專利名稱：固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于直接轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的蓄電池制造方法和裝置，特別是固態(tài)鉛酸蓄電池灌注方法及裝置。
在中國專利名稱為蓄電池電解質(zhì)固化方法，申請?zhí)枮?9105091中公開了一種蓄電池電解質(zhì)固化的方法，其目的是將電解質(zhì)處理后自然實現(xiàn)固化成顆粒狀。在該方法中是采用蒸餾水釋稀釋硫酸使其比重在1.46～1.60內(nèi)，再將該硫酸溶液與硅酸鈉溶液按0.8～1.2∶0.7～1.3進行混合，由于硫酸溶液的比重過高，要使混合后形成的電解液中含硫密度為一定值，所需要的硅酸鈉溶液的需求量必然增大，在該方法中二者的比為0.8～1.2∶0.7～1.3接近于1∶1，按這樣的比例進行混合，必然使混合后的電解液產(chǎn)生很高的溫度，加上稀釋后的硫酸溶液與硅酸鈉溶液均無溫度控制，當(dāng)天氣炎熱時，更增加了混合后電解液的溫度，電解液溫度過高，如果馬上灌入到蓄電池殼體中，液溫必然會超出電池安全溫度，如果將電解液冷卻后再灌入，則電解質(zhì)必然固化，需攪拌成液質(zhì)再灌入，造成灌裝困難，破壞了固化結(jié)構(gòu)，形成的電解質(zhì)為顆粒狀，造成蓄電池在充電釋放和放電吸納酸液的功能差，影響蓄電池的電器性能，而且不適應(yīng)機械化生產(chǎn)。
在中國專利名稱為一種少維護儲能硅膠蓄電池的制造方法，申請?zhí)枮?8106105中公開了一種少維護儲能硅膠蓄電池的制造方法，其目的是設(shè)計一種容量大，電壓平穩(wěn)、壽命長、耐過充放、自放電小、不溢酸的少維護儲能硅膠蓄電池的制作方法，它也是采用硫酸與硅酸鈉分別稀釋后在常溫下冷卻，并且將兩種溶液混合后要分三次加入置有電極的蓄電池殼體內(nèi)，在該方法中濃硫酸是采用蒸餾水稀釋至比重為1.400～1.700內(nèi)，在常溫下冷卻到30℃±5℃以內(nèi)與同樣份量的硅酸鈉溶液混合而形成電解液。雖然硫酸溶液中含有少量的H3PO4[COOH]2·2HO，但得到的電解液溫度仍會很高，結(jié)果如上所述，而且要分三次灌入，下一次灌入必須要等上一次灌入凝固穩(wěn)定后進行，造成工序繁瑣，灌一個蓄電池需用很長的時間，同樣不便于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種硫酸溶液與硅酸鈉或硅溶膠溶液在混合前即進行溫度控制，定量調(diào)比，使混合后形成的電解液最高溫度小于30℃，含硫酸量在28.4%～38%內(nèi)，而且能夠快速一次灌入蓄電池殼體中，適應(yīng)于工業(yè)化大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)出的蓄電池的壽命長、質(zhì)量好的固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一個根據(jù)上述固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法進行設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適合于工業(yè)化大批量生產(chǎn)固態(tài)鉛酸蓄電池的灌注裝置。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到a.用純水配制硫酸溶液，使硫酸溶液密度在1.28～1.39克/立方厘米備用;
b.用純水配制硅酸鈉或硅溶膠溶液，使硅酸鈉或硅溶膠溶液波美度在5～15備用;
c.將上述二種溶液的溫度控制在22℃以下，按硫酸溶液與硅酸鈉或硅溶膠溶液的重量比為2.4～4.8∶1混合均勻，使二種溶液的容積之和為將要灌入的單個蓄電池中所需電解液的容積，二種溶液混合后電解液含酸量的重量百分比在28.4%～44.7%內(nèi);
d.將混合后的電解質(zhì)溶液均勻地分成若干等份，之后將若干等份的電解質(zhì)溶液同時灌入到與之相對應(yīng)的蓄電池殼體內(nèi)的各單體電池中。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達到在上所述的措施中，硫酸溶液溫度最佳控制在10℃～20℃內(nèi)，溶液密度在1.28～1.36克/立方厘米內(nèi)，硅酸鈉或硅溶膠溶液溫度最佳控制在10℃～20℃內(nèi)，波美度在7～10內(nèi)，硫酸溶液與硅酸鈉或硅溶膠溶液的重量比最佳為2.4～3.5∶1，二種溶液混合后電解液含硫酸量在28.4%～38%。
本發(fā)明的另一個目的可以通過以下措施來達到根據(jù)上述的固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法的灌注裝置，包括硫酸基準(zhǔn)罐[1]、硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]和均質(zhì)器[11]，其特征是還有冷卻罐[3]裝在硫酸基準(zhǔn)罐[1]和硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]的下面，在冷卻罐中有輸液管[4]和[5]，輸液管[4]和[5]的上端分別與硫酸基準(zhǔn)罐[1]和硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]相連，下端分別與分配管[6]和[7]相連，定量器[8]連在分配管[6]和[7]上，在定量器[8]的下面有一個均質(zhì)器[11]，在均質(zhì)器[11]的下面有一個分量器[12]。
