专利名称：制造具有固定电解液的免维护蓄电池的方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造具有固定电解液的蓄电池的方法以及装置。
背景技术：
具有固定电解液的蓄电池自1950年以来为人所公知。这种类型蓄电池的优点在于其易于维护性和防止处于蓄电池电解槽内电解液泄漏的可靠性。为固定电解液，公知将其以凝胶方式凝结并借助微型结构的纤维网在蓄电池电解槽内定位。
现有技术中公知具有代表性的固定凝胶蓄电池是铅凝胶蓄电池，里面固定一般以二氧化硅基础上形成的凝胶方式的硫酸电解液。迄今为止，从例如美国专利US4,317,872的现有技术中公知，在由酸液和凝胶剂分散物的基础上成批制造电解凝胶并加入蓄电池电解槽内。然而，成批制造电解凝胶常常导致凝胶的质量波动并因此最后也导致所生产的蓄电池的质量波动。
此外，为延迟反应必须冷却酸液/分散物混合物。极板必须赋能。德国专利DE 197 57 481公开了一种由水、凝胶剂和最好是硼酸预混合的分散物用于延迟反应并加入这种分散物。蓄电池内硫酸处于放电极板的活性物质内。通过充电产生凝胶化。
美国专利申请US 2003/0157400 A1公开了一种用于加注铅蓄电池的装置，在蓄电池加注期间连续混合凝胶成分。由此克服成批生产电解凝胶的质量波动。
制造具有固定电解液蓄电池方面的另一问题是，在蓄电池电解槽中活性物质的形成过程期间，也就是蓄电池第一次充电期间会形成开裂和起泡。电极上进行的反应(在铅蓄电池情况下负极上从Pb转换为PbSO4，阳极上从PbO2转换为PbSO4或相应的逆反应)会导致凝胶化的电解液中开裂和起泡。由此虽然可以提高蓄电池电解槽内的气体传输(氧传输)，但由于活性物质和凝胶之间的触点接通更加恶化，活性物质直接周围内的开裂导致电解槽内电阻增加，并因此导致对蓄电池的功率产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于，在考虑到现有技术的情况下提供一种方法，既能克服在成批制造电解液时电解液质量波动的问题，也能克服由于铅蓄电池中活性物质的形成产生的缺陷。
该目的通过一种用于制造具有固定电解液的方法和一种用于实施该方法的装置得以实现，该方法的特征在于，将电解液以流动形式加入蓄电池电解槽内，并在蓄电池电解槽内同时固定电解液和形成活性物质，该装置的特征在于，具有加注头1、酸液贮存容器3、凝胶剂贮存容器4、用于酸液6.1+6.2的定量给料泵、用于凝胶剂5.1+5.2的定量给料泵以及用于凝胶剂9.1+9.2和酸液10.1+10.2的流量计。
依据本发明，电解液以凝胶的方式固定在蓄电池电解槽内。将由凝胶剂和酸液构成的凝胶加入蓄电池电解槽内。例如胶质二氧化硅水溶液和硫酸这样的凝胶剂和酸液在加入蓄电池电解槽内时才进行混合。在将溶胶加入蓄电池电解槽内的同时向蓄电池电解槽施加适合在电解槽内形成活性物质的电压。
依据本发明方法的优点由此产生，即一方面可以使用再赋能的极板，另一方面在即将加注之前提供溶胶/酸液混合物并在反应时间内加注。由此产生一种非常简单的方法并免去了如冷却、移动、预赋能等。该方法可在室温下实施。
通过依据本发明的方法，减少了赋能时硫酸的移动性，由此形成一种均匀的放热，从而温度喷射不会像现有技术中公知的那样对其他组成部分产生消极影响。
下面借助附图的实施例对本发明的其他优点和特征进行说明。其中图1示出依据本发明装置的结构示意图；图2示出依据本发明加注头(1)的结构；图3示出依据本发明用于加注多个蓄电池的装置。
具体实施例方式
依据本发明用于实施该方法的装置除了相应的电连接线和适用于施加所需形成电压的电源外，还具有加注头1，它具有至少各自一个用于凝胶剂、酸液和冲洗介质的注入口19。此外，加注头1具有用于将至少凝胶剂与酸液进行静态混合的混合装置20。加注头还具有加注指21，它具有优点地与所要加注的蓄电池相配合并为使加注头机动灵活可更换安装在其上面。此外，该装置具有凝胶剂和所添加酸液的流量计，利用流量计借助于一控制装置可按预先规定产生精确的混合比。
此外，该装置在加注头上具有冲洗介质2的输入管道，利用该输入管道通过三通节门8.1/+8.2可将处于输送凝胶剂管道11.1/+11.2内的残余凝胶剂通过回冲管道13回冲到凝胶剂3的贮存容器内。作为冲洗介质具有优点地使用压缩空气。
依据本发明的装置具有凝胶剂5.1+5.2和酸液6.1+6.2的定量给料泵。具有优点的是该定量给料泵借助于步进式电动机7.1+7.2传动。但也可以使用能够保证细微和精确计量所要混合的成分的其他传动装置。
通过在将凝胶以溶胶方式向蓄电池内加注时在加注头内连续混合凝胶成分并借助于定量给料泵细微调节混合比，克服了成批混合电解凝胶中公知的质量波动。通过蓄电池同时加注电解凝胶或溶胶和在电解槽中形成活性物质，克服了现有技术中公知的凝胶蓄电池的缺陷。
