用于铅酸蓄电池的脱硫的运动产生颗粒的制作方法

1.此章节提供与本公开相关的背景信息，其未必是现有技术。
2.本公开涉及能量存储设备，包括用于铅酸蓄电池的脱硫的设备和方法。


背景技术：

3.铅酸蓄电池是用于多种应用的重要能量源，包括例如具有启动/停止功能的各种机动车辆以及微型混合动力机动车辆。典型铅酸蓄电池包括多个交替堆叠的负极板和正极板，所述负极板和正极板由安置在蓄电池壳体内的离子渗透型分隔件分开。所述蓄电池壳体容纳一种或多种电解质，例如酸性水溶液，包括硫酸。每一板包括支撑电活性材料的导电框架或支撑件（例如，铅栅格），所述电活性材料例如是蓄电池浆料，包括氧化铅或铅（例如，海绵铅）。
4.在蓄电池放电期间，电活性材料与硫酸反应以形成硫酸铅。硫酸铅通常按在蓄电池再充电期间容易恢复原状的分得很精细的无定形状态（例如，软状态）形成。然而，当所述蓄电池循环通过多次放电和充电时、特别是当所述铅酸蓄电池未被充分充电达长时间周期时，硫酸铅的一部分可以在板的表面上沉淀或结晶（例如，硬状态）。硫酸铅的沉淀可能导致内阻增加，从而导致蓄电池的性能劣化，并且在某些情况下，导致板破裂。
5.常见脱硫方法（例如长持续时间和伪随机脉冲充电）通常需要太多时间生效，并且使用与铅酸蓄电池的使用无法相比的电压和频率。其它脱硫方法（包括对所施加的电压和温度的施加和调节）通常加剧铅酸蓄电池内的腐蚀和放气效果。因此，将期望开发用于铅酸蓄电池的脱硫的经改进的材料和方法。


技术实现要素：

6.此章节提供本公开的总体发明内容，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
7.在各种方面中，本技术提供包括电活性结构（例如，电极）和与所述电活性结构的表面流体连通的导电溶液（例如，电解质）的设备（例如能量存储设备）。在各种实施例中，此类设备是蓄电池，例如铅酸蓄电池。
8.在各种方面中，所述设备（例如，铅酸蓄电池）包括安置在壳体内的一个或多个电活性板；安置在所述壳体内并环绕（一个或多个）电活性板的导电溶液（例如，电解质）；与所述导电溶液一起安置在所述壳体内的多个颗粒，其中每一颗粒都包括铁磁材料。所述设备还包括一个或多个电磁体，所述一个或多个电磁体被配置成将磁场引向所述导电溶液，以便选择性地导致所述多个颗粒在磁场中的移动，从而搅动所述导电溶液。在各种方面中，此移动可以改变所述导电溶液中接近于所述电活性结构的表面的离子性物质的浓度。
9.如本文中所提及的，“环绕”意指电解质（或者其它反应性或导电溶液）的接触。在各种实施例中，所述电解质可以基本上覆盖所述电活性板的一个或多个表面。在一些方面中，所述电解质可以基本上覆盖所述电活性板的所有表面。
10.在一个方面中，所述一个或多个电磁体可以安置在所述壳体的一个或多个表面上或相邻于所述壳体的一个或多个表面安置。
11.在一个方面中，所述一个或多个电磁体可以被集成到限定所述壳体的一个或多个表面中。
12.在一个方面中，所述铅酸蓄电池可包括一个或多个单元，并且所述壳体可包括一个或多个集成壁分隔部，所述集成壁分隔部限定一个或多个单元隔室。在这种情况下，所述一个或多个电磁体可以被集成到所述一个或多个集成壁分隔部中。
13.在一个方面中，来自所述多个电磁体中的每一电磁体都会产生足够强的磁场，从而使每一和每个颗粒都可以被所述磁场吸引或排斥。
14.在一个方面中，所述多个颗粒中的每一颗粒都限定围绕芯部安置的铁磁材料的壳。
15.在一个方面中，所述芯部包括选自如下材料构成的群组的一种或多种气态材料：h、he、n、空气或轻质材料（例如低密度聚合物泡沫）、及其组合。
16.在一个方面中，所述多个颗粒中的每一颗粒的暴露表面可以涂覆有一个或多个保护涂层。
17.在各种其它方面中，本公开提供了一种在铅酸蓄电池中脱硫的方法。所述方法包括激活一个或多个电磁体，以将磁场引向安置在限定所述铅酸蓄电池的壳体中的电解质内的多个铁磁颗粒中的一个或多个，从而使所述多个铁磁颗粒在所述电解质内移动。
18.在一个方面中，所述一个或多个电磁体可以安置在所述壳体的一个或多个表面上或相邻于所述壳体的一个或多个表面安置。
19.在一个方面中，所述一个或多个电磁体可以被集成到限定所述壳体的一个或多个表面中。
20.在一个方面中，所述铅酸蓄电池包括一个或多个单元，并且所述壳体包括一个或多个集成壁分隔部，所述集成壁分隔部限定一个或多个单元隔室。在这种情况下，所述一个或多个电磁体可以被集成到所述一个或多个集成壁分隔部中。
