WO2021142852A1 - 一种铅酸蓄电池的制造方法 - Google Patents

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WO2021142852A1
WO2021142852A1 PCT/CN2020/073065 CN2020073065W WO2021142852A1 WO 2021142852 A1 WO2021142852 A1 WO 2021142852A1 CN 2020073065 W CN2020073065 W CN 2020073065W WO 2021142852 A1 WO2021142852 A1 WO 2021142852A1
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lead
battery
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杨新新
周刚
程志明
陈�胜
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超威电源集团有限公司
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    • H01M10/12—Construction or manufacture
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to the field of storage batteries.
  • the present invention provides a method for manufacturing a battery, which includes the following steps: Step 1: Add a first-density sulfuric acid solution to a lead-acid battery; The second-density sulfuric acid solution is added to the accumulator through an acid pot, and the acid pot is an acid pot that can quantitatively store acid.
  • the density of the first density sulfuric acid solution is between 1.04 g/cm3 and 1.28 g/cm3, and the density of the second density sulfuric acid solution is between 1.25 and 1.6 g/cm3;
  • step 2 electrification becomes complete formation.
  • V 0 is the final sulfuric acid volume
  • ⁇ 0 is the final sulfuric acid density
  • ⁇ 0 is the final sulfuric acid mass fraction
  • V 1 is the sulfuric acid volume of the first acid addition
  • ⁇ 1 is the sulfuric acid density of the first acid addition
  • ⁇ 1 is the first The mass fraction of sulfuric acid in the first addition of acid
  • ⁇ 2 is the density of sulfuric acid in the second addition of acid
  • ⁇ 2 is the mass fraction of sulfuric acid in the second addition of acid
  • m 0 is the mass of pure sulfuric acid precipitated in the chemical conversion process
  • m 1 is the lost mass of electrolyzed water during the chemical conversion process.
  • the acid pot capable of storing a quantitative amount of acid liquid includes a pot body, and the pot body is provided with an acid injection port, an anti-leakage valve, an acid discharge port and a drain valve, and the anti-leak valve is used for sealing or opening
  • the acid injection port and the drain valve are used to seal or open the acid discharge port.
  • the anti-leak valve includes a sealing element and an elastic body, the elastic body is located at the lower part of the sealing element, and the elastic body pushes the sealing element to seal the acid injection port.
  • the manufacturing method of the battery of the invention can accurately obtain the capacity of the lead-acid battery and realize flexible production.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the lead-acid battery adding pot of the present invention
  • Figure 2 is another schematic diagram of the lead-acid battery adding pot according to the present invention.
  • the manufacturing method of the battery of the present invention includes the following steps: Step 1, adding a sulfuric acid solution of the first density to the lead-acid battery to be formed, the first density is preferably between 1.04g/cm3 and 1.28g/cm3; Step2 , Electrified into; step 3, add the second density sulfuric acid solution to the battery, the second density is preferably 1.25 ⁇ 1.6g/cm3 (25 °C), because the first density sulfuric acid solution has a lower capacity, in order to achieve The required battery capacity, the density of the second density sulfuric acid solution needs to be greater than that of the first density sulfuric acid solution.
  • the manufacturer can add different concentrations and different volumes of the second density sulfuric acid solution according to different usage conditions to produce different capacities.
  • step 3 adds sulfuric acid.
  • adding low-density sulfuric acid solution for the first time can be adding low-density sulfuric acid solution once, or adding low-density sulfuric acid solution in multiple times.
  • the volume of the solution is greater than the volume of the low-density sulfuric acid solution added last time.
  • the second addition of the high-density sulfuric acid solution in the present invention can be one-time addition of the high-density sulfuric acid solution, or multiple additions of the high-density sulfuric acid solution.
  • the high-density sulfuric acid solution is added multiple times, it is best to add the high-density sulfuric acid at one time.
  • the volume of the solution is smaller than the volume of the high-density sulfuric acid solution previously added.
