极化，并提高了电池的深度放电能力。在早期容量损失的电池电解液中加入硫酸亚锡，电池的容量可以得到很好的恢复。
E 硫酸的碱金属、碱土金属盐类：硫酸钾(K 2SO 4)、硫酸钠(Na 2SO 4)、硫酸镁(MgSO 4)等硫酸的碱金属、碱土金属盐类添加到铅酸蓄电池的电解液中均能提高电池的寿命。因为硫酸的碱金属、碱土
金属盐类具有抑制枝晶的生成和防止短路的作用，并对防止早期容量衰退及电池过放电后的恢复有一定的作用。
选择添加剂要注意环保，尽量选用无毒或低毒的铅酸蓄电池添加剂。
３．１．３用物理方法对“电性能”失效的动力型ＶＲＬＡ铅酸蓄电池的修复［２］
用物理方法对电性能失效的铅酸蓄电池修复是用充电设备提供的充电模式创新——充电电流的变化来实现的。
用变幅脉冲充电技术对电性能失效的铅酸蓄电池修复3.1.3.1变幅脉冲充电技术对失效铅酸蓄电池修复机理
变幅脉冲铅酸蓄电池修复技术主要是对电性能失效的电池在修复充电过程中充电模式的设定是在变化特性的电池
内阻和电压达到一定值时自动的引入一个间隙性的负脉冲充电，这种充电模式可以使失效了的电池电极上已钝化的硫酸铅层被击穿，使电极上失去活性的物质恢复活性。在设定的充电模式下，随修复电池的电压变化电流也随之变化，正、负脉冲充电电流逐渐减小，平均电流降低，使失效的电池得到了充分的活化而达到修复的目的。
3.1.3.2使用变幅脉冲铅酸蓄电池修复仪对电性能失效电池的修复操作
A 对失水严重的电池进行补充电解液，方法见3.1.1.2(A);
B 对修复的电池进行小电流予放电；
小电流予放电可以使电解液更容易浸润到电极内部，使表面已生成钝化层的活性物质(钝化了的硫酸铅)在小电流放电时产生比较疏松的硫酸铅分子，这有助于钝化了的硫酸铅活化并再度参加电化学反应。
C 修复充电
可采用变幅脉冲铅酸蓄电池修复仪来对电性能失效的电池修复充电。一开始要用大电流对失效的电池充电，当电池的电压和内阻达到一定值时会自动的引入脉冲充电；正脉冲电流一般≥0.3C ，负脉冲电流一般≥0.1C ，终止时单体电池电压控制在2.63V~2.70V 之间。充电电流会随电池的电压升高而逐步下降，这可以避免长时间大电流充电造成电极的损坏和失水。一般修复充电的充电容量控制在额定容量的120%左右，时间控制在10h~12h 之间。
D 第一次修复充电后的容量检测
第一次修复充电完成后应搁置2小时，其后检察电池的开压，若一切正常可按要求的放电电流放电，放至单体电压到1.75V ，放出的容量应不少于额定容量的95%。
E 第二次修复充电
医用手套对于长时间没有使用或失水严重及硫酸盐化严重引起电性能失效的电池仅一次性修复很难使电池的容量恢复到额定容量的95%以上；需要对容量恢复到额定容量80%以上的电池进行第二次修复。第二次修复的充电方法与第一次相同。一般只是电性能失效的电池第二次修复后其电池容量可以恢复到额定容量的98%以上；这时可认为修复完成，电池再充电后就可以提交使用。如果第二次修复放电容量低于额定容量
电池技术 ＜ ２０１０年１、２月合刊
６０
技术交流 >>>>
铅酸蓄电池
的85%则认为该电池彻底失效不可修复。
3.1.3.3使用变幅脉冲蓄电池修复(仪)技术的试验结果
收获时间到表2为使用变幅脉冲蓄电池修复仪对电动助动车用的VRLA 铅酸蓄电池修复试验结果。
表２电动助动车用动力型ＶＲＬＡ铅酸蓄电池修复试验结果
说明：Ａ 备注Ａ电池修复后又使用了六个月未出现问题螺杆并联压缩机组
Ｂ １２Ａｈ电池放电电流为５Ａ，２０Ａｈ电池的放电电流为６Ａ Ｃ 表内的数据由江苏南通天港
电源厂张继华厂长提供，试验是采用浙江省华源电力电子技术有限公司研究生产的ＭＣＺ型铅酸蓄电池修复仪进行的
3.1.3.4变幅脉冲铅酸蓄电池修复(仪)技术适用范围
变幅脉冲铅酸蓄电池修复(仪)技术主要适用于严重失水和严重硫酸盐化的铅酸蓄电池，特别适用于电动助动车和UPS 用的小容量VRLA 铅酸蓄电池。也可以用于电池生产线上对落后电池的修复，可提高电池的配组率。若使大功率的电子原件组装修复设备也可以对大容量电性能失效的电池进行修复。但这种修复技术(仪)只能在电池离线情况下修复。