21.在一个方面中，来自所述多个电磁体中的每一电磁体都会产生足够强的磁场，以便从所述电解质内部吸引或排斥每一和每个颗粒。
22.在一个方面中，所述多个铁磁颗粒中的每一铁磁颗粒都限定围绕中心区域安置的铁磁材料的壳。
23.在一个方面中，所述中心区域包括选自如下材料构成的群组的一种或多种气态材料：h、he、n、空气或轻质材料（例如低密度聚合物泡沫）、及其组合。
24.在一个方面中，所述多个铁磁颗粒中的每一铁磁颗粒的暴露表面可以涂覆有一个或多个保护涂层。
25.在一个方面中，可以通过按预定顺序对所述电磁体的线圈依次充能来控制所述颗粒的运动，进而产生电解质的期望的波状运动。
26.根据本文中提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。此发明内容中的描述和特定示例仅旨在用于图示目的，并且并不旨在限制本公开的范围。
27.本公开还包括如下技术方案。
28.技术方案1. 一种铅酸蓄电池，其包括：
一个或多个电活性板，所述一个或多个电活性板安置在壳体内；电解质，所述电解质安置在所述壳体内并且环绕所述电活性板；多个颗粒，所述多个颗粒与所述电解质一起安置在所述壳体内，其中，所述多个颗粒中的每一颗粒都包括铁磁材料；以及一个或多个电磁体，所述一个或多个电磁体被配置成将磁场引向所述电解质，以便选择性地导致所述多个颗粒在磁场的方向上移动，从而搅动所述电解质。
29.技术方案2. 根据技术方案1所述的铅酸蓄电池，其中，所述一个或多个电磁体安置在所述壳体的一个或多个表面上或相邻于所述壳体的一个或多个表面安置。
30.技术方案3. 根据技术方案1所述的铅酸蓄电池，其中，所述一个或多个电磁体被集成到限定所述壳体的一个或多个表面中。
31.技术方案4. 根据技术方案1所述的铅酸蓄电池，其中，所述铅酸蓄电池包括一个或多个单元，并且所述壳体包括一个或多个集成壁分隔部，所述一个或多个集成壁分隔部限定一个或多个单元隔室，并且所述一个或多个电磁体被集成到所述一个或多个集成壁分隔部中。
32.技术方案5. 根据技术方案1所述的铅酸蓄电池，其中，来自所述多个电磁体中的每一电磁体产生足够强的磁场，从而使每一和每个颗粒都将被所述磁场吸引或排斥。
33.技术方案6. 根据技术方案1所述的铅酸蓄电池，其中，所述多个颗粒中的每一颗粒限定围绕芯部安置的铁磁材料的壳。
34.技术方案7. 根据技术方案6所述的铅酸蓄电池，其中，所述芯部包括选自如下材料构成的群组的一种或多种气态材料：h、he、n、空气或例如低密度聚合物泡沫的轻质材料、及其组合。
35.技术方案8. 根据技术方案1所述的铅酸蓄电池，其中，所述多个颗粒中的每一颗粒的暴露表面涂覆有一个或多个保护涂层。
36.技术方案9. 一种在铅酸蓄电池中脱硫的方法，所述方法包括：激活一个或多个电磁体，以将磁场引向多个铁磁颗粒中的一个或多个，从而使所述多个铁磁颗粒在所述电解质内移动，所述多个铁磁颗粒安置在限定所述铅酸蓄电池的壳体中的电解质内。
37.技术方案10. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述一个或多个电磁体安置在所述壳体的一个或多个表面上或相邻于所述壳体的一个或多个表面安置。
38.技术方案11. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述一个或多个电磁体被集成到限定所述壳体的一个或多个表面中。
39.技术方案12. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述铅酸蓄电池包括一个或多个单元，并且所述壳体包括一个或多个集成壁分隔部，所述一个或多个集成壁分隔部限定一个或多个单元隔室，并且所述一个或多个电磁体被集成到所述一个或多个集成壁分隔部中。
40.技术方案13. 根据技术方案9所述的方法，其中，来自所述多个电磁体中的每一电磁体产生足够强的磁场，以便从所述电解质内部吸引或排斥每一和每个颗粒。
41.技术方案14. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述多个铁磁颗粒中的每一铁磁颗粒都限定围绕中心区域安置的铁磁材料的壳。
