蓄電池修復行業

蓄電池修復行業，是一種用於修復蓄電池的專門技術行業。

基本介紹

• 中文名：蓄電池修復行業
• 用量：逐年猛增，新能源行業
• 涉及行業：汽車電動車、UPS後備電源
• 報廢原因：不可逆硫酸鹽化”

蓄電池用量

中國是世界上蓄電池的生產和使用大國，蓄電池用量之大、用途範圍之廣，實屬驚人。2007年蓄電池全年產量近3億隻，全年銷售額達一百一十億元人民幣。蓄電池行業作為我國重要支柱產業之一，大到國防、能源、鐵路、航空、港口、艦艇、通訊、金融、IT、電子、電力、電信等重要領域，小到與百姓生活息息相關的電動車、機車、汽車、輪船……成為社會發展、百姓生活中必不可少的能量供給工具，其每年耗費蓄電池的數量高達數億隻，耗費上百億元人民幣。

近幾年，隨著人們生活水平的不斷提高，電動腳踏車、電動助力車、電動機車的興起，汽車的市場保有量的不斷提高，電動車行業產業鏈已顯示出朝陽產業的旺盛生命力與活力。據權威部門資料顯示：

電動車行業：2007年，中國電動車行業產銷量達960萬輛。2008年將突破1千200萬輛以上，增幅在70%以上。隨著電動助力車和電動腳踏車的大力發展，預計到2012年中國輕型電動車的年產銷量將達到3千萬輛（需要配套的蓄電池至少700萬隻），市場擁有量將突破8千萬輛以上。而且隨著中國城鄉路建、路況的日益完善，經濟實用的電動腳踏車代替傳統腳踏車已是一個不可逆轉的市場需求趨勢。

汽車行業：2007年中國汽車產銷量雙雙突破520萬輛，其中個人轎車新增87萬餘輛，全國個人轎車擁有總量近1千3百萬輛。預計2012年，中國乘用車需求量將增長至720萬輛，汽車總需求量將達到1千2百萬輛以上，如此核算，配套的汽車用蓄電池至少9千萬隻（12V/64AH/只）。而且隨著中國經濟的迅猛發展，安全環保的電動車代替汽油燃料車，已是一個不容再爭辯的國家產業導向。

UPS（後備電源）：年銷售量超過1千萬台，年銷售額超過25億元人民幣，蓄電池作為核心部件，年需求量294.6萬kw·h（其中，金融占30%，電信占28.62%，政府6.15%，郵政5.21%，家庭3.25%，稅務2.9%，交通2.14%，其它17.91%）。

電動車在中國這樣一個中低收入階層占大多數的開發中國家，有國家法律、法規的保證，有各地政府的逐步開放與支持，預計在中國未來近4億的電動車潛在消費者將完全成為現實消費者，中國年產電動車將由現在的1千550萬輛增加到4千萬輛以上，國內年市場空間在700億元左右。這個市場目標到達過程即是原腳踏車更替為電動車的過程，這個更替過程，中國城市的更替周期約15年，中國的農村的更替周期約25年。

主要原因

眾所周知，鉛酸蓄電池的工作原理為“雙硫酸鹽化理論”，其結構部件主要為正極板（PbO2）、負極板（鉛鈣或鉛銻等重金屬鉛合金）、板柵（金屬合金）等，鉛酸蓄電池在放電時會形成PbO2結晶體，充電時PbO4中鉛離子被還原為金屬鉛。在正常使用下隨著使用時間的增加，電池經過多次充、放電，極板上將在硫酸鉛的溶解、重結晶作用下，在電池正、負極板上會逐漸形成一種粗大而堅硬、難於接受充電的硫酸鉛PbO4結晶體，這種現象稱為“不可逆硫酸鹽化”，簡稱“硫化”。

在極板上由於重結晶作用形成了粗大的硫酸鉛結晶，這種結晶導電性差、體積大、會堵塞極板的微孔，妨礙電解液的滲透作用，使蓄電池內阻增大、容量下降，在充電時不易還原成為不可逆硫酸鉛，使極板中參加電化學反應的活性物質減少，致使電池無法達到設計的壽命而過早失效，以至報廢。所以，電池硫化是鉛酸蓄電池電瓶的使用壽命短，過早失效的主要原因。最常見的電池使用或維護不當而導致電池硫酸鹽化的現象為：

