钜大LARGE | 点击量：744次 | 2019年04月27日
目前，废旧铅蓄电池回收再生关键技术装备主要依赖于什么？
一、推广技术类
1.扣式碱性锌锰电池无汞化技术与装备无汞扣式碱性锌锰电池关键技术主要包括电池钢壳结构及表面镀层处理、负极无汞合金锌粉材料、正极二氧化锰材料与电解液工艺配方，汞含量低于0.0005%。关键指标是防漏和储存性能。推广该技术可实现扣式碱性锌锰电池无汞化，年减少汞耗量110吨。目前扣式碱锰电池年产量达80多亿只，其中10%已经达到无汞化。
2.纸板锌锰电池无汞无镉无铅化技术无汞无镉无铅纸板锌锰电池，即汞、镉、铅含量分别低于0.0005%、0.002%、0.004%。该技术要点为负极锌筒合金组分与机械加工性能、有机和无机添加剂组合成缓腐蚀剂取代升汞、电解液与正极配方。目前纸板锌锰电池产量约180亿只，其中近10%产品已实现无汞无镉无铅化。推广该技术可利用现有生产线，实现纸板锌锰电池无汞无镉无铅化，年减少耗铅量336吨、镉118吨、汞4吨。
3.卷绕式密封铅蓄电池技术该技术采用延压铅板栅、卷绕式电极结构，提升了大电流放电性能和高低温性能，提高了铅蓄电池功率密度，单位功率密度耗铅量减少1/4。卷绕式密封铅蓄电池可替换现有起动型铅蓄电池，应用于普通汽车和工程车辆领域，并可作为动力电池应用于轻度混合电动汽车、轻便型电动汽车。目前此项技术已形成批量产能。
4.拉网式、冲孔式、连铸连轧式铅蓄电池极板制造工艺技术与装备铅蓄电池正极板和负极板是由板栅作为活性物质的载体。拉网板栅技术是采用冷挤压成型，可使板栅金属结构致密，耐腐蚀性明显提高，且板栅较其他工艺薄，减少铅耗用量，铅烟和铅渣排放量小。板栅制造新技术还包括冲孔式、连铸连轧式工艺技术，目前上述工艺主要通过引进国外技术装备实现规模化生产。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
5.铅蓄电池无镉化技术无镉化技术为采用铅钙多元合金或其他无镉板栅合金，替代含镉板栅合金，镉含量低于0.002%。推广该技术每年可减少镉耗量1800吨，消除铅蓄电池生产、回收、再生环节中的镉污染风险。目前无镉铅蓄电池约占电动自行车电池的15%。
6.铅蓄电池内化成工艺技术目前，部分汽车起动型电池、电动自行车电池等产品极板采用外化成工艺，产生大量酸雾和含酸含铅废水。推广铅蓄电池内化成工艺，可大大减少含铅含酸废水及酸雾产生，年减少排放含铅废水约600万吨。
二、应用类技术
1.糊式锌锰电池无汞化技术糊式锌锰电池为价格低廉的传统产品，总产量约40亿只，其特点为正极采用天然二氧化锰或活性二氧化锰，但该材料杂质较多，实现无汞化难度很大。无汞化技术主要包括提高正极材料的纯度，采用新材料，调整电解液配方，用无机和有机添加剂组合取代升汞，利用现有生产线，实现产品无汞化。推广该技术可减少汞年耗用量22吨。该技术已研发成功，可应用示范。
2.铅蓄电池极板外化成免水洗工艺铅蓄电池极板外化成后的水洗工艺，产生大量含铅含酸废水。铅蓄电池极板外化成免水洗工艺，采用特制的处理液，或采用放电及反充电保护的方法对化成极板进行处理，实现极板外化成免水洗目的，可减少含铅废水排放90%。目前该技术已研发成功，具备试点应用条件。
三、研发技术类
1.研发氧化银电池无汞化技术氧化银电池主要应用于高档电子手表和电子仪器，其汞含量约为电池重量的1%，但废弃后直接进入环境，存在污染风险。在缺少氧化银电池回收处理机制的情况下，需从源头抓起，加快研发新型的锌粉合金、代汞添加剂、电解质工艺配方及电池钢壳结构与表面处理工艺技术，实现氧化银电池无汞化。
2.研发新型铅蓄电池技术新型铅蓄电池的发展方向为降低铅耗量、提高电池质量能量密度、质量功率密度、循环寿命和快速充电能力。目前重点研究高性能电极材料与制备方法，研究电池新结构与制造工艺，提高能量密度和功率密度。新型铅蓄电池包括双极性密封电池、超级电池、泡沫石墨电池等，其中：（1）双极性密封电池。该电池采用双极性结构，以新型陶瓷材料做膈膜，与传统电池相比，铅耗量少、重量轻、体积小。具有循环寿命长，充放电效率高，价格便宜，易回收再生等特点。（2）超级电池。采用碳部分或全部替代负极中的铅。该类电池具有循环寿命长、充电倍率高、功率特性好、低温性能优、重量轻等特点，可作为电动汽车动力电源。（3）泡沫石墨电池。泡沫石墨板栅密封蓄电池的技术创新点在于抛弃了铅板栅，保留了活性物质，采用泡沫石墨代替铅，比普通铅蓄电池减少了70%的铅。
3.功率型铅蓄电池减铅技术研究和选用减铅添加剂、去硫酸化添加剂，降低铅蓄电池放电过程的极化，克服极板表面硫酸盐化，降低电池内阻，提高铅蓄电池的功率特性，使启动型等大功率使用的铅蓄电池容量减小，铅耗量在现有基础上降低10%以上。减铅技术包括采用超薄极板工艺。该技术在国外已成熟应用，目前我国还处于研发阶段。
