CN112952307B - 一种蓄电池加酸、化成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池加酸、化成系统，包括：电池真空箱、酸壶真空箱、设于所述酸壶真空箱内的酸壶、定量加酸系统、安装板。本发明蓄电池加酸、化成系统分成三层设置，最底下一层是用于放蓄电池的电池真空箱，中间一层是放酸壶的酸壶真空箱，上面一层是定量加酸系统的部分结构，将蓄电池与酸壶分离在分隔开的两层设置，电池真空箱内没有酸雾产生，避免了蓄电池端子及连线等腐蚀问题，并可保持蓄电池干燥。可以实现蓄电池的同步加酸，加酸后离化成开始的静置时间保持一致；还能够实现真空化成过程。

Description

一种蓄电池加酸、化成系统

技术领域

本发明涉及蓄电池生产设备技术领域，特别是涉及一种蓄电池加酸、化成系统。

背景技术

铅蓄电池的结构包括相互盖合的电池槽和电池盖，电池槽内一般分为多个单格，每个单格内设置一个极群，铅蓄电池在极群入槽、电池盖合盖完成后，需要向电池内灌注电解液，电解液为硫酸溶液，然后再进行化成。

铅蓄电池化成过程中，电池内部发热使温度升高，一般采用水浴降温或者风冷降温，同时，为了控制电池的化成温度，所以需要控制充电电流密度不能长时间太大，导致化成效率低下。另一方面，加酸过程属于流水线，加完酸后必须待整个化成槽满后才进冷却水，导致进满一个化成槽时间长，从而造成电池浸酸时间不一致，这样就会导致每只电池化成状态不一致，电池性能出现差异，尤其是对于一些需要多只电池进行配组的电池，降低了电池的成组寿命。

公开号为CN111682273A的发明公开了一种铅蓄电池化成方法，包括以下步骤：(1)向电池中加入1.1～1.4倍饱和吸液量、质量浓度为0.4～0.8％的硫酸盐水溶液，然后进行第一阶段化成，通过对电池内部抽真空控制水的沸点为50～60℃；(2)向电池中加入1.2～1.8倍饱和吸液量、密度为1.19～1.25g/ml的硫酸溶液，然后进行第二阶段化成，通过对电池内部抽真空控制水的沸点为40～50℃。该现有技术中通过真空度控制化成的温度在50～60℃，可以采用大电流进行快速化成，电池化成后α-PbO₂含量提高，电池的寿命延长。

虽然上述现有技术中采用了真空化成的方法，但是电池加酸的一致性问题依然没有解决，另外，现有技术中，加酸和化成是分先后两步使用两套设备来操作，铅蓄电池使用加酸机先加酸，加酸完成的铅蓄电池使用输送带输送到化成槽中再进行化成。

公开号为CN111162240A的发明申请公开了一种蓄电池加酸化成装置，包括加酸机与化成槽，所述化成槽上方设有可沿化成槽水平移动的安装板，所述安装板下方设有可上下移动的安装座，所述安装座上可拆卸安装有带加酸管的加酸板或带抽酸管的抽酸板；所述加酸机通过软管与加酸管或抽酸管连接；所述蓄电池加酸化成装置具有在所述安装座上安装加酸板、用于对蓄电池加酸的第一使用状态，以及在所述安装座上安装抽酸板、用于对蓄电池抽酸的第二使用状态。该现有技术中，将加酸过程与化成过程结合，在完成加酸后，无需移动电池，在化成槽中静置降温，自电池加酸完成至开启充电机进行化成，可有效解决蓄电池加酸后的降温问题，同时整个操作过程简便。但该现有技术无法做到加酸到化成之间静置时间的一致性问题，且无法用于真空化成。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种蓄电池加酸、化成系统，能够一次性对所有待化成的蓄电池进行同步加酸，加酸到化成之间的静置时间保持一致，且同时能够实现真空化成。

