權(quán)利要求書(shū)： 1.一種膠體電池修復(fù)劑，其特征在于，包括：

天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉制得的修復(fù)粉劑；

納米碳顆粒、N?(2?羥乙基)丙烯酰胺、硫酸鈉和硫酸鉀的混合物；

和去離子水；

所述天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉按照10:1:0.1質(zhì)量比混合，混合后的材料放置于高溫釜中，設(shè)置溫度在1500?1700℃，加熱，冷卻，得修復(fù)粉劑；

所述納米碳顆粒、N?(2?羥乙基)丙烯酰胺、硫酸鈉和硫酸鉀按照1:1:5:5的比例混合，獲得混合物；

所述混合物按照去離子水百分質(zhì)量比的0.01?0.03％加入去離子水中，再加入去離子水百分質(zhì)量比的0.01?0.03％的修復(fù)粉劑，混合均勻，得膠體電池修復(fù)劑；

所述改性蛇紋石的制備方法為：

S1:天然蛇紋石經(jīng)高溫活化，冷卻，研磨，過(guò)篩，得天然蛇紋石粉末，加水?dāng)嚢韬?，加入半胱胺鹽酸鹽進(jìn)行磁力攪拌，靜置，去離子水洗滌，烘干，得有機(jī)蛇紋石；其中天然蛇紋石粉末與半胱胺鹽酸鹽的質(zhì)量比為100g：6g；

?1 ?1

S2：將0.1mol·L Na2CO3溶液與0.1mol·L FeCl3·6H2O按1：2體積比混合，磁力攪拌制得多羥基鐵聚合物溶液，?1

S3：取S1中有機(jī)蛇紋石與去離子水混合制得500g·L 有機(jī)蛇紋石漿液，再加入S2中多羥基鐵聚合物溶液，磁力攪拌，靜置，洗滌得改性蛇紋石，有機(jī)蛇紋石漿液與多羥基鐵聚合物溶液體積比為3：2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠體電池修復(fù)劑，其特征在于，所述改性蛇紋石的制備方法包含以下ⅰ)?ⅳ)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)特征，i)所述天然蛇紋石經(jīng)高溫活化，活化溫度為400?600℃，活化時(shí)間為40?60min；

ii)所述過(guò)篩為100?150目篩；

iii)所述步驟S1中磁力攪拌時(shí)間為1?2h，步驟S3中磁力攪拌時(shí)間為1?2h；

iv)所述步驟S1中烘干溫度為60?70℃；

v)所述天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉混合物，高溫釜中加熱時(shí)間為

0.5?2小時(shí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠體電池修復(fù)劑，其特征在于，所述的納米碳顆粒，其粒徑≤?4

50nm、電阻率為≤5×10 Ω.cm。

4.一種膠體電池修復(fù)劑的使用方法，其特征在于，包括(1)將膠體電池修復(fù)劑先加入電解液，灌裝前先對(duì)加有膠體電池修復(fù)劑的電解液進(jìn)行攪拌，攪拌速度為800r/min?1200r/min，室溫，采用直接灌注法進(jìn)行電池灌注,灌裝速度為

30?45mL/min；

(2)注入電解液后，第一次電池靜置，再對(duì)電池進(jìn)行的充放電活化；充放電活化完成后，第二次電池靜置，準(zhǔn)備性能測(cè)試。

5.一種膠體電池修復(fù)劑的使用方法，其特征在于，將膠體電池修復(fù)劑加熱至75?85℃，采用直接灌注法，從膠體電池閥門口加入膠體電池電解液中，再對(duì)電池進(jìn)行的充放電活化，充放電活化完成后，第二次電池靜置，準(zhǔn)備性能測(cè)試。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膠體電池修復(fù)劑的灌裝方法，其特征在于，所述膠體電池修復(fù)劑加入量為每膠體電池表容量AH加入0.5毫升膠體電池修復(fù)劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠體電池修復(fù)劑的灌裝方法，其特征在于，所述攪拌時(shí)間為

15?25min，第一次電池靜置和第二次電池靜置時(shí)間均為5?24小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要5所述的膠體電池修復(fù)劑的灌裝方法，其特征在于，所述充放電活化，為充電和放電循環(huán)過(guò)程，充電電壓小于2.85，且充電電流為0.02C?0.2C，為充電狀態(tài)；充電電壓大于等于2.85，或者充電電流小于0.02C，為放電狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膠體電池修復(fù)劑的灌裝方法，其特征在于，所述充電和放電循環(huán)過(guò)程最多重復(fù)2次。

