铅酸蓄电池再生有术

郑秀亮

铅酸蓄电池，被广泛运用在通信、电力、军事、交通、银行、信息等各领域，在很多行业当中有着不可替代的作用。

由于铅酸蓄电池使用范围广，加上实际使用寿命短，每年中国报废的铅酸蓄电池大约有2亿只。“每年淘汰的2亿只铅酸蓄电池中，至少有5000万只是可以进行修复再生的。”广州泓淮能源科技有限公司（以下简称广州泓淮）技术人员表示，受修复技术限制，这些被淘汰的电池大多数都没有得到利用，造成了资源浪费，也带来了环境污染。不过，日前该公司历经十多年时间研发成功的铅酸蓄电池修复技术，得到了行业专家的认可，为铅酸蓄电池的再生利用找到了出路。

现状：铅酸蓄电池寿命短，资源浪费严重

1859年，铅酸蓄电池正式面世。在其发明后的一百多年时间里，铅酸蓄电池由于具备安全可靠、生产工艺简单、成本低等特点，得到广泛应用。据统计，目前世界上95%的后备能源系统均采用铅酸蓄电池。

经过一百多年的发展，铅酸蓄电池在理论研究和产品性能方面都得到了长足发展，然而铅酸蓄电池生命周期短的弊端却长期未能得到有效解决。储能铅酸蓄电池设计寿命通常为8～12年，但是在实际使用过程中，其寿命往往只有3～5年。

“铅酸蓄电池寿命短的核心原因在于，蓄电池氧化还原反应的必然产物Pb2SO4，会逐步形成不可逆的硫酸铅结晶体。”据广州泓淮董事长黄尚南介绍，铅酸蓄电池主要成份是金属铅与硫酸溶液，它在工作过程中会逐步产生不可逆的Pb2SO4结晶体，也就是常说的硫酸盐化。Pb2SO4结晶体属于非常稳定的化学物质，且导电性差、体积大、会堵塞极板上的微孔，妨碍电解液的渗透作用，增大了蓄电池的内阻，在充电时不易还原成为可逆二氧化铅和金属铅，使极板中参加电化学反应的活性物质减少，容量降低，导致蓄电池最终失效报废。

“世界各国都在寻找铅酸蓄电池的修复再生之路，修复领域的研发热度从未减缓。”广州泓淮技术人员介绍说，虽然各国科学家都非常重视铅酸蓄电池再生技术的研究，但是绝大部分的修复技术都没有真正实现技术上革命性突破，都存在修复后电池容量恢复少、使用寿命短等问题，报废蓄电池逐年增加。

废旧铅酸蓄电池的大量囤积，一方面导致了资源的浪费。另一方面，铅酸蓄电池中含有铅、硫酸等废物，具有强污染力和不可降解的特性，目前国内很多地方对报废铅酸蓄电池的回收利用仍然处于不规范状态，对水质和土壤污染带来巨大的隐患。

改变：成功研发出铅酸蓄电池活化剂，铅酸蓄电池实现循环再生

针对铅酸蓄电池寿命短、修复技术不成熟等问题，广州泓淮自成立开始，先后投入6000多万元，开展蓄电池修复再生技术研发，希望能够进一步延长蓄电池的实际使用寿命，减少每年蓄电池的报废数量。经过近十年无数次的试验和测试，一项铅酸蓄电池再生技术终于面世，使铅酸蓄电池再生成为现实。

据介绍，这种铅酸蓄电池再生技术采用高分子材料配置出蓄电池活化剂，采用电化学方法，实现铅酸蓄电池Pb2SO4结晶体分解，还原成二氧化铅和金属铅、硫酸，解决硫酸铅结晶体导致活性物质减少、寿命缩短的问题，实现蓄电池内阻恢复、容量恢复。该技术的使用非常简单，打开铅酸蓄电池的阀门，加入适量的蓄电池活化剂，结合该公司研发的修复设备对蓄电池施加活化电压、电流，就可以实现铅酸蓄电池的再生。该蓄电池活化剂在酸性环境下，结合蓄电池外部施加的活化电压，可以催化硫酸铅结晶体的分解，让硫酸铅结晶体分解为可以继续参加化学反应的物质，使铅酸蓄电池恢复到健康状态。采用高倍率电镜技术可以明显看到，修复前的蓄电池极板上的Pb2SO4晶体呈现大块的晶体形状，修复过后则变成了絮状物，效果非常直观。采用市面上的监测仪器也可以看到，修复后蓄电池的容量、电阻均得到了恢复。