一种蓄电池加酸、化成系统，包括：

电池真空箱，用于放置待处理的蓄电池，具有在化成时对电池真空箱内腔抽负压的第一负压系统，所述电池真空箱的至少一侧开口设置并设有用于密封用的第一密封门；

酸壶真空箱，设于所述电池真空箱的上方，具有在加酸时对酸壶真空箱内腔抽负压的第二负压系统，所述酸壶真空箱的至少一侧开口设置并设有用于密封用的第二密封门；

酸壶，设于所述酸壶真空箱内，用于对蓄电池加酸；

定量加酸系统，包括多根伸入酸壶真空箱内、用于同时对所有酸壶同步、定量加酸的加酸管；

安装板，可升降地设于所述电池真空箱内，所述安装板上设有加酸嘴柱和接线端柱，

加酸管、酸壶、加酸嘴柱与待处理蓄电池中的单格一一对应，所述酸壶与加酸嘴柱之间设有从酸壶真空箱伸入到电池真空箱内的连接管，所述连接管为伸缩管或至少其中一段为可随安装板升降的软管；所述加酸嘴柱的下端口在安装板下降时与蓄电池顶面的注酸孔柱插接配合；所述接线端柱成对设置，每一对接线端柱对应于一只蓄电池的正、负端子，接线端柱的上端通过导线连接化成机，接线端柱的下端在安装板下降时与蓄电池顶面的正/负端子接触导通。

优选的，所述定量加酸系统还包括：

溢酸槽，设于酸壶真空箱上方；

定量杯，包括设于溢酸槽内的多个，每个定量杯底部连接一根加酸管，所述加酸管上设有控制阀；

储酸桶，用于储存酸液；

进酸管，连接储酸桶，用于对各定量杯加满酸液；

回酸管，连接溢酸槽和储酸桶，用于将定量杯中溢出到溢酸槽中的酸液回输到储酸桶。

更优选的，所述进酸管的出酸一端连接多根进酸支管，每根进酸支管对应于一个定量杯。

优选的，所述的蓄电池加酸、化成系统，还包括用于摆放蓄电池、可进出所述电池真空箱的摆放台，

所述摆放台底面设有滑轮，或者所述电池真空箱的内腔底面具有供摆放台滑动进出电池真空箱的滑轨。

优选的，所述接线端柱包括：

穿过所述安装板的导套，

穿过所述导套、与导套滑动配合的滑柱，所述滑柱位于导套上方的一端设有限制滑柱从导套中掉出的限位件，所述滑柱位于导套下方的一端设有用于与蓄电池顶面的正/负端子接触导通的接头，所述接头的外径大于所述滑柱，所述滑柱位于导套与接头之间的一段上套设有复位弹簧。

更优选的，所述滑柱位于导套上方的一端具有第一螺纹段，第一螺纹段具有外螺纹，所述限位件为与滑柱的第一螺纹段配合的第一螺母。

优选的，所述加酸嘴柱包括穿过所述安装板的硬质段，以及安装在硬质段底部、下端用于与蓄电池顶面的注酸孔柱插接配合的接口段，接口段具有供蓄电池顶面的注酸孔柱插入的插接口。

更优选的，所述硬质段位于所述安装板下方的部分具有外径扩大的扩径段，位于所述安装板上方的部分具有第二螺纹段，第二螺纹段上配合设有用于将加酸嘴柱固定在安装板上的第二螺母。

优选的，所述安装板由设于电池真空箱内的气缸驱动升降。

本发明蓄电池加酸、化成系统分成三层设置，最底下一层是用于放蓄电池的电池真空箱，中间一层是放酸壶的酸壶真空箱，上面一层是定量加酸系统的部分结构，将蓄电池与酸壶分离在分隔开的两层设置，电池真空箱内没有酸雾产生，避免了蓄电池端子及连线等腐蚀问题，并可保持蓄电池干燥。可以实现蓄电池的同步加酸，加酸后离化成开始的静置时间保持一致；还能够实现真空化成过程，采用真空化成可以迅速将电池内部热量带出，不需要采用循环水浴冷却，同时确保了整成化成空间的温度一致，有利于电池一致性。