42.技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其中，所述中心区域包括选自如下材料构成的群组的一种或多种气态材料：h、he、n、空气或例如低密度聚合物泡沫的轻质材料、及其组合。
43.技术方案16. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述多个铁磁颗粒中的每一铁磁颗粒的暴露表面涂覆有一个或多个保护涂层。
44.技术方案17. 根据技术方案9所述的方法，其中，通过按预定顺序对所述电磁体的线圈依次充能来控制所述颗粒的运动，进而产生所述电解质的期望的波状运动。
附图说明
45.本文中描述的附图仅用于选定实施例并且不是所有可能的实施方案的说明性目的，并且并不旨在限制本公开的范围。
46.图1a是根据本公开的各种方面的具有用于脱硫的运动产生颗粒的示例性单个单元铅酸蓄电池的示意性图示；图1b是铅酸蓄电池的示例性板的示意性图示；图1c是铅酸蓄电池的另一示例性板的示意性图示；图1d是根据本公开的各种方面的示例性运动产生颗粒的示意性图示；图2是根据本公开的各种方面的示例性运动产生颗粒的示意性图示；图3是根据本公开的各种方面的具有用于脱硫的运动产生颗粒的另一示例性单个单元铅酸蓄电池的示意性图示；并且图4是图1a和图3中示出的运动产生机构的示例性控制路径的图示。
47.贯穿附图的数个视图，对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
48.提供示例性实施例，使得本公开将是透彻的，并且将所述范围完全传达给本领域技术人员。阐述许多具体细节（例如特定组成、部件、设备和方法的示例）以提供对本公开的实施例的透彻理解。本领域技术人员将显而易见的是，无需采用具体细节，示例性实施例可以按许多不同形式实施，并且也不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的设备结构和众所周知的技术。
49.本文中使用的术语仅出于描述特定示例性实施例的目的，并且并不旨在具有限制性。如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括有(including)”和“具有(having)”是包括性的，并且因此指定存在所叙述特征、元件、组成、步骤、整数、操作和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。尽管开放式术语“包括”应理解为用于描述和要求保护本文中阐述的各种实施例的非限制性术语，但是在某些方面中，可替代地，所述术语可以理解成反而是具有更多限制和限制性的术语，例如“由
…
组成”或“基本上由
…
组成”。因此，对于叙述组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或处理步骤的任何给定实施例，本公开还具体包括由此类所叙述组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或处理步骤组成或者基本上由其组成的实施例。在“由
…
组成”的情况下，替代实施例排除任何额外组成、材料、部件、元
件、特征、整数、操作和/或处理步骤，而在“基本上由
…
组成”的情况下，实质上影响基础和新颖特性的任何额外组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或处理步骤被排除在此实施例之外，但是并不实质上影响基础和新颖特性的任何组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或处理步骤可以包括在所述实施例中。
50.除非明确标识为实施次序，否则本文中描述的任何方法步骤、过程和操作都不应解释为必须要求其按所论述或所示出的特定次序实施。还应理解，除非另有说明，否则可以采用额外或替代步骤。
51.当部件、元件或层称为“在另一元件或层上”、“接合到另一元件或层”、“连接到另一元件或层”或“耦接到另一元件或层”时，其可以直接在所述另一部件、元件或层上，接合、连接或耦接到所述另一部件、元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到另一元件或层”、“直接连接到另一元件或层”或“直接耦接到另一元件或层”时，可能不存在中间元件或层。应该按类似方式解释用于描述元件之间的关系的其它词语（例如，“在
