铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置与流程

1.本发明涉及电能存储领域，更具体地，涉及一种铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置。


背景技术：

2.铅酸蓄电池一般采用售卖和降级使用的方法进行再次修复，然而相关规定并不允许这样直接修复，从而导致故障无法处置。目前的发电、变电、供电单位都配有相应电压等级的配变设备，相关技术没有考虑将退运的故障铅酸蓄电池进行修复、回收、再利用，而是直接报废，造成大量浪费。同时，报废的铅蓄电池储能大都没有达到标准的投运年限，由于没有有效的处置方法，投运的变压器寿命一直难以提高，导致修复铅酸蓄电池不彻底、负荷能力差、烧毁，或者很好的剩余价值铅酸蓄电池也只能废弃。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的铅酸蓄电池处理方法及系统，其用再利用的变电站蓄电池，进行电池储能，一方面节省了电费、缓解了电网压力，另一方面也能解决废旧电池环保再利用、减少危废排放。
4.根据本发明实施例的第一方面，提供一种铅酸蓄电池处理方法，该方法包括：获取待处理铅酸蓄电池的剩余电量与额定电量的比率，若所述比率超过50％且不超过80％，则执行第一处理流程；若所述比率超过30％且不超过50％，则执行第二处理流程，所述第一处理流程与所述第二处理流程不同；
5.标定所述铅酸蓄电池的电量；放置预设时段后，对所述铅酸蓄电池进行放电测试，若测试结果满足预设条件，则确认所述铅酸蓄电池符合回收标准。
6.根据本发明实施例第二方面，提供了一种再利用铅酸蓄电池储能装置，该装置包括：采用上述方面提供的铅酸蓄电池处理方法处理的废旧铅酸蓄电池、太阳能电池板、汇流箱以及电池组箱体，所述铅酸蓄电池设置于所述电池组箱体，所述电池组箱体分别与所述太阳能电池板和汇流箱连接。
7.本发明实施例提供的铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置，能够对废旧铅酸蓄电池进行修复，延长配变的使用寿命，铅酸蓄电池报废率从100％降低到25％，可应用于家用太阳能储能损坏后处理过程中的能源存储系统，该存储装置灵活性强而稳定性好，可以消除危废隐患，提高电网环保管理水平和运行安全性。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
9.图1为本发明实施例提供的铅酸蓄电池处理方法的流程示意图；
10.图2为本发明实施例提供的再利用铅酸蓄电池储能装置的结构示意图；
11.图3为本发明实施例提供的再利用纳米碳活化剂加用装置的结构示意图；
12.图4为本发明实施例提供的试验修复后的结果示意图；
13.图5为本发明实施例提供的监控软件导出的运行数据示意图；
14.图6为本发明实施例提供的铅酸蓄电池的尺寸示意图。
15.图中，1：装置台；2：固定架；3：箱体；4：固定底座；5：螺丝；6：电机；7：挡板；8：电源接口；9：加热层；10：出料口开关；11：出料口；12：固定架；13：进料口；14：转轴；15：搅拌叶；16：容器；17：上盖。
具体实施方式
16.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.铅酸电池(vrla)，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
18.本发明实施例提供的铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置，其是专门为铅酸蓄电池的修复再利用量身定做所研制的一种专用存储和再利用的方法及装置，主要应用于家用太阳能储能损坏后处理过程中的能源存储系统，该存储装置灵活性强而稳定性好，可以消除危废隐患，提高电网环保管理水平和运行安全性。
