DE2228662A1

DE2228662A1 - Verfahren zur herstellung trocken lagerfaehiger, geladener akkumulatoren

Info

Publication number: DE2228662A1
Application number: DE2228662A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Asbeck; Uwe Dipl Ing Dr Peters; Horst E Werner
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1972-06-13
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1974-01-03
Also published as: GB1425248A; FR2188319B3; DE2228662B2; FR2188319A1

Description

Reg.-Nr. HvP 72-DT 6233 Kelkheim, den 5.6.1972

6P-PrI-Se

VARTA Aktiengesellschaft,

Verfahren zur Herstellung trocken lagerfähiger, geladener Akkumulatoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung trocken lagerfähiger, geladener Akkumulatoren, wobei die Formation im Blockkasten, nachdem die Akkumulatoren bis auf die Verschlußstopfen fertig montiert sind, erfolgt und die Platten mit einem Imprägniermittel, insbesondere Borsäure, behandelt werden.

Ein unverändert lagerbeständiger Akkumulator liegt nur dann vor, wenn die Oxidation an den negativen Platten und die Karbonatbildung der aktiven Masse der positiven Platten beim Lagern verhindert werden. Durch Tränken der Elektroden mit einer Borsäurelösung durch Tauchen oder Sprühen kann die Oxidation bzw. Karbonatbildung der negativen bzw. positiven Platten verhindert werden.

Bei der Tankformation werden die Platten, im allgemeinen positive und negative Platten abwechselnd, in Formationströge eingehängt und formiert. Nach der Formation werden die Platten in einer automatischen Nachbehandlungsstrecke gewaschen, imprägniert und getrocknet, und dann am Montageband zur fertigen Batterie zusammengebaut.

- 2 3098 81/0643

Bei der Blockkastenformation ergibt sich gegenüber der Tankformation durch Einsparen der Verfahrensschritte Tankformation und Nachbehandlung eine Zeitersparnis und da das Endprodukt trocken bleibt und die Säuredichte deshalb am Ende der Formation nicht etwa 1,28 betragen muß, kann in Schwefelsäure einer weit geringeren Dichte formiert werden. Die Trocknung der Platten und Separatoren wird dabei meist durch Einblasen von heißer Trockenluft in,den noch nicht mit dem Zellendeckel versehenen Blockkasten durchgeführt. Durch die wesentlich längeren Trockenzeiten werden die Voraussetzungen für die Herstellung guter trocken lagerfähiger, geladener Batterien mit hoher Einsatzspannung und großer Restkapazität sehr erschwert, weil die geforderte schnelle Trocknung der negativen Platten innerhalb \\reniger Minuten nicht mehr gegeben ist. Die für den Bleischwamm während der Trocknung gefährliche Zone, in der er nur noch ca. 20% Feuchtigkeit enthält, wird viel zu langsam durchlaufen. Die Oxidation des Bleischwamms wird deshalb zu höheren Prozentsätzen ablaufen.

Ein Imprägnieren der Platten vor dem Trocknen verhindert zwar teilweise die chemische Umwandlung der aktiven Massen der Platten beider Polaritäten, jedoch muß bei diesem Verfahren, um die Trockendauer nicht zu stark vergrößern zu müssen, die Trockentemperatur auf etwa 100 bis 11O⁰C gehalten werden. Hierbei werden jedoch die bisher bekannten Separaotren infolge der in ihren Poren mit zunehmender V/asserdainpfentwicklung sich mehr und mehr aufkonzentrierenden Restschwefelsäure und der hohen Temperatur zerstört.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung trocken lagerfähiger, geladener Akkumulatoren zu entwickeln, wobei die Formation_} das Waschen, das Imprägnieren und Trocknen der Platten im Blockkasten selbst erfolgt5 nachdem die Akkumulatoren bis auf die

3 0 9 8 8 1/0643

Verschlußstopfen fertig montiert sind, und bei dem die Imprägnierungs- und Trockenzeit wesentlich herabgesetzt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Akkumulatoren nach dem auf die Blockkastenformation folgenden Waschen der Plattenblöcke in eine beheizbare Vakuumkammer eingeführt werden, daß anschließend die Akkumulatoren auf den Kopf gestellt werden und daß den Akkumulatoren in der Vakuumkammer bei etwa 30 bis 120 Torr die Restfeuchtigkeit entzogen wird, daß anschließend die unter Vakuum stehende Kammer mit einer Imprägnierlösung überflutet wird, daß die Imprägnierlösung bei normalem Atmosphärendruck ausgekippt wird und daß bei etwa 30 bis 120 Torr die Restfeuchtigkeit des Imprägniermittels entzogen wird.

