問題的提出

自從法國科學(xué)家普蘭特于1859年發(fā)明鉛酸蓄電池以來，科學(xué)家一直試圖用在正負(fù)極板中添加各種微量元素的方法來改善蓄電池的性能，解決鉛酸蓄電池壽命短的技術(shù)難題。100多年來的事實證明雖然解決了一些蓄電池的性能問題，但是并沒有解決蓄電池使用壽命短的根本問題！全世界蓄電池領(lǐng)域的科學(xué)家都為如何提高蓄電池的壽命大傷腦筋。用比重為1.28左右的電解液進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，其結(jié)果是一到兩年報廢一塊蓄電池。因為正負(fù)極板放電時均會形成一部分難溶性硫酸鉛，隨著充放電次數(shù)的增加，難溶性硫酸鉛的數(shù)量會越積越多，使正負(fù)極板的導(dǎo)電性銳減，內(nèi)阻增大，蓄電池的充放電能力大幅度降低。隨著時間的推移，極板上結(jié)晶的不可逆硫酸鉛累積到一定程度（容量下降到70%以下），最終導(dǎo)致蓄電池徹底報廢。這就是著名的的雙硫化理論導(dǎo)致的結(jié)果。

必須指出：目前所有蓄電池廠生產(chǎn)的鉛酸蓄電池都是處于亞健康狀態(tài)（不可逆硫酸鉛和難溶性硫酸鉛伴隨其終生，且惡性循環(huán)），眾多的科學(xué)家也是在現(xiàn)有的亞健康狀態(tài)下研究蓄電池，因此得到的鉛酸蓄電池的很多特性結(jié)論都是不確切的。例如：為什么普通鉛酸蓄電池的使用壽命與設(shè)計壽命相差甚遠(yuǎn)？為什么普通蓄電池不能帶電帶液存放？離子態(tài)蓄電池為什么帶電帶液存放3年后，仍能恢復(fù)100%的容量？為什么普通蓄電池一出生就伴隨著難溶硫酸鉛和不可逆硫酸鉛？普通蓄電池為什么深度放電，如放到5-0V，鉛離子濃度反而會增高？甚至產(chǎn)生鉛枝搭橋，真的是鉛在近似于水的稀硫酸中其溶解度反而提高了嗎？普通蓄電池為什么以3小時率放電只有20小時率放電的70%容量？（而離子態(tài)蓄電池3小時率放電卻可達(dá)到85%以上的容量）。由陳教授發(fā)明并創(chuàng)建的離子態(tài)蓄電池理論，可以輕松的回答這一百多年來困惑鉛酸蓄電池業(yè)界和學(xué)術(shù)界的難題。離子態(tài)蓄電池的出現(xiàn)必將還蓄電池其本來面目，讓真正的健康正常的鉛酸蓄電池大白于天下，讓你體會一下真正的鉛酸蓄電池應(yīng)該是什么樣的！離子態(tài)鉛蓄電池已經(jīng)讓1-2年報廢一塊鉛酸蓄電池成為歷史！

極板雙硫化創(chuàng)造了短命蓄電池

蓄電池在充放電工作中進(jìn)行如下反應(yīng)：PbO2+2H2SO4+Pb→放電--充電←PbSO4+2H2O+ PbSO4

從反應(yīng)結(jié)果看，正極和負(fù)極作功后，均生成硫酸鉛。依照這一反應(yīng)方程式建立的理論就是雙極硫酸鹽化理論。為什么普通蓄電池放電電流越大，輸出容量就越小？因為蓄電池在放電時兩個極板的硫酸鉛形成是由表及里進(jìn)行的，大電流放電初期，極板很快形成一層硫酸鉛結(jié)晶，阻礙硫酸向極板深層擴(kuò)散；隨著放電的不斷進(jìn)行，極板表層的硫酸鉛進(jìn)行重復(fù)結(jié)晶，生成粗大的硫酸鉛結(jié)晶體堵塞了活性物質(zhì)微孔，電解液難以向極板深層擴(kuò)散，影響了化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，導(dǎo)致電池的容量不能充分釋放。出現(xiàn)放電電流越大，容量越小的現(xiàn)象。不可逆硫酸鉛和難溶性硫酸鉛的產(chǎn)生會大幅度的提高電池內(nèi)阻，尤其在充電過程中電池有可能產(chǎn)生充電困難、電壓升高、發(fā)熱、陽極泥化、熱失控等不良后果。