說(shuō)明書(shū)： 一種膠體電池修復(fù)劑及其使用方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于膠體電池修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種膠體電池修復(fù)劑及其使用方法。背景技術(shù)[0002] 膠體電池在放電過(guò)程中生成溶解度很低、非穩(wěn)態(tài)的PbSO4，達(dá)到飽和后就會(huì)不斷以晶體形式析出。正常放電過(guò)程中生成的PbSO4是以微小結(jié)晶顆粒形式均勻分布在電池的極板上，充電時(shí)能較為容易還原為Pb和PbO2。眾所周知，所有的氧化還原反應(yīng)，都不可能100％地進(jìn)行，因此，經(jīng)過(guò)時(shí)間的積累，部分PbSO4不能充分還原為海棉狀Pb，這些PbSO4逐漸積累，從非問(wèn)題逐步形成穩(wěn)態(tài)，形成10μm?50μm直徑的晶體，直至堵塞極板、隔板的微孔，妨礙電解液的滲透，最終電池內(nèi)阻增大，降低電池的充電接受能力。在貯存溫度較高，使用過(guò)程中浮充電壓過(guò)低，初充電不足、經(jīng)常充電不足、或者深度放電等問(wèn)題時(shí)，膠體電池的硫酸鹽化速率會(huì)更快，當(dāng)硫酸鹽化達(dá)到一定程度，電池只能失效報(bào)廢。穩(wěn)態(tài)PbSO4晶體的形成，導(dǎo)致膠體電池電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的減少，也是膠體電池失效、性能下降的主要原因。[0003] 因此，如何抑制和消除硫酸鹽化，最大限度地延長(zhǎng)膠體電池組的使用壽命，是大家爭(zhēng)相研究、當(dāng)前亟待解決的重要課題。大量研究證實(shí)，加入修復(fù)劑，正對(duì)膠體電池的特征，加溫、加電環(huán)境性，催化硫酸鉛顆粒的分解，是恢復(fù)膠體電池性能，提高充放電循環(huán)性能的有效途徑。但是，由于膠體電池結(jié)構(gòu)上的特征，膠體電池電解液密度低的特征，讓膠體電池的修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展緩慢。[0004] 蛇紋石是一種層狀的硅酸鹽礦物，其理想分子式為Mg6(Si4O10)(OH)8。蛇紋石的晶2+

體結(jié)構(gòu)為三八面體型，由一個(gè)氫氧化鎂八面體層和一個(gè)硅氧四面體層構(gòu)成，晶體中少量Mg

2+ 2+ 2+ 2+

可被Fe 、Cr 、Mn 、Ni 等金屬離子取代。蛇紋石的斷裂面上還存在不飽和的Si?O?Si、O?Si?O鍵和鎂鍵，使蛇紋石具有很高的化學(xué)活性。此外，蛇紋石儲(chǔ)量豐富，具有較高的比表面積，但是目前主要是應(yīng)用于水體和土壤中重金屬污染的潛在吸附材料,而且目前天然蛇紋

