阅读说明：本技术 纯铅板酸性蓄电池 (Pure lead plate acid accumulator ) 是由 汤恭年 于 2019-09-09 设计创作，主要内容包括：由“普兰特式极板”的原理衍生的一种“纯铅板酸性蓄电池”,其正、负极板都是纯铅的平板,在充电前,正、负极板相同,充电后,正极板的表面被氧化为PbO<Sub>2</Sub>微粒组成的海绵体、负极板仍是铅,它的表面附上少量氢气。其余的氢气升空消失。“纯铅板酸性蓄电池”是采用更迭充电技术,即是在第二次充电时将电源接反充电,使原来正极板生成的PbO<Sub>2</Sub>海绵体被还原为铅质海绵体,原来负极板表面的铅被氧化为PbO<Sub>2</Sub>微粒组成的海绵体,第三次充电又按第一次充电的极性,第四次充电又按第二次充电的极性,余类推。更迭极性充电后,正、负极板都生成PbO<Sub>2</Sub>海绵体及铅质海绵体,而且愈积愈厚,电池的容量却跟着充、放电次数的增进而增大。但本电池的重量较重,不适用于移动的电动车辆,适用于不移动的固定场所,如光伏储电、电网调峰填谷储电等领域。(The 'pure lead plate acid accumulator' is derived from the principle of 'Planet type polar plate', its positive and negative plates are all pure lead plates, before charging, they are identical, after charging, the surface of positive plate is oxidized into PbO 2 The sponge body and the negative plate which are composed of the particles are still lead, and a small amount of hydrogen is attached to the surface of the lead. The rest of the hydrogen is lifted off and disappears. The 'pure lead plate acid accumulator' adopts the alternate charging technology, i.e. the power supply is connected and reversely charged during the second charging, so that the original positive plate generates PbO 2 The sponge body is reduced into a lead sponge body, and the lead on the surface of the original negative plate is oxidized into PbO 2 A sponge of microparticles charged a third time and in accordance with the polarity of the first charge, and charged a fourth time and in accordance with the second chargePolarity of secondary charge, and so on. After alternate polarity charging, both positive and negative plates produce PbO 2 The thicker the sponge and lead sponge are, the larger the capacity of the battery increases with the increase of the number of charging and discharging times. However, the battery is heavy in weight, is not suitable for mobile electric vehicles, and is suitable for non-mobile fixed places, such as the fields of photovoltaic electricity storage, power grid peak load regulation and valley filling electricity storage and the like.)

纯铅板酸性蓄电池

技术领域

本发明涉及电化学储能设备领域，一种由纯铅板和稀硫酸组成的另一系列的“纯铅板酸性蓄电池”。

背景技术

铅酸蓄电池的鼻祖是法国科学家普兰特，他于1859年用两片铅板浸在稀硫酸中电解，其结果，正极的那端被氧化为二氧化铅，负极的那端仍是铅，只产生氢气泡，两端间就产生2V至2.2V的电压，但不能实用，因容量太低，不能源源不断地输出大电流，如此模式的极板，后人称为“普兰特式极板”。

普兰特于1860年经过改良，将正、负极的铅箔上涂了一氧化铅及四氧化三铅调成的铅膏，经充电后增加容量，并向法国科学院提出铅酸蓄电池的工作模型。

现代的铅酸蓄电池技术，都是以普兰特氏极板的技术为基础，经过历代的科学家们不断改良后结下的砚果。

铅酸蓄电池的发明；历史悠久、技术成熟、性能良好、价格低廉、原材料非常丰富，又可以回收再生利用等多项的优点，是家喻户晓的蓄电池。

但是，铅酸蓄电池也有缺点，就是比能量不高，只有20至35Wh/Kg，循环次数只有千余次。虽然如此，由于铅酸蓄电池在蓄电池品种中的价格最廉，其废品又可以回收再生利用的独特优点，故而依然占领大市场。

在现行技术上，铅酸蓄电池的核心材料是铅粉，这种铅粉是内含60％至80％一氧化铅与金属铅粉的粉态混合物，颗粒的直径大约2μm至16μm，是铅粒在专用的铅粉球磨机内磨碎的“岛津制粉法”制取，或者用气相氧化法“巴顿制粉法”制取的。

将此铅粉加水调成膏状后涂于铅栅的空格子內，经干燥、淋酸、化成等一系列的工艺制成正极板和负极板。正极板的铅栅内含有二氧化铅微粒组成的海绵体，极板的厚度约3毫米，负极板的铅栅内含有铅质微粒组成的海绵体，极板的厚度约2毫米。

现行技术正极板跟负极板的面积大、小及片数的多、寡，视规格的大小而定，如12V10AH的极板面积为44毫米乘67毫米，12V20AH的极板面积为67 毫米乘135毫米，其余的各不相同。

现行技术所需的铅栅及专用铅粉的制造，需投资人民币一千万元以上，才能进行规模化的生产，如果沒有上述的经济实力及技术实力，是不能制造的。

发明内容

本发明所称的“纯铅板酸性蓄电池”(以下简称本蓄电池)，是以“普兰特式极板”的原理为基础，及“更迭充电式铅酸蓄电池”(申请号或专利号为 201710585839.X)的技术衍生的另一系列蓄电池。其正极板跟负极板都是0.2 毫米厚至1毫米厚的纯铅皮，不需制作铅栅及采用蓄电池专用的铅粉(一种含有60％至80％一氧化铅和金属铅的粉态混合物)，电解液是有机酸及无机酸当中价格最便宜的硫酸，制造工艺很简单。