目前生產(chǎn)的蓄電池由于受制造技術(shù)水平的限制，使用的只是稀釋后的硫酸溶液做電解液，由于這種電解液離子動力不足，尤其是在放電時硫酸沒有充分的動力擴(kuò)散到極板的深層（冬季更加嚴(yán)重），在極板上會產(chǎn)生三種硫酸鹽結(jié)晶：可逆硫酸鉛、難溶硫酸鉛和不可逆硫酸鉛。蓄電池每充放電一次，就會產(chǎn)生1-3%的難溶硫酸鉛和不可逆硫酸鉛。這種惡性循環(huán)隨著充放電次數(shù)的增加會不斷延續(xù)下去，這就是鉛酸蓄電池短命的根本原因。

什么是長壽命離子態(tài)蓄電池？

蓄電池短命的原因清楚后，那么本發(fā)明的任務(wù)是提供一種技術(shù)手段來消除和阻止蓄電池的不可逆硫硫酸鹽化的產(chǎn)生。本發(fā)明的任務(wù)是按如下方式實現(xiàn)的：經(jīng)過14年之久的實驗驗證，發(fā)明人按照發(fā)明任務(wù)的目標(biāo)要求合成了一種化合物+混合物，其性能是：（1）在任何情況下都必須使硫酸處于高電離態(tài)，具有足夠的擴(kuò)散滲透能力；（2）在任何情況下都必須讓放電后形成的硫酸鉛能夠成為可溶性離子態(tài)；（3）無論在大電流放電還是自然放電態(tài)，蓄電池不允許產(chǎn)生不可逆硫酸鉛。這種物質(zhì)就是當(dāng)今引發(fā)全球鉛蓄電池革命的“納米離子態(tài)蓄電池長壽添加劑”！它涉及到量子力學(xué)理論，給鉛酸蓄電池的進(jìn)一步深化應(yīng)用和解決大功率、大容量儲能問題打下了堅實的基礎(chǔ)。

目前按現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的任何一塊蓄電池只要按比例添加離子態(tài)蓄電池長壽添加劑后就很難再出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化，因為：1、離子態(tài)添加劑阻止其放電時生成不可逆硫酸鉛；2、離子態(tài)添加劑讓硫酸獲得了足夠的離子動力進(jìn)行滲透和擴(kuò)散可以順利的讓PbSO4與Pb之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；3、在充電時，離子態(tài)添加劑令硫酸鉛始終處于可溶離子態(tài)，讓正負(fù)極板的PbSO4順利的轉(zhuǎn)化成PbO2和Pb。

已經(jīng)生成難溶性硫酸鉛的蓄電池，加入離子態(tài)添加劑后均可恢復(fù)成可溶硫酸鉛，但是不可逆硫酸鉛（白色粉末）一般不能被轉(zhuǎn)化。

離子態(tài)蓄電池的壽命能達(dá)到多長？

經(jīng)過十幾年的艱辛研究，現(xiàn)在“納米離子態(tài)鉛酸蓄電池”已在我國發(fā)明家的手下問世，為徹底解決鉛蓄電池壽命問題提供了可靠的技術(shù)保證。鉛酸蓄電池活性物質(zhì)經(jīng)過離子態(tài)活化后，令難溶硫酸鉛在電解液中始終處于可溶性離子態(tài)，在充放電過程中自由轉(zhuǎn)換�；钚晕镔|(zhì)基本上100%參與轉(zhuǎn)化，電池極板活性物質(zhì)始終處于正常狀態(tài)。實測表明QA型啟動蓄電池其壽命長達(dá)8年以上，接近或達(dá)到了設(shè)計壽命；牽引型閥控式密封蓄電池使用在壽命4年以上（如改變極板參數(shù)可以使電池壽命延長到5年以上），富液式型牽引蓄電池使用壽命在5年以上；固定型蓄電池壽命在20-30年以上。一般大型牽引型蓄電池（如潛艇蓄電池）循環(huán)壽命都在1000次以上！外國人夢想在10-20年解決的技術(shù)問題，現(xiàn)在讓我們中國的科學(xué)家率先實現(xiàn)了！專家指出：這是鉛蓄電池領(lǐng)域的一次技術(shù)性革命！

長壽命離子態(tài)蓄電池的性能及特點

*徹底消除了硫酸鹽化：蓄電池一出廠，不可逆硫酸鉛和難溶性硫酸鉛伴隨其終生，且惡性循環(huán)，100多年來一直是令蓄電池界的科學(xué)家頭痛的問題。離子態(tài)蓄電池制造技術(shù)的問世，蓄電池終生不再產(chǎn)生硫酸鹽化，硫化已經(jīng)成為鉛酸蓄電池的歷史！