2+

石對(duì)Pb 的吸附性能有限，如何進(jìn)一步改進(jìn)其吸附性能是目前膠體電池亟待解決的問(wèn)題。

[0005] 膠體電池的灌裝工藝是連接于電解液與電池間的橋梁，其灌裝并不是將電解液簡(jiǎn)單地灌入電池。倘若灌裝工藝選擇的不正確，即使使用了性能優(yōu)良的膠體電解液，膠體電池的性能也會(huì)出現(xiàn)惡化現(xiàn)象。膠體電解液的灌裝工藝是否合理，關(guān)系著膠體電池綜合性能的發(fā)揮。發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是制備一種膠體電池修復(fù)劑，該修復(fù)劑能恢復(fù)劣化膠體電池的性能，促進(jìn)性能退化的膠體電池活化再生，以延長(zhǎng)膠體電池的使用壽命。[0007] 本發(fā)明的第一方面提供一種膠體電池修復(fù)劑，包括：[0008] 天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉制得的修復(fù)粉劑；[0009] 納米碳顆粒、N?(2?羥乙基)丙烯酰胺、硫酸鈉和硫酸鉀的混合物；[0010] 和去離子水；[0011] 所述天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉按照10:1:0.1質(zhì)量比混合，混合后的材料放置于高溫釜中，設(shè)置溫度在1500?1700℃，加熱，冷卻，得修復(fù)粉劑；所述天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉混合物，高溫釜中加熱時(shí)間為0.5?2小時(shí)。本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，粉劑在高溫狀態(tài)下，可以獲得更大的比表面積，粉劑具備更強(qiáng)的活性。[0012] 所述納米碳顆粒、N?(2?羥乙基)丙烯酰胺、硫酸鈉和硫酸鉀按照1:1:5:5的比例混合，獲得混合物；[0013] 所述混合物按照去離子水百分質(zhì)量比的0.01?0.03％加入去離子水中，再加入去離子水百分質(zhì)量比的0.01?0.03％的修復(fù)粉劑，混合均勻，得膠體電池修復(fù)劑；[0014] 所述改性蛇紋石的制備方法為：[0015] S1:天然蛇紋石經(jīng)高溫活化，冷卻，研磨，過(guò)篩，得天然蛇紋石粉末，加水?dāng)嚢韬?，加入半胱胺鹽酸鹽進(jìn)行磁力攪拌，靜置，去離子水洗滌，烘干，得有機(jī)蛇紋石；其中天然蛇紋石粉末與半胱胺鹽酸鹽的質(zhì)量比為100g：6g；[0016] 所述天然蛇紋石來(lái)自甘肅某蛇紋石礦，粉碎球磨后制得的樣品粒度為200目，蛇紋石的化學(xué)式為Mg3Si2O5(OH)4。XRF結(jié)果與其組分的理論量分別為MgO43.6％、SiO243.6％、H2O13.1％。[0017] 所述天然蛇紋石經(jīng)高溫活化，可以將天然蛇紋石于坩堝中在馬弗爐中活化，活化溫度為400?600℃，活化時(shí)間為40?60min；所述過(guò)篩為100?150目篩；所述步驟S1中磁力攪拌時(shí)間為1?2h，步驟S3中磁力攪拌時(shí)間為1?2h；所述步驟S1中烘干溫度為60?70℃；[0018] S2：將0.1mol·L?1Na2CO3溶液與0.1mol·L?1FeCl3·6H2O按1：2體積比混合，磁力攪拌制得多羥基鐵聚合物溶液，[0019] S3：取S1中有機(jī)蛇紋石與去離子水混合制得500g·L?1有機(jī)蛇紋石漿液，再加入S2中多羥基鐵聚合物溶液，磁力攪拌，靜置，洗滌得改性蛇紋石，有機(jī)蛇紋石漿液與多羥基鐵聚合物溶液體積比為3：2。[0020] 進(jìn)一步的，所述的納米碳顆粒，其粒徑≤50nm、電阻率為≤5×10?4Ω.cm。[0021] 本發(fā)明的另一方面提供一種膠體電池修復(fù)劑的使用方法，該膠體電池修復(fù)劑的使用方法分為2種，第一種將膠體電池修復(fù)劑直接加入電池電解液中，然后進(jìn)行灌裝，制備膠體電池；第二種，當(dāng)膠體電池的電解液已經(jīng)灌裝完成，直接通過(guò)膠體電池閥門口將膠體電池修復(fù)劑加入電池電解液中。第一種情況：[0022] (1)將膠體電池修復(fù)劑先加入電解液，灌裝前先對(duì)加有膠體電池修復(fù)劑的電解液進(jìn)行攪拌，攪拌速度為800r/min?1200r/min，室溫，采用直接灌注法進(jìn)行電池灌注,灌裝速度為30?45mL/min；[0023] 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，隨著攪拌速度的増加，膠體電解液的分布越均勻，因此攪拌速度為800r/min時(shí)制成的電池循環(huán)壽命比低于800r/min的長(zhǎng)是可以理解的。而攪拌速度高于1200r/min時(shí)的循環(huán)壽命卻短于800r/min，這可能是因?yàn)楫?dāng)攪拌速度為1200r/min時(shí)，速度太大，膠團(tuán)在高速的掠拌下，其凝膠分子被破壞，膠團(tuán)被拆散開(kāi)來(lái)，大顆粒會(huì)逐漸變成小顆粒，小顆粒則會(huì)更加細(xì)小。這些小顆粒在循環(huán)過(guò)程中凝膠后容易析出水分，長(zhǎng)此以往，便會(huì)影響最終的循環(huán)壽命，因此，攪拌速度為800r/min?1200r/min是較為合適的選擇。[0024] 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)，在室溫下，采用直接灌注法進(jìn)行電池灌注法，比高溫或者采用過(guò)放電法，直接灌入法膠體電解液的分布更均勻，循環(huán)壽命更長(zhǎng)，過(guò)放電法雖然初始容量較大，但其容量衰減迅速，從第27次起至壽命終止，放電容量均不及直接灌入法高。因此，灌裝方法選擇室溫下，直接灌入法。[0025] 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)灌裝速度為小于30mL/min時(shí)，隨著灌裝速度的減小，膠體電池初始放電容量增大。但是，并不利于工業(yè)的生產(chǎn)。同時(shí)，當(dāng)向電池槽中灌注膠體電解液時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量氣體。如果快速注入電解液，大量的電解液便會(huì)堵住氣體排出的通道，使氣體很難排出，這樣會(huì)使制成的電池內(nèi)阻增大，降低了放電容量。因此，要以合適的速度注入電解液，給氣體充分的時(shí)間和空間排出。當(dāng)然，灌注速度也不能太慢，這樣不僅對(duì)膠體電解液的凝膠時(shí)間有較高的要求，還影響著工業(yè)生產(chǎn)的速度。因此，灌裝速度為30?45mL/min是較為合適的速度。