  • step Way Current (A) Time(h) Electricity (Ah) 1 Charge 0.4 0.5 0.2 2 Charge 0.8 0.5 0.4 3 Charge 1.6 0.5 0.8 4 Charge 3 0.5 1.5 5 Charge 3.5 0.875 3.0625 6 Charge 4 14 56 7 Charge 3 2.88 8.64 8 Charge 6.3 8.94 56.322 9 Stand still Let stand for 1 hour 1 To 10 Charge 5.7 2.2 12.54 11 Stand still Let stand for 1 hour 1 To 12 Charge 5.1 2.5 12.75
  • step 8 When the chemical conversion is completed in step 8 and the charged power reaches 126Ah, when the PbO2 content reaches about 88%, the chemical conversion is complete, that is, the complete conversion, and the conversion of basic lead sulfate and lead oxide is completed. At this time, the battery capacity is 4AH.
  • the acid can be added several times, the first time is 40ml, and the next time is 20ml.
  • step 8 When the chemical conversion is completed in step 8 and the charged power reaches 126Ah, when the PbO2 content reaches about 81%, the partial chemical conversion, that is, the conversion of basic lead sulfate and lead oxide is not complete. At this time, the battery capacity is 6AH.
  • the acid can be added several times, the first time is 30ml, and the next time is 23ml.
  • step 8 When the chemical conversion is completed in step 8 and the charged power reaches 126Ah, when the PbO2 content reaches about 77%, the partial chemical conversion, that is, the conversion of basic lead sulfate and lead oxide is not completed. At this time, the battery capacity is 13AH.
  • the acid can be added several times, the first time is 32ml, and the next time is 10ml.
  • adding the second-density sulfuric acid solution in step 3 can be carried out through an acid adding pot that can store a quantitative acid solution.
  • the present invention provides an acid adding pot, including the pot Body 1, the upper part is provided with an acid injection port 4, the lower part of the acid injection port 4 is connected to an anti-leak valve 5, and the upper part of the anti-leak valve 5 is equipped with a seal, such as a rubber sealing valve body 9, and an elastomer, such as a rubber pinball, is installed in the lower part. 10.
  • the acid liquid is connected to the acid injection port 4 by the acid adding machine and the rubber sealing valve body 9 is pressed down, so that the rubber pinball 10 is squeezed and deformed, and the rubber sealing valve body 9 and the kettle body There is a gap between the top cover of 1 and the acid is injected into the kettle body 1.
  • the acid injection nozzle of the acid adding machine is removed, the rubber pinball 10 recovers its deformation, the rubber sealing valve body 9 is topped, and the top cover of the kettle body 1 is sealed, and the acid is stored in the kettle body 1.
  • the lower part of the kettle body 1 is equipped with a rubber acid drain port 7, and a tie rod drain valve 6 is built in which can move up and down.
  • the lower end of the tie rod drain valve 6 seals the kettle body 1 through a sealing rubber ring 11 built in the lower part of the kettle body 1, and the upper end of the tie rod drain valve 6
  • the pot body 1 is sealed by passing through the opening at the upper end of the pot body 1 and sealing the pot body 1 through a sealing rubber ring 8 built in the opening.
  • the top ends of several tie rod drain valves 6 are connected by a cross bar 2, and a stroke limit sleeve 3 restricts the linear movement of the tie rod drain valve 6, and the stroke limit sleeve 3 is fixed on the kettle body 1.
  • the lever drain valve 6 When the acid is discharged from the kettle body 1, connect the rubber acid discharge port 5 to the acid injection nozzle on the top of the ordinary acid adding kettle or the acid injection nozzle on the battery cover, and pull the lever drain valve 6 upward so that the lower end is connected to the sealing rubber The ring 11 is detached, and the acid is discharged. After the acid discharge is completed, press the lever drain valve 6 downward to seal the lower end with the sealing rubber ring 11, and the acid can be injected into the kettle body 1 repeatedly.
  • the lever drain valve 6 moves linearly, and can also be rotated according to needs, such as other methods that can achieve sealing and opening the drain.
  • the kettle body 1 of the present invention can be provided in multiples as required.
  • the acid adding pot provided by the present invention is an acid adding pot that can store acid liquid in a quantitative manner, and the acid adding pot can be used in the process of the formation of a lead-acid battery into a quantitative acid addition.