修复后的电动车用VRLA 铅酸蓄电池最好根据每个电池的内阻和容量情况再重新配组使用。
３．２铅酸蓄电池“壳体损坏”的修复［３］
铅酸蓄电池在使用过程中有时会出现碰撞、跌落、摔打的现象，这就会造成电池的塑料壳体被损坏。对于只有轻微损坏(如外壳有轻微缝隙、漏电解液并不严重、内部电极并未损坏)的可以进行修复，但修复后不应影响电池在设备上的装配。
PPPOE 协议
３．２．１用粘合技术对铅酸蓄电池“壳体损坏”的修复操作3.2.1.1胶液的配制
按正丁酮 100 ml + 20 g ABS(或SAN)塑料料粒的配比配制胶液，不断摇动，使固体料粒完全溶解并成均匀液，待用。(胶液用后密封好，可以长期使用。)
3.2.1.2把铅酸蓄电池外壳损伤处擦拭洁净，粘接面上不能有粉尘，粉状颗粒，油污及电解液并应平整。
3.2.1.3取洁净的尺寸适度的ABS(或SAN)塑料板块(板块的尺寸各方向上要大于裂缝5mm 以上，厚度和电池外壳壁相当，待用。
3.2.1.4取适量的胶液涂抹于铅酸蓄电池外壳的损伤处及周边5mm 以上的地带，再把裁剪好的塑料板块紧压在涂好胶的电
池外壳损伤处并平压紧，12小时以后待胶液完全干涸后检查不漏，可以认为修复完成，可提交使用。应注意的是粘接面必须平整，粘接处必须平压紧。
3.2.1.5被修复的电池在修复前若漏电解液较多时应补加使用浓度的硫酸电解液在充电活化后方可提交使用。3.2.1.6粘合修复的适用范围
粘合修复铅酸蓄电池技术适用于电池壳体材料有溶剂可溶的，如ABS(丙烯晴.苯乙烯.丁二烯共聚物)，改性ABS 工程塑料，SAN 工程塑料(苯乙烯.丙烯晴共聚物)等。３．２．２用热熔粘合技术对“壳体损
坏”的铅酸蓄电池修复3.2.2.1热熔粘合机理
因为绝大多数铅酸蓄电池外壳都是采用注塑加工成型
的，使用的原材料都是热塑性工程塑料。热塑性工程塑料在一定的温度下会熔化使之处于粘流态或熔融态，熔融的胶料流动到受热的蓄电池外壳上的损伤处，并相互浸润渗透，冷却后形成一个整体达到粘合修补修复的目的。3.2.2.2热熔胶粘合修复操作
A 对铅酸蓄电池的损伤面进行洁净处理，粘接面不应有酸液、粉尘、油污和粒状杂质。
B 用热熔对热熔胶棒加热并对修复处适当加热，使热熔胶棒熔化并流落到电池壳体的损伤处，热熔胶粘合面各方向上的胶液要大于损伤缝隙处5mm 以上，损伤缝隙粘合胶面胶的厚度不小于电池外壳的壁厚，对热熔胶合面可以适当加压有利于粘合牢固，自然冷却12小时后检查不漏，可以认为修复完成，既可提交使用。
热熔胶粘合修复可以用热熔胶棒，也可以用与电池壳体相同材料的棒(板)材料，作为热熔胶合材料，后者效果会更好。
3.2.2.3对熔胶粘合修复前失液过多的电池修复后应补加使用浓度的电解液到液面线的中间部位并充电后再提交使用。3.2.2.4热熔胶粘合技术修复铅酸蓄电池的适用范围
热熔胶粘合修复适用于所有的热塑性工程塑料制作的电池壳体修复，特别是没有溶剂的热塑性工程塑料制作的电池壳体破裂的修复，如PP (聚丙烯)，改性增强PP (滑石粉强化的聚丙烯)等。
对于极拄处，或盖子上出现的轻微缝隙也可以用上述热熔粘合方法进行修复。
４ 结束语
动力型VRLA 铅酸蓄电池由于使用不当及使用的电池充电器不配套，常常会引起电池的早期失效，同一种失效现象，引起的失效原因可能会不同，引起的失效原因可能是综合性的，通过对动力型VRLA 铅酸蓄电池常见的失效模式的分析，可以对失效电池进行有效的修复。
铅酸蓄电池的修复技术是最近几年才发展起来的一项应
技术交流>>>>
用技术，是一项绿环保的修复技术，不管是使用添加铅酸蓄电池化学活化剂来修复还是使用物理方法——充电模式的改变来对早期电性能失效或已到使用期，但电极未损坏的铅酸蓄电池进行修复都是很有效的，是既经济又节约的方法。如果把添加化学活化剂的方法和加变幅脉冲充电方法结合起来进行对动力型VRLA铅酸蓄电池电性能失效的修复效果会更好。通常情况下90%以上的失效电池都具有可修复性，可以进行三次左右的电性能修复，修复后可以有效延长动力型VRLA 铅酸蓄电池的使用寿
