一種控制閥控密封鉛酸蓄電池鼓脹變形的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種蓄電池生產(chǎn)方法，特別是控制閥控密封鉛酸蓄電池化成充電后發(fā)生鼓脹變形的方法，蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]閥控密封鉛酸蓄電池簡稱為VRLA電池，其基本特點(diǎn)是在使用期間不用加酸加水維護(hù)，電池為密封結(jié)構(gòu)，電池蓋子上設(shè)有單向排氣閥(安全閥)，該閥的作用是當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時(shí)，排氣閥自動(dòng)打開，排出氣體，然后自動(dòng)關(guān)閥，防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部。由于VRLA電池不會(huì)有酸液或酸霧排放出來腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境，所以備受用戶歡迎，近年來使用愈加廣泛。VRLA電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是極群和電池殼體接觸緊密，據(jù)有較強(qiáng)的裝配壓力。在生產(chǎn)過程中，電池組裝時(shí)會(huì)受到極群的擠壓產(chǎn)生變形；在封蓋過程中會(huì)發(fā)生溫度變化，電池在加酸和化成充電時(shí)也會(huì)發(fā)生溫度的升高和降低現(xiàn)象，電池殼體受到冷熱變化亦會(huì)造成電池殼體不同程度的變形。為保持電池已有的荷電量，電池化成充電結(jié)束后要及時(shí)扣上安全閥使其與外部隔絕，而后只有在安全閥自動(dòng)打開時(shí)電池內(nèi)外氣體才有可能發(fā)生交換，當(dāng)電池內(nèi)部壓力達(dá)到其閉閥壓力時(shí)，電池的安全閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，外部氣體是不會(huì)進(jìn)入電池內(nèi)部的，如果此時(shí)電池已經(jīng)變形，在沒有外力的作用下其變形是不會(huì)恢復(fù)的。目前，VRLA電池的變形是一種極易發(fā)生的現(xiàn)象，變形以外殼鼓脹為主，變形量多彡2_，嚴(yán)重的可達(dá)4-5 _。鼓脹變形大的蓄電池存有安全隱患，因此會(huì)引起用戶的高度警覺，因電池變形而造成的大量投訴或退返，給蓄電池企業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響及重大經(jīng)濟(jì)損失。引起電池變形的因素較多，控制電池鼓脹變形問題非常棘手且亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種控制閥控密封鉛酸蓄電池鼓脹變形的方法，采用該方法可以將VRLA電池出廠變形量控制在Imm以下、在使用中保持變形量不大于1.5mmο
[0004]本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種控制閥控密封鉛酸蓄電池鼓脹變形的方法，包括極群裝配入槽、封蓋、電池添加電解液、電池化成、扣安全閥等工序，所述極群裝配入槽工序中，極群裝配壓縮比控制在20%?25%之間；所述電池添加電解液工序中首先對(duì)電池進(jìn)行低溫冷凍，將裝配好的電池置于溫度低于0°C的環(huán)境冷凍，冷凍時(shí)間4-15小時(shí)，冷凍完成后的電池立即添加電解液，電解液的溫度控制在15°C以下；所述電池化成工序的水浴溫度控制在20?30°C。
[0005]上述控制閥控密封鉛酸蓄電池鼓脹變形的方法，所述扣安全閥工序中將化成充電結(jié)束的電池在環(huán)境溫度下靜置，監(jiān)測(cè)電池內(nèi)部溫度和環(huán)境溫度，待電池內(nèi)部溫度降至高于環(huán)境溫度10?15°C時(shí)扣上安全閥。
[0006]上述控制閥控密封鉛酸蓄電池鼓脹變形的方法，增設(shè)電池內(nèi)部壓力調(diào)整工序，電池內(nèi)部壓力調(diào)整工序?qū)凵习踩y靜置72h后的電池逐一檢測(cè)變形量，對(duì)鼓脹后變形量大于I毫米的電池進(jìn)行壓力調(diào)整，壓力調(diào)整的方法如下:利用加酸機(jī)設(shè)置的抽真空設(shè)備，對(duì)電池進(jìn)行減壓處理，處理過程中檢測(cè)電池的變形量，至電池的變形量小于Imm結(jié)束抽氣。