…
之间”与“直接在
…
之间”、“相邻”与“直接相邻”等等）。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联所列举项目中的一者或多者的任何和所有组合。
52.虽然本文中可以使用术语第一、第二、第三等等来描述各种步骤、元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些步骤、元件、部件、区域、层和/或区段不应受到这些术语的限制，除非另有说明。这些术语可以仅用于将一个步骤、元件、部件、区域、层或区段与另一步骤、元件、部件、区域、层或区段区分开。除非上下文明确指出，否则当用于本文中时，术语例如“第一”、“第二”以及其它数字术语并不暗示顺序或次序。因此，在不背离示例性实施例的教示的情况下，下文论述的第一步骤、元件、部件、区域、层或区段可以称为第二步骤、元件、部件、区域、层或区段。
53.为了便于描述，在本文中可以使用空间或时间相对术语（例如“在
…
之前”、“在
…
之后”、“内部”、“外部”、“在
…
之下”、“在
…
下方”、“下部”、“在
…
上方”、“上部”等等）来描述如图中示出的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除图中绘示的取向以外，空间或时间相对术语可以旨在包括使用或操作中的设备或系统的不同取向。
54.贯穿本公开，数值表示近似量度或范围限制以包括与给定值以及具有大约所提及值的实施例以及具有精确的所提及值的那些实施例的微小偏差。除了在具体实施方式的结尾处提供的工作示例中以外，本说明书（包括所附权利要求书）中的参数（例如，数量或条件）的所有数值都应理解为在所有情况下都由术语“约”修饰，无论“约”是否实际出现在所述数值之前。“约”指示所述数值允许一些轻微不精确性（以某一方式达到所述值的准确性；近似或合理地接近所述值；接近）。如果在本领域中不以此普通含义来理解由“约”提供的不精确性，则如本文中所使用的“约”指示至少可以由测量和使用此类参数的普通方法引起的变化。例如，“约”可以包括小于或等于5%、可选地小于或等于4%、可选地小于或等于3%，可选地小于或等于2%、可选地小于或等于1%、可选地小于或等于0.5%、并且在某些方面中，可选地小于或等于0.1%的变化。
55.另外，范围的公开包括所有值以及整个范围内的进一步划分的范围的公开，包括针对所述范围给出的端点和子范围。
56.现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
57.本技术通常涉及可操作成在与表面流体连通（接触）的流体中形成运动的设备。在
各种方面中，所述流体和表面包括电化学反应中的物质，并且所述设备可操作成改变所述物质的局部浓度，以便影响电化学反应的平衡。此运动可以包括与表面接触的流体的搅拌、搅动、循环或其它流动（在本文中通常称为“搅动”）。在一些实施例中，运动可以例如通过使溶液中的物质分布均质化来增加溶液中的化学物质的浓度的均匀性。因此，在一些实施例中，本技术提供一种设备（例如，铅酸蓄电池），其包括：具有内表面的壳体；具有安置在所述壳体中的表面的活性部件（例如，电活性板）；安置在所述壳体内并且环绕所述活性部件的所述表面的流体（例如，电解质）。所述设备还包括：多个颗粒，所述多个颗粒安置在所述壳体内的流体中，其中，多个颗粒中的每一颗粒都包括铁磁材料；以及一个或多个电磁体，所述一个或多个电磁体被配置成将磁场引向所述导电溶液，以选择性地导致所述多个颗粒的移动，从而搅动所述导电溶液。
58.例如，本公开提供在电化学能量存储设备中有用的运动产生机构。在各种实施例中，此类设备是包括与反应性表面（例如，电极）流体连通的溶液（例如，电解质）的蓄电池。在一些实施例中，此类蓄电池是铅酸蓄电池，例如富液式、密封式、吸收玻璃垫(agm)、凝胶密封式和双极性铅酸蓄电池。
59.如上文和本文中进一步论述的，此类机构可以在内部安置在铅酸设备中，并且可操作成使电极脱硫。例如，内部布置的运动产生机构产生波状运动，例如定向波、圆形波和/或一般局部波，以便搅动铅酸蓄电池内的电解质。电解质的移动可以维持、并且在某些方面增加硫酸铅的溶解度，从而这促进了硫酸铅从铅酸蓄电池电极的表面的去除。一种包括此类运动产生机构的铅酸蓄电池可以包括例如：一个或多个电活性板，所述一个或多个电活性板安置在壳体内；电解质，所述电解质安置在所述壳体内并且环绕所述电活性板；多个颗粒，所述多个颗粒与所述电解质一起安置在所述壳体内，其中，所述颗粒包括铁磁材料；以及一个或多个电磁体，所述一个或多个电磁体被配置成导致所述多个颗粒的移动，从而搅动所述电解质。