附图说明

图1为本发明蓄电池加酸、化成系统的结构示意图。

图2为本发明蓄电池加酸、化成系统不含部分定量加酸系统的立体结构示意图。

图3为本发明蓄电池加酸、化成系统不含部分定量加酸系统及密封门的侧视结构示意图。

图4为本发明蓄电池加酸、化成系统不含部分定量加酸系统及密封门的俯视结构示意图。

图5为图4中沿A-A方向的剖视图。

图6为安装板与加酸嘴柱、接线端柱的俯视结构示意图。

图7为安装板与加酸嘴柱、接线端柱其中一个方向的侧视结构示意图。

图8为安装板与加酸嘴柱、接线端柱另一个方向的侧视结构示意图。

图9为一只蓄电池与加酸嘴柱、接线端柱配合的结构示意图。

图10为接线端柱的立体结构示意图。

图11为接线端柱的侧视结构示意图。

图12为图11中沿B-B方向的剖视图。

图13为加酸嘴柱的立体结构示意图。

图14为加酸嘴柱的侧视结构示意图。

图15为图14中沿C-C方向的剖视图。

图16为定量杯、酸壶、加酸嘴柱的结构示意图。

图17为图16中D局部放大图。

图18为抽酸管与安装环的结构示意图。

图19为摆放台的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1～5所示，一种蓄电池加酸、化成系统，包括从下到上依次分布的三层结构：电池真空箱1、酸壶真空箱2和定量加酸系统3。

电池真空箱1用于放置待处理的蓄电池6，具有在化成时对电池真空箱1内腔抽负压的第一负压系统17，第一负压系统17包括两个管路，每个管路上设置一个阀门，其中一个管路用于外接抽负压的设备，比如独立的负压风机或者与整个车间的负压管路连接，另一个管路用于在需要的时候打开使内腔恢复压力。电池真空箱1可任意设置第一负压系统17的进风口。电池真空箱1的至少一侧开口设置并设有用于密封用的第一密封门，图中所示实施方式中为两侧均开口设置，这样可以让蓄电池6从一侧进，从另一侧出，以便上下游的衔接。

酸壶真空箱2设于电池真空箱1的上方，具有在加酸时对酸壶真空箱2内腔抽负压的第二负压系统21，和第一负压系统17一样，第二负压系统21可以外接独立的负压风机或者与整个车间的负压管路连接。酸壶真空箱2内的第二负压系统21的进风口需均匀布置，且需均匀布置渐进口径确保负压相对均匀，有利于化成时各酸壶4热量均匀散发。酸壶真空箱2也是至少一侧开口设置并设有用于密封用的第二密封门，图中所示实施方式中为两侧均开口设置，这样可以方便对酸壶真空箱内部进行操作。如图中所示，电池真空箱1的第一密封门和酸壶真空箱2的第二密封门为一体设计结构，即密封门18，密封门18在密封时通过两侧的锁扣锁定密封。酸壶真空箱2与电池真空箱1的密封门也可以分开设置，在酸壶真空箱2内的底部，在不破坏真空系统的密封性能前提下，可以依据电池化成过程中的失液量造成冷凝水的量进行设置储液空间，并设置排放开关，定期排放处理。

定量加酸系统3包括设于酸壶真空箱2上方的溢酸槽32，溢酸槽32内设有多个定量杯33，每个定量杯33底部连接一根加酸管31，加酸管31上设有控制阀39，加酸管31从溢酸槽32中伸出后下端伸入酸壶真空箱2内。定量加酸系统3还包括用于储存酸液的储酸桶34，储酸桶34上设有用于对各定量杯33加满酸液的进酸管35，进酸管35上设有进酸泵38，进酸管35的出酸一端连接多根进酸支管36，每根进酸支管36对应于一个定量杯33。加酸时，进酸管35再通过各进酸支管36向各定量杯33中加满酸液，各定量杯33容积相同，多加的酸液从定量杯33中溢出到溢酸槽32中，溢酸槽32的底部设有回酸管37，回酸管37一端连接溢酸槽32，另一端连接储酸桶34，通过回酸管37将定量杯33中溢出到溢酸槽32中的酸液回输到储酸桶34中循环使用。