[0026] (2)注入電解液后，第一次電池靜置，再對(duì)電池進(jìn)行的充放電活化；充放電活化完成后，第二次電池靜置，準(zhǔn)備性能測(cè)試。[0027] 第二種情況：當(dāng)膠體電池的電解液已經(jīng)灌裝完成，直接通過(guò)膠體電池閥門口將膠體電池修復(fù)劑加入電池電解液中。[0028] 一種膠體電池修復(fù)劑的灌裝方法，將膠體電池修復(fù)劑加熱至75?85℃，采用直接灌注法，從膠體電池閥門口加入膠體電池電解液中，再對(duì)電池進(jìn)行的充放電活化，充放電活化完成后，第二次電池靜置，準(zhǔn)備性能測(cè)試。本發(fā)明的發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，加熱后的修復(fù)劑加入膠體電池內(nèi)，讓膠體內(nèi)部的溫度升高，此時(shí)，對(duì)膠體電池充電讓電池化學(xué)反應(yīng)速度加快，加速穩(wěn)態(tài)硫酸鉛顆粒的分解。[0029] 進(jìn)一步的，所述膠體電池修復(fù)劑加入量為每膠體電池表容量AH加入0.5毫升膠體電池修復(fù)劑。[0030] 進(jìn)一步的，所述攪拌時(shí)間為15?25min，第一次電池靜置和第二次電池靜置時(shí)間均為5?24小時(shí)。[0031] 進(jìn)一步的，所述充放電活化，為充電和放電循環(huán)過(guò)程，充電電壓小于2.85，且充電電流為0.02C?0.2C，為充電狀態(tài)；充電電壓大于等于2.85，或者充電電流小于0.02C，為放電狀態(tài)。本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，采用0.02C?0.2C的充電電流，能夠讓電池充電過(guò)程中產(chǎn)生熱量，保證電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的溫度環(huán)境。同時(shí)，在膠體電池啟動(dòng)修復(fù)前期，由于電池內(nèi)阻大，充電電壓如果過(guò)低，對(duì)膠體電池而言，無(wú)法獲得0.2C的充電電流，允許采用高達(dá)2.85的單體充電電壓，是保證獲得大的充電電流的需要。[0032] 更進(jìn)一步的，所述充電和放電循環(huán)過(guò)程最多重復(fù)2次。當(dāng)進(jìn)行第一次膠體電池修復(fù)充放電活化后，放電容量滿足80％的標(biāo)稱容量，膠體電池修復(fù)完成。放電容量不滿足80％容量要求，進(jìn)行第二次膠體電池修復(fù)充放電活化，放電容量滿足80％的標(biāo)稱容量，膠體電池修復(fù)完成。如果放電還不滿足容量要求，基本屬于電池內(nèi)部物理?yè)p傷，修復(fù)結(jié)束。[0033] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：[0034] (1)本發(fā)明獲得的修復(fù)劑是具備獨(dú)特的管狀構(gòu)造的納米管材料，它的外徑一般為11～85nm，大多數(shù)在20～50nm范圍，而內(nèi)徑2～25nm，多數(shù)小于10nm。修復(fù)劑具有機(jī)械強(qiáng)度好、耐熱等優(yōu)良性能，同時(shí)具有高表面化學(xué)活性；其活性主要來(lái)源自表面的不飽和鍵、納米晶體巨大的比表面積所帶來(lái)的高表面能以及卷曲結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的晶格彎曲而引起的附加內(nèi)能和表面能。優(yōu)良的物理和化學(xué)性能使得它在膠體電池的酸性環(huán)境下可以作用；其中不飽和鍵，尤其是含未偶合電子的氧、懸空的硅及纖維表面的羥基(OH?)面活性最強(qiáng)。這個(gè)修復(fù)劑