60.典型的铅酸蓄电池包括多个交替堆叠的负极板和正极板，所述负极板和正极板由离子渗透型分隔件和/或电解质分开。通常，铅酸蓄电池包括例如按堆栈或绕组构造电连接的多个单元以增加总输出。铅酸蓄电池可以包括具有其中安置有一个或多个单元的多个单元隔室的蓄电池壳体。所述单元可以在所述多个隔室内并且跨越所述多个隔室电连接。每一分隔件包括电解质，在某些方面中，所述电解质还可以存在于堆叠的板中，并且填充由蓄电池壳体限定的腔或内部的至少一部分，在多个单元蓄电池的情况下，包括由例如集成壁分隔部限定的分开的单元隔室。铅酸蓄电池通过双硫酸盐化学反应操作。例如，蓄电池板上的铅和二氧化铅活性物质可以与电解质中的硫酸反应。
61.例如，在图1a中显示单个单元铅酸蓄电池100的示例性和示意性图示。虽然示出单个单元铅酸蓄电池100，但是技术人员将了解，本教示还适用于各种其它铅酸蓄电池构造，包括例如具有安置在单个蓄电池外壳或壳体以及具有多个隔室的蓄电池壳体内的两个或更多个单独或不同电化学单元的铅酸蓄电池。铅酸蓄电池的大小和形状（包括例如单独单元和/或隔室的数目以及限定单元的板的数目）可以根据其针对设计的特定应用而变化。例如，蓄电池供能的车辆和手持式消费者电子设备是蓄电池将最可能被设计成不同大小、容量和功率输出规格的两个示例。在某些变型中，12v铅酸蓄电池可以包括串联电连接的六个相邻单元。技术人员还将认识到，在各种方面中，虽然此处未示出，但是铅酸蓄电池可以包
括多种其它部件或材料。例如，铅酸蓄电池可以包括通风部、垫圈以及任何其它常规部件或材料。
62.重新参考图1a，所示出的蓄电池100包括多个正极板112和多个负极板114。正极板112和负极板114电气通信，并且按交替堆栈150布置在蓄电池外壳或壳体120内。蓄电池100进一步包括多个分隔件116，分隔件116安置在交替板112、114之间，也安置在蓄电池壳体120内。虽然蓄电池壳体120示出为单个部件，但是技术人员将了解，在各种方面中，蓄电池壳体120可以包括具有罩或盖部件的敞开式容器。在各种方面中，壳体120由可模制塑料材料形成，包括例如一种或多种聚碳酸酯。
63.分隔件116在堆叠的板112、114之间提供电气分离（例如，防止物理接触）。分隔件116还在蓄电池循环期间为离子在板112、114之间的内部通过提供最小阻力路径。技术人员将了解，在各种方面中，分隔件116跨越蓄电池100可以相同或不同。例如，在某些方面中，通过非限制性示例，每一分隔件116可以是微孔聚合物分隔件，包括例如聚烯烃。每一分隔件116还可以包括一种或多种已知润湿剂和/或离子电导率增强剂。
64.在各种方面中，正极板112和负极板114包括支撑一种或多种活性物质的导电框架或支撑件。例如，如图1b中示出，每一正极板112包括第一导电框架200以及安置在其上的第一或正活性物质202。第一导电框架200可以是具有例如蜂窝状结构的栅格。如图示出，第一导电框架200可以包括第一或正突片152。如图1a中所见，多个正极板112的第一突片152可以电连接，并且在各种方面中，虽然未显示，但是正极板112的第一突片152可以与第一或正蓄电池端子162电气通信。
65.在各种方面中，第一导电框架200包括铅(pb)，并且在某些方面中，进一步包括一种或多种添加剂材料的铅合金。例如，第一导电框架200可以包括锑(sb)、钙(ca)、锡(sn)、铝(al)和钛(ti)中的一者或多者。此类添加剂材料可以向第一导电框架200提供额外的机械强度。在各种其它情况下，通过非限制性示例，第一导电框架200可以替代地由具有硅化物涂层的硅晶片形成。在仍进一步的变型中，第一导电框架200可以包括一种或多种碳质材料，例如，作为涂层。
66.由第一导电框架200支撑的第一活性物质202可以呈浆料的形式，例如包括第一电活性材料，包括例如氧化铅(pbo2)以及硫酸和水。在各种方面中，第一电活性材料可以进一步包括一种或多种第一添加剂，例如，碳添加剂、硅添加剂和/或硫酸盐添加剂。例如，碳添加剂可以改善第一电活性材料的充电接收能力，而硅添加剂实现较轻重量的系统并改善化学稳定性，并且硫酸盐添加剂提供保护以使其免于失水以及抗过电压和抗过温。