酸壶真空箱2内设有酸壶4，加酸管31伸入酸壶真空箱2的一端对应于酸壶4，每根加酸管31对应于酸壶4中的一格，酸壶4中的一格对应于一只蓄电池6中的一个单格，如图中所示一只酸壶4包括了6格，用于对一只具有6个单格的蓄电池6进行加酸。当然，酸壶4也可以是单体结构，只是数量上需要更多，相当于1只图中的6个单格的酸壶4等同于6只单体的酸壶。

电池真空箱1内设有一块安装板11，安装板11由设于电池真空箱1内的气缸16驱动升降，气缸16为沿安装板11长度方向排列的多只，且安装板11的宽度方向两侧各有一排气缸16，用于驱动安装板11。

如图6～9所示，安装板11上设有加酸嘴柱12和接线端柱13。

加酸管31、酸壶4、加酸嘴柱12与待处理蓄电池6中的单格一一对应，酸壶4与加酸嘴柱12之间设有从酸壶真空箱2伸入到电池真空箱1内的连接管5，连接管5为伸缩管或至少其中一段为可随安装板升降的软管，这样可以在安装板11升降时连接管5长度随着变化或者弯曲。如图3所示，在该实施方式中，连接管5包括了一段硬质管51和一段软管52，硬质管51穿过酸壶真空箱2与电池真空箱1之间的侧壁，软管52则整体位于电池真空箱1内。硬质管51的上端采用硬质耐酸橡胶(如三元乙丙橡胶)连接酸壶4，下端连接软管52的上端，软管52的下端连接加酸嘴柱12的上端。

加酸嘴柱12的下端口在安装板11下降时与蓄电池6顶面的注酸孔柱插接配合；接线端柱13成对设置，每一对接线端柱13对应于一只蓄电池6的正、负端子，接线端柱13的上端通过导线连接化成机，接线端柱的下端在安装板11下降时与蓄电池6顶面的正/负端子接触导通。化成机一般设置在电池真空箱1的外面，所以需要统一排布导线后，从电池真空箱1的一处穿出，导线穿出的位置需要做好密封。

如图10～12所示，接线端柱13包括：穿过安装板11的导套131，以及穿过导套131、与导套131滑动配合的滑柱132。导套131可以是一端穿过安装板11，另一端具有外径较大的限位件，导套131可以具有外螺纹，穿过安装板11的一端配合设有限位的螺母，这样方便导套的131的安装。

滑柱132位于导套131上方的一端设有限制滑柱132从导套131中掉出的限位件。滑柱132位于导套131上方的一端具有第一螺纹段，第一螺纹段具有外螺纹，限位件为与滑柱132的第一螺纹段配合的第一螺母133。

滑柱132位于导套131下方的一端设有用于与蓄电池6顶面的正/负端子接触导通的接头134，接头134的外径大于滑柱132，滑柱132位于导套131与接头134之间的一段上套设有复位弹簧135。当接线端柱13与蓄电池6的端子导通时，接头134向上顶，使复位弹簧135处于压缩状态，复位弹簧135可以在接线端柱13与蓄电池6的端子导通时保持一定的接触压力，保证导通。

如图13～15所示，加酸嘴柱12包括穿过安装板11的硬质段121，以及安装在硬质段121底部、下端用于与蓄电池6顶面的注酸孔柱插接配合的接口段122，接口段122具有供蓄电池6顶面的注酸孔柱插入的插接口123。硬质段121使用硬质的材料制备，比如一些耐酸的塑料等，硬质段121位于安装板11下方的部分具有外径扩大的扩径段124，位于安装板11上方的部分具有第二螺纹段，第二螺纹段上配合设有用于将加酸嘴柱12固定在安装板11上的第二螺母125。接口段122使用稍柔软一些的材料制备，比如一些耐酸的橡胶材料(如三元乙丙橡胶)，这样可以在与蓄电池6的注酸孔柱插接配合时较为顺利且不会损坏蓄电池6。