  • Use an acid adding machine to quantitatively add part of the acid liquid into the acid adding pot, and the acid liquid is sealed for storage and transportation in the pot.
  • put the acid adding pot on the battery according to the process requirements and add the acid solution stored in the kettle to the battery to achieve quantitative acid addition, which can achieve no acid extraction, or select a suitable sulfuric acid density to achieve chemical conversion The capacity needed afterwards.

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池的制造方法，包括如下步骤：步骤1：向铅酸蓄电池中加入第一密度硫酸溶液；步骤2，通电化成；步骤3，向所述铅酸蓄电池中通过加酸壶加入第二密度硫酸溶液，所述加酸壶为可定量存储酸液的加酸壶。本发明蓄电池的制造方法可以准确获得铅酸蓄电池的容量、实现柔性生产。

Description

一种铅酸蓄电池的制造方法 技术领域
本发明涉及蓄电池领域。
背景技术
目前铅酸蓄电池制造的过程中，都需要将电池进行内化成的过程，目前电池的内化成方法，为防止酸液不够，都采用富液化成，即满酸化成，也就是现有加酸壶上下均有开口，使用时一直套在电池加酸孔上，与电池之间不能分离，所以也不能密封和独立储存酸液，生产过程中无法通过定量加酸准确获得需要的电池容量，更无法根据需要的电池容量进行柔性生产。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄电池的制造方法，包括如下步骤：步骤1：向铅酸蓄电池中加入第一密度硫酸溶液；步骤2，通电化成；步骤3，向所述铅酸蓄电池中通过加酸壶加入第二密度硫酸溶液，所述加酸壶为可定量存储酸液的加酸壶。
进一步地，所述第一密度硫酸溶液的密度为1.04g/cm3～1.28g/cm3之间，所述第二密度硫酸溶液的密度为1.25～ 1.6g/cm3之间；
进一步地，所述步骤2，通电化成为完全化成。
进一步地，所述定量加入第二密度硫酸溶液的体积与所述第二密度硫酸溶液的关系为
Figure PCTCN2020073065-appb-000001
V 0是最终硫酸体积，ρ 0是最终硫酸密度,ω 0是最终硫酸质量分数,V 1是第一次加酸的硫酸体积,ρ 1是第一次加酸的硫酸密度,ω 1是第一次加酸的硫酸质量分数，ρ 2是第二次加酸的硫酸密度,ω 2是第二次加酸的硫酸质量分数，
Figure PCTCN2020073065-appb-000002
m 0为化成过程中析出的纯硫酸质量，m 1为化成过程电解水的损失质量。
进一步地，所述可存储定量酸液的加酸壶包括壶体，所述壶体上设有注酸口、防泄漏阀、排酸口和排泄阀，所述防泄漏阀用于密封或打开所述注酸口，所述排泄阀用于密封或打开所述排酸口。
进一步地，所述防泄漏阀包括密封件和弹性体，所述弹性体位于所述密封件的下部，所述弹性体推动所述密封件密封所述注酸口。
本发明蓄电池的制造方法可以准确获得铅酸蓄电池的容量、实现柔性生产。
附图说明
图1是本发明铅酸蓄电池加酸壶的示意图；
图2是本发明铅酸蓄电池加酸壶的另一种示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。