[0007]本發(fā)明經(jīng)深入研究并反復(fù)驗(yàn)證，找出導(dǎo)致VRLA電池鼓脹變形的各因素，并針對(duì)這些因素對(duì)現(xiàn)有VRLA電池制作工藝的相關(guān)工序進(jìn)行了如下改進(jìn):1、確定電池合理的壓縮比，減小裝配壓力，從而減少電池的物理變形量；2、降低添加電解液過程的電解液溫度、電池溫度和電池化成時(shí)水浴溫度，有效減小電池的熱變形量；3、將安全閥扣閥的時(shí)間控制改為溫差控制，避免因扣閥時(shí)機(jī)不合適而產(chǎn)生的二次膨脹。此外，對(duì)變形超過Imm的電池負(fù)壓抽氣，增加電池內(nèi)外壓差，降低電池內(nèi)部氣壓從而達(dá)到電池變形量小于Imm的目的。試驗(yàn)表明，采用本發(fā)明方法制作的VRLA鉛酸蓄電池與現(xiàn)行工藝生產(chǎn)的電池相比電池的鼓脹變形情況有了明顯改觀，VRLA電池出廠變形量控制在Imm以下、在使用中保持變形量不大于1.5_，提高了電池的使用安全性，避免因電池變形退返給企業(yè)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是VRLA電池發(fā)生鼓脹變形的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]VRLA電池化成充電后發(fā)生的變形絕大多數(shù)是鼓脹變形，如圖1所示。究其原因主要由下述三個(gè)因素造成:1、電池的裝配壓力大造成物理變形；2、電池添加電解液后產(chǎn)生放熱的化學(xué)反應(yīng)及電池化成充電時(shí)溫度過高產(chǎn)生的熱變形；3、扣安全閥的時(shí)機(jī)不合適造成二次膨脹變形。針對(duì)上述三項(xiàng)主要因素，本發(fā)明在電池生產(chǎn)過程中不同工序采用相應(yīng)的控制手段如下:
VRLA電池為緊裝配電池，使用的隔板是具有一定彈性的AGM隔板，在組裝電池時(shí)，隔板要受到一定擠壓，通過測(cè)量電池組裝過程中各工序電池的外形變化數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致電池裝配壓力大的主要原因是極群厚度，極群厚度是由極板厚度和隔板厚度兩部分組成，板柵確定后，極板厚度決定著電池的活性物質(zhì)量，電池的活性物質(zhì)量直接關(guān)系到電池的電性能，因此改變極群厚度是通過適當(dāng)減少隔板厚度來實(shí)現(xiàn)的?？紤]到隔板的隔離作用和吸附電解液的作用，不易過分減少其厚度。電池的壓縮比是指隔板的壓縮量與極間距的比值，而閥控密封鉛酸蓄電池的電解液是吸附在極板和隔板中的，電池中無游離的電解液，只有這樣才能保證電池在使用過程中不會(huì)有酸液或酸霧排放出來腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境。隔板壓縮量的大小會(huì)影響電池的活性物質(zhì)一一電解液的量和電池的內(nèi)部電阻，隔板的壓縮量越大，其吸附電解液的量越小，極間距就也會(huì)越小，電池內(nèi)阻隨之減小，但電解液作為電池的活性物質(zhì)，其含量的減少也會(huì)影響到電池的電性能，因此為保證電池的性能，經(jīng)過計(jì)算及反復(fù)驗(yàn)證，本發(fā)明將電池的壓縮比控制在20%?25%之間，低于常規(guī)工序2-5個(gè)百分點(diǎn)。
[0011]電池的熱變形是電池產(chǎn)生鼓脹的主要因素，而熱變形主要在添加電解液和化成充電的兩道工序中產(chǎn)生。電池添加電解液后在電池內(nèi)部發(fā)生如下反應(yīng):
Pb0+H2S04=PbS04+H20+ Λ，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，會(huì)有熱量產(chǎn)生。要想控制添加電解液后電池的溫度，需從降低Pb(^P H2SO4的溫度兩個(gè)方面入手，才能收到理想的控溫效果。本發(fā)明在電池添加電解液工序中首先對(duì)電池進(jìn)行低溫冷凍，即將裝配好的電池置入溫度低于0°C環(huán)境中靜置4-15小時(shí)。具體的冷凍時(shí)間視電池的體積而定，體積越大的電池冷凍的時(shí)間越長，冷凍后的電池內(nèi)部溫度降低到O °C左右，冷凍完成后的電池立即添加電解液，添加的電解液需預(yù)先降溫到15°C以下。上述雙冷措施有效地控制了加酸后電池的溫度上升區(qū)間，大大減小了由此產(chǎn)生的電池膨脹量。
[0012]電池化