一种少维护铅酸蓄电池防爆裂方法
【专利摘要】一种少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，包括少维护铅酸蓄电池使用前使其内部充满二氧化碳气体、以及少维护铅酸蓄电池使用过程中内部保持二氧化碳气体，其中，少维护铅酸蓄电池使用前其内部反应产生的二氧化碳的体积大于等于蓄电池气室体积的1.2倍。采用本发明方法，可以使蓄电池使用前和使用过程中产生的氢气和氧气被阻燃气体强制排出。一旦出现蓄电池由于操作不当、静电或电池内部缺陷产生明火，或从外部引入明火时，由于内部氢气浓度很低，不会发生蓄电池爆裂情况，有效提高了少维护铅酸蓄电池使用的安全性。
【专利说明】
一种少维护铅酸蓄电池防爆裂方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种蓄电池生产方法，特别是少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，属蓄电 池技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着汽车工业的飞速发展，汽车已逐步普及进入家庭。铅酸蓄电池的销量逐年攀 升，越来越多的用户接触到铅酸蓄电池产品。铅酸蓄电池在照明，供电等非车领域的应用也 越来越多。少维护铅酸蓄电池为开口带排气栓结构，干荷电不带液出厂，用户使用蓄电池前 注入硫酸电解液，在使用过程中需要补充电解液。近年来随着少维护铅酸蓄电池的用量增 加，在使用中暴露了一些安全性问题，据不完全统计，汽车蓄电池厂家每年有50-100ppm的 产品在使用中会发生爆裂现象。铅酸蓄电池爆裂，会产生酸液和塑料碎片飞溅，轻则造成人 民群众财产损失，重则危及人身安全，给蓄电池生产厂家带来巨大的经济损失和负面的社 会影响，是各大蓄电池厂家非常头疼重且亟待解决的安全性问题。
[0003] 铅酸蓄电池遵循"双硫酸盐化理论"，在电池充电过程中，单体电压高于2.25V时就 会有电解水所产生的氢气和氧气析出。经测试，25°C环境下，14.40V恒压充电，120Ah的少维 护蓄电池每小时产生约1260ml氢氧混合气体，随着温度的升高，这个速度还会增加。由于铅 酸蓄电池结构关系，产生的氢气和氧气不能完全排出到蓄电池外部，当蓄电池内氢气的浓 度达到4-74%，就具备爆炸的可能性。少维护铅酸蓄电池虽然设计有阻火滤气片和排气孔， 但在蓄电池使用过程中，由于操作不当、静电或电池内部缺陷都有可能产生明火，也有可能 从外部引入明火，点燃氢氧混合气体导致蓄电池发生爆裂。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种少维护铅酸蓄电池防爆裂方 法，采用该方法能够大幅度减少铅酸蓄电池内部氢气储存量和浓度，利于充电所产生氢气 的快速排出，并隔绝内部火花，有效防止电池爆裂。
[0005] 本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
[0006] -种少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，包括少维护铅酸蓄电池使用前使其内部充满 二氧化碳气体、以及少维护铅酸蓄电池使用过程中内部保持二氧化碳气体，其中，少维护铅 酸蓄电池使用前其内部反应产生的二氧化碳的体积大于等于蓄电池气室体积的1.2倍。
[0007] 上述少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，所述少维护铅酸蓄电池使用前内部充满二氧 化碳气体方法，是在蓄电池极群组装槽之前，在蓄电池槽的每个单格内投放无水碳酸钠粉 末，各单格内投放无水碳酸钠粉末重量按照下式控制：
[0008] 碳酸钠粉末重量彡蓄电池气室体积X 1.28，
[0009] 式中蓄电池气室体积的单位为L，无水碳酸钠粉末重量的单位为g;
[0010] 蓄电池使用前，注入硫酸电解液，硫酸电解液与无水碳酸钠反应生成高密度的二 氧化碳气体，将蓄电池内部的空气排出。
[0011] 上述少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，少维护铅酸蓄电池使用过程中内部保持阻燃 气体的方法如下:在少维护铅酸蓄电池添加补充液时，以浓度为2%碳酸氢钠水溶液作为补 充液添加到蓄电池中。
[0012] 本发明根据少维护铅酸蓄电池爆裂的原因，针对性的提出解决方案：即在少维护 铅酸蓄电池使用前及使用过程中，使其内部充满二氧化碳气体，由于二氧化碳气体的密度 较大，而蓄电池内部的空气、氧气、氢气密度小，电池内部空气、氧气、氢气将被挤出蓄电池， 蓄电池内部气室被二氧化碳气体占据。蓄电池使用过程中产生的氢气和氧气被二氧化碳气 体强制排出。一旦出现蓄电池由于操作不当、静电或电池内部缺陷产生明火，或从外部引入 明火时，由于内部氢气浓度很低，不会发生蓄电池爆裂情况，有效提高了少维护铅酸蓄电池 使用的安全性。