本發(fā)明的另一個目的還可以通過以下措施來達到在上述所述的措施中，在硫酸基準(zhǔn)罐[1]和硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]的出口處分別裝有閥門[13]和[14]與輸液管[4]和[5]的上端相連，控制硅酸基準(zhǔn)罐和硅酸鈉基準(zhǔn)罐中的溶液流入輸液管中，提高溫度控制的準(zhǔn)確度，定量器[8]中設(shè)有二個容器[9]和[10]，在二個容器[9]和[10]上部分別裝有閥門[15]和[16]與分配管[6]和[7]相連，下部分別裝有閥門[17]和[18]與均質(zhì)器[11]相連，均質(zhì)器[11]的下面裝有閥門[19]與分量器[12]相連，二個容器[9]和[10]的容積之和為將要灌裝的蓄電池殼體內(nèi)所需電解質(zhì)的容積，閥門[15]、[16]、[17]和[18]主要控制二種溶液進入定量器[8]中的定量，以便量取準(zhǔn)確后放入均質(zhì)器[11]中進行攪拌混勻，閥門[19]控制混勻后的電解質(zhì)溶液放入分量器[12]中。
圖一為本發(fā)明的灌注裝置示意圖。
下面將結(jié)合實施例對固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法作進一步詳述選用二只大燒杯，按表一所示密度和波美度選取稀釋后的硫酸和硅酸鈉或硅溶膠，并將二只大燒杯內(nèi)的溶液溫度控制在表一所示的溫度上，然后用另外二只燒杯從上述二只大燒杯中按表一所示用量值取量，將裝硅酸鈉或硅溶膠溶液的那只燒杯溶液倒入第五只燒杯內(nèi)，再將裝硫酸溶液的那只燒杯溶液倒入第五只燒杯內(nèi)，同時用玻璃棒進行攪拌，此時測得第五只燒杯內(nèi)的最高溫度列于表一的混合液溫度一欄中，再將此時第五只燒杯內(nèi)的溶液倒入若干只漏斗中，使每個漏斗中的量相等，最后同時打開所有的漏斗口，使漏斗中的溶液同時灌入蓄電池殼體中，灌裝完后測量蓄電池內(nèi)電解液最高溫度，將此測得的值列于表一所示的蓄電池電解液溫度欄中，此時電解質(zhì)溶液含酸量列于表一中。
下面將結(jié)合附圖
對固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注裝置作進一步詳述在上面所述的灌注裝置中，有一個硫酸消霧回收裝置[20]與硫酸基準(zhǔn)罐[1]相連，以便回收在工業(yè)化生產(chǎn)中由于純水稀釋濃硫酸(配制基準(zhǔn)硫酸)時而產(chǎn)生的酸霧，閥門[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]和[19]均可采用電磁閥，這樣在生產(chǎn)中便于采用電子線路控制裝置來實現(xiàn)電器控制，在分量器[12]的下面設(shè)有若干個漏斗[21]，漏斗[21]的個數(shù)與蓄電池的單體電池數(shù)相對應(yīng)，在每個漏斗[21]中均有一個閥門[22]，閥門[22]最好設(shè)有連動裝置，以便能同步開啟，在硅酸鈉基準(zhǔn)罐中亦可放硅溶膠來替代硅酸鈉。
本發(fā)明固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1.采用稀釋后的硫酸和硅酸鈉在混合前進行溫度控制，從而降低了混合后形成的電解質(zhì)液的溫度，又由于采用了硫酸溶液密度在1.28～1.39克/立方厘米，使得硫酸溶液的密度值低，與波美度為5～15的硅酸鈉溶液相混合，在本發(fā)明的電解液與現(xiàn)有技術(shù)中的電解液含酸量相等的條件下，本發(fā)明所需的硫酸溶液比現(xiàn)有技術(shù)中所需的硫酸溶液的取量大，從本發(fā)明中硫酸溶液儲量與硅酸鈉溶液儲量的重量比為2.4～4.8∶1，和現(xiàn)有技術(shù)中兩者接近1∶1的值中可以看出，從而也使得混合后的溶液溫度降低，這樣的電解液灌入蓄電池中使得蓄電池中的液溫不會超過蓄電池性能的技術(shù)要求，保證了極板不會損壞，延長了蓄電池的使用壽命，提高了蓄電池的質(zhì)量。
2.采用了定量容器對二種稀釋的硫酸溶液和硅溶膠溶液進行容積定量，實現(xiàn)了蓄電池常規(guī)額定含酸密度取值，又采用了均質(zhì)容器對上述定量后的溶液進行混合攪拌，再通過分量容器進行分量后注入蓄電池，使得工業(yè)化生產(chǎn)工藝簡單，容易操作，而且灌注出來的蓄電池固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，形成膏狀，增加了蓄電池的潛能，蓄電池起動電流大，而且容易形成大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明根據(jù)上述方法的灌注裝置具有如下優(yōu)點1.由于采用了硫酸和硅酸鈉基準(zhǔn)罐、冷卻器、分配管、定量器、均質(zhì)器和分量器從上至下排布的結(jié)構(gòu)，使得溶液能夠依靠自身的重量由上而下自行進入各項操作程序，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能低耗。2.上述各個容器之間采用閥門控制，使得操作方便。3.又由于閥門均采用了電磁閥，而分配管[6]和[7]下面可接多個定量器，使得大批量工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。
