本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池的制造方法及設備。

背景技術：

近幾年，隨著信息技術及計算機網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，計算機網(wǎng)絡廣泛應用于工廠、電信、電力、教育等領域，UPS是計算機系統(tǒng)的保護神，而VRLA電池是UPS的心臟，在市電不穩(wěn)、斷電的情況下，如果VRAL電池不能正常工作，UPS系統(tǒng)失效，會帶來信息丟失、通信中斷的后果。

如今，形勢發(fā)生了變化，為了有效地利用空間和地面，小型的UPS有著更廣闊的前景。為了進一步提高UPS的可靠性，改善經(jīng)濟性，對UPS用的VRLA蓄電池要求的特性是高倍率短時放電。按正常思路設計的VRLA電池不能保證高功率UPS的供電需要。

同時微模塊新型數(shù)據(jù)中心，由于空間限制與更大備電功率的需要，目前微模塊新型數(shù)據(jù)中心對備用電池提出了更為嚴格的要求。所需備電功率范圍越來越大，亟需更多更全的電池型號。為了滿足較大功率的備電性能更好，常規(guī)VRLA電池不能滿足高功率的需求。

VRLA電池為了滿足大電流充放電性能，在有效的空腔內(nèi)，為了達到提高電池大電流性能的需要，對電池結(jié)構進行了一系列的優(yōu)化設計，使得在有效空間里極板片數(shù)增多，這樣使得隔板間距變得越來越小，因此電池灌酸相對困難，同時在注入電解液后，繼續(xù)充電時，容易發(fā)生由于鉛離子的溶出而產(chǎn)生枝晶短路。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明首先所要解決的技術問題是提供一種抑制鉛酸蓄電池枝晶短路的方法。為此，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種抑制鉛酸蓄電池枝晶短路的方法，包括在蓄電池灌酸前或灌酸中通過灌酸酸壺直接對電池殼內(nèi)腔體抽氣的步驟，其特征在于，所述方法還包括：

在蓄電池灌酸后和化成前，將蓄電池置于腔室中，通過對腔室抽真空，來對灌酸后蓄電池在電池殼內(nèi)外壓力平衡的情況下抽真空。

進一步地，所述灌酸后的抽真空為緊接在灌酸步驟后進行，且在灌酸位置處的蓄電池輸送線和向灌酸后抽真空處輸送蓄電池的蓄電池輸送線為兩個獨立的輸送線。

進一步地，所述腔室為能夠升降的罩。

進一步地，所述蓄電池在腔室中停留的時間和灌酸前或灌酸中抽真空的時間與灌酸時間的合計時間相匹配。

進一步地，所述灌酸后抽真空是在灌酸酸壺存在下進行抽真空，且酸壺中還存有酸電解質(zhì)。

進一步地，灌酸后抽真空是在對剛剛把酸電解液置入蓄電池腔體的蓄電池進行包含灌酸酸壺在內(nèi)的整體在腔室中多次抽真空，且酸壺中還存有酸電解質(zhì)；為了滿足不同蓄電池的要求，對真空度的控制采取時間控制模式或真空壓力控制模式；為最大可能提高設備效率，可以分別設置抽真空的次數(shù)及分別設置每次抽真空時的真空值，在時間控制模式中，設置抽真空的次數(shù)以及每次抽真空的時間；在真空度控制模式中，設置抽真空的次數(shù)及每次抽真空時的真空壓力值。

本發(fā)明第二個所要解決的技術問題是提供一種蓄電池灌酸生產(chǎn)線，能夠抑制鉛酸蓄電池枝晶短路。為此，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種蓄電池灌酸生產(chǎn)線，包括灌酸工位的灌裝和抽真空裝置、蓄電池第一輸送線，所述第一輸送線經(jīng)過所述灌裝和抽真空裝置的下方；其特征在于所述灌酸生產(chǎn)線還包括蓄電池第二輸送線，所述第二輸送線緊接在第一輸送線之后，接送灌酸后的蓄電池；所述灌酸生產(chǎn)線設置有可升降的抽真空罩，所述第二輸送線經(jīng)過抽真空罩的下方；或者，所述第二輸送線旁設置有抽真空停放臺，所述可升降的抽真空罩處在抽真空停放臺的上方，所述灌酸生產(chǎn)線具有將蓄電池從第二輸送線送到抽真空停放臺的裝置，及將蓄電池從抽真空停放臺移出的裝置。

