專利名稱：制造具有固定電解液的免維護(hù)蓄電池的方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造具有固定電解液的蓄電池的方法以及裝置。
背景技術(shù)：
具有固定電解液的蓄電池自1950年以來為人所公知。這種類型蓄電池的優(yōu)點(diǎn)在于其易于維護(hù)性和防止處于蓄電池電解槽內(nèi)電解液泄漏的可靠性。為固定電解液，公知將其以凝膠方式凝結(jié)并借助微型結(jié)構(gòu)的纖維網(wǎng)在蓄電池電解槽內(nèi)定位。
現(xiàn)有技術(shù)中公知具有代表性的固定凝膠蓄電池是鉛凝膠蓄電池，里面固定一般以二氧化硅基礎(chǔ)上形成的凝膠方式的硫酸電解液。迄今為止，從例如美國專利US4,317,872的現(xiàn)有技術(shù)中公知，在由酸液和凝膠劑分散物的基礎(chǔ)上成批制造電解凝膠并加入蓄電池電解槽內(nèi)。然而，成批制造電解凝膠常常導(dǎo)致凝膠的質(zhì)量波動并因此最后也導(dǎo)致所生產(chǎn)的蓄電池的質(zhì)量波動。
此外，為延遲反應(yīng)必須冷卻酸液/分散物混合物。極板必須賦能。德國專利DE 197 57 481公開了一種由水、凝膠劑和最好是硼酸預(yù)混合的分散物用于延遲反應(yīng)并加入這種分散物。蓄電池內(nèi)硫酸處于放電極板的活性物質(zhì)內(nèi)。通過充電產(chǎn)生凝膠化。
美國專利申請US 2003/0157400 A1公開了一種用于加注鉛蓄電池的裝置，在蓄電池加注期間連續(xù)混合凝膠成分。由此克服成批生產(chǎn)電解凝膠的質(zhì)量波動。
制造具有固定電解液蓄電池方面的另一問題是，在蓄電池電解槽中活性物質(zhì)的形成過程期間，也就是蓄電池第一次充電期間會形成開裂和起泡。電極上進(jìn)行的反應(yīng)(在鉛蓄電池情況下負(fù)極上從Pb轉(zhuǎn)換為PbSO4，陽極上從PbO2轉(zhuǎn)換為PbSO4或相應(yīng)的逆反應(yīng))會導(dǎo)致凝膠化的電解液中開裂和起泡。由此雖然可以提高蓄電池電解槽內(nèi)的氣體傳輸(氧傳輸)，但由于活性物質(zhì)和凝膠之間的觸點(diǎn)接通更加惡化，活性物質(zhì)直接周圍內(nèi)的開裂導(dǎo)致電解槽內(nèi)電阻增加，并因此導(dǎo)致對蓄電池的功率產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在考慮到現(xiàn)有技術(shù)的情況下提供一種方法，既能克服在成批制造電解液時電解液質(zhì)量波動的問題，也能克服由于鉛蓄電池中活性物質(zhì)的形成產(chǎn)生的缺陷。
該目的通過一種用于制造具有固定電解液的方法和一種用于實(shí)施該方法的裝置得以實(shí)現(xiàn)，該方法的特征在于，將電解液以流動形式加入蓄電池電解槽內(nèi)，并在蓄電池電解槽內(nèi)同時固定電解液和形成活性物質(zhì)，該裝置的特征在于，具有加注頭1、酸液貯存容器3、凝膠劑貯存容器4、用于酸液6.1+6.2的定量給料泵、用于凝膠劑5.1+5.2的定量給料泵以及用于凝膠劑9.1+9.2和酸液10.1+10.2的流量計。
依據(jù)本發(fā)明，電解液以凝膠的方式固定在蓄電池電解槽內(nèi)。將由凝膠劑和酸液構(gòu)成的凝膠加入蓄電池電解槽內(nèi)。例如膠質(zhì)二氧化硅水溶液和硫酸這樣的凝膠劑和酸液在加入蓄電池電解槽內(nèi)時才進(jìn)行混合。在將溶膠加入蓄電池電解槽內(nèi)的同時向蓄電池電解槽施加適合在電解槽內(nèi)形成活性物質(zhì)的電壓。
依據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)由此產(chǎn)生，即一方面可以使用再賦能的極板，另一方面在即將加注之前提供溶膠/酸液混合物并在反應(yīng)時間內(nèi)加注。由此產(chǎn)生一種非常簡單的方法并免去了如冷卻、移動、預(yù)賦能等。該方法可在室溫下實(shí)施。