命。用胶接粘合或用热熔胶粘合技术修复因碰撞、跌落、摔打造成的机械损伤的电池壳体是很有效地修复方法。对铅酸蓄电池修复技术的开发和应用体现了对建设环保型社会的理解和贯彻。电池的修复延长了电池的使用寿命，可以为使用者减少购置新电池的经费支出，减少了供应电池的压力，从而可以减少因铅酸蓄电池的生产产生对环境的污染。是很有价值并值得推广应用的新技术。
参考文献：
［１］ＷＥＩ ｙｕｌｉｎ（隗玉林），ＧＵＯ ｓｈｅｎｇｈｕａｎ。延长电动车用阀控铅酸畜电池使用寿命的措施Ｃｈｉｎａ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｕｒｖｅｙ（中国电源博览）。２００６（８）：４８－５４。
［２］ＬＩＵ Ｚｏｎｇ－ｇｕａｎｇ（刘宗光），ＬＩＮ Ｔａｏ。可延长电动车电池寿命的充电模式 （Ｊ）ＢａｔｔｅｒｙＢｉｍｏｎｔｈｌｙ（电池），２００５，３５（４）：２８５－２８７。
［３］ ＷＥＩ ｙｕｌｉｎ（隗玉林），ＨＵＡＮＧ ｌｅｉ（黄磊），ＬＩ ｚｈｅｎｇｂｉｎ（李正斌）。铅酸蓄电塑料壳体的修复 Ｂａｔｔｅｒｙ ｔｅｃｈｎｏｌｇｙ（电池技术），２００７（５）：３５－３６。
接近年关，各行各业随着年底市场行情的活跃而纷纷行动起来，蓄电池行业的忙碌，更是带动了不少下游企业的“加班加点”生产。作为试剂硫酸的生产企业，长兴鸿达电源辅助材料有限公司的生产车间内更是一片繁忙的景象。工人们正在往高温炉内添加煤球，加快试剂硫酸生产速度；公司的罐装车运送着试剂硫酸，往返于成本仓库与各个客户企业之间。
2004年初成立的鸿达电源辅料，当时只有近千吨试剂硫酸的产量和100多万元的产值，经过六年时间的不断发展，如今的鸿达电源辅料已经成为全省试剂硫酸制造行业的龙头企业之一。特别是2008年，随着市场行情的逐步推高，致使产品单价“日攀高峰”，使得企业在2008年迎来了发展的大跨越——产值和产量一举跃升到历史最高水平。而正是在这样好的市场环境下，鸿达生产能力相对不足的状况显得尤为突出，严重影响了企业的业务拓展能力，甚至有些时候企业看着客户送来的订单，却只能“望而却步”。
看到这一情况的鸿达人积极行动起来了。在2008年下半年，企业果断投资4000万元，兴建了二期工程，并引进了先进的试剂硫酸生产线，大大提高了企业的产能。据了解，新生产线的引进，将企业的年生产能力足足提高了1.5倍，新增补的产能，让企业有了足够的底气，敢于接收那些原来看着却吃不到的“美食”。据了解，鸿达去年投资1000多万元的试剂硫酸生产线，目前已经有一条投入使用，而另一条生产线将于3月投入使用，这些新生产线的相继投产，进一步扩大了鸿达的生产能力，缓解了企业订单多而产能有限的激烈矛盾。“目前，我们的产品主要是销往苏浙皖三省，产品主要供应给相关制
药、蓄电池、化工企业，由于我们较高的产品质量和完善的售后服务，赢得了大量客户的信赖，生产订单纷至沓来。从元旦到现在接到的订单，已经把我们忙得够呛。”公司总经理佘利花告诉记者。在扩大产能的同时，鸿达一点都没有放松产品的质量控制。在鸿达人的理念中，还有比生产更值得看重的东西——那就是产品的质量检验。在企业的行政楼内，最显眼的办公室就是产品的化验和检验室，鸿达生产的试剂硫酸都要经过这里的化验和检查才能顺利出厂。在鸿达人看来，繁琐的化验和检验，正是鸿达对客户负责的举措之一。
“新生产线的投入使用，大大缓解了我们紧张的生产压力，也让我们能够腾出手来，进一步拓展其他地区的业务。目前，我们也将新增部分业务人员，跑出苏浙皖地区，到附近的省份进行业务拓展，进一步丰富我们的销售渠道。今年我们的目标是产能在去年的基础上翻一番，力争产值也能在去年基础上翻番，努力实现产值和产能的双翻番。”产能的大大提升，进一步振奋了鸿达人的发展后劲。
鸿达电源辅助材料：
扩大产能 提高品质 做全省同行业“领头羊”
竹胶合模板
电池技术 ＜ ２０１０年１、２月合刊６１