从广州泓淮提供的对比数据来看，目前市场上采用的脉冲修复法、化学水疗修复法、多频谱谐振修复等方法，蓄电池修复后容量提升非常有限，而且基本没有蓄电池内阻恢复的数据。而使用该公司的活化剂进行活化修复后，蓄电池容量基本都恢复达到标称容量的95%以上，蓄电池内阻也恢复到出厂水平。使用寿命方面，用该修复技术修复后的蓄电池可以达到三年以上，持续时间比其他方法更长。不过，黄尚南也提到，对于内部极板已经损坏或者出现破裂等物理性破坏的电池，目前没有办法对其进行修复。

“我们应用广州泓淮的修复技术，对4只失效蓄电池进行修复效果验证试验及修复机理研究，试验结果表明，该蓄电池修复技术效果明显。”广东电网有限责任公司电力科学研究院的工程师称，失效蓄电池修复后容量恢复到额定容量以上，并且在经过3个月的高温老化试验（1个月的变化相当于正常情况下使用1年的变化）之后，其容量仍然保持在额定容量以上。

中国电信广州分公司也采用该技术对广州各区域和分公司的大量逾龄电池组进行修复，“一开始我也不信，因为之前很多公司都找过我们，也试过很多次。后来听了他们的详细介绍，又看了一些实际案例，也就抱着“死马当活马医”的态度拿了一些电池来试一下。”中国电信广州分公司的技术人员说，“没有想到结果还真出乎意料。”修复的蓄电池共有107组，结果有62组达到了100%额定容量，占比58%，达到90%以上的有38组，占比36%，剩下的7组，额定容量也达到了80%以上，效果显著。

“这个蓄电池活化剂属于中性，不会损害蓄电池的内在部件，不会影响蓄电池自放电率，不影响它的寿命。”黄尚南提到，而且加入活化剂之后，修复过程主要是蓄电池充电跟放电，可以采用该公司生产的修复设备，也可以直接采用市场普通的设备，操作简单，修复时间一般为24～72个小时。“不仅要效果，我们也坚持环保原则。”黄尚南指出，活化剂不会增加蓄电池的污染物，用它来进行浇花，经过10天时间的检验，花儿依然鲜艳，长势良好。

未来：绿色再生是主流，修复市场空间可达上百亿

当前，节能环保、绿色低碳成为社会发展的主流，广州泓淮的蓄电池修复技术，正是顺应了社会发展的大趋势。

铅酸蓄电池中铅极板含量超过70%，硫酸及悬浮的含铅化合物约占20%，属于危险固体废弃物。由于我国目前尚未建成全国性和区域性的铅酸蓄电池回收网络，加上法律法规不健全，废旧铅酸蓄电池的回收利用存在较大的安全隐患。据行业人士测算，目前通过正规渠道回收的废旧铅酸蓄电池仅有30%左右，剩下的大部分进入一些不规范的小企业，这是导致铅污染的一个重要源头。铅酸蓄电池修复技术的运用，可以延长电池的实际使用寿命，降低铅酸蓄电池的报废率，提高了资源的利用效率，减少污染的产生，具有重要的社会意义。

根据中国电器工业协会铅酸蓄电池分会统计，2015年国内铅酸蓄电池产能约2000亿安时，产值超过4000亿元，约占全世界铅酸蓄电池产值的1/3。特别是随着电信基础设施、数据中心、企业IT网络建设、汽车工业等的飞速发展，铅酸蓄电池作为储能电池、动力电池的首选电源，市场仍将继续扩大。

“蓄电池运用范围广，每年淘汰量也大，也就预示着修复市场非常可观。”据黄尚南介绍，目前仅通信行业，蓄电池修复的潜在市场就已经接近500亿元。从经济价值来看，蓄电池修复也有巨大的优势，广州泓淮的修复技术，修复成本只是新购电池成本的三分之一左右，修复后蓄电池的使用寿命和新电池使用寿命相当，具有较大的经济可行性。

目前，经过广州泓淮修复的铅酸蓄电池包括汤浅、阳光、华达、光宇、南都、双登、理士、丰日、银泰、泰坦、三瑞等，成功修复的蓄电池容量达到了1000万安时，修复成功率超过95%，部分蓄电池使用年限超过8年，有的甚至超过12年，经过修复后还可以继续投运。南方电网的专家表示，这个技术解决了他们在蓄电池维护中的大问题，给蓄电池的全生命周期管理提供了科学手段。黄尚南还说，广州泓淮的蓄电池再生技术可接受任何第三方权威机构的检测。

铅酸蓄电池修复技术是一个全新的产业，未来还将带动活化液、修复设备制造、铅酸蓄电池管理维护相关上下游企业的发展，对直流电源相关行业发展具有明显的促进作用，市场前景可期。专家也指出，这个蓄电池活化剂如果在蓄电池生产的源头上采用，直接延长铅酸蓄电池的寿命，其经济价值以及社会价值更加不可估量。