本發(fā)明第三個所要解決的技術問題是提供一種蓄電池抽真空裝置，能夠抑制鉛酸蓄電池枝晶短路。為此，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種蓄電池抽真空裝置，其特征在于它包括可升降的抽真空罩、抽真空停放臺以及對抽真空罩內(nèi)的空間抽真空的裝置，所述抽真空停放臺處在可升降的真空罩的下方，所述抽真空停放臺的大小足以停放蓄電池，抽真空罩的大小和高度足以將帶酸壺的蓄電池罩住在抽真空停放臺上，所述抽真空停放臺處在第二輸送線旁，所述抽真空裝置具有將蓄電池從第二輸送線送到抽真空停放臺的裝置以及將蓄電池從抽真空停放臺移出的裝置。

進一步地，第二輸送線設有蓄電池阻擋機構和感應開關，所述蓄電池抽真空裝置在抽真空停放臺和第二輸送線之間設有蓄電池推送氣缸。

進一步地，第二輸送線設有進料阻擋工位的蓄電池阻擋機構、準備進料阻擋工位的蓄電池阻擋機構和感應開關，所述蓄電池抽真空裝置在抽真空停放臺和第二輸送線的進料阻擋工位之間設有蓄電池推送氣缸。

當鉛酸蓄電池在灌酸后及內(nèi)化成開始時，由于硫酸從極板組四周向中心擴散，伴隨著化學反應，硫酸被消耗造成極板中心處PH值相對升高，由于PH值的升高，為鉛離子的溶出創(chuàng)造了有利條件。當充電時，隔板里的鉛被還原成金屬鉛，該鉛有可能貫穿隔板，使正負極相連接而造成枝晶短路。因此影響鉛枝晶的關鍵因素之一是蓄電池極群中部缺酸，使得中間PH值升高加速，從而加速了枝晶短路的發(fā)生。

鉛酸蓄電池的酸電解液灌裝通常是通過灌裝設備一次完成，然后進入蓄電池活化工序既對蓄電池進行充放電。為了提高灌酸效率和流水線的生產(chǎn)速度，會在灌酸前或灌酸中通過灌酸酸壺直接對電池殼內(nèi)腔體抽氣，但在過程中，電池殼存在內(nèi)外壓差，使得電池腔體內(nèi)儲酸有效體積減少，在隔板中會存在比想象更多的空隙，無法保證酸電解液的滲透性。

采用本發(fā)明的方法對蓄電池灌酸和化成之前處理，能夠極大地提高酸電解液的滲透性，能夠有效地保證中部極板的PH值正常，抑制薄隔板電池的枝晶短路問題，制得的鉛酸蓄電池與常規(guī)灌酸鉛酸蓄電池相比，在內(nèi)化成工藝相同，灌酸量相同，其枝晶短路比例，由原來的2.07%下降到0.48%以下，而且還提高了電池的一次容量合格率。并且，本發(fā)明的工藝特別適用于連續(xù)化制造，不影響蓄電池的生產(chǎn)效率和速度；本發(fā)明的蓄電池灌酸生產(chǎn)線能夠通過對現(xiàn)有生產(chǎn)線進行升級實現(xiàn)，生產(chǎn)效率高速度快；本發(fā)明的蓄電池抽真空裝置結(jié)構簡單，效果好，能夠有效提高酸電解液的滲透性，能夠有效地保證中部極板的PH值正常。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的生產(chǎn)線實施例的示意圖，顯示了在灌酸工位灌酸，而在抽真空停放臺處，真空罩還未降下時的狀態(tài)。

圖2為本發(fā)明所提供的生產(chǎn)線實施例的示意圖，顯示了在灌酸工位灌酸，而在抽真空停放臺處，真空罩已經(jīng)降下時的狀態(tài)。

圖3為本發(fā)明所提供的生產(chǎn)線實施例的俯視圖。

圖4a為本發(fā)明在灌酸后抽真空前帶灌酸酸壺的蓄電池的狀態(tài)照片，其中顯示了酸壺的電解液液位。

圖4b為本發(fā)明在灌酸后抽真空后帶灌酸酸壺的蓄電池的狀態(tài)照片，其中顯示了抽真空后酸壺的電解液液位。

圖5為灌酸后馬上再整體抽真空的蓄電池和灌酸后不再整體抽真空的蓄電池的枝晶不良比例對比圖。

圖6a為本發(fā)明制造的蓄電池中心極板的照片。

圖6b為以往生產(chǎn)線制造的蓄電池中心極板的照片。

圖7為本發(fā)明制造的蓄電池與以往生產(chǎn)線制造的蓄電池的一次容量不良率對比圖。

具體實施方式

參照圖1、2、3。本發(fā)明所提供的蓄電池灌酸生產(chǎn)線，包括灌酸工位的灌裝和抽真空裝置1、蓄電池第一輸送線100，所述第一輸送線100經(jīng)過所述灌裝和抽真空裝置1的下方；所述灌酸生產(chǎn)線還包括蓄電池第二輸送線200，所述第二輸送線200緊接在第一輸送線100之后，接送灌酸后的蓄電池300，此時，蓄電池300還帶著酸壺301。