67.如图1c中示出，每一负极板114包括第二导电框架250和安置在其上的第二或负活性物质252。像第一导电框架200一样，第二导电框架250可以是具有例如蜂窝状结构的栅格。如图示出，第二导电框架250可以各自包括第二或负突片154。如图1a中所见，多个负极板114中的每一者的第二突片154可以电连接，并且在各种方面中，虽然未显示，但是多个负极板114中的每一者的第二突片154可以与第二或负蓄电池端子164电气通信。
68.第二导电框架250可以与第一导电框架200相同或不同。例如，第二导电框架250可以包括铅(pb)，并且在某些方面中，进一步包括一种或多种添加剂材料的铅合金。例如，第二导电框架250可以包括锑(sb)、钙(ca)、锡(sn)、铝(al)和钛(ti)中的一者或多者。此类添加剂材料可以向第二导电框架250提供额外的机械强度。
69.由第二导电框架250支撑的第二活性物质252呈浆料的形式，例如包括第二电活性材料，包括例如铅(pb)和氧化铅(pbo2)以及硫酸和水中的一者或多者。在各种方面中，与第一电活性材料一样，第二电活性材料可以进一步包括一种或多种第二添加剂，例如，碳添加剂、硅添加剂和/或硫酸盐添加剂。
70.如上所述，分隔件116以及多个堆叠的板112、114和由蓄电池壳体120限定的腔或内部124包括电解质130。在蓄电池形成之前，电解质130是酸性水溶液，包括例如硫酸(h2so4)。在某些变型中，电解质130可以包括一种或多种已知电解质添加剂。
71.铅酸蓄电池100可以在放电期间通过可逆电化学反应产生电流。例如，铅酸蓄电池100可以通过双硫酸盐化学反应来操作。电解质130中存在的硫酸可以与第一和第二活性物质202、252两者反应以形成硫酸铅(pbso4)。通过将外部电源连接到蓄电池100（例如连接到蓄电池端子162、164）以逆转在蓄电池放电期间发生的电化学反应，可以在任何时间对蓄电池100充电或重新充能蓄电池100。可以用于给蓄电池100充电的外部电源可以根据蓄电池100的大小、构造和特定最终用途而变化。一些著名且示例性的外部电源包括但不限于ac-dc转换器，其通过壁装电源插座和机动车辆交流发电机连接到ac电网。
72.在放电期间，硫酸铅通常按在蓄电池再充电期间容易恢复原状的分得很精细的无定形状态（例如，软状态）形成。然而，当铅酸蓄电池100循环通过多次放电和充电时、特别是当铅酸蓄电池100未被充分充电达长时间周期时，硫酸铅的一部分可以在板的表面上沉淀或结晶（例如，硬状态）。在各种方面中，本公开提供低功率运动机构，其搅动或干扰电解质130，以便抑制、并且在某些方面中逆转铅酸蓄电池100中的硫酸盐化作用和电解质分层。例如，重新参考图1a，在各种方面中，铅酸蓄电池100可以包括多个颗粒140。所述颗粒140可以与电解质130一起安置在壳体120的内部124内。在某些方面中，颗粒140可以占据所述内部124的大于或等于约5％体积分数至小于或等于约10％体积分数。所述颗粒140可以是磁性颗粒，其被配置成例如使用低功率磁悬浮运动来搅动电解质130。颗粒的平均尺寸可以从微米到毫米不等。
73.如图1d中所示，颗粒140可各自具有由多个层144、146限定的芯部或中心区域142。例如，第一或内部层144包括铁磁材料。例如，在各种方面中，内部层144可以包括一种或多种铁磁材料，例如诸如铁（fe）和/或铁合金。第二或外部层146可以覆盖或涂覆第一层144的面向外部的表面。如图所示，第二层146可以基本上覆盖第一层144的整个面向外部的表面。第二层146可以是保护层，其包括例如聚四氟乙烯。在各种方面中，芯部142可包括一种或多种气态材料或低密度聚合物泡沫。例如，芯部142可以例如仅包括氦气（he）、氮气（n）、空气或聚苯乙烯、聚酰亚胺泡沫。这样的气态材料和光密度材料在颗粒140的移动或运动中提供了改善的通用性。
74.尽管示出的颗粒140具有基本上圆形的形状，但是技术人员将理解，在各种情况下，铅酸需电池100可以包括具有各种其它形状和构造的颗粒，这将有助于增加可以被其运动移位的电解质溶液的体积。 例如，如图2中所示，在某些变型中，颗粒340可以具有马蹄形的形状。类似于图1a和图1d中所示的颗粒140，颗粒240可包括部分242、第一或内部部分244以及保护涂层246。所述部分242可包括一种或多种气态材料或低密度材料。例如，芯部242可以包括氦器（he）、氮气（n）、空气。所述内部部分244可以包括一种或多种铁磁材料，例如铁（fe）和/或铁合金。保护涂层246可以包括例如聚四氟乙烯或聚氯三氟乙烯。