如图16～18所示，酸壶4中还可以插入有抽酸管41，抽酸管41为可完全的软管，在安装板11升降带动软管52弯曲时，抽酸管41也可以随着一起弯曲。抽酸管41靠近下端一侧设有安装环42，通过安装环42卡在接口段122和扩径段124之间，这样抽酸管41下端位置与加酸嘴柱12固定在一起，确保抽酸管41下端伸出加酸嘴柱12的长度是保持固定的，以确保抽酸管41伸入蓄电池6内的长度保持固定。安装环42上具有供酸液通过的通孔43，通孔43可以是环绕抽酸管41的多个。抽酸管41和安装环42一体成型。有些情况下，如果限定了加酸的量，且化成后没有多余的酸液需要抽出，则可以不需要插入抽酸管41；而对于另外一些情况下，加酸化成完成后，需要将蓄电池6中多余酸液抽出时，则可以通过抽酸管41来抽酸，使用时，抽酸管41下端穿过酸壶4的下端进入到蓄电池6中。

如图3、5和19所示，本发明蓄电池加酸、化成系统还包括用于摆放蓄电池6、可进出电池真空箱1的摆放台14，摆放台14底面设有滑轮，或者电池真空箱1的内腔底面具有供摆放台14滑动进出电池真空箱1的滑轨。如图所示的实施方式中为在电池真空箱1内腔底面设置有滑轨，滑轨由三排滑轮15组成，这样可以在将蓄电池6摆放到摆放台14中后滑动进出电池真空箱1。摆放台14顶面设有用于定位蓄电池6的定位槽141，每个蓄电池6放置在一个定位槽141中，这样可以确保蓄电池6相对于摆放台14的位置是确定的。在电池真空箱1内还可以设置用来定位摆放台14的定位结构，可以是设置一个红外感应探头来检测摆放台14是否到达预定位置，或者也可以设置一个机械的定位结构，比如一个挡杆，挡杆可以是固定的，或者是可伸缩的结构，在摆放台14放入到电池真空箱1内部时伸出用来定位，在取出摆放台14时将挡杆缩回。当摆放台14放置到电池真空箱1内的设定位置时，安装板11上的加酸嘴柱12位置正好与蓄电池6的注酸孔柱位置对应，接线端柱13位置正好与蓄电池6的正/负端子位置对应。

本发明蓄电池加酸、化成系统分成三层设置，最底下一层是用于放蓄电池6的电池真空箱1，中间一层是放酸壶4的酸壶真空箱2，上面一层是定量加酸系统3的部分结构，将蓄电池6与酸壶4分离在分隔开的两层设置，电池真空箱1内没有酸雾产生，避免了蓄电池端子及连线等腐蚀问题，并可保持蓄电池6干燥。可以实现蓄电池6的同步加酸，加酸后离化成开始的静置时间保持一致；还能够实现真空化成过程。

本发明电池真空箱1、酸壶真空箱2内均可以设置温度传感器，用来监控内部温度。电池真空箱1、酸壶真空箱2内均可以设置有真空度测试仪或表，并设置有氢气浓度传感器。整个系统均设置有静电消除装置，酸壶真空箱2的第二负压系统21由于在真空化成过程中会有酸雾进入，所以可以设置有气液分离、液体回收装置，气体经环保装置处置。

本发明蓄电池加酸、化成系统在使用时，步骤如下：

1、蓄电池6依次置入于设置有定位槽141的摆放台14上，经动力或滑轮推入电池真空箱1至限位处；

2、气缸16驱动安装板11下行，使得安装板11上的加酸嘴柱12与蓄电池6的注酸孔柱连接，接线端柱13与蓄电池6的正/负端子抵接导通；

3、将密封门18安装密封好，然后开启真空，酸壶真空箱2与电池真空箱1真空度保持一致，控制真空度在-65～-100kPa(符号表示内部负压相较于外部环境气压的差值)，同时，定量加酸系统3开启自动定量加酸，将各定量杯33加满酸；

