鉅大LARGE | 點擊量：753次 | 2019年04月27日
目前，廢舊鉛蓄電池回收再生關(guān)鍵技術(shù)裝備主要依賴于什么？
一、推廣技術(shù)類
1.扣式堿性鋅錳電池無汞化技術(shù)與裝備無汞扣式堿性鋅錳電池關(guān)鍵技術(shù)主要包括電池鋼殼結(jié)構(gòu)及表面鍍層處理、負極無汞合金鋅粉材料、正極二氧化錳材料與電解液工藝配方，汞含量低于0.0005%。關(guān)鍵指標是防漏和儲存性能。推廣該技術(shù)可實現(xiàn)扣式堿性鋅錳電池無汞化，年減少汞耗量110噸。目前扣式堿錳電池年產(chǎn)量達80多億只，其中10%已經(jīng)達到無汞化。
2.紙板鋅錳電池無汞無鎘無鉛化技術(shù)無汞無鎘無鉛紙板鋅錳電池，即汞、鎘、鉛含量分別低于0.0005%、0.002%、0.004%。該技術(shù)要點為負極鋅筒合金組分與機械加工性能、有機和無機添加劑組合成緩腐蝕劑取代升汞、電解液與正極配方。目前紙板鋅錳電池產(chǎn)量約180億只，其中近10%產(chǎn)品已實現(xiàn)無汞無鎘無鉛化。推廣該技術(shù)可利用現(xiàn)有生產(chǎn)線，實現(xiàn)紙板鋅錳電池無汞無鎘無鉛化，年減少耗鉛量336噸、鎘118噸、汞4噸。
3.卷繞式密封鉛蓄電池技術(shù)該技術(shù)采用延壓鉛板柵、卷繞式電極結(jié)構(gòu)，提升了大電流放電性能和高低溫性能，提高了鉛蓄電池功率密度，單位功率密度耗鉛量減少1/4。卷繞式密封鉛蓄電池可替換現(xiàn)有起動型鉛蓄電池，應(yīng)用于普通汽車和工程車輛領(lǐng)域，并可作為動力電池應(yīng)用于輕度混合電動汽車、輕便型電動汽車。目前此項技術(shù)已形成批量產(chǎn)能。
4.拉網(wǎng)式、沖孔式、連鑄連軋式鉛蓄電池極板制造工藝技術(shù)與裝備鉛蓄電池正極板和負極板是由板柵作為活性物質(zhì)的載體。拉網(wǎng)板柵技術(shù)是采用冷擠壓成型，可使板柵金屬結(jié)構(gòu)致密，耐腐蝕性明顯提高，且板柵較其他工藝薄，減少鉛耗用量，鉛煙和鉛渣排放量小。板柵制造新技術(shù)還包括沖孔式、連鑄連軋式工藝技術(shù)，目前上述工藝主要通過引進國外技術(shù)裝備實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
5.鉛蓄電池無鎘化技術(shù)無鎘化技術(shù)為采用鉛鈣多元合金或其他無鎘板柵合金，替代含鎘板柵合金，鎘含量低于0.002%。推廣該技術(shù)每年可減少鎘耗量1800噸，消除鉛蓄電池生產(chǎn)、回收、再生環(huán)節(jié)中的鎘污染風險。目前無鎘鉛蓄電池約占電動自行車電池的15%。
6.鉛蓄電池內(nèi)化成工藝技術(shù)目前，部分汽車起動型電池、電動自行車電池等產(chǎn)品極板采用外化成工藝，產(chǎn)生大量酸霧和含酸含鉛廢水。推廣鉛蓄電池內(nèi)化成工藝，可大大減少含鉛含酸廢水及酸霧產(chǎn)生，年減少排放含鉛廢水約600萬噸。
二、應(yīng)用類技術(shù)
1.糊式鋅錳電池無汞化技術(shù)糊式鋅錳電池為價格低廉的傳統(tǒng)產(chǎn)品，總產(chǎn)量約40億只，其特點為正極采用天然二氧化錳或活性二氧化錳，但該材料雜質(zhì)較多，實現(xiàn)無汞化難度很大。無汞化技術(shù)主要包括提高正極材料的純度，采用新材料，調(diào)整電解液配方，用無機和有機添加劑組合取代升汞，利用現(xiàn)有生產(chǎn)線，實現(xiàn)產(chǎn)品無汞化。推廣該技術(shù)可減少汞年耗用量22噸。該技術(shù)已研發(fā)成功，可應(yīng)用示范。
2.鉛蓄電池極板外化成免水洗工藝鉛蓄電池極板外化成后的水洗工藝，產(chǎn)生大量含鉛含酸廢水。鉛蓄電池極板外化成免水洗工藝，采用特制的處理液，或采用放電及反充電保護的方法對化成極板進行處理，實現(xiàn)極板外化成免水洗目的，可減少含鉛廢水排放90%。目前該技術(shù)已研發(fā)成功，具備試點應(yīng)用條件。