75.重新参考图1a，所述铅酸蓄电池100包括一个或多个电磁体170a、170b。例如，如图所示，铅酸蓄电池100可以包括第一电磁体170a和第二电磁体170b。第一电磁体170a可以沿着壳体120的第一侧126安置。第二电磁体170b可以沿着壳体120的第二侧128安置。尽管仅示出了两个电磁体170，但是技术人员将理解，在各种其它变型中，铅酸蓄电池100可以包括单个电磁体170和/或额外的电磁体170。一个或多个电磁体170a、170b可以配置成将磁场引向电解质，以选择性地引起多个颗粒140的移动。
76.一个或多个电磁体170a、170b可以例如使用电压逆变器电路与蓄电池端子162、164电连通。在机动车辆的情况下，电磁体的控制器电路可以使用例如反馈系统与车辆电气系统和/或感测电路电气连通。一个或多个电磁体170引导内部安置的颗粒140的移动。例如，一个或多个电磁体170a、170b可以由控制器以预定的顺序充能，以驱动包括例如一个或多个铁磁材料的颗粒140的移动。颗粒140的移动可以产生机械运动，例如波状运动，其扰动电解质130，所述电解质130也被安置在内部124中。例如，颗粒140的移动或运动可以使电解质130循环以便基本上防止硫酸铅的沉降（例如，提高溶解度），并且在某些方面中，可以维持电解质130中的经改善的均质性。
77.在如图3中示出的各种方面中，一个或多个电磁体370可以集成到限定蓄电池壳体320的一个或多个壁或表面326中。铅酸蓄电池300（类似于图1a中示出的铅酸蓄电池100）包括多个正极板312和多个负极板314。正极板312和负极板314电气通信，并且按交替堆栈350布置在蓄电池外壳或壳体320内。正极板312和负极板314还可以与一个或多个蓄电池端子362、364电气通信。蓄电池300进一步包括多个分隔件316，分隔件316安置在交替板312、314之间，并且也在蓄电池壳体320内。分隔件316以及多个堆叠的板312、314和由蓄电池壳体320限定的腔或内部324包括电解质330。多个颗粒340与电解质330一起安置在蓄电池壳体320的内部324内。
78.本领域技术人员将认识到，在各种方面中，一个或多个电磁体（诸如例如图1a中示出的电磁体170和/或图3中示出的电磁体370）可以具有多种其它配置。例如，一个或多个电磁体可被安置在蓄电池壳体（诸如例如图1a中示出的蓄电池壳体120和/或图3中示出的蓄电池壳体320）的相同、另一和/或额外的侧面或表面上或被集成到其中。此外，在包括例如具有多个隔室的蓄电池壳体的多单元蓄电池的情况下，在某些变型中，每一单元或隔室可以包括一个或多个电磁体。在其它变型中，单个电磁体可以延伸穿过一个或多个单元或隔室。在仍其它变型中，一个或多个电磁体可以安置在限定单独单元或隔室的一个或多个集成壁分隔部上或集成到其中。在这种情况下，一个或多个电磁体可以包括从一个或多个电磁体延伸的一个或多个电连接部，并且例如延伸到单元和/或蓄电池壳体的外部。
79.如上所论述的，本技术提供用于形成与活性部件的表面接触的包含反应性物质的流体流的方法。在各种实施例中，活性部件的表面包括与流体中的反应性物质起电化学反应的反应性物质（例如，离子性物质）。在各种方面中，所述电化学反应导致流体中的反应性物质的浓度可以根据到达活性部件的表面的接近度而有所不同。因此，流体中物质的浓度不是均质的，使得活性部件的表面处或附近流体中的物质的局部浓度可以高于或低于远离活性部件的表面的位置处物质的浓度。在各种方面中，本技术的方法在流体中产生流动以改变反应性物质的局部浓度，在一些实施例中，这可以操作成使流体中的反应性物质的浓度均质化。
80.在其中所述活性部件是蓄电池中的电极并且所述流体是电解质的实施例中，方法混合电解质使其与所述电极的表面接触，例如以改变所述电极的表面处离子性物质的局部浓度。例如，通过改变局部电解质浓度，此类方法可以降低电极的表面处反应副产物的浓度。在一些方面中，此类方法可以改善正电极处的充电接收能力。如上所论述的，在各种方面中，此类方法可以减少硫酸盐的沉积或有助于铅酸蓄电池中的电极上硫酸盐沉积物的去除。