4、将加酸管31上的控制阀39开启，即可进行同步定量加酸，控制阀39延时3～5s关闭；

5、开启充电工艺(化成工艺电流密度为5-20mA/cm²，充入电量在6.0～7.5C安时)；

6、充电完成后，进行不带电抽酸，利用真空差值进行抽酸，也可以进行带电抽酸，当工艺要求不需要抽酸时可省略此步；

7、气缸16归位，化成结束，打开密封门取出摆放台14。

Claims (9)

1.一种蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，包括：

电池真空箱，用于放置待处理的蓄电池，具有在化成时对电池真空箱内腔抽负压的第一负压系统，所述电池真空箱的至少一侧开口设置并设有用于密封用的第一密封门；

酸壶真空箱，设于所述电池真空箱的上方，具有在加酸时对酸壶真空箱内腔抽负压的第二负压系统，所述酸壶真空箱的至少一侧开口设置并设有用于密封用的第二密封门；

酸壶，设于所述酸壶真空箱内，用于对蓄电池加酸；

定量加酸系统，包括多根伸入酸壶真空箱内、用于同时对所有酸壶同步、定量加酸的加酸管；

安装板，可升降地设于所述电池真空箱内，所述安装板上设有加酸嘴柱和接线端柱，

加酸管、酸壶、加酸嘴柱与待处理蓄电池中的单格一一对应，所述酸壶与加酸嘴柱之间设有从酸壶真空箱伸入到电池真空箱内的连接管，所述连接管为伸缩管或至少其中一段为可随安装板升降的软管；所述加酸嘴柱的下端口在安装板下降时与蓄电池顶面的注酸孔柱插接配合；所述接线端柱成对设置，每一对接线端柱对应于一只蓄电池的正、负端子，接线端柱的上端通过导线连接化成机，接线端柱的下端在安装板下降时与蓄电池顶面的正/负端子接触导通。

2.如权利要求1所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，

所述定量加酸系统还包括：

溢酸槽，设于酸壶真空箱上方；

定量杯，包括设于溢酸槽内的多个，每个定量杯底部连接一根加酸管，所述加酸管上设有控制阀；

储酸桶，用于储存酸液；

进酸管，连接储酸桶，用于对各定量杯加满酸液；

回酸管，连接溢酸槽和储酸桶，用于将定量杯中溢出到溢酸槽中的酸液回输到储酸桶。

3.如权利要求2所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，所述进酸管的出酸一端连接多根进酸支管，每根进酸支管对应于一个定量杯。

4.如权利要求1所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，还包括用于摆放蓄电池、可进出所述电池真空箱的摆放台，

所述摆放台底面设有滑轮，或者所述电池真空箱的内腔底面具有供摆放台滑动进出电池真空箱的滑轨。

5.如权利要求1所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，所述接线端柱包括：

穿过所述安装板的导套，

穿过所述导套、与导套滑动配合的滑柱，所述滑柱位于导套上方的一端设有限制滑柱从导套中掉出的限位件，所述滑柱位于导套下方的一端设有用于与蓄电池顶面的正/负端子接触导通的接头，所述接头的外径大于所述滑柱，所述滑柱位于导套与接头之间的一段上套设有复位弹簧。

6.如权利要求5所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，所述滑柱位于导套上方的一端具有第一螺纹段，第一螺纹段具有外螺纹，所述限位件为与滑柱的第一螺纹段配合的第一螺母。

7.如权利要求1所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，所述加酸嘴柱包括穿过所述安装板的硬质段，以及安装在硬质段底部、下端用于与蓄电池顶面的注酸孔柱插接配合的接口段，接口段具有供蓄电池顶面的注酸孔柱插入的插接口。

8.如权利要求7所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，所述硬质段位于所述安装板下方的部分具有外径扩大的扩径段，位于所述安装板上方的部分具有第二螺纹段，第二螺纹段上配合设有用于将加酸嘴柱固定在安装板上的第二螺母。

9.如权利要求1所述的蓄电池加酸、化成系统，其特征在于，所述安装板由设于电池真空箱内的气缸驱动升降。

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