2+

還對(duì)Pb 具備很強(qiáng)的吸附作用，這種吸附是通過(guò)它的羥基及不飽和Si—O—Si鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)，斷

2+

裂的Si—O—Si鍵暴露的氧可與Pb 等離子結(jié)合，在外部電子的作用下，促進(jìn)硫酸鉛的分解。

本發(fā)明是在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，天然蛇紋石通過(guò)改性，該方法首先將天然蛇紋石高溫活化，冷卻，研磨，過(guò)篩，得天然蛇紋石粉末，再經(jīng)過(guò)半胱胺鹽酸鹽和多羥基鐵聚合物溶液，無(wú)機(jī)有機(jī)聯(lián)合改性蛇紋石，經(jīng)本發(fā)明人研究表明，無(wú)機(jī)有機(jī)聯(lián)合改性蛇紋石后的比表面積和孔徑分析數(shù)據(jù)，均比改性前孔徑和比表面積大，孔徑、比表面積的增加為重金屬的吸附提供了更多的吸附位點(diǎn)與空間。同時(shí)，將天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉按照10:1:0.1質(zhì)量比混合，混合后的材料放置于高溫釜中，設(shè)置溫度在1500?1700℃，加熱，冷卻，得修復(fù)粉劑，高溫狀態(tài)下，進(jìn)一步增加了膠體電池

2+

修復(fù)劑的比表面積，讓這個(gè)粉劑具備更強(qiáng)的活性。因此，改性蛇紋石吸附Pb 的能力大大提升，促使硫酸鉛的分解的速度更快，提高了修復(fù)劑的修復(fù)效率。發(fā)明人認(rèn)為，改性蛇紋石吸

2+ 2+

附Pb 的機(jī)理主要為Pb 與改性后蛇紋石表面形成的高能鍵結(jié)合，以Pb(NO3)2·Si?O、PbO·

2+

O?Si?O配合物的形式吸附在蛇紋石表面。改性蛇紋石在溶液中Pb 的解吸量及解吸率均較

2+ 2+

高，改性蛇紋石對(duì)Pb 的吸附情況較為穩(wěn)定，Pb 不易被解吸出來(lái)。

[0035] (2)本發(fā)明首先是解決了膠體電池的修復(fù)問(wèn)題，有效解決了膠體電池因硫酸鹽化導(dǎo)致的電池內(nèi)阻增大，容量下降問(wèn)題。由于膠體電池電解液的硫酸密度較低，電子轉(zhuǎn)移速度慢，化學(xué)反應(yīng)不活潑，常態(tài)修復(fù)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)膠體電池的修復(fù)。采用加溫的修復(fù)液，高電壓、大電流，讓被修復(fù)電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)條件更充分，有更高的修復(fù)速率和修復(fù)效率。[0036] (3)本修復(fù)劑及使用方法，本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)膠體電池內(nèi)阻下降，恢復(fù)電池的氧化還原反應(yīng)能力，無(wú)任何破壞性的材料以及修復(fù)過(guò)程。附圖說(shuō)明[0037] 圖1為本發(fā)明應(yīng)用例中電池修復(fù)前放電曲線。[0038] 圖2為本發(fā)明應(yīng)用例中電池修復(fù)后放電曲線。[0039] 圖3新電池充放電循環(huán)衰減曲線。具體實(shí)施方式[0040] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和達(dá)成目的與效果易于理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明。[0041] 按照本發(fā)明提供的材料和實(shí)現(xiàn)方法，我們配置出修復(fù)膠體電池的粉劑以及溶劑。[0042] 實(shí)施例1：[0043] 改性蛇紋石的制備：[0044] 取500g天然蛇紋石于坩堝中在馬弗爐中500℃熱活化50min，冷卻后研磨過(guò)100目，得天然蛇紋石粉末，取天然蛇紋石粉末100g于200mL蒸餾水中攪拌均勻，加入300mL20g·?1L 半胱胺鹽酸鹽溶液磁力攪拌2h，靜置用去離子水洗滌5次，60℃烘干，得到有機(jī)蛇紋石，命?1 ?1

名為有機(jī)改性蛇紋石。將100mL0.1mol·L Na2CO3溶液與200mL0.1mol·L FeCl3·6H2O，磁力攪拌1h待用，取1L燒杯加入200mL水和100g有機(jī)蛇紋石磁力攪拌1h，將300mL多羥基鐵聚合物溶液加入到200mL有機(jī)蛇紋石漿液中磁力攪拌2h，靜置后用去離子水洗滌5次，命名為有機(jī)無(wú)機(jī)聯(lián)合改性蛇紋石，也就是本發(fā)明中聲稱得改性蛇紋石。