本發(fā)明的蓄電池抽真空裝置包括可升降的抽真空罩2、抽真空停放臺3以及對真空罩內(nèi)的空間抽真空的裝置4，所述抽真空停放臺3處在可升降的抽真空罩2的下方，所述抽真空停放臺2的大小足以停放蓄電池，抽真空罩2的大小和高度足以將帶酸壺的蓄電池300罩住在抽真空停放臺3上，所述抽真空停放臺3處在第二輸送線200旁，所述抽真空裝置具有將蓄電池從第二輸送線200送到抽真空停放臺3的裝置以及將蓄電池從抽真空停放臺移出的裝置。

抽真空罩2的升降機構也可采用氣缸驅(qū)動。

第二輸送線2設有進料阻擋工位的蓄電池阻擋機構51、準備進料阻擋工位的蓄電池阻擋機構52和感應開關，當?shù)诙斔途€200輸送帶酸壺301的蓄電池300到達進料阻擋工位時，感應開關感應到蓄電池，阻擋機構51、52動作，比如由氣缸驅(qū)動阻擋桿伸出，分別擋住前后兩只蓄電池。所述蓄電池抽真空裝置在抽真空停放臺3和第二輸送線200進料阻擋工位之間設有蓄電池推送氣缸6、7，推送氣缸6將蓄電池從第二輸送線200推到抽真空停放臺3上，推送氣缸7將被再次抽真空的蓄電池推回到第二輸送線200。

在抽真空停放臺3上的灌酸后抽真空是在對剛剛把酸電解液置入蓄電池腔體的蓄電池進行包含灌酸酸壺在內(nèi)的整體在腔室中多次抽真空；對真空度的控制采取時間控制模式或真空壓力控制模式。

根據(jù)不同型號的蓄電池需求，通過電控箱觸摸屏設置選擇真空模式為時間控制模式或者真空壓力控制模式。根據(jù)選擇的真空模式，分別設置抽真空的次數(shù)以及每次抽真空的時間值或者每次抽真空的真空值。完成設置后將設備運行模式旋轉(zhuǎn)至自動模式，然后點擊運行按鈕設備開始自動運行。完成第一次酸電解液灌裝的兩只蓄電池（含酸壺）進入第二輸送線200，其中一只蓄電池進入進料阻擋工位，另一只進入準備進料阻擋工位。推送氣缸6將進料阻擋工位的蓄電池推拉至抽真空停放臺3，抽真空罩2下降，將蓄電池密封在抽真空罩2和抽真空停放臺3圍成的腔室中，根據(jù)觸摸屏設置的抽真空次數(shù)及每次參數(shù)值，開始對蓄電池300進行抽真空和放氣循環(huán)。完成循環(huán)后，抽真空罩2升起，蓄電池被推送氣缸7推拉回第二輸送線200上，第二輸送線200啟動，第一只蓄電池被輸送出該設備，同時第二只蓄電池從準備進料阻擋工位輸送至進料阻擋工位，再被推送至抽真空停放臺3開始整體抽真空循環(huán)，第三只蓄電池進入準備進料阻擋工位。

實施例1，抽真空實驗：

本實驗采用上述生產(chǎn)線對兩只12V蓄電池進行灌酸對比試驗，先將蓄電池上好酸壺，然后推入第一輸送線，輸送到灌裝和抽真空裝置1下，對蓄電池進行抽真空灌酸。參數(shù)設置：第一次抽真空時間12S，下酸時間10S，真空度為0.6MPa；重復抽真空時間12S，下酸時間10S，真空度為0.6MPa，共計5次，完成灌酸后，第一輸送線100自動將電池送入第二輸送線200，包括進料出料時間，完成2只電池灌酸工序總時間為4min。

將灌酸完成的其中一只12V蓄電池馬上推入上述抽真空裝置的抽真空停放臺3用抽真空罩進行抽真空。參數(shù)設置：第一次真空度0.6MPa，抽真空時間為2.5S，放氣時間為3S；第二次真空度為0.8MPa, 抽真空時間為3S，放氣時間為3S，重復真空度為0.8Mpa的抽真空, 抽真空時間為3S,放氣時間為3S,共計5次,包括進料出料時間及真空罩下降上升時間，完成2只電池整體抽真空工序時間為3min50S。