19.基于此，本发明实施例所提供的铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置，其所要实现的目的是：对配变(即配电变压器，之后简称配变)进行修复，延长铅酸蓄电池的使用寿命，以及降低过程电池报废率从100％到25％。
20.本发明实施例的设计思路如下：(1)变电站铅酸蓄电池退运，采用自制的存贮仓库、运输转运；(2)按清洗提炼清洗液的方法进行清洗提炼。
21.本发明实施例的设计目标为从工作实际出发，要求满足以下要求：(1)采用铅酸蓄电池组箱体保证防防晒、防漏、防水；温度提高后水分扩散增加、干燥更彻底、存储半年后不变质、100％可用；(2)参见附图2，最终获得的再利用铅酸蓄电池储能装置主要由：太阳能电池板、铅酸蓄电池组、汇流箱、电池组箱体等组成。
22.发明人在研发过程中的主要思路如下：(1)提高铅酸蓄电池处理中心配变铅酸蓄电池修复率，并随着技术进步和经验积累能够逐年提高；(2)采用吸附剂作为清洗和再生介质；(3)可以用炼铅酸蓄电池厂蒸馏塔通讯，调制变压器加添加剂、真空滤铅酸蓄电池和灌装技术；(4)通过变压器铅酸蓄电池使用回收低品质铅酸蓄电池数据等，证明技术上能够实现设计目的。
23.基于此，本发明实施例提供的铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置，至少具有如下有益效果：效果好，提高低品质铅酸蓄电池回收再利用率；化学环保；成本低；适用范围广。
24.首先通过铅酸蓄电池处理方法对配电废弃的铅酸蓄电池进行处理，参见图1，该方法包括但不限于如下步骤：
25.步骤101、获取待处理铅酸蓄电池的剩余电量与额定电量的比率，若所述比率超过50％且不超过80％，则执行第一处理流程；若所述比率超过30％且不超过50％，则执行第二处理流程，所述第一处理流程与所述第二处理流程不同；
26.步骤102、标定所述铅酸蓄电池的电量；放置预设时段后，对所述铅酸蓄电池进行放电测试，若测试结果满足预设条件，则确认所述铅酸蓄电池符合回收标准。
27.其中，在执行步骤101之前，作为一种可选的实施例，该方法还包括：若确认所述铅酸蓄电池存在失水现象，则根据所述铅酸蓄电池的容量加入与所述容量对应的去离子水；其中，加入所述去离子水后的液面不超过隔膜；将所述铅酸蓄电池静置预设时长，若确认流动液体大于预设量，则抽取所述流动液体，以使所述隔膜湿润且无流动液体。
28.具体地，获得废弃的铅酸电池后，首先可以打开铅酸电池的上盖片和安全阀，采用内窥镜检查电池是否存在失水现象，若存在失水现象，则加入一定量去离子水(作为一种可选的实施例，可以按电池容量100ah每个单位加入90～130ml计算，以上具体的数值可以根据实际情况进行调整，本发明实施例不做限制)。加水后需再次检查，确保液面不超过隔膜，静置6～10小时后抽取可能多余的流动液体，确保隔膜充分湿润且没有流动液体。
29.在确认了没有流动液体之后，可以获取电池的剩余电量与额定容量的比值，并根据比值的不同采用不同的处理流程。作为一种可选的实施例，对于剩余电量为额定容量的50％～80％的电池，在完成了常规的完全充电以后，可以采取如下充电程序进行修复(即第一处理流程)。
30.s11、首先采用0.10c恒流充电5h，静置0.5h；
31.s12、再用0.08c恒流充电4h，静置0.5h；
32.s13、再用0.05c恒流充电5h，静置1h；
33.s14、最后用0.03c恒流充电4h，结束；
34.s15、恒流放电采用标准放电程序0.1c恒流放电至单格电压1.8v；
35.s16、若经过步骤s11-s15，电池电量未恢复至90％以上电量的，按照s11-s15程序再进行一次修复充电。其中，c为电池的额定电量，h为小时。
36.对于剩余电量为额定容量的30％～50％的电池，在完成了常规的完全充电以后，采取如下充电程序进行修复(即第二处理流程)：
37.s21、先用0.05c恒流充电2h，再用0.1c恒流充电2h，静置0.5h；
38.s22、再用0.1c恒流充电7h，静置0.5h；
39.s23、再用0.08c恒流充电3h，静置1h；
40.s24、再用0.05c恒流充电3h，静置0.5h；