本蓄电池在生产过程中及在使用过程中都采用更迭充电的技术，即是每次充电时都变更充电的极性，尤其是在使用过程中变更充电的极性，可使正极板中所含二氧化铅微粒组成的海绵体愈积愈厚，同时也使负极板中所含的金属铅微粒组成的海绵体也愈积愈厚，使容量上升而不降，使电压穏定。而现行技术正极板的铅栅在每次充电时都被刻蚀，因铅栅栅条的表面在每次充电时都被氧化刻蚀后，其横截面积就愈来愈小，个别被蚀断后，其容量就下降。一言以蔽之，现行技术铅酸蓄电池的容量，是跟着使用充、放电次数的增进而下降的。

本蓄电池采用更迭极性充电，更迭极性充电的意思是；设定极板A为正极，极板B为负极，第1次充电时，充电器的正电输出接极板A，负电输出接极板B。第2次充电，将充电器的负电输出接到极板A，正电输出接到极板B，使极板A变成负极板，极板B变成正极板，第3次充电，就是按第1次充电的极性，第4次充电又按第2次充电的极性，余类推。

必须注意，每次充电时，必须将电池内的电放光后才能充电，否则，充电电流极大，将损坏充电器或蓄电池，但可以用恒电流的充电器充电，限制输入电流，待电池的极性改变后，以后每次充电，可用常规的充电器充电。目前的技术，各类充电器都有过充电保护装置，能避免蓄电池过充电。

更达充电使正极板跟负极板一样，都接受氧化与还原。換句话说，就是接受氧化与还原，都由正、负极板的铅栅平摊而达到平衡，在理论上可使蓄电池的循环次数翻倍增长的效果。

本蓄电池所用的纯铅皮为0.2毫米厚至1毫米厚，正、负极板的厚度相同，一单元内的正极板群或者负极板群的片数相同，或者另一群多一片，不拘泥于正极板群或负极板群的极性。

本蓄电池也可制成2V一个单元的卷绕式蓄电池，由一对厚度0.2毫米至1毫米的薄铅皮卷绕制成，铅皮的厚薄与蓄电池的循环次数有关，铅皮较厚的，则循环次数长。铅皮的长度，可视容量的大小予以增減，两铅皮中间以多孔的塑料薄膜作隔板，按卷绕纸质电容器的方法卷绕而成，放入相配的塑料容器中，其电解液为比重1.3的稀硫酸。

本蓄电池在第一次充电后放电，第二次充电时用反向充电，后又放电，第三次充电按第一次充电的极性后又放电，第四次按第二次的极性充电及放电，按此类推，隨着充、放电的次数递增，其电压不变，其输出容量显著增大。

本蓄电池在制作过程中，由于采取更迭充电技术，在每次的充、放电过程中，其正、负极都得到氧化与还原，使正极由二氧化铅微粒组成的海绵体愈积愈厚，同时也使负极由金属铅微粒组成的海绵体也愈积愈厚，同步增进，从而提升了本蓄电池的容量。

本蓄电池的制作，在更迭充、放电过程中，为了将放掉的电回收利用，采取以下的步骤实施：设定被充电的电池组有A、B、C共3组，电池的正、负极在充电前都是纯铅板。充电电源为直流220V，A组是由17只设定电压为12V 的电池串联，B组是由15只设定电压12V的电池串联，C组是由10只设定电压为12V的电池串联。首先向A组充电，使A组的正极生成二氧化铅海绵体，当电压达到220V左右时，将A组充进的电向B组放电，也就是A组向B组充电，B 组的充进的电也向C组放电，也就是向C组充电，使放电不会白化。

本蓄电池的制造，跟现行技术相比，制造更简单、造价更便宜，制造时对环境零污染，参与反应的原料只有薄铅皮和稀硫酸二种，而使用寿命更长，可供风力发电、水力发电、光伏发电，及电网调峰填谷等领域储电之用。

本蓄电池如何制造：只需纯铅片、稀硫酸、隔板和容器。将所有的正极板群铅皮跟所有的负极板群铅皮用玻璃纤维隔板隔离。并将所有的正极板群并联焊在一起，和所有的负极板群并联焊在一起，放入容器中，然后倒入稀硫酸，便是一只最简单的纯铅板酸性蓄电池，充电和放电都可由使用者实施。

附图说明

附图1是一种恒电流4A的简易充电器的电路示意图，可以对2V至220V 的电池组的任何一挡充电，充电时输出的恒流电流都相同，由于是带电的，应注意安全操作，操作时要预先关闭电源。

1是普通开关Q，2是指示灯HL，3是交流电流表A，4是电力电容器C，型号是CNJ，容量50μf/500V，5是接地E，6是是桥式硅整流堆U，7是泄放电阻R， 8是直流电流表A。由于有4A的输出，电容器C不能采用普通的无极性电容器，只能用电力电容器，故本附图说明中加注型号。

具体实施方式

本实施例是说明本发明的可行性试验，而非厂家生产的模式，如制作箱式的，如果用规格12V20AH的现成电池壳作容器，电池壳每单元的阔27mm，每片铅皮的尺寸为135mm乘67mm，采用0.3mm厚的玻璃纤维作隔板，铅皮为0.2mm 厚或0.3mm厚，每单元可用34片(正、负各17片并联)或30片(正、负各15 片并联)，6单元串联连接后，经过充电，便是一只12V的蓄电池，但容量是不能达到20AH的，容量却跟充、放电的次数增加而增大，但不是增至无穷大。

本实施例所用的纯铅板，是用市场上出售0.2mm至1mm厚的纯铅皮，如购到太阳能电池板、铅皮、稀硫酸、蓄电池专用水、玻璃纤维隔板等材料，即使外行人也能按上述方法制作这种蓄电池，只是体积重些，可是使用寿命长。

本实施例仅用于说明本说明，而不是用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明讲授的內容之后，本领域人员可以对本发明各种变动或者修改，这种等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域常用材料、设备，本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。