[0045] 孔徑與比表面積分析[0046] 為了探究改性對(duì)蛇紋石的孔徑和比表面積產(chǎn)生的變化，本實(shí)驗(yàn)采用比表面積與孔隙度分析儀測(cè)定對(duì)比改性前后的變化，表1為孔徑與比表面積分析結(jié)果。[0047] 表1改性后蛇紋石孔徑與比表面積分析[0048][0049][0050] 對(duì)比表1中天然蛇紋石改性前后的比表面積和孔徑分析數(shù)據(jù)可知，無(wú)機(jī)有機(jī)聯(lián)合2 ?1

改性蛇紋石的BET比表面積由9.17增加到14.16m·g ，比表面積增加了54.4％，有機(jī)改性

2 ?1

比表面積有所增加，增加到11.37m·g ，比表面積增加了24％。相比于未改性天然蛇紋石，有機(jī)改性蛇紋石和無(wú)機(jī)有機(jī)聯(lián)合改性蛇紋石的孔容基本沒(méi)有變化。相比于未改性蛇紋石，有機(jī)改性蛇紋石和無(wú)機(jī)有機(jī)聯(lián)合改性蛇紋石的孔徑由3.03nm分別增加到3.81nm和3.82nm。

有機(jī)改性和無(wú)機(jī)有機(jī)聯(lián)合改性均增大了蛇紋石的比表面積和孔徑，孔徑、比表面積的增加為重金屬的吸附提供了更多的吸附位點(diǎn)與空間。

[0051] 實(shí)施例2；[0052] 膠體電池修復(fù)劑的制備方法，以及按照該方法制得得膠體電池修復(fù)劑：[0053] 將天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉按照10:1:0.1質(zhì)量比混合，混合后的材料放置于高溫釜中，設(shè)置溫度在1600℃，加熱，冷卻，得修復(fù)粉劑；所述天然富鎂硅酸鹽礦、改性蛇紋石和8?羥基喹啉混合物，高溫釜中加熱時(shí)間為1小時(shí)。本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，粉劑在高溫狀態(tài)下，可以獲得更大的比表面積，粉劑具備更強(qiáng)的活性。[0054] (1)取質(zhì)量百分比為0.02份修復(fù)粉劑，加入100份去離子水中進(jìn)行攪拌，形成透明溶液；[0055] (2)將納米碳顆粒、N?(2?羥乙基)丙烯酰胺、硫酸鈉和硫酸鉀按照1:1:5:5的比例混合，獲得混合物；取質(zhì)量百分比為0.02份的混合物加入上述步驟(1)中的透明溶液內(nèi)進(jìn)行攪拌，形成半透明懸濁液，即得膠體電池修復(fù)劑。出于搬運(yùn)等需要，我們采用300毫升的礦泉水瓶盛裝這個(gè)修復(fù)劑，每瓶盛裝250毫升。[0056] 實(shí)施例3：[0057] 接收南方電網(wǎng)廣州供電局的一組膠體電池組，總計(jì)24個(gè)2膠體電池，膠體電池為德國(guó)陽(yáng)光膠體電池，標(biāo)稱容量500AH。經(jīng)過(guò)修復(fù)前放電測(cè)試膠體電池組存在嚴(yán)重硫化，采用10小時(shí)率放電，容量只有325AH。

[0058] 按照本發(fā)明提供的材料和實(shí)現(xiàn)方法，我們配置出實(shí)施例2修復(fù)膠體電池的粉劑以及溶劑。而且，粉劑和溶劑已經(jīng)混合且注入透明有刻度的礦泉水瓶?jī)?nèi)。出于搬運(yùn)等需要，我們采用300毫升的礦泉水瓶盛裝這個(gè)修復(fù)劑，每瓶盛裝250毫升。[0059] 本發(fā)明的一種膠體電池修復(fù)劑及其使用方法，按照電池容量加注。加注原則是每AH加注0.5毫升修復(fù)液。[0060] 本案例的膠體電池標(biāo)稱容量是500AH，一瓶250毫升的修復(fù)劑剛好可以滿足電池修復(fù)需要。[0061] 實(shí)際使用中，采用水箱統(tǒng)一加熱，這個(gè)方式，簡(jiǎn)單，高效，快捷。加熱到指定溫度，就可以把修復(fù)劑注入電池內(nèi)，啟動(dòng)電池修復(fù)。[0062] 電池修復(fù)的充放電，可以采用專用的2充放電設(shè)備，對(duì)單體電池進(jìn)行獨(dú)立的充放電操作。2電池修復(fù)設(shè)備需要滿足：輸出電壓0?3輸出、輸出最大電流大于100A。[0063] 也可以采用6個(gè)蓄電池單體串聯(lián)，采用12的充放電設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)設(shè)備滿足：輸出電壓0?20，最大電流大于100A。