41.s25、最后用0.03c恒流充电5h，结束；
42.s26、若经过步骤s21-s25，电池电量未恢复至90％以上电量的，按照s21-s25程序再进行一次修复充电。
43.基于上述第一处理流程和/或第二处理流程，能够对电池的电量进行恢复，例如，经过多次循环，电池容量恢复至额定容量的100％左右时。之后可执行上述步骤102，结束充放电循环，完全充电静置2～4h以后抽取可能多余的流动液体，确保隔膜充分湿润但是没有
流动液体为宜。然后可采用0.1c进行一次充放电，标定电池容量，将电池充满存放。标定后的电池，置于25℃环境下存放，30天后再次采用0.1c进行一次放电测试，终止电压为1.8v，放电容量大于等于标定容量的96％的电池，则符合回收使用的标准，此时铅酸电池的处理流程结束，获得了可以循环使用的电池组。
44.另外，在一个实施例中，若电池硫酸盐化程度严重，循环采用第一处理流程和/或第二处理流程仍然无法恢复电池容量，则需增加一个纳米活化剂强化修复程序(可采用如图3所示的纳米碳活化剂加用装置)，具体操作如下：
45.1)经过前述步骤后，补加一定量含活性剂的硫酸溶液(在一个可选的实施例中，按电池容量计算，每100ah电池补加修复液5～10ml)。电池不放电，直接采用0.15c电流过充电3h，带电抽为贫液式；再按上述方法加液，改用0.1c电流过充电2h，带电抽为贫液式；再加液，改用0.05c电流过充电1h(期间将游离电解液抽至贫液态后)停止，然后进行放电；
46.2)放电结束后，按上述第一处理流程和/或第二处理流程进行三阶段恒流恒压方式的充电循环，并标定电池容量好进行自放电测试，容量好自放电速率要求同上。
47.在一个可选的实施例中，在铅酸电池充电活化的过程中，若蓄电池存在发热现象，则需要将电池放入循环冷却水浴槽中散热充电，使蓄电池内电解液的温度不超过40℃。经修复符合回收使用要求的电池，将电池气孔盖重新复位，固定，完成处理流程。
48.另外，采用的铅酸蓄电池及对应使用的激活液可如下表1所示。
49.表1
[0050][0051]
图4示出了修复成功率示意图，约有83％的废弃铅酸电池能够被修复成功。
[0052]
基于上述实施例提供的处理方法，本发明实施例还提供一种再利用铅酸蓄电池储能装置，参见附图2，包括：采用上述实施例提供的铅酸蓄电池处理方法处理的废旧铅酸蓄电池、太阳能电池板、汇流箱以及电池组箱体，所述铅酸蓄电池设置于所述电池组箱体，所述电池组箱体分别与所述太阳能电池板和汇流箱连接。其包含一个由变电站退运的200ah2v12节电池组成的电池架、由逆变器温控装置和电脑终端组成的直流变交流的控制系统，最终输出220kv1.5kva的市电。
[0053]
另外，控制系统还能在电流过大或过小时发出警报、也能在温度过高时发出警报，从而达到家庭安全用电的目的。监控软件导出的运行数据可如图5所示，铅酸蓄电池的尺寸可如图6所示。
[0054]
并且，本发明实施例可采用修试铅酸蓄电池处理中心存储罐，保证防晒、防漏、防
水。储能装置重量在90公斤、100％可以再利用；并可采用武汉大学的碳纳米管激活液，加用比例为容量的1％；加用前先进行电池清洗，蒸馏水清洗后放置2小时，然后用碳纳米管激活液清洗，再放置2小时。倒出清洗液回收利用。
[0055]
综上所述，本发明实施例提供的铅酸蓄电池处理方法及再利用铅酸蓄电池储能装置，能够对废旧铅酸蓄电池进行修复，延长配变的使用寿命，铅酸蓄电池报废率从100％降低到25％，可应用于家用太阳能储能损坏后处理过程中的能源存储系统，该存储装置灵活性强而稳定性好，可以消除危废隐患，提高电网环保管理水平和运行安全性。
[0056]
以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0057]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。
[0058]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。