81.在各种方面中，本公开提供一种用于铅酸蓄电池（例如如图1a中示出的铅酸蓄电池100和/或如图3中示出的铅酸蓄电池300）中的脱硫的方法。该方法包括例如激活或移动安置在电解质内的多个颗粒。 多个颗粒的移动可搅动电解质。在各种方面中，铅酸蓄电池可以包括控制模块，所述控制模块接收信息，并且在某些情况下，存储关于电解质的搅动的信息，并且在某些情况下，还存储关于铅酸蓄电池的充电状态的信息。例如，控制模块可以包括与一个或多个电磁体（例如，如图1中示出的电磁体170和/或如图3中示出的电磁体370）通信的中央处理单元。从而将磁场引向电解质（例如，如图1中示出的电解质130和/或如图3中示出的电解质330），从而选择性地导致与其一起安置的颗粒的移动。
82.所述控制模块可以被配置成接收关于最后一次循环和/或当前充电状态(soc)和/或温度的信息，例如，关于自最后一次运动以来的时间的信息和/或关于系统的当前充电状态(soc)和/或温度的信息。如果自最后一次激活和/或当前充电状态(soc)和/或温度以来流逝的时间不同于（例如，大于）预先确定的值，则控制模块可以再次激活所述一个或多个循环系统和电解质的循环。控制模块还可以被配置成重置计时器，例如内部计时器。在各种方面中，所述内部计时器可以确定控制频率，并且在某些情况下，可以限定自先前激活以来流逝的时间。控制模块可以被配置成通过所述一个或多个循环系统在所述一个或多个循环系统的预先确定次数的循环和/或预先确定的时间周期内的移动来使电解质循环。相反，如果流逝的时间和/或当前充电状态(soc)和/或温度不同于（例如，小于）所述预先确定的值，则控制模块可以维持中性或非运动状态，直到流逝的时间和/或当前充电状态(soc)和/或温度再次不同于（例如，大于）所述预先确定的值。例如，图3示出示例性控制路径。
83.在方法步骤400处，控制模块可以接收关于自最后一次激活以来流逝的时间和/或系统的当前充电状态(soc)和/或温度的信息。例如，控制模块可以被配置成使用内部计时器来确定自最后一次激活以来流逝的时间。控制模块还可以被配置成例如从与流体（例如，电解质）和/或能量系统（例如，铅酸蓄电池）通信的一个或多个传感器接收关于系统的当前充电状态(soc)和/或温度的信息。在某些情况下，所述一个或多个传感器还可以测量流量（例如，运动速度），并且控制模块可以被进一步配置成接收此信息。类似地，所述一个或多个传感器还可以确定流逝的循环次数，并且控制模块可以被进一步配置成接收此信息。
84.在方法步骤410处，控制模块可以被配置成使用所接收的信息来计算自最后一次激活以来流逝的时间、系统的当前充电状态(soc)和/或温度、运动速度和/或循环次数。例如，控制模块可以被配置成确定激活函数，所述激活函数是自最后一次激活以来流逝的时间、系统的当前充电状态(soc)和/或温度、运动速度和/或循环次数中的一者或多者的函数。
85.在方法步骤420处，控制模块可以被配置成将所接收的和所计算的信息与一个或多个预先确定的值进行比较。如果满足感兴趣的预先确定的值或一个或多个预先确定的
值，则控制模块可以被配置成继续到方法步骤430。如果不满足感兴趣的预先确定的值或一个或多个预先确定的值，则控制模块可以被配置成返回到方法步骤400。
86.在方法步骤430处，控制模块可以被配置成激活一个或多个循环系统。控制模块可以被配置成激活所述一个或多个循环系统达预先确定的循环次数和/或预先确定的时间周期。在预先确定的循环次数和/或预先确定的时间周期之后，在方法步骤440处，控制模块可以被配置成重置和/或启动内部计时器。所述内部计时器可以确定控制频率，并且在某些情况下，可以限定自先前激活以来流逝的时间。在方法步骤440处，在重置和/或启动内部计时器之后，控制模块可以被配置成在方法步骤400处返回或再次开始。
87.在一些实施例中，在本领域中已知的那些方法中，本技术的方法另外包括用于减少硫酸盐沉积物的形成或从铅酸蓄电池的电极去除硫酸盐沉积物的方法。此类方法可以包括向蓄电池提供过充电电流，或者施加脉冲电流。
88.已经出于图示和描述的目的提供了实施例的前述描述。并不旨在穷尽列举或限制本公开。特定实施例的单独元件或特征通常并不限于所述特定实施例，而是在适用的情况下，可互换并且可用于选定实施例中，即使未具体显示或描述。其还可以按许多方式变化。此类变化并不视为背离本公开，并且所有此类修改都旨在包括在本公开的范围内。