CN101478058A - 胶体蓄电池压缩胶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶体蓄电池压缩胶工艺，包括如下步骤：取已装入电极板的阀控式胶体蓄电池半成品；通过抽真空压缩的方法，将胶体电解质灌入电池半成品中，并在电池上安装盛放从电池内溢出的胶液的富液壶。对灌胶后并装有富液壶的电池进行初步化成；初步化成后对电池进行真空压缩，将富液壶内的胶液压入电池中；真空压缩后对电池继续化成至结束。本发明的抽真空压缩胶工艺可大大提高电池的存胶量，从根本上减少了电池的失水，杜绝了热失控，增加了电池的容量，提高了电池的寿命；抽真空压缩胶工艺使大量的胶体包裹在极板的外面，减少了板栅的腐蚀而且防止了极板活性物质的脱落，从而延长了电池的寿命。
Description
胶体蓄电池压縮胶工艺
技术领域
本发明属于胶体蓄电池领域，具体涉及一种制备胶体蓄电池的方法。背景技术
近年来，阀控铅酸蓄电池己成为铅酸蓄电池的主流，尤其是胶体蓄电池的出现促使蓄电池界发生了巨大的变化，他的优点更使蓄电池界感到欣慰——不加水、不溢酸、无酸雾、可以任意放置、高倍率放电、容量可逆、良好的低温性能等。但其缺点也是我们现在努力的方向——凝胶效果差，电池内有游离态的酸， 一旦溢出腐蚀设备零部件；存胶量低，电池后期容量低而且容易造成电池热失控提前结束寿命。发明内容
本发明的目的是通过选择合适的压縮工艺，使胶体充分凝胶且使电池的存胶量大大提高，从而保证电池的后期高容量与寿命，从根本上杜绝电池的热失控。本发明的目的可以通过以下措施达到：一种胶体蓄电池压縮胶工艺，包括如下步骤：
A、 取已装入电极板的阀控式胶体蓄电池半成品；
B、 通过抽真空压缩的方法，将胶体电解质灌入电池半成品中，并在电池上安装盛放从电池内溢出的胶液的富液壶；
C、 对灌胶后并装有富液壶的电池进行初步化成：
D、 初步化成后对电池进行真空压缩，将富液壶内的胶液压入电池中；
E、 真空压縮后对电池继续化成至结束。
本发明适用于采用纳米级气相二氧化硅制成的纳米胶体电解质，此电解质含有纳米级气相二氧化硅（Si02 1.0〜6.0wt%)、稀硫酸（H2S04 34.4〜41.4wt% 25°C)和去离子水，及适度添加剂（1.0-1.5 wt%。添加剂组分有聚乙二醇、甘油、聚丙烯酰胺）。
采用纳米级气相二氧化硅制成纳米级胶体电解质，则有利于胶液充满电池的各个角落，同时胶粒粒径变小，胶体的触变性下降，凝胶力增强，不易水化，因此本发明优选采用胶粒粒径为7~16nm的纳米级胶体电解质。本发明是通过抽真空压縮的方法将胶体充分灌入电池中，其中步骤B中抽真空压缩 时采用的真空度为-0.085 MPa〜-0.125MPa，步骤D中真空压縮时的采用真空度为-0.045 MPa〜-0.105MPa。真空箱抽真空压胶装置，其工作原理如图1所示，其中吸酸装置内装
有碱液，吸收从真空箱内吸进的酸气，防止其对真空泵腐蚀。其工作程序如下：待灌电池 放进真空箱内，关闭好真空箱门，开启电机抽真空，当真空表显示到特定真空度后，打开 放气球阀，使真空箱内恢复到大气压，把富液壶中胶液压入电池内部。
初步化成步骤及继续化成步骤合起来实际上是常用的"四充三放"制化成工艺，本发 明经过大量实践及实验发现，在"三充二放"之后、"一充一放"之前对溢出的胶液进行 真空压縮可以大幅度提高存胶量，从而增加电池容量、延长电池寿命、消除电池热失控现 象，而且该步骤可以使凝胶效果更好。
一种更为具体的胶体蓄电池压縮胶工艺如下：
1、 选取正常的中、小型阀控式胶体蓄电池半成品；