長期存放：超過3個月就形成明顯的硫化，如果貯存期超過6個月，電池容量可能下降到70%，如果貯存期到1年，電池基本就報廢了。

過量使用：在實際使用中，因長時間使用，又未能及時充電，一般在12小時以內就會出現明顯的硫化。

充電不足：在給電池充電過程中，由於充電時間過短或充電器故障造成充電不足，長期處於未飽和狀態。

過量放電短路、環境因素：造成電池長期處於半放電狀態，導致放電過量。

電解液密度過高：高溫失水後，如不能及時補水，即可造成電解液密度過高。

液面低：使極板外露長期存放或失水，造成液面過低而讓極板外露。

利國利民

2003年，國家環保總局、發改委、建設部、科技部、商務部聯合發布了《廢舊電池污染防治技術政策》，該政策明確闡述了對於報廢的鉛酸電池應該如何處理並防止污染：“鼓勵開展廢舊電池資源再利用的科學技術研究，開發經濟、高效的廢舊電池資源修復工藝，提高廢舊電池的資源再生利用率”。在全國第四次環境保護工作會議上，國家還提出“堅持污染防治與生態保護並舉”的方針政策。2008年8月29日由中華人民共和國第十一屆全國人民代表大會常務委員會第四次會議通過的《中華人民共和國循環經濟促進法》將於2009年1月1日起正式施行。

蓄電池雖然關係著人類的發展以及百姓生活的方方面面，但在給人類生活帶來方便的同時，也嚴重的威脅著人類的健康發展。現行各類鉛酸蓄電池產品，無論是國產的還是進口的，設計使用壽命一般都在10年左右，但通常在1-2年內就易產生充電困難、容量降低等現象，甚至過早失效報廢。而鉛酸蓄電池劣化的主要原因就是電極板上覆蓋的硫酸鉛沉積物堆積造成電路阻塞而必須更換，這一直是困擾大家的世界性難題。

據統計，中國每年報廢的各類蓄電池高達五千多萬隻，且年增長率達30%以上。2007年，中國國內報廢的鉛酸電池達1億3千多萬隻，一般的中小城市即達數萬隻以上，大中型城市則達幾十萬乃至數百萬隻。因報廢后的電池未能及時得到妥善處理，被任意倒置、遺棄，產生大量硫酸、廢鉛，直接污染了大片土壤和水源，直接危害了人體的健康。這不僅耗費了大量的資金和資源，而且嚴重的污染了生態環境。國家規定各地廢舊電池不得外運，只能自行消化處理。因此，鉛酸蓄電池的日常保養和維護、廢舊電池的回收再利用，已成為各級政府及各事業單位的關注熱點。

在全球關注環保問題的今天，廢舊電池所帶來的污染已成為人類最危險的固體廢棄物之一。因此，世界各國紛紛採取有效措施，抑制電池帶給人類的“二次污染”在美國和一些歐洲已開發國家，僅鉛酸蓄電池的日常保養和維護及廢舊電池的復原處理和回收再利用的從業人員即達數十萬人之眾，年創效益達千億美元之巨。在日本，鉛酸蓄電池的從業人員亦達10餘萬人，年創效益達數百億美元。

中國政府也高度重視抑制廢舊電池帶給國人的“二次污染”。除2003年發布了《廢舊電池污染防治技術政策》外，2008年8月29日又頒布了《中華人民共和國循環經濟促進法》。種種措施可表明，中國政府對環境污染控制的堅定信念和決心。“鉛酸蓄電池修復技術”不僅符合國家最新政策，具有良好的產業前景，而且也必將得到國家有力的政策保障。而投資“廢舊電池修復”既能有效減輕電池的環境污染問題，節約能源，保護環境，又可產生巨大的經濟效益和社會效益。

主流趨勢

蓄電池成為今後20年最有發展前景的行業之一

美國哥倫比亞Batelle機構提出：“信息技術、化學電源、生物技術”將是今後20年最大的產品市場，具有最廣闊的發展前景。而化學電源的代表產品主要是蓄電池，蓄電池之所以會占據未來市場的重要產品地位，其主要原因為不可再生能源日漸枯竭，而風能、太陽能等新能源的儲備均嚴重依賴蓄電池並存。

鉛酸電池持續發展保持市場龍頭地位

鉛酸電池在強放電、大容量、使用安全性方面的優勢是其它各類電池難以替代的，在中小容量電池方面僅僅由於性價比原因也同樣難以競爭。其它電池分享市場主要在超小型容量領域。由於環保指標的提升，鉛蓄電池的技術指標要求越來越高，密封型電池日漸成為主流

