蓄電池修復再生成功率超95%$遠期實現報廢電池的二次應用不是夢

長期以來，作為電力系統的重要組成部分，變電站的運維涉及方方面面，其運維工作的重要和責任的重大不言而喻。然而，在日常運行維護過程中，運維人員經數據統計發現，近幾年的閥控式鉛酸蓄電池(以下簡稱“蓄電池”)使用壽命難以達到設計壽命，如蓄電池的設計壽命為10~12年，而大部分的蓄電池實際使用壽命只有6~8年。

近年來，變電站運維人員嘗試采用革新性技術手段，通過補充泓淮鉛酸蓄電池修復液分解硫酸鹽化產物硫酸鉛晶體，修復再生成功率超過95%，既提高了資源的利用效率，也減少了污染的出現，實現了對廢舊鉛酸蓄電池的再生利用。

挑戰：蓄電池更換周期縮短造成經濟損失與環境污染

“由于蓄電池具備安全性高、成本低、生產工藝成熟的優點，所以在很長的時間內，變電站仍采用110伏、220伏鉛酸蓄電池組作為電力調度、控制的后備電源。”據在南方電網廣州供電局從事變電站直流系統技術研究工作的周哲介紹，投入電網使用的蓄電池，使用3~5年后，其容量已經低于國家要求的不低于標稱容量80%的要求。

同時，目前電網對蓄電池進行的管理策略也讓蓄電池維護人員面對巨大的壓力：一方面，蓄電池沒有達到設計壽命，不能輕易更換新蓄電池；二是即使允許更換新蓄電池，整個審批流程相當漫長，在審批期間讓蓄電池帶病工作，嚴重影響直流系統的安全，也影響到電網的可靠運行。

“在使用過程中，由于電解液揮發、負極硫化、正極板柵軟化、熱失控、隔膜失效、自放電等原因導致蓄電池提前失效，使用壽命大大縮短。”周哲表示，由于蓄電池提前失效，蓄電池更換周期縮短，造成了巨大的經濟損失。同時，由于鉛酸蓄電池中鉛極板含量超過70%，硫酸及懸浮的含鉛化合物約占20%，屬于危險固體廢棄物，與環保理念背道而馳。

由此可見，假如能對這些蓄電池進行修復再生，既可減少廢舊蓄電池對環境的破壞，又可節約大量自然資源和能源，并且能為公司帶來巨大的經濟利益。因此，蓄電池修復再生技術具有非常重要的經濟效益和社會意義。

革新：補充修復液分解硫酸鉛晶體電池容量恢復95%以上

然而，電池修復再生并不是一件容易的事。“市場上常見的脈沖修復法、多頻譜諧振修復等方法都采用了，蓄電池修復后容量提升非常有限，最長的一次僅使用了2個月。”周哲回憶，2014年，一種全新的蓄電池再生修復技術改變了他的認知。他介紹，該技術通過補充泓淮鉛酸蓄電池修復液，可分解硫酸鹽化產物硫酸鉛晶體。

而硫酸鉛晶體分解，是分解出金屬鉛、二氧化鉛兩種活性物質，讓這些物質恢復成蓄電池的化學反應物質。這樣便可降低蓄電池的內阻，并能有效防止晶體再次形成，實現蓄電池修復再生。與傳統脈沖修復比較，泓淮鉛酸蓄電池修復液修復技術大大降低對蓄電池本體的破壞。

“蓄電池硫酸鹽化是不可防止的，但在這之后，只要其物理結構沒有發生嚴重損傷性變化，該蓄電池是可以進行修復的。”周哲解釋，有關具備修復價值的鉛酸蓄電池，加入泓淮鉛酸蓄電池修復液后，使用智能修復設備對電池施加安全電壓，修復液起催化的用途，促進原本難溶的硫酸鉛晶體分解，并還原成鉛及二氧化鉛活性物質回到電解液中，從而達到疏通負極板空隙、促進電解液和極板活性物質充分接觸反應、恢復鉛酸蓄電池容量的目的。

經試驗，使用修復液進行活化修復后，蓄電池容量基本都恢復到標稱容量的95%以上，甚至高達100%，而蓄電池內阻也恢復到出廠水平。使用壽命方面，經高溫老化試驗鑒定，用該修復技術修復后的蓄電池可達3年以上。

據周哲介紹，加入的泓淮鉛酸蓄電池修復液無腐蝕性，對蓄電池內部沒有影響，不會造成電池開路，安全性明顯。目前廣州供電局第一組經修復后的蓄電池已于去年九月在變電站重新投入使用，至今已長達14個月，運行情況良好。

據悉，蓄電池再生修復推廣工作同時也在深圳供電局開展。今年初，蓄電池修復再生研究在該局正式立項，至今已修復蓄電池7組，容量恢復到額定容量95%以上，目前已投入變電站運行。該局從事變電站直流系統技術研究工作的紀哲夫算了一筆賬，深圳供電局變電站目前在運蓄電池約480組，若按使用壽命8年來算，一年下來平均就得更換60組電池，但若通過科學修復使電池可用12年，那么年均只需更換40組電池，可為公司每年節省費用約180萬元。

前景：加強全生命周期管理實現報廢蓄電池二次應用

泓淮鉛酸蓄電池修復技術不僅解決了變電站運維人員在蓄電池維護中的大問題，還為蓄電池的全生命周期管理供應了科學手段。

紀哲夫介紹，在電力行業中，現有國內外對低壓及二次設備等資產值較低的設備在全生命周期成本的研究較少，更偏重于資產值相對較高的高壓一次設備。實際上，變電站直流系統的蓄電池折舊計算后的年使用成本并不低，且現有管理策略并不完善，迫切要對其進行全生命周期成本研究，建立對變電站蓄電池組的運行維護、修復再利用及退役報廢全過程進行管理的最優方法，從而提高公司的綜合經濟效益。

為此，紀哲夫與團隊成員一道，對上百節電池進行試驗，分析數據后得出，目前經濟效益最高的運行方式，就是蓄電池容量降到70%以后，使用修復液對其進行二次輕度修復。

“電力系統中過早報廢的那些鉛酸蓄電池，配合科學的鉛酸蓄電池修復技術修復后，可以大刀闊斧應用到光伏發電儲能、家庭儲能、儲能電站中，從而實現報廢鉛酸蓄電池的二次應用，延長其壽命，減少鉛酸蓄電池的使用量，降低這類電池對環境的污染。”紀哲夫認為，儲能的發展可以緩解高峰無電可用、低峰電無人用等問題，大大提升電力系統的價值，更加方便公司、家庭用電，對電網的發展意義重大。