2、 将纳米级气相二氧化硅（Si02 1.0-6.0%)和稀硫酸（H2S04 34.4-41.4% 25°C) 混合，并加入适度添加剂（1.0-1.5%。）和适量水，用机械法或化学法制成纳米级胶体电解 质，使胶粒粒径变小，达到7〜16nm。其渗透性增大，灌胶时有部分胶体渗入AGM隔板 与极群中，缓解电液分离：胶粒粒径变小，胶体的触变性下降，凝胶力增强，不易水化：
3、 用自动灌胶机，采用真空压縮的方法将胶体灌入电池中，由于电池内部反应，灌 胶后会有一部分胶体"溢"出，需立即安装电池专用富液壶，收集溢出的胶体；
4、 针对内化成电池用充放机设定"三充二放"工艺进行化成；（其他化成方法也可以， 必须保证初步化成结束后，对电池进行抽真空压縮，抽真空压縮后电池继续化成至结束)；
5、 在"三充"结束后，把上述安装有富液壶的电池送入真空箱，对电池进行抽真空 压縮；
6、 再用充放机设定"一放一充"工艺进行化成；电池压縮胶体操作可以对电池内部 胶液的松散结构进行压縮，不仅提高了存胶量，而且使胶液完全充满电池，增大了与极板 的接触面积，提高活性物质利用率；再者，此操作使胶体凝胶更好。
本发明的有益效果：
1、 抽真空压縮胶工艺可大大提高电池的存胶量，从根本上减少了电池的失水，杜绝 了热失控，增加了电池的容量，提高了电池的寿命。
2、 抽真空压缩胶工艺使大量的胶体包裹在极板的外面，减少了板栅的腐蚀而且防止了极板活性物质的脱落，从而延长了电池的寿命。 附图说明
图1是真空箱抽真空压胶装置工作原理示意图。
图中，l.电机2.真空泵3.吸酸装置4.球阀5.真空表6.真空箱。
具体实施方式
实施例1
1、 选取正常的中、小型阀控式内化成胶体蓄电池半成品（AGM隔板）；
2、 将纳米级气相二氧化硅和稀硫酸混合；根据不同结构的电池选用不同的用量，如 12V-10Ah电池外化成Si02含量1.6-2.0%、 H2S04含量40.3-41.4% 25°C， 12V-I0Ah电池 内化成Si02含量1.2-1.6%、稀硫酸H2S04含量35.6-37.4.4% 25°C),并加入添加剂
(1.0-1.5%。），用机械法或化学法制成纳米级胶体电解质，使胶粒粒径变小，达到7〜16nm;
3、 用南京先特自动灌胶机，将胶体灌入电池中；12V-10Ah内化成电池，使用密度为 1.28g/cW(25'C)胶体，设定自动灌胶机每单格灌入125ml、真空度为-0.095Mpa,可灌950g 左右胶体入电池内部。由于电池内部反应，需立即安装电池专用富液壶，大约会有200g 胶体"溢"到安装在电池上的专用富液壶内；
4、 用张家港金帆充放机设定"三充二放"工艺进行化成；12V-10Ah内化成电池，一 充电池C2容量5.5倍55Ah,—放电池C2容量50% 5Ah, 二充电池<:2容量2倍20Ah，二放 电池C2容量80% 8Ah,三充电池C2容量1.2倍12Ah;
5、 在"三充"结束后，把上述安装有富液壶的电池送入真空箱，对电池进行抽真空 压縮；12V-10Ah电池，经过"三充二放"化成后会损失部分胶体，安装在电池上富液壶 中约有100g胶液。不下富液壶，把安装在电池上富液壶中约有100g胶液的电池送入真空 箱，真空箱真空度为-0.075MPa,把富液壶中约有100g胶液压入电池中，压完后再除去富 液壶；
6、 再用张家港金帆充放机设定"一放一充"工艺进行化成：12V-10Ah内化成电池, 一放电池C2容量至10.50V, —充电池C2容量1.2倍10Ah，电池最后的存胶量从先前的 740g提高到820g,提高了10.8%。