通過依據(jù)本發(fā)明的方法，減少了賦能時硫酸的移動性，由此形成一種均勻的放熱，從而溫度噴射不會像現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣對其他組成部分產(chǎn)生消極影響。


下面借助附圖的實(shí)施例對本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征進(jìn)行說明。其中圖1示出依據(jù)本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出依據(jù)本發(fā)明加注頭(1)的結(jié)構(gòu)；圖3示出依據(jù)本發(fā)明用于加注多個蓄電池的裝置。
具體實(shí)施例方式
依據(jù)本發(fā)明用于實(shí)施該方法的裝置除了相應(yīng)的電連接線和適用于施加所需形成電壓的電源外，還具有加注頭1，它具有至少各自一個用于凝膠劑、酸液和沖洗介質(zhì)的注入口19。此外，加注頭1具有用于將至少凝膠劑與酸液進(jìn)行靜態(tài)混合的混合裝置20。加注頭還具有加注指21，它具有優(yōu)點(diǎn)地與所要加注的蓄電池相配合并為使加注頭機(jī)動靈活可更換安裝在其上面。此外，該裝置具有凝膠劑和所添加酸液的流量計，利用流量計借助于一控制裝置可按預(yù)先規(guī)定產(chǎn)生精確的混合比。
此外，該裝置在加注頭上具有沖洗介質(zhì)2的輸入管道，利用該輸入管道通過三通節(jié)門8.1/+8.2可將處于輸送凝膠劑管道11.1/+11.2內(nèi)的殘余凝膠劑通過回沖管道13回沖到凝膠劑3的貯存容器內(nèi)。作為沖洗介質(zhì)具有優(yōu)點(diǎn)地使用壓縮空氣。
依據(jù)本發(fā)明的裝置具有凝膠劑5.1+5.2和酸液6.1+6.2的定量給料泵。具有優(yōu)點(diǎn)的是該定量給料泵借助于步進(jìn)式電動機(jī)7.1+7.2傳動。但也可以使用能夠保證細(xì)微和精確計量所要混合的成分的其他傳動裝置。
通過在將凝膠以溶膠方式向蓄電池內(nèi)加注時在加注頭內(nèi)連續(xù)混合凝膠成分并借助于定量給料泵細(xì)微調(diào)節(jié)混合比，克服了成批混合電解凝膠中公知的質(zhì)量波動。通過蓄電池同時加注電解凝膠或溶膠和在電解槽中形成活性物質(zhì)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中公知的凝膠蓄電池的缺陷。
具有優(yōu)點(diǎn)的是，用于實(shí)施依據(jù)本發(fā)明方法的裝置具有例如圖2中所示的加注頭1。該加注頭具有用于凝膠成分和沖洗介質(zhì)的至少各自一個加注口19。此外，依據(jù)本發(fā)明的加注頭具有靜態(tài)混合裝置20，在向蓄電池加注前將凝膠成分在里面進(jìn)行混合。
為向蓄電池內(nèi)加注電解溶膠，依據(jù)本發(fā)明的加注頭1具有加注指21，它具有優(yōu)點(diǎn)地與所要加注的蓄電池或蓄電池加注口的幾何形狀相配合。具有優(yōu)點(diǎn)的是，加注指21可更換安裝在加注頭1上，從而加注頭1借助于不同的加注指21可用于不同類型的蓄電池。
圖3示出依據(jù)本發(fā)明用于加注多個蓄電池的裝置。依據(jù)本發(fā)明的裝置具有所要加注的蓄電池的接受裝置14、依據(jù)本發(fā)明加注頭1的定位裝置15.1+15.2以及帶有凝膠劑定量給料泵5.1+5.2的計量單元和酸液的定量給料泵6.1+6.2。
加注頭1的定位裝置15.1+15.2可移動安裝在導(dǎo)軌16上，從而加注頭可在所要加注的蓄電池的接受裝置14的上方自由移動。也可以選擇所要加注的蓄電池的接受裝置14以XY移動臺的方式構(gòu)成，而加注頭1固定設(shè)置。作為對加注頭1的其他選擇，也可以使用六軸曲臂機(jī)器人或者其他操作裝置。
為進(jìn)行控制，依據(jù)本發(fā)明的裝置具有控制柜17和操作臺18。