Im folgenden v.'ird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Nachdem die Akkumulatoren blockkastenforiniert sind, wird die Schwefelsäure gekippt und es folgt das Waschen mit gereinigtem, vox'gewärmtem Wasser. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Akkumulatoren zum Schutz der Platten mit dem zuletzt eingefüllten Wasser einer Vakuumkammer chargenweise zugeführt. Die Akkumulatorenbatterien werden, nachdem.die Kammer geschlossen ist, auf den Kopf gestellt und das herauslaufende Wasser wird aus der Vakuumkammer abgeführt. Bei einem Vakuum von etwa 30 bis 120 Torr wird die Restwassermenge den Batterien entzogen Nach Entzug der Restwassermenge wird durch Öffnen von automatischen Ventilen die Kammer mit dem Imprägniermittel überflutet.

- 4 3.0 9881/0643

Als Imprägniermittel kommt vorzugsweise Borsäure in Beträcht, die etwa 2 bis 3 Minuten in der Vakuumkammer verbleibt. Bei normalem Atmosphärendruck wird nun die Imprägnierlösung abgeführt und anschließend bei einem Vakuum von etwa 30 bis 120 Torr den Batterien die Restfeuchte des Imprägniermittels entzogen.

Das eben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für Akkumulatorenbatterien mit dünnen Platten; werden Akkumulatoren mit dickeren Platten verwendet, so werden nach einer an-deren Ausführungsform des erfindungegemäßen Verfahrens die Akkumulatoren bereits mit dem eingefüllten Imprägniermittel der Vakuumkammer zugeführt. In diesem Fall kann unter Umständen der Verfahrensschritt, die Kammer mit dem Imprägniermittel zu überfluten, eingespart v/erden.

Gemäß dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Akkumulatoren gleich mit einem Imprägniermittel, vorzugsweise Borsäure, chargenweise der Vakuumkammer zugeführt, dann werden nach geschlossener Vakuumkammer die Batterien auf den Kopf gestellt und das herauslaufende Imprägnierungsmittel aus der Vakuumkammer abgeführt. Anschließend wird bei einem Vakuum von etwa 30 bis 120 Torr, je nach dem Dampfdruck des Solvents, die Restfeuchte den Batterien entzogen. Handelt es sich um Akkumulatoren mit sehr dicken Platten oder sind diese für eine lange Lagerzeit vorgesehen, so wird eine zweite Imprägnierung durch Überfluten der Kammer mit anschließendem Vakuumtrocknen bei etwa 30 bis 120 Torr vorgenommen. Bei dünnen Platten bzw. falls die Akkumulatoren für eine normale Lagerzeit vorgesehen sind, kann ein Arbeitsgang, das Imprägnieren durch Fluten der Vakuumkammer unter Vakuum, eingespart werden.

Die erforderliche Wärmemenge für die Verdampfung der noch in

- 5 309881 /0643

den Batterien enthaltenden Restfeuchte wird vorzugsweise durch Zuleiten einer verdampften, auf eine bestimmte Temperatur gebrachten Flüssigkeit, die an den feuchten Stellen kondensiert, erzeugt.

