专利名称：一种蓄电池补水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及蓄电池应用领域，尤其涉及一种蓄电池补水装置。
背景技术：
蓄电池作为通信设备的备用电源，通过将储存在蓄电池化学物质中的化学能转化 为电能向通信设备供电。蓄电池向通信设备供电过程中，蓄电池的电解液中的部分水分被 电解为氢气和氧气，长时间将会造成电解液中水分的大量损失，导致电解液浓度偏高，影响 蓄电池正常使用。为了使蓄电池能够正常使用，通常在蓄电池使用一段时间后，直接采用吸 管向蓄电池电解液加入一定量的去离子水或蒸馏水，以使电解液内硫酸浓度在规定的范围 之内。现有技术中，采用如图1所示的水分重组补水装置向蓄电池内添加水。采用多孔 陶瓷管12包覆同心催化载体棒13，中间环形空间填充吸收材料14，催化剂载体棒13和吸 收材料14以自支撑方式定位在密封性塑料容器15内，当蓄电池充电时电解产生的氢气和 氧气输送到同心催化载体棒13中发生催化反应，氢气和氧气产生的水通过蓄电池接口 11 向蓄电池电解液内补水。但是，在氢气和氧气生成水的过程中，催化反应产生大量热，难以 及时散热，造成同心催化载体棒13温度过高，大量的热量集中在同心催化载体棒13，可能 影响同心催化载体棒13的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种蓄电池补水装置，能够释放催化层再生成水的过程中产生 的热量，避免了大量的热量集中在催化层影响催化层的可靠性。本发明实施例提供了一种蓄电池补水装置，所述装置包括气体收集瓶，用于收集蓄电池充电时产生的氢气和氧气，并将所述氢气和氧气催 化再结合生成的水通过所述气体收集瓶的开口注入到所述蓄电池中；过滤层，设于所述气体收集瓶内，用于净化所述氢气和氧气中的酸雾；催化层，位于所述过滤层上面，用于将所述过滤层净化的所述氢气和氧气催化再 结合生成水；导热层，位于所述催化层上面，用于释放所述催化层再结合生成水的过程中产生 的热量。由上技术方案可以看出，蓄电池充电时产生的氢气和氧气通过过滤层过滤净化， 再经过气体收集瓶收集，采用置于气体收集瓶的催化层将氢气和氧气再结合生成水，然后 通过气体收集瓶的开口将水注入到蓄电池中，由于导热层位于催化层上面，因此可以及时 释放催化层再生成水的过程中产生的热量，避免了大量的热量集中在催化层，从而提高了 催化层的可靠性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术提供的水分重组补水装置示意图；图2是本发明一实施方式提供的蓄电池补水装置示意图；图3是本发明一实施例提供的气体收集瓶的装置示意图；图4是本发明另一实施例提供的气体收集瓶的装置示意图； 图5是本发明实施例提供的过滤层的结构示意图；图6是本发明另一实施方式提供的蓄电池补水装置示意图；图7是本发明又一实施方式提供的蓄电池补水装置示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。为使本领域技术人员更容易理解本发明，下面首先对本发明的技术方案进行简要描述基于现有技术中的水分重组补水装置可靠性低等缺点，本发明实施例提供了一种 蓄电池补水装置，当蓄电池充电时，蓄电池的电解液中的水被电解产生的氢气和氧气进入 蓄电池补水装置内，在高活性催化剂作用下氢气和氧气同时迅速解离成活性离子，二者再 结合生成水，结合过程产生的热量通过导热系数高的传导介质可以迅速释放，从而可以实 现整个补水装置稳定向蓄电池补水的目的，其不仅仅适合通信基站蓄电池补水应用场景， 而且适合蓄电池在其他领域应用时高电压快速充电使用时产生氢气和氧气再结合生产水， 可以提高该蓄电池补水装置的可靠性。参见图2，为本发明一实施方式提供的蓄电池补水装置示意图，所述装置包括气体收集瓶21，用于收集蓄电池充电时产生的氢气和氧气，并将所述氢气和氧气 催化再结合生成的水通过该气体收集瓶21的开口 22注入到蓄电池中。过滤层23，置于气体收集瓶21内，用于净化所述氢气和氧气中的酸雾。催化层24 ；位于过滤层23上面，用于将所述气体收集瓶收集的氢气和氧气催化再 结合生成水。导热层25，位于催化层24上面，用于释放催化层24再结合生成水的过程中所产生 的热量。其中，催化层24包括催化剂和聚四氟乙烯，将催化剂和聚四氟乙烯按预设比例涂 刷或者喷涂在依附体上，在预设的温度下烧结成催化层，所述依附体为多孔透气材料，尺寸 范围在10-3000mm2之间。催化层24采用的催化剂为钼、或者钯、或者釕、或者铱，所述催化 剂与催化层的质量比在0. 1 100%之间；所述聚四氟乙烯与催化层24的质量比在0. 1 100%之间；