[0064] 對(duì)此批次的蓄電池修復(fù)，我們對(duì)電池進(jìn)行了分成4個(gè)小組，每個(gè)小組6塊電池的方式，采用4臺(tái)修復(fù)機(jī)對(duì)電池進(jìn)行充電操作。[0065] 經(jīng)過(guò)修復(fù)后的電池組，成組采用10小時(shí)率，放電容量為496AH，達(dá)到標(biāo)稱容量的99.2％。電池修復(fù)一次成功！

[0066] 電池修復(fù)前后，我們選擇了電池組其中的4號(hào)電池進(jìn)行比對(duì)。其中，tu為本發(fā)明應(yīng)用例中電池修復(fù)前放電曲線，圖中，電池執(zhí)行0.1C恒流放電，在電池電壓跌破1.8的放電截止電壓時(shí)，電池容量無(wú)法滿足80％的容量要求。圖2為本發(fā)明應(yīng)用例中電池修復(fù)后放電曲線，圖中，電池執(zhí)行0.1C恒流放電，在電池電壓跌破1.8的放電截止電壓時(shí)，電池容量滿足100％的容量要求。

[0067] 實(shí)施例4：[0068] 南方電網(wǎng)江門供電局[0069] 總計(jì)24個(gè)2膠體電池，膠體電池為2008年上線使用。品牌：德國(guó)陽(yáng)光標(biāo)稱容量300AH。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，24個(gè)膠體電池沒(méi)有物理?yè)p壞，經(jīng)10小時(shí)放電，整組放電容量為200AH，沒(méi)有滿足80％標(biāo)稱容量標(biāo)準(zhǔn)，判定為不合格。