In der Trockenkammer werden ca. 200 Starterbatterien eingefahren und anschließend wird die Kammer evakuiert. Im Verdampfer wird z.B. bei einer Temperatur von 60 bis 90⁰C, je nach dem verwendeten Separatormaterial, ein Solvent verdampft, das bei dieser Temperatur und dem dazu notwendigen Unterdruck an den feuchten Stellen kondensiert. Das kondensierte Solvent läuft als Flüssigkeit wieder über eine Pumpe dem Verdampfer zu. Durch die abgegebene Kondensationswärme werden die Akkumulatorenbatterien sehr schnell aufgeheizt und das in den Batterien enthaltene Wasser bei entsprechendem Druck verdampft. Die Wasserdampfe und Solventdämpfe werden in.einem Kondensator kondensiert und in einem Trenngefäß getrennt. Das Solvent wird dem Kreislauf wieder zugeführt und das Wasser aus dem Trenngefäß abgezogen. Der erforderliche Druck wird durch die Vakuumpumpen aufrechterhalten. Nach Beendigung der Trocknung wird der Solventkreislauf abgesperrt und unter Vakuum das den Starterbatterien noch anhaftende Solvent abgedampft. Nach erfolgter Belüftung v/erden die Batterien wieder herausgefahren.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Batterien sehr schnell und gesteuert auf die maximale Temperatur gebracht werden und bei dieser Temperatur mit Hilfe deT Kondensationswärme des Solvents große Wärmemengen für die Wasserverdampfung transportiert werden können.

Als Solvent kommt beispielsweise Oktan, Dekan, Pentanol oder Butanol, vorzugsweise Nonan, in Betracht.

309881/0 643 ~ ⁶ ""

Die Akkumulatoren werden der Vakuumkammer chargenweise (jeweils etwa 200 Stück) zugeführt und verbleiben in der Kammer maximal 3 Stunden.

Neben einer -besseren Imprägnierung und daraus resultierenden besseren elektrischen Werten zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß damit eine erhebliche Zeitersparnis erzielt und weniger Produktionsfläche benötigt werden. Daneben sind die Arbeitskräfte, da die Formation in fertig montierten Blockkästen erfolgt, nicht der Belästigung durch Säurenebel und BleistaHb ausgesetzt. Durch die Imprägnierung im fertig montierten Blockkasten werden Arbeitsgänge eingespart und MaterialVerluste, hervorgerufen durch das erforderliche Vereinzeln und Wiederzusammenfassen zu Plattenstapeln der Platten bei dem herkömmlichen Imprägnierungsprozeß, vermieden.

- Patentansprüche -

309881 /0643

Claims

Reg.-Nr. HvP 72-DT ν 6233 Kelkheim, den 5.6.1972 * 6P-Fri-Se Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung trocken lagerfähiger, geladener Akkumulatoren, wobei die Formation im Blockkasten, nachdem die Akkumulatoren bis auf die Verschlußstopfen fertig montiert sind, erfolgt und die Platten mit einem Imprägniermittel, insbesondere Borsäure, behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoren nach dem auf die Blockkastenfoim ation folgenden Waschen der Plattenblöcke in eine beheizbare Vakuumkammer eingeführt werden, daß anschließend die Akkumulatoren auf den Kopf gestellt werden und daß den Akkumulatoren in der Vakuumkammer bei etwa 30 bis 120 Torr die Restfeuchtigkeit entzogen wird, daß anschließend die unter Vakuum stehende Kammer mit einer Imprägnierlösung überflutet wird, daß die Imprägnierlösung bei normalem Atmosphärendruck ausgekippt wird und daß bei etwa 30 bis 120 Torr die Restfeuchtigkeit des Imprägniermittels entzogen wird.

2. Verfahren zur Herstellung trocken lagerfähiger, geladener Akkumulatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoren nach dem auf die Blockkastenformation folgenden Waschen der Plattenblöcke mit der Imprägnierlösung gefüllt der Vakuumkammer zugeführt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Platten die Restfeuchtigkeit bei einer

309881 /0643 " ² "

Temperatur von 60 bis 9O⁰G entzogen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumulator die Verdampfungswärme für die Restfeuchtigkeit durch Zuleiten einer verdampften, auf eine bestimmte Temperatur gebrachten Flüssigkeit, die an den feuchten Stellen.kondensiert, zugeführt wird und daß das den Batterien noch anhaftende Solvent anschließend abgedampft wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungswärme durch Zuleitung von verdampftem Nonan erzeugt wird.

309881/064 3.