其中，导热层25包括多孔金属板，该多孔金属板贴附在催化层24上面。导热层25 采用的多孔金属板为多孔铝板、或者多孔钢板、或者多孔钛板、或者多孔镍板、或者多孔铅 板，所述导热层的厚度在0. 1 IOmm之间，尺寸范围在10-3000mm2之间。本实施例中，蓄电池充电时产生的氢气和氧气通过过滤层23过滤净化，再经过气 体收集瓶21收集，采用置于气体收集瓶21的催化层24将氢气和氧气再结合生成水，然后 通过气体收集瓶21的开口 22将水注入到蓄电池中，由于导热层25位于催化层24上面，因 此可以迅速释放催化层24再生成水的过程中产生的热量，避免了大量的热量集中在催化 层24，从而提高了蓄电池补水装置的可靠性。下面对图2所示蓄电池补水装置各组件进行详细描述。参见图3，为本发明一实施例提供的气体收集瓶的装置示意图，该气体收集瓶包括 圆锥腔体31、承受台面32、圆柱腔体33和瓶盖34，其中圆锥腔体31具有一如图2所示的开口 22，该开口 22与蓄电池顶部开口连接，例 如，开口 22通过螺纹与蓄电池顶部开口连接，或者开口 22采用镶嵌的方式与蓄电池顶部开 口连接。承受台面32设于圆锥腔体31和圆柱腔体33衔接处，用于承载图2所示的过滤层 23、催化层24和导热层25。圆柱腔体33的开口 35与瓶盖34连接。例如，开口 35通过螺纹与瓶盖34连接， 或者开口 35采用镶嵌的方式与瓶盖34连接。其中，瓶盖34可以为带扭柄36的瓶盖，钮柄36置于瓶盖34的外侧面。该瓶盖34 可以采用具有一定弹性形变的高分子塑料或树脂材料制成，瓶盖34的螺纹螺距尺寸在1 IOmm之间，具体根据瓶盖34和导热层25之间的空间尺寸决定。更进一步，该瓶盖34与该开口 35连接后，可以将气体收集瓶21内的过滤层23、催 化层24和导热层25固定在承受台面32与该瓶盖34之间。其中，圆柱腔体33与圆锥腔体31的容积比可以为2:1。其中，承受台面32形状结构采用环形平台设计，厚度在0. 5 IOmm之间，材质采 用塑料、树脂等高分子工程材料，具体材质与圆柱腔体33和圆锥腔体31材质可以一致。本实施例提供的气体收集瓶瓶盖采用螺纹设计，易于装置部件的加工以及后续安 装、拆卸以及维护。参见图4，为本发明另一实施例提供的气体收集瓶的装置示意图，该气体收集瓶包 括圆锥腔体31、承受台面32、和圆柱腔体33，其中圆锥腔体31具有一如图2所示的开口 22，该开口 22与蓄电池顶部开口连接，例 如，开口 22通过螺纹与蓄电池顶部开口连接，或者开口 22采用镶嵌的方式与蓄电池顶部开 口连接。圆锥腔体31于承受台面32处设有外螺纹41，圆柱腔体33于承受台面32处设有 内螺纹42，圆锥腔体的外螺纹41与圆柱腔体的内螺纹42配合，形成4气体收集瓶。其中，该圆柱腔体33上表面开口密封。其中，圆柱腔体33与圆锥腔体31的容积比可以为2:1。其中，承受台面32形状结构采用 环形平台设计，厚度在0. 5 IOmm之间，材质采 用塑料、树脂等高分子工程材料，具体材质与圆柱腔体33和圆锥腔体31材质可以一致。
本实施例提供的气体收集瓶圆柱腔体33和圆锥腔体31衔接处采用螺纹设计，易 于装置部件的加工以及后续安装、拆卸以及维护。参见图5，为本发明实施例提供的过滤层的结构示意图，该过滤层23置于图2所示 气体收集瓶21内，设于如图3或图4所示的承受台面32，与承受台面32的圆周围可以贴附 在一起，用于过滤蓄电池充电时产生氢气和氧气时携带的酸雾。该过滤层23包括用于净化氢气和氧气气体中酸雾的过滤材料51和用于支撑过滤材料51的多孔材料52。其中过滤材料51包括疏松的透气性材料和该疏松的透气材料中夹杂的重金属氧化物 或氢氧化物。多孔材料52为耐腐蚀性金属材料、或者聚四氟乙烯耐腐蚀性高分子材料、或者重 金属氧化物、或者重金属氢氧化物，如铅、钡、锆等氧化物或氢氧化物。本实施例中过滤层23的设计不仅有助于氢气和氧气循环透过和再结合产生的水 及时穿过排入到蓄电池电解质液体中，而且具有过滤酸雾，减少酸雾对其他组件腐蚀功能； 另外过滤层23独立的设计有助于维护和更换。参见图6，为本发明另一实施方式提供的蓄电池补水装置示意图，相对于图2所示 装置，在气体收集瓶21、过滤层23、催化层24、和导热层25的基础上还包括支撑层61和 支撑杆62。其中支撑层61，位于导热层25上面，用于支撑支撑杆62。该支撑层61的材料可以为 聚四氟乙烯、聚氯乙烯或树脂等高分子工程材料。支撑杆62，一端抵顶支撑层61，另一端抵顶如图3所示具有扭柄36的瓶盖34，用 于固定过滤层23、催化层24和导热层25以及支撑层61。本实施例在高活性催化剂作用下氢气和氧气同时迅速解离成活性离子，二者再结 合生成水，结合过程中，催化层24产生的热量被导热系数高的导热层25吸收，导热层25将 吸收的热量释放在气体收集瓶21内，避免大量的热量集中在催化层24影响催化层的使用