[0070] 添加本發(fā)明修復(fù)機(jī)，按照每1AH添加0.5mL執(zhí)行，按照上述修復(fù)劑的配置方法以及修復(fù)劑的注入流程，完成了24個(gè)電池單體的修復(fù)劑注入。采用電池組整組進(jìn)行充放電模式，電池組經(jīng)過(guò)2次0.1C完整的充放電操作，電池組核對(duì)容量放電滿足300AH要求，達(dá)到標(biāo)稱容量的100％。[0071] 實(shí)施例5：[0072] 對(duì)實(shí)施例3修復(fù)的電池進(jìn)行壽命評(píng)估：[0073] 為了驗(yàn)證修復(fù)后電池壽命，對(duì)修復(fù)后的電池進(jìn)行了高溫浮充老化壽命實(shí)驗(yàn)。對(duì)兩只修復(fù)后的膠體電池(修復(fù)后容量496Ah和500Ah，原標(biāo)稱容量500Ah)進(jìn)行高溫加速浮充老化試驗(yàn)，老化溫度為58℃±2℃，浮充電壓設(shè)置為2.25，每連續(xù)浮充30天后，在浮充狀態(tài)冷卻到25℃±2℃，進(jìn)行3h率和10h率放電試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)4次30天的高溫浮充老化試驗(yàn)后，兩只膠體電池的容量為505Ah和510Ah，放電容量滿足標(biāo)稱100％的要求，該試驗(yàn)表明修復(fù)再生后的膠體電池壽命達(dá)到4年。[0074] 實(shí)施例6：[0075] 上述實(shí)施例2中制備的膠體電池修復(fù)劑，按照第一種情況：將膠體電池修復(fù)劑直接加入電池電解液中，然后進(jìn)行灌裝，制備膠體電池；[0076] (1)將膠體電池修復(fù)劑先加入電解液，電解液一般氣相二氧化硅，硫酸，本實(shí)施例中二氧化硅含量為5％，硫酸含量為38％，為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，由于膠體電池電解液的硫酸密度較低，電子轉(zhuǎn)移速度慢，化學(xué)反應(yīng)不活潑，常態(tài)修復(fù)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)膠體電池的修復(fù)，當(dāng)在該電解液中加入膠體電池修復(fù)劑，修復(fù)劑中的改性蛇紋石的孔徑在改性后明顯增大，使膠體電解液中的電荷轉(zhuǎn)移阻抗明顯減小，加速穩(wěn)態(tài)硫酸鉛顆粒分解。[0077] (2)灌裝前先對(duì)加有膠體電池修復(fù)劑的電解液進(jìn)行攪拌，攪拌速度為800r/min，室溫，采用直接灌注法進(jìn)行電池灌注,灌裝速度為35mL/min；本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，隨著攪拌速度的増加，膠體電解液的分布越均勻，因此攪拌速度為800r/min時(shí)制成的電池循環(huán)壽命比低于800r/min的長(zhǎng)是可以理解的。而攪拌速度高于1200r/min時(shí)的循環(huán)壽命卻短于800r/min，這可能是因?yàn)楫?dāng)攪拌速度為1200r/min時(shí)，速度太大，膠團(tuán)在高速的掠拌下，其凝膠分子被破壞，膠團(tuán)被拆散開(kāi)來(lái)，大顆粒會(huì)逐漸變成小顆粒，小顆粒則會(huì)更加細(xì)小。這些小顆粒在循環(huán)過(guò)程中凝膠后容易析出水分，長(zhǎng)此以往，便會(huì)影響最終的循環(huán)壽命，因此，攪拌速度為800r/min是較為合適的選擇。[0078] 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)，在室溫下，采用直接灌注法進(jìn)行電池灌注法，比高溫或者采用過(guò)放電法，直接灌入法膠體電解液的分布更均勻，循環(huán)壽命更長(zhǎng)，過(guò)放電法雖然初始容量較大，但其容量衰減迅速，從第27次起至壽命終止，放電容量均不及直接灌入法高。因此，灌裝方法選擇室溫下，直接灌入法。[0079] 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)灌裝速度為小于30mL/min時(shí)，隨著灌裝速度的減小，膠體電池初始放電容量增大。但是，并不利于工業(yè)的生產(chǎn)。同時(shí)，當(dāng)向電池槽中灌注膠體電解液時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量氣體。如果快速注入電解液，大量的電解液便會(huì)堵住氣體排出的通道，使氣體很難排出，這樣會(huì)使制成的電池內(nèi)阻增大，降低了放電容量。因此，要以合適的速度注入電解液，給氣體充分的時(shí)間和空間排出。當(dāng)然，灌注速度也不能太慢，這樣不僅對(duì)膠體電解液的凝膠時(shí)間有較高的要求，還影響著工業(yè)生產(chǎn)的速度。因此，灌裝速度為35mL/min是較為合適的速度。[0080] (2)注入電解液后，第一次電池靜置，再對(duì)電池進(jìn)行的充放電活化；充放電活化完成后，第二次電池靜置，準(zhǔn)備性能測(cè)試。[0081] 取兩個(gè)124AH透明未加液的鉛酸蓄電池，一個(gè)添加修復(fù)液，一個(gè)不添加修復(fù)液，兩個(gè)電池做相同充放電條件的循環(huán)實(shí)驗(yàn)，研究修復(fù)液對(duì)新電池循環(huán)性能的影響。[0082] 1)取46mL自制硫酸電解液于燒杯，后加入2mL修復(fù)液并攪拌混合均勻，將配制好的混合溶液加入容量為4AH的透明電池單格，重復(fù)加滿6個(gè)單格。并對(duì)每格抽真空60分鐘，靜置8小時(shí)。

[0083] 2)取46mL自制硫酸電解液入容量為4AH的透明電池單格，重復(fù)加滿6個(gè)單格。并對(duì)每格抽真空60分鐘，靜置8小時(shí)。[0084] 3)使用微電腦充放電機(jī)對(duì)新電池做充放電循環(huán)測(cè)試[0085] 設(shè)置新電池循環(huán)充放電工藝：[0086] 1.充電：按照0.1C恒流充電，電流為0.4A,電壓上限15.6；[0087] 2.放電：按照5小時(shí)率恒流放電，電流為0.8A，電壓下限為10.5；[0088] 3.對(duì)電池做27個(gè)充放電循環(huán)，記錄電池容量變化，并分析。[0089] 新電池充放電循環(huán)衰減情況如圖3所示，可以看出未添加修復(fù)液的新電池與添加修復(fù)液的新電池在27充放電循環(huán)后容量均有衰減，添加修復(fù)液的新電池衰減程度及速度較為添加修復(fù)液的新電池明顯較低。說(shuō)明本文修復(fù)液具有延長(zhǎng)鉛酸蓄電池壽命的作用。