三、研發(fā)技術(shù)類
1.研發(fā)氧化銀電池無汞化技術(shù)氧化銀電池主要應(yīng)用于高檔電子手表和電子儀器，其汞含量約為電池重量的1%，但廢棄后直接進入環(huán)境，存在污染風險。在缺少氧化銀電池回收處理機制的情況下，需從源頭抓起，加快研發(fā)新型的鋅粉合金、代汞添加劑、電解質(zhì)工藝配方及電池鋼殼結(jié)構(gòu)與表面處理工藝技術(shù)，實現(xiàn)氧化銀電池無汞化。
2.研發(fā)新型鉛蓄電池技術(shù)新型鉛蓄電池的發(fā)展方向為降低鉛耗量、提高電池質(zhì)量能量密度、質(zhì)量功率密度、循環(huán)壽命和快速充電能力。目前重點研究高性能電極材料與制備方法，研究電池新結(jié)構(gòu)與制造工藝，提高能量密度和功率密度。新型鉛蓄電池包括雙極性密封電池、超級電池、泡沫石墨電池等，其中：（1）雙極性密封電池。該電池采用雙極性結(jié)構(gòu)，以新型陶瓷材料做膈膜，與傳統(tǒng)電池相比，鉛耗量少、重量輕、體積小。具有循環(huán)壽命長，充放電效率高，價格便宜，易回收再生等特點。（2）超級電池。采用碳部分或全部替代負極中的鉛。該類電池具有循環(huán)壽命長、充電倍率高、功率特性好、低溫性能優(yōu)、重量輕等特點，可作為電動汽車動力電源。（3）泡沫石墨電池。泡沫石墨板柵密封蓄電池的技術(shù)創(chuàng)新點在于拋棄了鉛板柵，保留了活性物質(zhì)，采用泡沫石墨代替鉛，比普通鉛蓄電池減少了70%的鉛。
3.功率型鉛蓄電池減鉛技術(shù)研究和選用減鉛添加劑、去硫酸化添加劑，降低鉛蓄電池放電過程的極化，克服極板表面硫酸鹽化，降低電池內(nèi)阻，提高鉛蓄電池的功率特性，使啟動型等大功率使用的鉛蓄電池容量減小，鉛耗量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上降低10%以上。減鉛技術(shù)包括采用超薄極板工藝。該技術(shù)在國外已成熟應(yīng)用，目前我國還處于研發(fā)階段。
4.廢鉛蓄電池規(guī)模化無害化回收再生技術(shù)廢舊鉛蓄電池回收再生環(huán)節(jié)鉛污染風險較大。目前，廢舊鉛蓄電池回收再生關(guān)鍵技術(shù)裝備主要依賴進口，需要加大研發(fā)機械破碎、分選、鉛膏脫硫、鉛再生等環(huán)節(jié)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)工藝與裝備，開發(fā)廢水、廢氣和廢渣污染綜合防治與利用技術(shù)裝備，實現(xiàn)廢舊鉛蓄電池規(guī)?；療o害化再生利用。
UPS廠商在配置蓄電池時，所選用的設(shè)計容量是完全滿足甚至超過負載不停電供電的功率容量和供電時間要求的，但是在UPS投入運行后，用戶常常發(fā)現(xiàn)在市電停電后UPS不停電供電的實際時間遠小于設(shè)計值，造成這種現(xiàn)象的原因，大多數(shù)情況下并不是最初配置時蓄電池的備用容量不夠，而是蓄電池的容量沒有發(fā)揮出來。造成蓄電池實際容量降低的原因很多，有電池質(zhì)量問題，但更多的是使用和維護問題。
（1）電池容量
鉛酸蓄電池的極板在制造過程中，對生極板進行充電化成，便正極板上的鉛變成二氧化鉛，負極板上的鉛變?yōu)楹＞d狀鉛，但是制造廠商對極板進行化成的時間有限，不可能將所有的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)，為此，國家標準規(guī)定新電池達到90%容量為合格，只有在隨后的日常使用中，容量逐漸達到正常值，安裝兩年后要求達到100%。