灌酸后抽真空前電池灌液面見圖4a，液面為酸壺三分之一處，經(jīng)在抽真空罩中循環(huán)二次整體抽真空后，電池酸液面為酸壺六分之一處，呈現(xiàn)明顯的下降，見圖4b。

實施例2，蓄電池鉛枝晶抑制實驗：

本次試驗對上述抽真空實驗的2只蓄電池（一只灌酸后馬上整體抽真空，另一只灌酸后不再抽真空）進行極群中心部位滲酸情況及酸比重對比，兩只蓄電池在灌酸時設定的電池灌酸比重為1.250g/cm3。

灌酸后不再抽真空的蓄電池灌酸后靜止10分鐘，而另一只則在灌裝后整體抽真空后再靜止10分鐘，對蓄電池進行解剖，測極群中心部位的酸比重及極板滲酸情況。

灌酸后不再抽真空的蓄電池的中心部位極板見圖6a，從圖6a可知，極板中心部位酸滲透不到位，將極群中心的隔板撕下，擠出酸，進行電池極群中心酸比重測試，結(jié)果為1.069 g/cm3。在灌裝后馬上整體抽真空的蓄電池極板見附圖6b，從附圖6a可知，極板中心部位酸基本上滲透到位，將極群中心隔板撕下，擠出酸，進行電池極群中心酸比重測試，結(jié)果為1.141 g/cm3。從以上對比可知，采用本發(fā)明審查線和抽真空裝置整體抽真空后，使得極群中心位置酸比重提升，從而使得PH值下降，同時極群中心位置不存在缺少酸現(xiàn)象。

選取灌酸工藝和內(nèi)化成工藝相同的12V蓄電池1093只，其中416只電池經(jīng)上述生產(chǎn)線灌酸及在灌酸后馬上再整體抽真空（即前述抽真空實驗的方法），677只為申請人以往制造的僅為正常灌酸（即前述抽真空實驗的與本發(fā)明進行對比的蓄電池的灌酸方法，但不再整體抽真空）的蓄電池，它們均按相同的灌酸量，內(nèi)化成工藝進行活化。對返修后不合格的電池進行解剖分析其枝晶比例，其中灌酸后再整體抽真空的蓄電池有2只為枝晶短路，枝晶比例為0.48%，灌酸后不再整體抽真空有14只為枝晶短路，枝晶比例為2.07%，從枝晶占比看，采用本發(fā)明工藝后，電池枝晶比例明顯下降。附圖5為灌酸后馬上再整體抽真空蓄電池與灌酸后不再整體抽真空蓄電池枝晶比例對比。

實施例3，蓄電池一次容量合格率的提升實施例

如前述工藝，通過灌酸后在酸壺含有余量酸存在下馬上在整體抽真空，有二次壓差灌酸的效果，使得極群中心部位的活性物質(zhì)有效與酸接觸，從而使得酸擴散到活物質(zhì)孔隙里參與反應，有效防止電池內(nèi)部少酸現(xiàn)象，在抑制電池內(nèi)部枝晶短路的同時，也有效地提高了電池活化過程中的一次容量合格率。

選取一批12V蓄電池，共計2217只，均為采用實施例1中在灌酸后馬上再抽真空的灌酸工藝，以及相鄰月份生產(chǎn)的灌酸后不再整體抽真空電池，共計3090只進行對比，相同的灌酸量，內(nèi)化成工藝進行活化，其中采用灌酸后馬上再抽真空灌酸工藝的電池有80只一次容量不合格，不良率為3.61%，灌酸后不再抽真空灌酸工藝的電池有144只一次容量不良，不良率為4.66%，采用本方案后，電池的一次容量不良率有1%以上的降低。

附圖7為灌酸后馬上再整體抽真空蓄電池與灌酸后不再整體抽真空蓄電池一次容量不良率對比

實施例4，蓄電池灌酸生產(chǎn)線生產(chǎn)效率對比

本發(fā)明采用的蓄電池灌酸生產(chǎn)線，電池在生產(chǎn)線上整體抽真空的同時，電池灌酸也同時進行，不會影響電池的灌酸效率。

在本方案實施前，以12V蓄電池為例，采用原有生產(chǎn)方式2只12V蓄電池灌酸總體時間為4min，采用本發(fā)明方案，在灌酸工位處的灌酸及抽真空總體時間為4min，完成2只電池灌酸后整體抽真空的總時間為3min50s，總體時間上略少于在灌酸工位處的時間，不會影響蓄電池的灌酸生產(chǎn)效率。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何本領域的技術人員在本發(fā)明啟示下所作的等同變換、修飾皆處在本發(fā)明的保護范圍之中。