表一
<p>注密度單位(克/立方厘米)，用量單位(Kg)，溫度單位(℃)T1為混合液溫度，單位(℃)，T2為蓄電池電解液溫度，單位(℃)
權(quán)利要求
1.固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法，是將濃硫酸與硅酸鈉分別稀釋后再混合成電解液，再將電解液注入蓄電池殼體內(nèi)，其特征是a.用純水配制硫酸溶液，使硫酸溶液密度在1.28～1.39克/立方厘米備用；b.用純水配制硅酸鈉或硅溶膠溶液，使硅酸鈉或硅溶膠溶液波美度在5～15備用；c.將上述二種溶液的溫度控制在22℃以下，按硫酸溶液與硅酸鈉或硅溶膠溶液的重量比為2.4～4.8∶1混合均勻，使二種溶液的容積之和為將要灌入的單個蓄電池中所需電解液的容積，二種溶液混合后電解液含酸量的重量百分比在28.4%～44.7%內(nèi)；d.將混合后的電解質(zhì)溶液均勻地分成若干等份，之后將若干等份的電解質(zhì)溶液同時灌入到與之相對應(yīng)的蓄電池殼體內(nèi)的各單體電池中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法，其特征是所述的硫酸溶液和硅酸鈉或硅溶膠溶液溫度最佳控制在10℃～20℃內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法，其特征是所述的硫酸溶液密度最佳在1.28～1.36克/立方厘米內(nèi)，硅酸鈉或硅溶膠溶液的波美度最佳在7～10內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鉛酸蓄電池控溫定量灌注方法，其特征是所述的硫酸溶液與硅酸鈉或硅溶膠溶液的重量比最佳為2.4～3.5∶1，二種溶液混合后電解液含硫酸量的重量百分比在28.4%～38%內(nèi)。
5.一種用于權(quán)利要求1方法的灌注裝置，包括硫酸基準(zhǔn)罐[1]、硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]和均質(zhì)器[11]，其特征是還有冷卻罐[3]裝在硫酸基準(zhǔn)罐[1]和硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]的下面，在冷卻罐中有輸液管[4]和[5]，輸液管[4]和[5]的上端分別與硫酸基準(zhǔn)罐[1]和硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]相連，下端分別與分配管[6]和[7]相連，定量器[8]連在分配管[6]和[7]上，在定量器[8]的下面有一個均質(zhì)器[11]，在均質(zhì)器[11]的下面有一個分量器[12]。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的灌注裝置，其特征是定量器[8]有二個容器[9]和[10]，在容器[9]和[10]上部分別裝有閥門[15]和[16]與分配管[6]和[7]相連，下部分別裝有閥門[17]和[18]與均質(zhì)器[11]相連，均質(zhì)器內(nèi)[11]的下面裝有閥門[19]與分量器[12]相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的灌注裝置，其特征是在硫酸基準(zhǔn)罐[1]和硅酸鈉基準(zhǔn)罐[2]的出口處分別裝有閥門[13]和[14]與輸液管[4]和[5]的上端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的灌注裝置，其特征是在分量器[12]的下部有若干個漏斗[21]，在每個漏斗中均有一個閥門[22]。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的灌注裝置，其特征是所述的二個容器[9]和[10]的容積之和為將要灌裝的蓄電池殼體內(nèi)所需電解質(zhì)的容積。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的灌注裝置，其特征是所述的閥門[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]為電磁閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及固態(tài)鉛酸蓄電池灌注方法和裝置，該方法是將硫酸和硅酸鈉或硅溶膠進行混合成電解液而灌入蓄電池中，其特征是硫酸和硅酸鈉或硅溶膠必須配制成密度為1.28～1.39克/立方厘米和波美度為5～12.9的溶液而后在這二種溶液混合前先對其進行溫度控制及定量調(diào)比，使得混合后的電解液溫度小于30℃，而且電解質(zhì)含酸量為28.4％～44.7％。
文檔編號H01M2/36GK1072045SQ9210589
公開日1993年5月12日 申請日期1992年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月22日
發(fā)明者張新云, 黃石泉, 張集云 申請人:張新云