寿命ο参见图7，为本发明又一实施方式提供的蓄电池补水装置示意图，相对于图2所示 装置，在气体收集瓶21、过滤层23、催化层24、和导热层25的基础上还包括支撑层61。其 中支撑层61位于导热层25上面，过滤层23、催化层24和导热层25以及支撑层61 位于瓶盖34与所述承受台面32之间。本实施例中，收集瓶21、过滤层23、催化层24、导热层25和支撑层61，通过瓶盖34 和承受台面32来固定。下面列举实施例对本发明进行详细描述实施例一、以聚四氟乙烯材料作为多孔材料52和氧化钡作为过滤材料42制作成过滤层23。 过滤材料51粒径在0 50 μ m之间，以质量百分比为100%的钼黑作为催化剂，添加一定 比例的聚四氟乙烯，钼黑与聚四氟乙烯的质量比例为2 1，采用催化剂涂刷工艺将钼黑涂 刷在碳纸上，在预设温度(如340°C )下烧结1小时形成催化层24，然后在催化层24上面 贴附铝质材料的导热层25，导热层25上面放置聚四氟乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄36的聚四氟乙烯材料的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合 一起形成整体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补 水时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，即可向蓄电池补水。实施例二、 以钛质材料作为多孔材料52和氧化铅作为过滤材料51制作成过滤层23。过滤 材料51粒径在0 50 μ m之间，以质量百分比为40%的钼碳作为催化剂，添加一定比例的 聚四氟乙烯，催化剂与聚四氟乙烯的质量比例为3 1，采用催化剂喷涂工艺将催化剂喷涂 在碳纸上，在预设温度(如340°C )下烧结1小时形成催化层24，然后在催化层24上面贴 附钛质材料板的导热层25，导热层25上面放置聚氯乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄 36的有机玻璃材质的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合一 起形成整体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补水 时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，通过将蓄电池产生的氢气和氧气催化再生成的水 注入到蓄电池中，即可实现向蓄电池补水。实施例三、以镍质材料作为多孔材料52和氧化铅作为过滤材料51制作成过滤层23。过滤材 料51粒径在0 50 μ m之间。以质量百分比为20%的钯作为催化剂，添加一定比例的聚四 氟乙烯，催化剂与聚四氟乙烯的质量比例为4 1，采用催化剂喷涂工艺将催化剂喷涂在碳 布上，在预设温度(如340°C )下烧结1小时形成催化层24，然后在催化层24上面贴附钢 质材料的导热层25，导热层25上面放置聚氯乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄36的有 机玻璃材质的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合一起形成整 体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补水时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，通过将蓄电池产生的氢气和氧气催化再生成的水注入到蓄电 池中，即可实现向蓄电池补水。实施例四、以陶瓷材料作为多孔材料52和氧化锆作为过滤材料51制作成过滤层23。过滤材 料51粒径在0 50 μ m之间。以质量百分比为0. 