水平电池灌酸方法与流程

文档序号:15097895发布日期:2018-08-04 15:01阅读:291来源:国知局

本发明属于电池技术领域,具体涉及一种水平电池灌酸方法。



背景技术:

传统电池的极板是垂直于地面装配的,使用时也是垂直于地面安装使用。这种结构的电池在使用过程中容易出现电解液分层现象;导致放电过程中由于电池下部的硫酸浓度高,放出的容量相对较多,而电池上部的硫酸浓度低,放出容量少;而在充电时,则出现上部优先充上电,活性物质有逐步从上向下反应转化的趋势,当电池上部已经处于充足电甚至过充电状态时,下部还没有充足电,随着循环使用次数的积累,这种不均衡会形成恶性循环,导致电池容量的快速衰减,寿命提前终止。

为解决上述问题,近几年出现了一种新型的水平电池,水平电池因电池极板采用水平放置,不同于传统电池的垂直放置,故称为“水平电池”。水平电池在封装完成之后,需要进行灌酸、化成、灌固化剂、清洗、包装等工序。现有技术中在灌酸的时候,往往会灌入过多的电解液到电池内,而这些过多的电解液很容易导致漏液等问题,影响电池的正常使用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种水平电池灌酸方法,能将在灌酸时进入电池的多余的电解液排出。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案,水平电池灌酸方法,包括以下步骤:

步骤一,配制电解液:将纯硫酸加入蒸馏水中混合制得浓度为1.2~1.3g/cm3的电解液;

步骤二,电池抽真空:用抽气设备将电池内部的空气抽出;

步骤三,灌酸:将步骤一中的电解液装入电解液箱中,然后边搅拌边用灌酸管导至散液部上,由散液部转动甩出电解液至电池中;

步骤四,吸酸:用步骤三中的散液部将电池中多余的电解液吸出,并通过吸酸机构回收至电解液箱中;

步骤五,封蜡:用蜡将电池的灌酸口密封住。

上述技术方案的有益效果在于:

1、通过吸酸机构和散液部将多余的电解液吸出,不仅能够实现将在灌酸时进入电池的多余的电解液排出,而且还能回收电解液,降低电池制作成本。

2、通过让从灌酸管流出的电解液在散液部转动的离心力作用下被甩出,灌酸更均匀;而在吸酸的时候,可以通过散液部的内腔更均匀地吸取电池中各区域的电解液。

3、通过步骤二将电池抽真空,可以避免电池内部压力过大,实现让步骤一中的电解液很好地被电池中的极板吸收;而且在步骤三中电解液是边搅拌边加入的,这样进入电池中各部分的电解液浓度均匀一致,电池性能更佳。

优选方案一,作为基础方案的优选方案,步骤一中电解液的温度为15~25℃。由于在制备电解液过程中,硫酸释放热量会升温,因此通过让电解液的温度降低至15~25℃,不仅让灌酸过程更加安全,而且避免了温度过高影响电池的使用寿命。

优选方案二,作为基础方案的优选方案,步骤二还包括用真空度检测仪检测电池的真空度是否为0.2MPa以下。这样有助于进一步保证电解液更好地进入电池中。

优选方案三,作为基础方案的优选方案,步骤三中对电解液的搅拌速度为100~150r/min。该速度下对电解液的搅拌均匀。

优选方案四,作为优选方案一、优选方案二或者优选方案三的优选方案,步骤四中的吸酸机构与真空泵连通。用真空吸附的方式吸取电池中多余的电解液,效率高。

优选方案五,作为优选方案四的优选方案:真空泵的抽气压力为50~80MPa。该工作压力下不仅能保证电解液的正常吸取,而且不会吸取电池中的其他物质。

附图说明

图1为本发明水平电池灌酸方法中吸酸机构的结构示意图;

图2为图1的剖视图;

图3为图1中滑动罩的俯视图;

图4为本发明水平电池灌酸方法灌酸时吸酸机构的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明:

