[发明专利]应用于蓄电池的活性添加剂、可被活化或再生的蓄电池及使该蓄电池活化或再生的方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用至蓄电池的活性添加剂、使用该活性添加剂的可被活化或再生的蓄电池以及蓄电池活化或再生的方法，特别是提升蓄电池的综合性能，还可再生性能劣化或废弃的蓄电池。

背景技术

目前在中国一般所使用的蓄电池，主要存着性能问题以及废弃电池对环境造成污染的问题。

电池是利用其内部化学变化而将化学能转变为电能，通过电解质中的正负离子与电极作为电池内部的电性传导，而外部则以电子的流动完成通路。应用上一般以其能否重复使用而区分为一次电池及二次电池或称为蓄电池，一次电池即为利用两极活性物质进行反应而消耗化学能以产生电能，一旦活性物质消耗殆尽，则将无法再被使用而遭废弃。蓄电池则于放电过程将活性物质消耗殆尽后，可再以充电而恢复电极活性，而能一再重复进行充放电循环，直到不能再充电复原为止。由于一次电池不符合环保原则而容易造成环境污染，因此，近年来，可充电式的蓄电池便已成为主要电力供应来源。但是蓄电池仍有一定的有效使用寿命，大抵汽车用铅蓄电池的可循环充放电次数为200至400次，而镍镉电池、镍氢电池与锂电池则大约为500次以上，便会废弃而无法使用。

基于环境保护，废弃电池需被回收处理，以减少重金属与有毒废液污染，但是，处理废弃电池需面临高额的费用与复杂的处理步骤，况且，目前废弃电池的处理手法只是拆解其电池结构中可再利用的成分与回收电解液，并未能从造成蓄电池无法正常运作的症结着手，以减少废弃电池的总量。

碳质材料具有高强度、高温稳定性、高表面积、化学惰性以及电与热的良导体等的优良特性，再加上中国在碳质材料领域拥有进步的研发技术与兴盛的工业发展，故能取得质精量丰的碳质材料。但是，由于碳质材料于水中、有机溶剂或高分子基质中，均因其表面特性而难以均匀分散，因此容易在电池底部沉淀而导致电池发生短路等问题，所以必须于碳质材料微粒表面进行改质处理，以利于其在铅蓄电池、镍镉电池与镍氢电池等水溶液电解质，以及锂电池有机溶剂电解质环境下的应用。

目前，利用碳质材料以改善蓄电池性能的技术，主要偏重于铅蓄电池上的应用，于镍镉电池、镍氢电池与锂电池等领域的应用则尚无深入的发展。例如，在中国专利案号CN 1078753C号与CN 1440087A中，其使用高电压电解氧化法以制得碳悬浮液；电解氧化法不仅极为耗电，而且利用此法所制得的碳悬浮液，其pH＝2～3(强酸)，故填入铅蓄电池电解液(pH＝6～7)之前，必得先经过强碱溶液加以处理成pH＝6～7，因此，使用方式实为不便，而且经碱液处理过的碳悬浮液易杂有OH^-氢氧根离子，而于置入铅蓄电池后产生活性物质沉淀物(白色沉淀物Pb(OH)₂)，如此将会耗损活性物质而导致蓄电性能减低；此外，该碳悬浮液所含的碳微粒表面必有羟基(-COH)、羰基(-CO)与羧基(-COOH)等三官能基团，但因电解电压与电解法所用的电解液个别差异等因素而导致该三官能基比例上的差异，而且羧基(-COOH)官能基团会影响电解液的酸碱性质，故不利于作为电池添加剂的应用；实践中实难以电解的临界电流来调控碳悬浮液浓度，故不易于掌控添加至铅蓄电池电解液的剂量。根据上述论点，可得知通过电解氧化法所制得的碳悬浮液添加剂对于蓄电池性能的改善程度并不佳。此外，于中国台湾TW-I 268005号发明案中，其也利用加温而制得碳悬浮液，并应用于铅蓄电池的电解液及/或熟成的极板中，该铅蓄电池用活性添加剂的特征为表面附有羟基(-COH)、羰基(-CO)及/或羧基(-COOH)的碳微粒所构成，然而羧基(-COOH)官能基团会影响电解液的酸碱性质，故不利于作为电池添加剂的应用，并因而只局限于铅蓄电池的应用上。

发明内容

本发明所要解决技术问题在于提供一种活性添加剂，以提升蓄电池性能，并有效增长蓄电池的使用寿命，本发明还在于提供一种可被活化或再生的蓄电池及致使该蓄电池活化或再生的方法。

为实现上述目的，本发明提供了应用于蓄电池的活性添加剂，包含有表面附有-CO或-COH或-CO₂化学官能基团的碳微粒的溶液，并可处理成胶态或粉体型态，都具有促使蓄电池活化的功能。