4.废铅蓄电池规模化无害化回收再生技术废旧铅蓄电池回收再生环节铅污染风险较大。目前，废旧铅蓄电池回收再生关键技术装备主要依赖进口，需要加大研发机械破碎、分选、铅膏脱硫、铅再生等环节拥有自主知识产权的核心技术工艺与装备，开发废水、废气和废渣污染综合防治与利用技术装备，实现废旧铅蓄电池规模化无害化再生利用。
UPS厂商在配置蓄电池时，所选用的设计容量是完全满足甚至超过负载不停电供电的功率容量和供电时间要求的，但是在UPS投入运行后，用户常常发现在市电停电后UPS不停电供电的实际时间远小于设计值，造成这种现象的原因，大多数情况下并不是最初配置时蓄电池的备用容量不够，而是蓄电池的容量没有发挥出来。造成蓄电池实际容量降低的原因很多，有电池质量问题，但更多的是使用和维护问题。
（1）电池容量
铅酸蓄电池的极板在制造过程中，对生极板进行充电化成，便正极板上的铅变成二氧化铅，负极板上的铅变为海绵状铅，但是制造厂商对极板进行化成的时间有限，不可能将所有的物质均转化成活性物质，为此，国家标准规定新电池达到90%容量为合格，只有在随后的日常使用中，容量逐渐达到正常值，安装两年后要求达到100%。
电池组的额定容量是在规定的放电率下得出的，放电率（1/H）=放电电流（A）/电池额定容量（Ah）例如，UPS电源中所用的小型蓄电池的典型规格之一是l2V、6Ah/2Ohv，此规格定义为输出直流电压l2V，标称容量为6Ah，放电率条件为20hr。具体含意是：把输出直流电压l2V的电池组置于以20H恒放电率条件下进行放电，一直放到其输出电压由l2V降到l0.5V时，所测到的总安时数应为6Ah。
我国、日本、德国工业用电池采用10小时率（表示为C10），美国工业用电池标准为8小时率（表示为C8，）。在实际使用时，其放电率并不等于标准容量规定的放电率，当实际放电率大于标称容量规定的放电率时，其实际输出的容量要小于标称容量。
我国电力、邮电标准规定，10小时率电池，当采用1小时率放电时，其容量为标称容量的55%，即0.55C10。日本工业标准规定2V/10小时率电池，1小时率时容量为0.65C10，6V、12V，10小时率电池，1小时率容量为0.6C10。20小时率电池，10小时率容量为0.93C20，1小时率容量为0.56C20。
蓄电池的寿命有两种表达方法：一种为深循环使用的电池，另一种为浮充使用的“备用电源”电池。深循环使用的电池以深循环次数来表示其使用寿命，以0.8C10深度充放电循环使用的电池，其寿命达到1200次以上，而浮充使用的电池，年限可达到10~20年。蓄电池只有80%容量时认为寿命终止。
实际使用寿命与设计使用寿命有很大差别，这主要取决于电池中水的损失情况。在设计条件下使用可达到设计寿命，而当外部条件如温度、充电电压、放电深度等变化超出设计要求时，实际使用寿命会大大低于设计寿命，实际使用容量也会低于设计容量。
（2）放电率对电池实际可输出容量的影响
电池容量C（Ah）等于放电电流（A）与电池电压达到下限值的放电时间（h）的乘积，而放电率（1/h）是实际放电电流（A）与电池标称容量（Ah）的比值。
在UPS的实际运行中，市电掉电后，要求电池逆变承担全部的负载功率，放电率视后备时间的不同而有很大差别，例如标机在1Omin左右，维持时间很短，放电率很大，长延时机可达4h或8h，放电率很小。所以蓄电池的实际放电率并非蓄电池规格定义中的放电率，图5-1所示的放电曲线反映了不同的放电率对电池容量的影响。
屯池的实际放电电流越小，电池的电压能维持的稳定时间越长，反之亦然。例如，对1OOHR电池组而言，当放电电流为5A时，放电率为0.O5C，其输出电压维持在12V以上的时间长达10h以上，当电池电压下降到临界电压10.5V时，放电时间可达2Oh，电池释放的容量基本上是它的标称容量。若将放电电流增大至1OOA，放电率为1C，则输出电压维持在l2V以上的时间不到1Omin。当电池电压下降到临界电压时，可维持放电时间超过3Omin，实际放出的容量为58.3.M左右，远低于标称容量1OOAh。
电池组允许的放电临界电压值和实际可供利用的容量（AM都弓电池的放电电流大小有密切的关系。
蓄电池所允许放电时间为电池在实际放电电流下进行放电时，电池电压从额定值下降到它所允许的临界电压时所用的时间。
蓄电池可供使用的效率为它在实际放电电流下所能释放出的实际最大容量与它的额定容量的比值。
要注意在不同的放电率情况下，电池端电压下降的临界值也在变化，放电率低时，例如0.01C时，实际释放的容量接近标称容量，所允许的电池端电压下降也高（10.5V），放电率大时例如1C，实际释放的容量小，但允许的电池端电压也可以低些（8V）。
过度的大电流放电工作方式是不利的。在为UPS配置电池时，单凭UPS在电池逆变期间所需要的输出电流和电池供电时间来配置所用电池的标称容量是不够的，还必须根据电池逆变时的放电率和所选电池规格的输出特性，适当增大所配电池容量。