实施例2
(1)、取六只12V-10Ah阀控胶体电池内化成极板。正极板：Pb-Ca-Sn-Al (高锡） 负极板：Pb-Ca-Al
隔板：若干 （南京a-e隔板厂）
(2) 、用张家港金帆半自动铸焊线对12V-10Ah阀控式胶体电池极板（正7/负8)进行电 池组装组装。
正极板极群以280g计、负极板极群以232g计、隔板以66g计， 组装的半成品电池分别编上©--⑥号。
① 电池重量为3263g、 ②电池重量为3266g、
② 电池重量为3270g、 ©电池重量为3268g ⑤电池重量为3271g、 ⑥电池重量为3273g
(3) 、用南京先特自动灌胶机进行灌胶（采用实施例1的纳米级胶体电解质及灌胶方法）。
灌胶后的电池重量为
①电池重量为4215g、 ②电池重量为4216g、
③ 电池重量为4217g、 ©电池重量为4215g ©电池重量为4215g、 ◎电池重量为4218g
(4) 、用张家港金帆充放机设定"三充二放"工艺进行化成。
"三充二放"工艺如下： 一充：0.6AX5h十1.2AX10h+ 1.6AX10h+ L2AX20h 一放：-5A lh
二充：1.6AX5h+1.2AX7h + 0.6AX6h
—协.一SA QAm，'n
-• A(/^ * "i l " W "l丄1 L
三充：L6AX3h + 1.2AX4h + 0.6AX4h
(5) 、把安装上富液壶带有充电剩余胶液的电池①②③送入真空箱，进行真空压縮（真空
度为-0.075MPa)。
(6) 、再用张家港金帆充放机设定"一放一充"工艺进行化成，并和④⑤⑥电池比较
"一放一充"工艺如下：
一放：-5A 10.50V (容量检测）一充：1.6AX3h + 1.2AX4h + 0.6AX4h
真空压縮①②③和没有真空压縮④⑤⑥对比表
<table>table see original document page 7</column></row>
<table>实施例3:
小批量生产，按照实施例1的方法，对200只12V-10Ah内化成电池进行操作（其中 初步化成前灌胶的真空度为-0.105MPa，初步化成后真空压縮时的真空度为-0.085MPa), 化成结束后对电池称重，电池存胶量比不经过本发明工艺操作的电池存胶量平均多80g, 放电平均多10min，电池寿命增加2〜5个月，且此操作过程并不十分烦琐。
Claims (5)
1、一种胶体蓄电池压缩胶工艺，其特征在于包括如下步骤：A、取已装入电极板的阀控式胶体蓄电池半成品；B、通过抽真空压缩的方法，将胶体电解质灌入电池半成品中，并在电池上安装盛放从电池内溢出的胶液的富液壶；C、对灌胶后并装有富液壶的电池进行初步化成；D、初步化成后对电池进行真空压缩，将富液壶内的胶液压入电池中；E、真空压缩后对电池继续化成至结束。
2、 根据权利要求l所述的胶体蓄电池压縮胶工艺，其特征在于所述的胶体电解质为采用 纳米级气相二氧化硅制成的纳米级胶体电解质。
3、 根据权利要求2所述的胶体蓄电池压縮胶工艺，其特征在于纳米级胶体电解质的胶粒 粒径为7~16nm。
4、 根据权利要求l所述的胶体蓄电池压縮胶工艺，其特征在于步骤B中抽真空压縮时将 真空度调至-0.085 MPa〜-0,125MPa。
5、 根据权利要求l所述的胶体蓄电池压縮胶工艺，其特征在于步骤D中真空压縮时将真 空度调至-0.045 MPa〜-0.105MPa。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090708 |