说明书附图中的附图标记包括:机架1、真空泵2、电机3、主动齿轮30、从动齿圈31、电解液箱4、密封板40、固定管一5、固定管二50、限位块51、滑动罩6、吸液夹层60、方形开口61、圆形通孔62、散液部7、导液管70、过滤网71、内筒罩8、转环80、齿条一81、灌酸管9、内套管90、外套管91、齿条二92、转动齿轮93、轴缝94、灌酸口100。

实施例1

水平电池灌酸方法,包括以下步骤:

步骤一,配制电解液:将纯硫酸加入蒸馏水中混合制得浓度为1.2g/cm3的电解液,并将电解液的温度降低至15℃。

步骤二,电池抽真空:用抽气设备将电池内部的空气抽出,并用真空度检测仪检测电池的真空度是否为0.2MPa以下,若是,则进入步骤三,若不是,则继续抽真空。

步骤三,灌酸:将步骤一中的电解液装入电解液箱4中,然后边搅拌边用灌酸管9导至散液部7上,由散液部7转动甩出电解液至电池中;对电解液的搅拌速度为100r/min。

步骤四,吸酸:用步骤三中的散液部7将电池中多余的电解液吸出,并通过吸酸机构回收至电解液箱4中。电解液箱4、吸酸机构、散液部7、灌酸管9的安装结构如图1所示:将电解液箱4固定在机架1上。如图2所示,吸酸机构包括滑动罩6、内筒罩8和利用驱动机构使滑动罩6转动的固定管组件。固定管组件包括对称设在灌酸管9两侧的固定管一5和固定管二50,且固定管一5和固定管二50均与电解液箱4转动连接。具体结构可为:在电解液箱4底部转动连接一密封板40,密封板40与电解液箱4之间设有密封圈,固定管一5和固定管二50均与密封板40固定连接,且固定管一5和固定管二50的上端开口均高于密封板40,灌酸管9与密封板40的中心转动连接,灌酸管9的上端开口也高于密封板40,灌酸管9与密封板40之间也设有密封圈,这样,既可以保证固定管一5和固定管二50能正常转动,又能保证灌酸管9的正常导液。当然,固定管组件也可以包括多个固定管,只要多个固定管均以灌酸管9为中心排布,且灌酸管9位于密封板40的中心即可。

驱动机构包括电机3、主动齿轮30和从动齿圈31,电机3的输出轴与主动齿轮30固定连接,主动齿轮30与从动齿圈31啮合,固定管一5和固定管二50均固定在从动齿圈31内。这样,启动电机3即可让固定管一5和固定管二50转动。

滑动罩6内设有吸液夹层60,固定管一5和固定管二50的下端与吸液夹层60连通,且固定管一5与固定管二50均与滑动罩6滑动连接,具体结构可如图3所示,在滑动罩6的顶部开设两个方形开口61,让固定管一5和固定管二50的下端嵌入方形开口61中,这样,即可实现通过固定管一5和固定管二50将电解液导入滑动罩6内。在滑动罩6的中心还开设有一圆形通孔62,让灌酸管9伸入圆形通孔62中与滑动罩6滑动连接,这样当固定管一5和固定管二50转动时,也会带动滑动罩6转动。真空泵2可与其中一个固定管连通即可。真空泵2的抽气压力为50MPa。还可以在固定管一5和固定管二50的下方设置限位块51,防止在向下滑动滑动罩6的时候,滑动罩6脱离固定管。

滑动罩6的底部固定连接有用于将从灌酸管9流出的电解液甩出的散液部7,且散液部7与吸液夹层60连通。散液部7为顶部窄、底部宽的圆台。散液部7的两侧分别连通有用于与吸液夹层60连通的导液管70。这样,既能保证散液部7随着滑动罩6的转动而转动,又能让吸液夹层60与散液部7连通,方便吸液。散液部7的底部还焊接有一过滤网71,防止在吸液过程中将电池中的膏渣等吸入。