電池組的額定容量是在規(guī)定的放電率下得出的，放電率（1/H）=放電電流（A）/電池額定容量（Ah）例如，UPS電源中所用的小型蓄電池的典型規(guī)格之一是l2V、6Ah/2Ohv，此規(guī)格定義為輸出直流電壓l2V，標稱容量為6Ah，放電率條件為20hr。具體含意是：把輸出直流電壓l2V的電池組置于以20H恒放電率條件下進行放電，一直放到其輸出電壓由l2V降到l0.5V時，所測到的總安時數(shù)應(yīng)為6Ah。
我國、日本、德國工業(yè)用電池采用10小時率（表示為C10），美國工業(yè)用電池標準為8小時率（表示為C8，）。在實際使用時，其放電率并不等于標準容量規(guī)定的放電率，當實際放電率大于標稱容量規(guī)定的放電率時，其實際輸出的容量要小于標稱容量。
我國電力、郵電標準規(guī)定，10小時率電池，當采用1小時率放電時，其容量為標稱容量的55%，即0.55C10。日本工業(yè)標準規(guī)定2V/10小時率電池，1小時率時容量為0.65C10，6V、12V，10小時率電池，1小時率容量為0.6C10。20小時率電池，10小時率容量為0.93C20，1小時率容量為0.56C20。
蓄電池的壽命有兩種表達方法：一種為深循環(huán)使用的電池，另一種為浮充使用的“備用電源”電池。深循環(huán)使用的電池以深循環(huán)次數(shù)來表示其使用壽命，以0.8C10深度充放電循環(huán)使用的電池，其壽命達到1200次以上，而浮充使用的電池，年限可達到10~20年。蓄電池只有80%容量時認為壽命終止。
實際使用壽命與設(shè)計使用壽命有很大差別，這主要取決于電池中水的損失情況。在設(shè)計條件下使用可達到設(shè)計壽命，而當外部條件如溫度、充電電壓、放電深度等變化超出設(shè)計要求時，實際使用壽命會大大低于設(shè)計壽命，實際使用容量也會低于設(shè)計容量。
（2）放電率對電池實際可輸出容量的影響
電池容量C（Ah）等于放電電流（A）與電池電壓達到下限值的放電時間（h）的乘積，而放電率（1/h）是實際放電電流（A）與電池標稱容量（Ah）的比值。
在UPS的實際運行中，市電掉電后，要求電池逆變承擔全部的負載功率，放電率視后備時間的不同而有很大差別，例如標機在1Omin左右，維持時間很短，放電率很大，長延時機可達4h或8h，放電率很小。所以蓄電池的實際放電率并非蓄電池規(guī)格定義中的放電率，圖5-1所示的放電曲線反映了不同的放電率對電池容量的影響。
屯池的實際放電電流越小，電池的電壓能維持的穩(wěn)定時間越長，反之亦然。例如，對1OOHR電池組而言，當放電電流為5A時，放電率為0.O5C，其輸出電壓維持在12V以上的時間長達10h以上，當電池電壓下降到臨界電壓10.5V時，放電時間可達2Oh，電池釋放的容量基本上是它的標稱容量。若將放電電流增大至1OOA，放電率為1C，則輸出電壓維持在l2V以上的時間不到1Omin。當電池電壓下降到臨界電壓時，可維持放電時間超過3Omin，實際放出的容量為58.3.M左右，遠低于標稱容量1OOAh。
電池組允許的放電臨界電壓值和實際可供利用的容量（AM都弓電池的放電電流大小有密切的關(guān)系。
蓄電池所允許放電時間為電池在實際放電電流下進行放電時，電池電壓從額定值下降到它所允許的臨界電壓時所用的時間。
蓄電池可供使用的效率為它在實際放電電流下所能釋放出的實際最大容量與它的額定容量的比值。
要注意在不同的放電率情況下，電池端電壓下降的臨界值也在變化，放電率低時，例如0.01C時，實際釋放的容量接近標稱容量，所允許的電池端電壓下降也高（10.5V），放電率大時例如1C，實際釋放的容量小，但允許的電池端電壓也可以低些（8V）。
過度的大電流放電工作方式是不利的。在為UPS配置電池時，單憑UPS在電池逆變期間所需要的輸出電流和電池供電時間來配置所用電池的標稱容量是不夠的，還必須根據(jù)電池逆變時的放電率和所選電池規(guī)格的輸出特性，適當增大所配電池容量。
