鉛酸蓄電池是當(dāng)前廣泛使用的一種化學(xué)電源。應(yīng)用河北電科院研發(fā)的退役鉛酸蓄電池柔性活化與綜合利用技術(shù)邦危，退役鉛酸蓄電池經(jīng)活化、檢測(cè)及重組后舍扰，容量可恢復(fù)至額定容量的92.5%以上倦蚪，使用壽命延長(zhǎng)約兩年。

每年大量鉛酸蓄電池退役

有關(guān)數(shù)據(jù)顯示边苹，當(dāng)前儲(chǔ)能設(shè)備和備用電源大多使用鉛酸蓄電池陵且。在變電站內(nèi)，鉛酸蓄電池為保護(hù)設(shè)備短琴、通信設(shè)備垃准、不間斷電源等提供應(yīng)急供電。每年都有大量的鉛酸蓄電池因容量衰減膏般、無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而退役儿趋。

“退役的鉛酸蓄電池具有一定的容量保持率档低，直接報(bào)廢不僅浪費(fèi)資源，還可能破壞環(huán)境蛔乖。解決退役鉛酸蓄電池‘再就業(yè)’問(wèn)題十分重要梭甸。”宮云茜介紹，實(shí)現(xiàn)退役鉛酸蓄電池活化與綜合利用可以充分發(fā)揮其“剩余價(jià)值”赃剂，減少直接報(bào)廢拆解的電池?cái)?shù)量蜜雏，降低購(gòu)置新電池的成本，助力保護(hù)環(huán)境淑停。為此孝摘，自2020年開(kāi)始，該院組織人員跟蹤研究退役鉛酸蓄電池活化技術(shù)锰抡。

當(dāng)前妻往，退役鉛酸蓄電池活化技術(shù)主要有物理方法和化學(xué)方法兩種。物理方法是依靠改變退役電池充電方式達(dá)到活化目的叶沛，要擊穿附著在電池極板上的惰性硫酸鉛蒲讯，增大電池活性物質(zhì)與極板的接觸面積忘朝，從而恢復(fù)電池活性灰署。這種方法操作簡(jiǎn)單，但用時(shí)較長(zhǎng)局嘁，對(duì)活化設(shè)備及操作條件都有較高的要求溉箕。

“化學(xué)方法的見(jiàn)效速度快不少。它是通過(guò)添加化學(xué)活化劑來(lái)提高硫酸鉛的溶解度悦昵，使惰性硫酸鉛溶解并轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)肴茄，進(jìn)而讓電池重新煥發(fā)活力。”河北電科院環(huán)钡福化學(xué)所副所長(zhǎng)郁金星說(shuō)寡痰，但給電池添加化學(xué)活化劑，可能會(huì)增加電池的內(nèi)阻棋凳，改變電解液原結(jié)構(gòu)拦坠，導(dǎo)致電池二次壽命較短。

活化新技術(shù)以化學(xué)試劑法為主朵椿、物理充電法為輔

“現(xiàn)有電池活化技術(shù)有局限性佳跃。我們的目標(biāo)是找到一種安全有效、操作簡(jiǎn)便的方法俭宁，并且盡量使活化后的電池容量恢復(fù)至額定容量的80%以上啦别。”河北電科院環(huán)保化學(xué)所環(huán)保技術(shù)研究專(zhuān)責(zé)車(chē)凱說(shuō)贷营。該院聯(lián)合華北電力大學(xué)成立了鉛酸蓄電池活化處理及綜合利用技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)怯录，開(kāi)始探索新技術(shù)新方法尿欲。

針對(duì)變電站內(nèi)使用的鉛酸蓄電池，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)分析了其活性影響因子及失活機(jī)理牡呀。經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)煮沸，他們發(fā)現(xiàn)了鉛酸蓄電池壽命影響核心因子與活化性能耦合關(guān)系，建立起電池參量與活性之間的構(gòu)效關(guān)系沼昵。

在此基礎(chǔ)上腾枣，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)著重研究了原位晶體消解方法，開(kāi)發(fā)了多組分柔性活化劑极金，根據(jù)失效程度給退役鉛酸蓄電池分級(jí)跨跨，并為其分別匹配最優(yōu)的活化方式，形成了退役鉛酸蓄電池柔性活化與綜合利用技術(shù)囱皿。“針對(duì)負(fù)極硫酸鹽化及電解液干涸?xún)煞N失效模式勇婴，我們通過(guò)25組實(shí)驗(yàn)探究了單一與復(fù)合試劑的活化能力，獲得了適用于不同失效程度退役鉛酸蓄電池的柔性活化劑最佳配比嘱腥，開(kāi)發(fā)了以化學(xué)試劑法為主耕渴、物理充電法為輔的活化技術(shù)。”車(chē)凱介紹齿兔。

2022年橱脸，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)配套研制了退役鉛酸蓄電池活化及檢測(cè)一體化移動(dòng)平臺(tái)。相關(guān)人員利用該平臺(tái)“一鍵操作”即可就地完成鉛酸蓄電池容量實(shí)時(shí)檢測(cè)和活化操作分苇，提升了活化的效率和便捷性添诉。

相關(guān)成果使316節(jié)退役鉛酸蓄電池重新“上崗”

“我們通過(guò)微調(diào)活化劑比例和改變活化方法，滿(mǎn)足不同等級(jí)退役鉛酸蓄電池活化及不同二次利用場(chǎng)景的需求医寿，效率高且環(huán)保栏赴。”郁金星說(shuō)。除了研發(fā)電池活化相關(guān)技術(shù)靖秩，他們還搭建了一套涵蓋性能卢操、安全性、外觀形變程度等綜合指標(biāo)測(cè)試的鉛酸蓄電池再利用測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái)件父，幫助退役電池做“體檢”企奔。該平臺(tái)可以綜合評(píng)價(jià)電池的安全性、可靠性坝总，掌握二次利用前電池的性能指標(biāo)與安全指標(biāo)璃疫。而在測(cè)試和驗(yàn)證后，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)也會(huì)對(duì)退役鉛酸蓄電池進(jìn)行綜合性能評(píng)價(jià)兆距，根據(jù)情況選擇活化或其他安全環(huán)保的處置方式窖韧。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在衡水源網(wǎng)荷儲(chǔ)分布式微網(wǎng)示范工程、雄安零碳交通示范工程碳化硅柔性變電站試用相關(guān)成果，目前已累計(jì)完成了316節(jié)退役鉛酸蓄電池的活化再利用姐蝠∧鄣猓活化后的電池容量普遍恢復(fù)至額定容量的92.5%以上，重新“上崗”后助力電力設(shè)備安全運(yùn)行幕柬。該成果降低了電池更換的頻次臊啃，也降低了電池購(gòu)置的成本。據(jù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)測(cè)算拆内，單次檢測(cè)活化費(fèi)用僅為購(gòu)置同型號(hào)電池費(fèi)用的10%旋圆。

河北電科院將推進(jìn)該成果在批量退役鉛酸蓄電池應(yīng)用方面的研究，并探索其在新能源麸恍、儲(chǔ)能等行業(yè)的應(yīng)用灵巧。