内筒罩8与滑动罩6的内壁转动连接,具体结构可采取:在滑动罩6的内壁上开设一凹槽,在内筒罩8的外壁上开设一凹槽,然后在两个凹槽之间安装一转环80。这样,既能让内筒罩8与滑动罩6保持相对滑动,又能让内筒罩8和滑动罩6一起上下移动。内筒罩8的内壁上设有齿条一81。

灌酸管9可伸缩,包括外套管91和内套管90,内套管90滑动连接在外套管91内,且内套管90与密封板40的中心转动连接,内套管90上设有电磁阀;外套管91依次贯穿滑动罩6的顶部、内筒罩8的顶部并延伸至内筒罩8内,且外套管91与滑动罩6、内筒罩8滑动连接,外套管91位于内筒罩8的部分设有齿条二92。齿条一81与齿条二92之间啮合有转动齿轮93。为保证转动齿轮93的正常转动,在滑动罩6和内筒罩8靠近机架1的侧壁上均开设一轴缝94,让转动齿轮93的轴穿过该轴缝94并转动连接在机架1上。为让滑动罩6和内筒罩8在上下移动时更稳定,可以在外套管91的两侧均设置前述的齿条一81、齿条二92和转动齿轮93结构。

在进行步骤三灌酸时,具体的操作过程如图1所示,将散液部7伸入电池的灌酸口100;向下压外套管91,直到外套管91的下端与散液部7相抵,如图4所示;在外套管91向下滑动过程中,转动齿轮93转动,内筒罩8和滑动罩6一起向上滑动,可减少操作外套管91使其下滑的时间,且这种结构可以让灌酸管9在未使用时处于内筒罩8内部,避免外界粉尘等污染灌酸管9。然后启动电机3,电机3带动主动齿轮30转动,从动齿圈31跟着转动,固定管一5和固定管二50转动,滑动罩6相对内筒罩8转动,散液部7转动;同时打开内套管90上的电磁阀,电解液通过内套管90、外套管91流至散液部7顶部,电解液通过散液部7在转动过程中的离心力均匀散至电池各个部分。灌酸结束后,关闭电磁阀和电机3。

在进行步骤四吸酸时,具体的操作过程为向下压滑动罩6,至滑动罩6与固定管上的限位块51相抵时,启动真空泵2,这个过程中,外套管91也向上滑动,恢复原位。真空泵2启动后,散液部7内腔通过吸液夹层60、固定管与真空泵2连通,散液部7吸取电池中多余的电解液,并通过吸液夹层60、固定管回收至电解液箱4中,从而达到排出电池中多余的电解液的目的。

步骤五,封蜡:用蜡将电池的灌酸口100密封住。

本实施例通过在灌酸管9上设置齿条二92、内筒罩8上设置齿条一81,并让齿条一81和齿条二92均与转动齿轮93啮合,可以实现在灌酸的时候,灌酸管9下移而内筒罩8和滑动罩6上移,这样,灌酸管9流出的电解液可以直接流到散液部7,避免电解液飞溅到内筒罩8内壁中;同时通过滑动罩6的上移,还能减少灌酸管9向下移动的距离,缩短灌酸时间;进一步的,当灌酸管9底部与散液部7顶部相抵的时候,即灌酸管9不能继续下移的时候,即可进行灌酸,起到很好的提示作用;且这种结构可以让灌酸管9在未使用时处于内筒罩8内部,避免外界粉尘等污染灌酸管9。而在吸酸的时候,让滑动罩6和内筒罩8下移而恢复原位,同时,灌酸管9也上移而恢复原位,这样,在吸酸过程结束后,即可不用再做收尾工作,各部件自动恢复原位,方便对下一个电池持续灌酸。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于:

步骤一中电解液的浓度为1.3g/cm3,温度为25℃。

步骤三中对电解液的搅拌速度为150r/min。

步骤四中真空泵2的抽气压力为80MPa。

以上的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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