*成倍提高了鉛酸蓄電池的壽命：離子態(tài)蓄電池的壽命是普通鉛酸蓄電池壽命的３～４倍，在正常使用情況下起動型蓄電池一般能用到8～10年。大大節(jié)省了用戶開支，延緩了電池更新速度；*穩(wěn)定的充放電性能：離子態(tài)蓄電池具有大電流放電能力，且有極強(qiáng)的充電接受力。將蓄電池的容量全部放完，電壓降至零伏，讓正負(fù)極短路96h后，重新充電，仍可恢復(fù)全部容量；*大幅度提高蓄電池容量，卓越的啟動性能：離子態(tài)蓄電池在相同體積下比普通蓄電池容量提高了10%以上，牽引型蓄電池初始容量容量提高25%以上，穩(wěn)定容量提高了10-15%；用電設(shè)備在極限狀態(tài)或惡劣的情況下仍能正常使用。通過大量實驗證明，您可以長期用小型號離子態(tài)電池啟動需大型蓄電池的汽車等設(shè)備。例如用50Ah的蓄電池取代60Ah的蓄電池；60Ah蓄電池取代80Ah的蓄電池。這無疑會給用戶節(jié)約大量的開支，汽車生產(chǎn)廠亦可進(jìn)一步降低整車成本；*超高倍率放電能力：離子態(tài)鉛酸蓄電池由于徹底消除了硫酸鹽化的影響，使內(nèi)阻大大降低，因此放電倍率可達(dá)到15C（C是蓄電池標(biāo)定容量，國際標(biāo)準(zhǔn)放電倍率為3C）；*可快速充電：完全放空容量之后，用1～２Ｃ恒流充電，可在２～４h之內(nèi)充滿全部容量，比普通蓄電池充電時間節(jié)省60～80%;*出眾的環(huán)境適應(yīng)能力：無論是嚴(yán)寒還是在酷暑均能保證蓄電池發(fā)揮穩(wěn)定的性能。在－50度～60度的環(huán)境中，仍可滿足使用要求。

*可以帶電帶液在自然放電態(tài)長期存放：離子態(tài)鉛酸蓄電池可以帶電、帶液長期存放，這是與普通鉛酸蓄電池最大的差別。存放期可長達(dá)3年（36個月）以上，再充電后可以迅速恢復(fù)全部容量，令現(xiàn)有的任何蓄電池望塵莫及；*保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源：離子態(tài)鉛蓄電池的大量應(yīng)用，大大延長了蓄電池的更換周期。減少了資源的重復(fù)浪費，延長了可利用資源的循環(huán)周期。

*徹底改變了電動車電池的短命狀況，大大提高了電池組內(nèi)阻一致性：離子態(tài)電動助力車蓄電池的出現(xiàn)，已經(jīng)由過去普通電池只包用7-12個月，提高到了包用24個月。由于離子態(tài)蓄電池消除了硫酸鹽化和阻止了陽極泥化的產(chǎn)生，因此新電池極板重量基本一致的情況下根本不需要配組，每個蓄電池的內(nèi)阻基本都一致。離子態(tài)鉛酸蓄電池必將徹底統(tǒng)治電動車蓄電池市場。

*減少和消除了陽極泥化現(xiàn)象：由于徹底改變了蓄電池充放電的接受能力，大大減少了電動車蓄電池由于強(qiáng)充強(qiáng)放造成的陽極泥化，使蓄電池更加經(jīng)久耐用。

*徹底解決了電動汽車長壽命蓄電池的制造難題：長壽命離子態(tài)蓄電池的出現(xiàn)，徹底解決了鉛酸動力電池壽命短的瓶頸問題，為鉛酸蓄電池成為今后電動汽車的動力源，提供了可靠的技術(shù)保證。

*為常規(guī)潛艇動力提供了可靠的技術(shù)保證：應(yīng)用離子態(tài)蓄電池技術(shù)制造的潛艇動力蓄電池，可使我國蓄電池的循環(huán)壽命由原來的70-100次提高到1000次以上，會大大提高我軍的戰(zhàn)斗力！讓法國、德國和美國大跌眼鏡！

（發(fā)明人及作者：陳信）
技術(shù)職稱：教授級高級工程師
工作單位：石家莊賽博機(jī)電技術(shù)研究所
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