【具体实施方式】
[0013] 本发明的创新之处在于:在铅酸蓄电池使用前及使用过程中，使其内部充满高密 度的二氧化碳气体。试验验证采用本发明方法，蓄电池中产生的氢气、氧气和空气都被强制 排出。由于内部氢气浓度很低，不会发生蓄电池爆裂情况，因而有效提高了电池的安全性。
[0014] 本发明方法包括少维护铅酸蓄电池使用前使其内部充满二氧化碳气体、以及少维 护铅酸蓄电池使用过程中内部保持二氧化碳气体。二氧化碳气体的密度是1.977kg/m 3,氢 气的密度是0. 〇899kg/m3，空气的密度是1.293kg/m3，氧气的密度是1.429kg/m 3。二氧化碳气 体的密度大于氢气、氧气、空气，在蓄电池内部可以将氢气、氧气、空气挤出蓄电池，使蓄电 池气室被二氧化碳气体占据。
[0015] 少维护蓄电池为开口带排气栓结构，干荷电池不带液出厂。为了使蓄电池使用前 内部空间（气室)充满二氧化碳，本发明采用的方法是在蓄电池极群组装槽之前，在每个蓄 电池单格槽底部投放一定量的碳酸盐，碳酸盐存在蓄电池槽底部鞍角内，然后进行极群装 槽及电池的装配。常见的碳酸盐主要是碳酸钠（Na 2CO3)和碳酸氢钠（NaHCO3 )，碳酸钠 (Na2CO3)可以用更少的加入量产生更多的硫酸钠(Na2SO 4),在提高蓄电池的安全性的同时， 起到抑制隔板渗透的功效，所以本发明选择无水碳酸钠粉末。用户使用蓄电池前注入硫酸 电解液，无水碳酸钠和硫酸产生反应如下式:Na 2C03+H2S〇4= = =Na2S〇4+H20+C02丨，生成的二 氧化碳将蓄电池内部的空气排出。
[0016] 本发明经过计算和反复试验验证得出：蓄电池各单格槽内无水碳酸钠的添加量多 蓄电池气室体积X 1.28。式中蓄电池气室体积的单位为L，无水碳酸钠重量的单位为g。按照 上式添加无水碳酸钠，产生的二氧化碳气体的体积大于气室体积的1.2倍，可以保证将气室 内的氢气、氧气、空气完全排出。
[0017] 蓄电池在使用过程中，虽然二氧化碳远高于空气密度，但仍会有一部分流失排出 蓄电池，同时蓄电池耗水也会导致内部气室加大，针对此问题，本发明所述少维护铅酸蓄电 池使用过程中内部保持阻燃气体的方法如下：蓄电池在使用过程中耗水液面下降到最低液 面线时，以浓度为2% (质量百分比)碳酸氢钠水溶液作为补充液添加到蓄电池中，将液面调 至最高液面线。目前蓄电池补充液是净化水或者极低密度的稀硫酸溶液，基本呈中性或弱 酸性。本发明以浓度2 %碳酸氢钠水溶液作为补充液原因在于，补充液中的碳酸氢钠 (NaHCO3)与电解液发生反应如下式：2NaHC0 3+H2S〇4= = =Na2S〇4+2H20+2C02T，产生二氧化碳 (CO2)和硫酸钠(Na2S〇4)，在补充气室中二氧化碳气体的同时，生成的硫酸钠对蓄电池有益 无害。
[0018]以下提供几个本发明的具体实施例：
【主权项】
1. 一种少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，其特征在于:包括少维护铅酸蓄电池使用前使 其内部充满二氧化碳气体、以及少维护铅酸蓄电池使用过程中内部保持二氧化碳气体，其 中，少维护铅酸蓄电池使用前其内部反应产生的二氧化碳的体积大于等于蓄电池气室体积 的1.2倍。2. 根据权利要求1所述的少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，其特征在于：少维护铅酸蓄电 池使用前内部充满二氧化碳气体方法，是在蓄电池极群组装槽之前，在蓄电池槽的每个单 格内投放无水碳酸钠粉末，各单格内投放无水碳酸钠粉末重量按照下式控制： 碳酸钠粉末重量多蓄电池气室体积X 1.28， 式中蓄电池气室体积的单位为L，无水碳酸钠重量的单位为g; 蓄电池使用前，注入硫酸电解液，硫酸电解液与无水碳酸钠反应生成高密度的二氧化 碳气体，将蓄电池内部的空气排出。3. 根据权利要求2所述的少维护铅酸蓄电池防爆裂方法，其特征在于：少维护铅酸蓄电 池使用过程中内部保持阻燃气体的方法如下：在少维护铅酸蓄电池添加补充液时，以浓度 为2 %碳酸氢钠水溶液作为补充液添加到蓄电池中。
【文档编号】H01M2/12GK106067526SQ201610676450
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月17日
【发明人】王再红, 王廷华, 宋艳龙, 魏立平, 王怀宇, 曲宝光, 赵海涛, 李刚
【申请人】风帆有限责任公司