附圖符號1 加注頭2 用于沖洗介質(zhì)的管道3 凝膠劑貯存容器4 酸液貯存容器5.1/5.2 凝膠劑定量給料泵6.1/6.2 酸液定量給料泵7.1/7.2 步進(jìn)式電動機(jī)8.1/8.2 三通節(jié)門9.1/9.2 凝膠劑流量計10.1/10.2 酸液流量計11.1/11.2 凝膠劑管道12.1/12.2 酸液管道13凝膠劑回沖管道14所要加注蓄電池的接受裝置15.1/15.2 帶加注頭的定位裝置16定位裝置的滑軌17控制柜18操作臺19加注口20混合裝置21加注指
權(quán)利要求
1.用于制造具有固定電解液的蓄電池的方法，其特征在于，將電解液以流動形式加入蓄電池電解槽內(nèi)，并在蓄電池電解槽內(nèi)同時固定電解液和形成活性物質(zhì)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，電解液以凝膠的形式固定在蓄電池電解槽內(nèi)。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，電解液以溶膠混合物的形式加入蓄電池電解槽內(nèi)。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，凝膠至少由溶膠和酸液組成。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，至少凝膠劑和酸液在加入蓄電池電解槽內(nèi)時才進(jìn)行混合。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，隨著將溶膠加入蓄電池電解槽內(nèi)，向蓄電池電解槽施加適合在電解槽內(nèi)形成活性物質(zhì)的電壓。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，蓄電池為具有二氧化硅/硫酸電解液的鉛-凝膠蓄電池。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其中，二氧化硅以膠質(zhì)水溶液的形式使用。
9.用于實(shí)施按權(quán)利要求1-8中的一個或多個所述方法的裝置，具有加注頭(1)、酸液貯存容器(3)、凝膠劑貯存容器(4)、用于酸液(6.1+6.2)的定量給料泵、用于凝膠劑(5.1+5.2)的定量給料泵以及用于凝膠劑(9.1+9.2)和酸液(10.1+10.2)的流量計。
10.用于實(shí)施按權(quán)利要求1-8中的一個或多個所述方法的裝置，具有用于要被加注的蓄電池電解槽(14)的接受裝置以及用于加注頭(1)與要被加注的蓄電池電解槽的彼此相對定位的裝置。
11.按權(quán)利要求10所述的裝置，其中，定位裝置通過兩個彼此正交設(shè)置的導(dǎo)向元件構(gòu)成，借助于該導(dǎo)向元件加注頭(1)可自由移動。
12.用于實(shí)施按權(quán)利要求1-8中的一個或多個所述方法的加注頭，具有用于凝膠劑、酸液和沖洗介質(zhì)的至少各自一個注入口(19)，用于至少將凝膠劑與酸液進(jìn)行靜態(tài)混合的混合裝置(20)，以及用于將由凝膠劑和酸液混合而成的溶膠加入蓄電池內(nèi)的加注指(21)。
13.按權(quán)利要求12所述的加注頭，其中，加注頭可配備與要被加注的蓄電池電解槽相配合的不同加注指。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造具有固定電解液的蓄電池的方法以及裝置，其中，該方法的特征在于，將電解液以流動形式加入蓄電池電解槽內(nèi)，并在蓄電池電解槽內(nèi)同時固定電解液和形成活性物質(zhì)，其中，用于實(shí)施該方法的裝置具有加注頭(1)、酸液貯存容器(3)、凝膠劑貯存容器(4)、用于酸液(6.1+6.2)的定量給料泵、用于凝膠劑(5.1+5.2)的定量給料泵以及用于凝膠劑(9.1+9.2)和酸液(10.1+10.2)的流量計。
文檔編號H01M10/10GK1750313SQ20051000942
公開日2006年3月22日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月16日
發(fā)明者瓊·魯赫, 德克·施羅德, 阿爾貝特·舒爾特 申請人:荷貝克電池有限商業(yè)兩合公司