移動型高性能動力電池市場發展迅猛

電動機械、電動汽車、電動機車、電動代步車、電動割草車、電動腳踏車的興起，以電池作為動力的移動型產品越來越多，要求也越來越高，各國均在電池分類中出現了“動力電池”的特殊需求，用於區別以往工業用牽引電池。新型動力電池要求均為便於移動、密封型、免維護，大電流放電能力強，重量比能量要求高，預測近年動力電池有成倍增長的需求，而該中小型動力電池的主角仍然為經改良後的鉛酸蓄電池。

修複方法

一節普通的5號電池爛在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用價值。一粒小小的紐扣電池，足可使600噸水受到嚴重污染，相當於一個人一生的飲水量……因此，電池目前是全球公認的最危險的固體廢棄物之一，處理廢舊電池所帶來的污染，已成為一個世界性的難題。

水療修復在電池中加水稀釋電解液，以提高硫酸鉛的溶解度，在液溫30℃-40℃範圍內進行充電。對於輕微硫化的電池有作用，用於日常電池的維護。若電池電解液密度過高，則充電時只進行水分解，活性物質難以恢復。所以，此方法只實用於硫化不太嚴重時的維護，不能全面恢復電池的使用性能。

強酸修復：靠改變酸液濃度、手工操作、污染嚴重、修復效果甚微。這種修複方法會使蓄電池容量迅速上升，但確讓電池容量維持時間很短。而且其最大的缺點還在於液體電解質易腐蝕，沖刷極板，導致極板的早期損壞，易造成蓄電池的內部短路，加快了蓄電池的報廢。

大電流修復：採用專門的設備，對電池進行消除硫化處理（即所謂的超音波）。其原理是採用大電流、高電壓充電，強行擊碎部分硫酸結晶體。但實驗中發現，這種消除硫化只可以獲得暫時的效果，但穩定性很差，容量幾天就下降了。由於其輸出的電壓過大，具有危險性，容易使電池產生大量的熱量，加重失水，對電池極板有極大損害性，所以已逐漸退出市場。

添加活性劑：小銅匠納米碳溶膠電池活化劑：納米碳溶膠是納米碳材料的一種類型。納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小於100nm的碳材料。在電場的作用下,活化劑的活性成份能固化極板；崩解不可逆硫酸鹽結晶；均勻地吸附在極板表面形成保護膜，防止極板活性物質脫落和極板硫化、極化、鉛枝晶化的形成；激活電池的活性物質；降低電池內阻，增進電池電化學反應。此類修復液對電池的修復效果較好，修復後的電池能用12個月以上。

高頻脈衝：採用大電流、高電壓、高頻率的單一脈衝進行修復，不安全、易發熱、膨脹、脫粉、只能修復硫化輕微的蓄電池、存在紋波干擾、無法修復免維護蓄電池。修復後蓄電池容量僅能恢復到原容量的40%左右。修復後蓄電池容量不穩定，下降快，修復後對蓄電池極板損害嚴重，電池使用壽命短。

低頻脈衝：和高頻脈衝相似，採用脈衝波使硫酸鉛結晶體重新轉化為晶體細小、電化學性高的可逆硫酸鉛，使其能正常參與充放電的化學反應，修復率約為70%左右，對電池損傷較小，比高頻脈衝效果好。但因其修復時間更長，效率較低，對嚴重“硫化”的蓄電池作用不太明顯，目前使用廠家不多。

負脈衝修復：此方法套用至今已有30多年歷史，其原理是在充電過程中加入負脈衝，對減低電池溫升有作用，但對"硫化"的修復效果不明顯，其修復率僅為20%左右。

微粒數字程控修復：微粒數字程控蓄電池修復系統，就是採用模糊數學控制理論，通過測定電池狀態，在充、放電的同時不斷發出正負變頻微粒波。與電池中的硫酸鉛結晶體發生共振，從而達到徹底去除硫酸鉛結晶體，並可阻止硫酸鉛晶體再生的目的。微粒數字程控蓄電池修復系統，完全模擬蓄電池自身的充放電特性導出的多級充放電算法。模擬的結果完全再現了每塊蓄電池的自身充放電的特徵，迅速降低電池內阻、遏制自放電，充分釋放並激活原活性物質，使其具備更強的電化學能力，徹底消除電池硫化，使電池恢復到原容量的95%以上，從而達到延長電池實際使用壽命的3~5倍。