本发明蓄电池的制造方法，包括以下步骤：步骤1，向待化成的铅酸蓄电池中加入第一密度的硫酸溶液，第一密度最好为1.04g/cm3～1.28g/cm3之间；步骤2，通电化成；步骤3，向电池中加入第二密度硫酸溶液，第二密度最好为1.25～1.6g/cm3(25℃)，由于第一密度的硫酸溶液化成后的容量较低，为了达到需要的电池容量，加入第二密度的硫酸溶液的密度需要大于第一密度的硫酸溶液，制造者可以根据不同的使用条件加入不同浓度、不同体积的第二密度的硫酸溶液，为生产不同容量不同用途的电池提供了更大的便利。可准确确定加入硫酸的密度，避免加入密度过低达不到容量，过高浪费能量，也利于生产过程中生产效率的提高。此外，步骤2通电化成结束时二氧化铅的转化率位于75％-92％之间，此时步骤3中加入硫酸。本发明第一次加入低密度硫酸溶液可以是1次加入低密度硫酸溶液，也可以是分多次加入低密度硫酸溶液，多次加入低密度硫酸溶液时，最好后一次加入的低密度硫酸溶液的体积大于前一次加入的低密度硫酸溶液体积。本发明第二次加入高密度硫酸溶液可以是1次加入高密度硫酸溶液，也可以是分多次加入高密度硫酸溶 液，多次加入高密度硫酸溶液时，最好后一次加入的高密度硫酸溶液的体积小于前一次加入的高密度硫酸溶液体积。
实施例1
取6-DZF-20胶封下线的电池半成品，采用本发明方法进行加酸与化成，制样过程如下：
1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入第一密度为1.07g/cm3的硫酸溶液，加酸体积140ml，可以分多次加酸，前一次60ml，后一次80ml。采用真空加酸机加酸。
2)将第一次加酸完成的电池放置于水浴槽中，连接好充电线夹，开启充电机，按表1工艺进行。
表1 6-DZF-20制造工艺
步骤 方式 电流(A) 时间(h) 电量(Ah)
1 充电 0.4 0.5 0.2
2 充电 0.8 0.5 0.4
3 充电 1.6 0.5 0.8
4 充电 3 0.5 1.5
5 充电 3.5 0.875 3.0625
6 充电 4 14 56
7 充电 3 2.88 8.64
8 充电 6.3 8.94 56.322
9 静置 静置1小时 1  
10 充电 5.7 2.2 12.54
11 静置 静置1小时 1  
12 充电 5.1 2.5 12.75
3)当化成进行完第8步，充入电量达到126Ah，此时PbO2含量达到88％左右时，完全化成，即完全化透，碱式 硫酸铅与氧化铅转化完毕。此时电池容量4AH。
4)为达到电池容量为20AH的电池，开始向电池中加入仅仅作为能量物质使用的第二密度的酸。按以下方法计算出第二次加酸的密度与体积：
a.根据电池设计容量，首先确定电池设计的最终硫酸体积V 0＝167.69ml，加酸化成后增重体积V t＝161.13ml，最终硫酸密度ρ 0＝1.360g/cm3，按照硫酸密度与质量分数对照表查出硫酸质量分数ω 0＝45.3％；
b.在和膏过程中引入铅膏中的并在化成过程中析出的纯硫酸质量为m 0＝16.49g；
c.第一次加酸的硫酸体积V 1＝140ml，硫酸密度ρ 1＝1.07g/cm3和质量分数ω 1＝9.3％；d.化成过程电解水的损失质量m 1＝30g；
e.第二次加入的硫酸质量分数：
Figure PCTCN2020073065-appb-000003
按照硫酸密度与质量分数对照表查出硫酸质量分数ω 2对应的密度ρ 2＝1.65g/cm3
f.第二次加入的硫酸体积为：
Figure PCTCN2020073065-appb-000004
可以分多次加酸，前一次40ml，后一次20ml。
开始向电池中加入第二密度的酸。采用加酸机加酸，先向可定量存储酸液的加酸壶内加入酸液。将加酸壶连接电池注液孔，并向电池定量注入第二密度的酸液，第二密度的酸密度为1.65g/cm3，加入量为60ml第二密度的酸。加酸完毕，继续按表1程序运行。
5)化成结束免抽酸。
实施例2
取6-DZF-20胶封下线的电池半成品，采用本发明方法进行加酸与化成，制样过程如下：