具有优点的是，用于实施依据本发明方法的装置具有例如图2中所示的加注头1。该加注头具有用于凝胶成分和冲洗介质的至少各自一个加注口19。此外，依据本发明的加注头具有静态混合装置20，在向蓄电池加注前将凝胶成分在里面进行混合。
为向蓄电池内加注电解溶胶，依据本发明的加注头1具有加注指21，它具有优点地与所要加注的蓄电池或蓄电池加注口的几何形状相配合。具有优点的是，加注指21可更换安装在加注头1上，从而加注头1借助于不同的加注指21可用于不同类型的蓄电池。
图3示出依据本发明用于加注多个蓄电池的装置。依据本发明的装置具有所要加注的蓄电池的接受装置14、依据本发明加注头1的定位装置15.1+15.2以及带有凝胶剂定量给料泵5.1+5.2的计量单元和酸液的定量给料泵6.1+6.2。
加注头1的定位装置15.1+15.2可移动安装在导轨16上，从而加注头可在所要加注的蓄电池的接受装置14的上方自由移动。也可以选择所要加注的蓄电池的接受装置14以XY移动台的方式构成，而加注头1固定设置。作为对加注头1的其他选择，也可以使用六轴曲臂机器人或者其他操作装置。
为进行控制，依据本发明的装置具有控制柜17和操作台18。
附图符号1 加注头2 用于冲洗介质的管道3 凝胶剂贮存容器4 酸液贮存容器5.1/5.2 凝胶剂定量给料泵6.1/6.2 酸液定量给料泵7.1/7.2 步进式电动机8.1/8.2 三通节门9.1/9.2 凝胶剂流量计10.1/10.2 酸液流量计11.1/11.2 凝胶剂管道12.1/12.2 酸液管道13凝胶剂回冲管道14所要加注蓄电池的接受装置15.1/15.2 带加注头的定位装置16定位装置的滑轨17控制柜18操作台19加注口20混合装置21加注指
权利要求
1.用于制造具有固定电解液的蓄电池的方法，其特征在于，将电解液以流动形式加入蓄电池电解槽内，并在蓄电池电解槽内同时固定电解液和形成活性物质。
2.按权利要求1所述的方法，其中，电解液以凝胶的形式固定在蓄电池电解槽内。
3.按前述权利要求之一所述的方法，其中，电解液以溶胶混合物的形式加入蓄电池电解槽内。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其中，凝胶至少由溶胶和酸液组成。
5.按前述权利要求之一所述的方法，其中，至少凝胶剂和酸液在加入蓄电池电解槽内时才进行混合。
6.按前述权利要求之一所述的方法，其中，随着将溶胶加入蓄电池电解槽内，向蓄电池电解槽施加适合在电解槽内形成活性物质的电压。
7.按前述权利要求之一所述的方法，其中，蓄电池为具有二氧化硅/硫酸电解液的铅-凝胶蓄电池。
8.按权利要求7所述的方法，其中，二氧化硅以胶质水溶液的形式使用。
9.用于实施按权利要求1-8中的一个或多个所述方法的装置，具有加注头(1)、酸液贮存容器(3)、凝胶剂贮存容器(4)、用于酸液(6.1+6.2)的定量给料泵、用于凝胶剂(5.1+5.2)的定量给料泵以及用于凝胶剂(9.1+9.2)和酸液(10.1+10.2)的流量计。
10.用于实施按权利要求1-8中的一个或多个所述方法的装置，具有用于要被加注的蓄电池电解槽(14)的接受装置以及用于加注头(1)与要被加注的蓄电池电解槽的彼此相对定位的装置。
11.按权利要求10所述的装置，其中，定位装置通过两个彼此正交设置的导向元件构成，借助于该导向元件加注头(1)可自由移动。
12.用于实施按权利要求1-8中的一个或多个所述方法的加注头，具有用于凝胶剂、酸液和冲洗介质的至少各自一个注入口(19)，用于至少将凝胶剂与酸液进行静态混合的混合装置(20)，以及用于将由凝胶剂和酸液混合而成的溶胶加入蓄电池内的加注指(21)。
13.按权利要求12所述的加注头，其中，加注头可配备与要被加注的蓄电池电解槽相配合的不同加注指。
全文摘要
本发明涉及用于制造具有固定电解液的蓄电池的方法以及装置，其中，该方法的特征在于，将电解液以流动形式加入蓄电池电解槽内，并在蓄电池电解槽内同时固定电解液和形成活性物质，其中，用于实施该方法的装置具有加注头(1)、酸液贮存容器(3)、凝胶剂贮存容器(4)、用于酸液(6.1+6.2)的定量给料泵、用于凝胶剂(5.1+5.2)的定量给料泵以及用于凝胶剂(9.1+9.2)和酸液(10.1+10.2)的流量计。
文档编号H01M10/10GK1750313SQ20051000942
公开日2006年3月22日 申请日期2005年2月16日 优先权日2004年9月16日
发明者琼·鲁赫, 德克·施罗德, 阿尔贝特·舒尔特 申请人:荷贝克电池有限商业两合公司