的釕作为催化剂，添加一定比例的聚 四氟乙烯，催化剂与聚四氟乙烯质量比例为9 1，采用催化剂涂覆工艺将催化剂涂在碳毡 上，在预设温度(如340°C)下烧结1小时形成催化层24，然后在催化层24上面贴附镍质材 料的导热层25，导热层25上面放置聚四氟乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄36的聚四 氟乙烯材质的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合一起形成整 体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补水时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，通过将蓄电池产生的氢气和氧气催化再生成的水注入到蓄电 池中，即可实现向蓄电池补水。实施例五、以陶瓷材料作为多孔材料52和氧化钡作为过滤材料51制作成过滤层23。过滤 材料51粒径在0 50 μ m之间，以质量百分比为100%的钯作为催化剂，添加一定比例的 聚四氟乙烯，催化剂与聚四氟乙烯的质量比例为2 1，采用催化剂涂刷工艺将钯涂刷在碳 纸上，在预设温度(如340°C )下烧结1小时即形成催化层24，然后在催化层24上面贴附 钛质材料的导热层25，导热层25上面放置聚四氟乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄36的聚四氟乙烯材质的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合一 起形成整体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补水 时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，通过将蓄电池产生的氢气和氧气催化再生成的水 注入到蓄电池中，即可实现向蓄电池补水。实施例六、以钛质材料作为多孔材料52和氧化铅作为过滤材料51制作成过滤层23。过滤材 料51粒径在0 50 μ m之间，以质量百分比为40%的铱作为催化剂，添加一定比例的聚四 氟乙烯，催化剂与聚四氟乙烯质量比例为3 1，采用催化剂喷涂工艺将催化剂喷涂在碳纸 上，在预设温度(如340°C )下烧结1小时形成催化层24，然后在催化层24上面贴附钛质 材料的导热层25，导热层25上面放置聚氯乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄36的有机 玻璃材质的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合一起形成整 体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补水时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，通过将蓄电池产生的氢气和氧气催化再生成的水注入到蓄电 池中，即可实现向蓄电池补水。实施例七、 以钛质材料作为多孔材料52和氧化铅作为过滤材料51制作成过滤层23。过滤材 料51粒径在0 50 μ m之间。以质量百分比为20%的钯作为催化剂，添加一定比例的聚四 氟乙烯，催化剂与聚四氟乙烯质量比例为4 1，采用催化剂喷涂工艺将催化剂喷涂在碳布 上，在预设温度(如340°C )下烧结1小时形成催化层24，然后在催化层24上面贴附镍质 材料的导热层25，导热层25上面放置聚氯乙烯材料的支撑层61，通过设有扭柄36的有机 玻璃材质的瓶盖34将过滤层23、催化层24、导热层25、和支撑层61紧密结合一起形成整 体，将该整体放置在气体收集瓶21中，构成蓄电池补水装置。需要向蓄电池补水时，将开口 22与蓄电池的顶部开口连接，通过将蓄电池产生的氢气和氧气催化再生成的水注入到蓄电 池中，即可实现向蓄电池补水。以上实施例可以看出催化层再结合生成水的过程中产生的化学反应热可通过导 热层快速吸收，并释放到气体收集瓶内，避免了大量的热量集中在催化层，从而提高了催化 层的可靠性，进而提高了蓄电池补水装置的可靠性。其中，多孔过滤层的设计不仅有助于氢气和氧气循环透过和再结合产生的水及时 穿过排入到蓄电池电解质中，而且具有过滤酸雾、净化再结合生成水的氢气和氧气，减少酸 雾对其他组件腐蚀作用，另外过滤层独立的设计有助于维护简便和更换；设计结构简单，安 装拆卸方便，部件材料来源广泛，加工工序简单，价格低廉，能够及时将蓄电池充电时产生 的氢气和氧气及时催化再生成水注入到电池电解液中。