1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入第一密度的密度为1.17g/cm3的硫酸溶液，加酸体积145ml，可以分多次加酸，前一次60ml，后一次85ml。采用真空加酸机加酸。
2)将第一次加酸完成的电池放置于水浴槽中，连接好充电线夹，开启充电机，按表按1工艺进行。
3)当化成进行完第8步，充入电量达到126Ah，此时PbO2含量达到81％左右时，部分化成，即碱式硫酸铅与氧化铅转化未完全。此时电池容量6AH。
4)为达到电池容量为20AH的电池，开始向电池中加入第二密度的酸。按以下方法计算出第二次加酸的密度与体积：
a.根据电池设计容量，首先确定电池设计的最终硫酸体积 V 0＝167.69ml，加酸化成后增重体积V t＝161.13ml，最终硫酸密度ρ 0＝1.360g/cm3，按照硫酸密度与质量分数对照表查出硫酸质量分数ω 0＝45.3％；
b.在和膏过程中引入铅膏中的并在化成过程中析出的纯硫酸质量为m 0＝16.49g；
c.第一次加酸的硫酸体积V 1＝145ml，硫酸密度ρ 1＝1.17g/cm3和质量分数ω 1＝22.9％；d.化成过程电解水的损失质量m 1＝30g；
e.第二次加入的硫酸质量分数：
Figure PCTCN2020073065-appb-000005
按照硫酸密度与质量分数对照表查出硫酸质量分数ω 2对应的密度ρ 2＝1.50g/cm3
f.第二次加入的硫酸体积为：
Figure PCTCN2020073065-appb-000006
可以分多次加酸，前一次30ml，后一次23ml。
开始向电池中加入第二密度的酸，用加酸机加酸，先向可定量存储酸液的加酸壶内加入酸液。将加酸壶连接电池注液孔，并向电池定量注入第二密度的酸液。第二密度的酸密度为1.50g/cm3，加入量为53ml第二密度的酸。加酸完毕， 继续按表1程序运行。
5)化成结束免抽酸。
实施例3
取6-DZF-20胶封下线的电池半成品，采用本发明方法进行加酸与化成，制样过程如下：
1)第一次加酸，向待加酸铅蓄电池中加入第一密度为1.28g/cm3的硫酸溶液，加酸体积155ml，可以分多次加酸，前一次60ml，后一次95ml。采用真空加酸机加酸。
2)将第一次加酸完成的电池放置于水浴槽中，连接好充电线夹，开启充电机，按表1工艺进行。
3)当化成进行完第8步，充入电量达到126Ah，此时PbO2含量达到77％左右时，部分化成，即碱式硫酸铅与氧化铅转化未完毕。此时电池容量13AH。
4)为达到电池容量为20AH的电池，开始向电池中加入第二密度的酸。按以下方法计算出第二次加酸的密度与体积：
a.根据电池设计容量，首先确定电池设计的最终硫酸体积V 0＝167.69ml，加酸化成后增重体积V t＝161.13ml，最终硫酸密度ρ 0＝1.360g/cm3，按照硫酸密度与质量分数对照表查出硫酸质量分数ω 0＝45.3％；
b.在和膏过程中引入铅膏中的并在化成过程中析出的纯硫酸质量为m 0＝16.49g；
c.第一次加酸的硫酸体积V 1＝155ml，硫酸密度ρ 1＝1.28g/cm3和质量分数ω 1＝36.4％；d.化成过程电解水的损失质量m 1＝30g；
e.第二次加入的硫酸质量分数：
Figure PCTCN2020073065-appb-000007
按照硫酸密度与质量分数对照表查出硫酸质量分数ω 2对应的密度ρ 2＝1.21g/cm3
f.第二次加入的硫酸体积为：
Figure PCTCN2020073065-appb-000008
可以分多次加酸，前一次32ml，后一次10ml。
开始向电池中加入第二密度的酸，采用加酸机加酸，先向可定量存储酸液的加酸壶内加入酸液。将加酸壶连接电池注液孔，并向电池定量注入第二密度的酸液。第二密度的酸密度为1.21g/cm3，加入量为42ml第二密度的酸。加酸完毕，继续按表1程序运行。
5)化成结束免抽酸。
