問題的提出

自從法國科學家普蘭特于1859年發明鉛酸蓄電池以來，科學家一直試圖用在正負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！全世界蓄電池領域的科學家都為如何提高蓄電池的壽命大傷腦筋。用比重為1.28左右的電解液進行氧化還原反應，其結果是一到兩年報廢一塊蓄電池。因為正負極板放電時均會形成一部分難溶性硫酸鉛，隨著充放電次數的增加，難溶性硫酸鉛的數量會越積越多，使正負極板的導電性銳減，內阻增大，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），最終導致蓄電池徹底報廢。這就是著名的的雙硫化理論導致的結果。

必須指出：目前所有蓄電池廠生產的鉛酸蓄電池都是處于亞健康狀態（不可逆硫酸鉛和難溶性硫酸鉛伴隨其終生，且惡性循環），眾多的科學家也是在現有的亞健康狀態下研究蓄電池，因此得到的鉛酸蓄電池的很多特性結論都是不確切的。例如：為什么普通鉛酸蓄電池的使用壽命與設計壽命相差甚遠？為什么普通蓄電池不能帶電帶液存放？離子態蓄電池為什么帶電帶液存放3年后，仍能恢復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？（而離子態蓄電池3小時率放電卻可達到85%以上的容量）。由陳教授發明并創建的離子態蓄電池理論，可以輕松的回答這一百多年來困惑鉛酸蓄電池業界和學術界的難題。離子態蓄電池的出現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該是什么樣的！離子態鉛蓄電池已經讓1-2年報廢一塊鉛酸蓄電池成為歷史！

極板雙硫化創造了短命蓄電池

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

從反應結果看，正極和負極作功后，均生成硫酸鉛。依照這一反應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行的，大電流放電初期，極板很快形成一層硫酸鉛結晶，阻礙硫酸向極板深層擴散；隨著放電的不斷進行，極板表層的硫酸鉛進行重復結晶，生成粗大的硫酸鉛結晶體堵塞了活性物質微孔，電解液難以向極板深層擴散，影響了化學反應的進一步進行，導致電池的容量不能充分釋放。出現放電電流越大，容量越小的現象。不可逆硫酸鉛和難溶性硫酸鉛的產生會大幅度的提高電池內阻，尤其在充電過程中電池有可能產生充電困難、電壓升高、發熱、陽極泥化、熱失控等不良后果。

目前生產的蓄電池由于受制造技術水平的限制，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散到極板的深層（冬季更加嚴重），在極板上會產生三種硫酸鹽結晶：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，就會產生1-3%的難溶硫酸鉛和不可逆硫酸鉛。這種惡性循環隨著充放電次數的增加會不斷延續下去，這就是鉛酸蓄電池短命的根本原因。

什么是長壽命離子態蓄電池？

蓄電池短命的原因清楚后，那么本發明的任務是提供一種技術手段來消除和阻止蓄電池的不可逆硫硫酸鹽化的產生。本發明的任務是按如下方式實現的：經過14年之久的實驗驗證，發明人按照發明任務的目標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，具有足夠的擴散滲透能力；（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；（3）無論在大電流放電還是自然放電態，蓄電池不允許產生不可逆硫酸鉛。這種物質就是當今引發全球鉛蓄電池革命的“納米離子態蓄電池長壽添加劑”！它涉及到量子力學理論，給鉛酸蓄電池的進一步深化應用和解決大功率、大容量儲能問題打下了堅實的基礎。

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

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

離子態蓄電池的壽命能達到多長？

經過十幾年的艱辛研究，現在“納米離子態鉛酸蓄電池”已在我國發明家的手下問世，為徹底解決鉛蓄電池壽命問題提供了可靠的技術保證。鉛酸蓄電池活性物質經過離子態活化后，令難溶硫酸鉛在電解液中始終處于可溶性離子態，在充放電過程中自由轉換。活性物質基本上100%參與轉化，電池極板活性物質始終處于正常狀態。實測表明QA型啟動蓄電池其壽命長達8年以上，接近或達到了設計壽命；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）循環壽命都在1000次以上！外國人夢想在10-20年解決的技術問題，現在讓我們中國的科學家率先實現了！專家指出：這是鉛蓄電池領域的一次技術性革命！

長壽命離子態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，100多年來一直是令蓄電池界的科學家頭痛的問題。離子態蓄電池制造技術的問世，蓄電池終生不再產生硫酸鹽化，硫化已經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。大大節省了用戶開支，延緩了電池更新速度；*穩定的充放電性能：離子態蓄電池具有大電流放電能力，且有極強的充電接受力。將蓄電池的容量全部放完，電壓降至零伏，讓正負極短路96h后，重新充電，仍可恢復全部容量；*大幅度提高蓄電池容量，卓越的啟動性能：離子態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，穩定容量提高了10-15%；用電設備在極限狀態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電池啟動需大型蓄電池的汽車等設備。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。這無疑會給用戶節約大量的開支，汽車生產廠亦可進一步降低整車成本；*超高倍率放電能力：離子態鉛酸蓄電池由于徹底消除了硫酸鹽化的影響，使內阻大大降低，因此放電倍率可達到15C（C是蓄電池標定容量，國際標準放電倍率為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之內充滿全部容量，比普通蓄電池充電時間節省60～80%;*出眾的環境適應能力：無論是嚴寒還是在酷暑均能保證蓄電池發揮穩定的性能。在－50度～60度的環境中，仍可滿足使用要求。

*可以帶電帶液在自然放電態長期存放：離子態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3年（36個月）以上，再充電后可以迅速恢復全部容量，令現有的任何蓄電池望塵莫及；*保護環境、節約能源：離子態鉛蓄電池的大量應用，大大延長了蓄電池的更換周期。減少了資源的重復浪費，延長了可利用資源的循環周期。

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

*減少和消除了陽極泥化現象：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充強放造成的陽極泥化，使蓄電池更加經久耐用。

*徹底解決了電動汽車長壽命蓄電池的制造難題：長壽命離子態蓄電池的出現，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，提供了可靠的技術保證。

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

（發明人及作者：陳信）
技術職稱：教授級高級工程師
工作單位：石家莊賽博機電技術研究所
電話：0311-83852012；13803339202
地址：（050000）石家莊市南長街東珠小區24中宿舍門衛