以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理 及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想； 同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会 有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种蓄电池补水装置，其特征在于，包括气体收集瓶，用于收集蓄电池充电时产生的氢气和氧气，并将所述氢气和氧气催化再结合生成的水通过所述气体收集瓶的开口注入到所述蓄电池中；过滤层，设于所述气体收集瓶内，用于净化所述氢气和氧气中的酸雾；催化层，位于所述过滤层上面，用于将所述过滤层净化的所述氢气和氧气催化再结合生成水；导热层，位于所述催化层上面，用于释放所述催化层再结合生成水的过程中产生的热量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体收集瓶包括圆锥腔体、承受台 面、圆柱腔体，所述承受台面位于所述圆锥腔体和圆柱腔体衔接处。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤层设于所述气体收集瓶内，为 所述过滤层设于所述承受台面。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述圆锥腔体于所述承受台面处设有外 螺纹，所述圆柱腔体设有内螺纹，所述圆锥腔体的外螺纹与所述圆柱腔体的内螺纹配合，形 成所述气体收集瓶。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述圆柱腔体一端为开口，通过瓶盖将所 述开口塞住。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括支撑层和支撑杆，所述支 撑层位于所述导热层上面，用于支撑所述支撑杆；所述支撑杆，一端抵顶所述支撑层，另一端抵顶所述瓶盖，用于将所述过滤层、催化层、 导热层、以及支撑层固定。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括支撑层，所述支撑层位于 所述导热层上面，所述过滤层、催化层、导热层、以及支撑层位于所述瓶盖与所述承受台面 之间。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤层包括用于净化氢气和氧气气 体中酸雾的过滤材料和用于支撑所述过滤材料的多孔材料；所述过滤材料包括疏松的透气 性材料和所述疏松的透气材料中夹杂的重金属氧化物或氢氧化物，所述多孔材料为耐腐蚀 性金属材料、或者聚四氟乙烯耐腐蚀性高分子材料、或者重金属氧化物、或者重金属氢氧化 物。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化层包括催化剂和聚四氟乙烯，其 中所述催化剂和聚四氟乙烯按预设比例涂刷或者喷涂在依附体上，在预设的温度下烧结成 所述催化层。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述催化剂为钼、或者钯、或者釕、或者 铱，所述催化剂与催化层的质量比在0. 1 100%之间；所述聚四氟乙烯与催化层的质量比 在0. 1 100%之间；所述依附体为多孔透气材料，依附体尺寸范围在10-3000mm2之间。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导热层包括多孔金属板，所述多孔 金属板贴附在所述催化层上面。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多孔金属板可以为多孔铝板、或者 多孔钢板、或者多孔钛板、或者多孔镍板、或者多孔铅板，所述导热层的厚度在0. 1 IOmm之间，尺寸范围在10-3000mm2 之间。
全文摘要
本发明实施例提供了一种蓄电池补水装置，所述装置包括气体收集瓶，用于收集蓄电池充电时产生的氢气和氧气，并将所述氢气和氧气催化再结合生成的水通过所述气体收集瓶的开口注入到所述蓄电池中；过滤层，设于所述气体收集瓶内，用于净化所述氢气和氧气中的酸雾；催化层，位于所述过滤层上面，用于将所述过滤层净化的所述氢气和氧气催化再结合生成水；导热层，位于所述催化层上面，用于释放所述催化层再结合生成水的过程中产生的热量。以实现及时释放催化层再生成水的过程中产生的热量，提高催化层的可靠性。
文档编号H01M2/36GK101847706SQ20091011978
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者乐斌, 吴海军, 王兴杰, 蔡腾宇 申请人:华为技术有限公司