本发明蓄电池的制造方法，步骤3中加入第二密度硫酸溶液可以通过可存储定量酸液的加酸壶来进行，如图1、2 所示，本发明提供了一种加酸壶，包括壶体1，上部开有注酸口4，注酸口4下部连接防泄漏阀5，防泄漏阀5内上部安装密封件，如：橡胶密封阀体9，下部安装有弹性体，如橡胶弹球10。往壶体1内注酸时，酸液由加酸机注酸嘴连接注酸口4并下压橡胶密封阀体9，使得橡胶弹球10挤压变形，且橡胶密封阀体9与壶体1的顶盖之间产生缝隙，酸液注入壶体1。加酸完成后，加酸机注酸嘴移除，橡胶弹球10恢复形变，将橡胶密封阀体9上顶，与壶体1的顶盖之间实现密封，酸液储存在壶体1内。壶体1下部装有橡胶排酸口7，内置有拉杆排泄阀6可上下移动，拉杆排泄阀6下端通过与壶体1下部内置的密封橡胶圈11将壶体1密封，拉杆排泄阀6上端穿过壶体1上端的开口并通过开口内置的密封橡胶圈8将壶体1密封。数个拉杆排泄阀6的顶端通过横杆2相连，并有行程限位套3限制拉杆排泄阀6的直线移动，行程限位套3固定在壶体1上。从壶体1排出酸液时，将橡胶排酸口5连接在普通加酸壶顶的注酸嘴上或者电池中盖的注酸嘴上，往上拉动拉杆排泄阀6，使得下端与密封橡胶圈11脱离，酸液排出。排酸完成后，往下按压拉杆排泄阀6，使得下端与密封橡胶圈11密封，可重复往壶体1内注酸。本实施例中拉杆排泄阀6为直线移动，根据需要也可以转动等其他可以实现密封和打开排泄口的方式。本发明的壶体1可以根据需要设置成多个。
本发明的提供所述加酸壶为可定量存储酸液的加酸壶，加酸壶可应用在铅酸蓄电池化成定量加酸的过程中。使用加酸机往加酸壶内定量加入部分酸液，酸液在壶内密封储存和转运。在化成过程中或结束后按工艺需求将加酸壶套上电池，并将壶内储存的酸液加入电池内，实现定量加酸，可以实现免抽酸，也可以选择合适的硫酸密度实现化成后需要的容量。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

  1. 一种铅酸蓄电池的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：向铅酸蓄电池中加入第一密度硫酸溶液；步骤2，通电化成；步骤3，向所述铅酸蓄电池中通过加酸壶加入第二密度硫酸溶液，所述加酸壶为可存储定量酸液的加酸壶。
  2. 如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池的制造方法，其特征在于，所述第一密度硫酸溶液的密度为1.04g/cm3～1.28g/cm3之间，所述第二密度硫酸溶液的密度为1.25～1.6g/cm3之间；
  3. 如权利要求2所述的一种铅酸蓄电池的制造方法，其特征在于，所述步骤2，通电化成为完全化成。
  4. 如权利要求1-3任意一项所述的一种铅酸蓄电池的制造方法，其特征在于，所述定量加入第二密度硫酸溶液的体积与所述第二密度硫酸溶液的关系为
    Figure PCTCN2020073065-appb-100001
    V 0是最终硫酸体积，ρ 0是最终硫酸密度,ω 0是最终硫酸质量分数,V 1是第一次加酸的硫酸体积,ρ 1是第一次加酸的硫酸密度,ω 1是第一次加酸的硫酸质量分数，ρ 2是第二次加酸的硫酸密度,ω 2是第二次加酸的硫酸质量分数，
    Figure PCTCN2020073065-appb-100002
    m 0为化成过程中析出的纯硫酸质量，m 1为化成过程电解水的损失质量。
  5. 如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池的制造方法，其特征在于，所述可存储定量酸液的加酸壶包括壶体，所述壶体上设有注酸口、防泄漏阀、排酸口和排泄阀，所述防泄漏阀用于密封或打开所述注酸口， 所述排泄阀用于密封或打开所述排酸口。
  6. 如权利要求5所述的一种铅酸蓄电池的制造方法，其特征在于，所述防泄漏阀包括密封件和弹性体，所述弹性体位于所述密封件的下部，所述弹性体推动所述密封件密封所述注酸口。
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