一種少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法
【專利摘要】一種少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，包括少維護鉛酸蓄電池使用前使其內部充滿二氧化碳氣體、以及少維護鉛酸蓄電池使用過程中內部保持二氧化碳氣體，其中，少維護鉛酸蓄電池使用前其內部反應產生的二氧化碳的體積大于等于蓄電池氣室體積的1.2倍。采用本發明方法，可以使蓄電池使用前和使用過程中產生的氫氣和氧氣被阻燃氣體強制排出。一旦出現蓄電池由于操作不當、靜電或電池內部缺陷產生明火，或從外部引入明火時，由于內部氫氣濃度很低，不會發生蓄電池爆裂情況，有效提高了少維護鉛酸蓄電池使用的安全性。
【專利說明】
一種少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種蓄電池生產方法，特別是少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，屬蓄電 池技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車工業的飛速發展，汽車已逐步普及進入家庭。鉛酸蓄電池的銷量逐年攀 升，越來越多的用戶接觸到鉛酸蓄電池產品。鉛酸蓄電池在照明，供電等非車領域的應用也 越來越多。少維護鉛酸蓄電池為開口帶排氣栓結構，干荷電不帶液出廠，用戶使用蓄電池前 注入硫酸電解液，在使用過程中需要補充電解液。近年來隨著少維護鉛酸蓄電池的用量增 加，在使用中暴露了一些安全性問題，據不完全統計，汽車蓄電池廠家每年有50-100ppm的 產品在使用中會發生爆裂現象。鉛酸蓄電池爆裂，會產生酸液和塑料碎片飛濺，輕則造成人 民群眾財產損失，重則危及人身安全，給蓄電池生產廠家帶來巨大的經濟損失和負面的社 會影響，是各大蓄電池廠家非常頭疼重且亟待解決的安全性問題。
[0003] 鉛酸蓄電池遵循"雙硫酸鹽化理論"，在電池充電過程中，單體電壓高于2.25V時就 會有電解水所產生的氫氣和氧氣析出。經測試，25°C環境下，14.40V恒壓充電，120Ah的少維 護蓄電池每小時產生約1260ml氫氧混合氣體，隨著溫度的升高，這個速度還會增加。由于鉛 酸蓄電池結構關系，產生的氫氣和氧氣不能完全排出到蓄電池外部，當蓄電池內氫氣的濃 度達到4-74%，就具備爆炸的可能性。少維護鉛酸蓄電池雖然設計有阻火濾氣片和排氣孔， 但在蓄電池使用過程中，由于操作不當、靜電或電池內部缺陷都有可能產生明火，也有可能 從外部引入明火，點燃氫氧混合氣體導致蓄電池發生爆裂。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種少維護鉛酸蓄電池防爆裂方 法，采用該方法能夠大幅度減少鉛酸蓄電池內部氫氣儲存量和濃度，利于充電所產生氫氣 的快速排出，并隔絕內部火花，有效防止電池爆裂。
[0005] 本發明所述問題是以下述技術方案實現的：
[0006] -種少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，包括少維護鉛酸蓄電池使用前使其內部充滿 二氧化碳氣體、以及少維護鉛酸蓄電池使用過程中內部保持二氧化碳氣體，其中，少維護鉛 酸蓄電池使用前其內部反應產生的二氧化碳的體積大于等于蓄電池氣室體積的1.2倍。
[0007] 上述少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，所述少維護鉛酸蓄電池使用前內部充滿二氧 化碳氣體方法，是在蓄電池極群組裝槽之前，在蓄電池槽的每個單格內投放無水碳酸鈉粉 末，各單格內投放無水碳酸鈉粉末重量按照下式控制：
[0008] 碳酸鈉粉末重量彡蓄電池氣室體積X 1.28，
[0009] 式中蓄電池氣室體積的單位為L，無水碳酸鈉粉末重量的單位為g;
[0010] 蓄電池使用前，注入硫酸電解液，硫酸電解液與無水碳酸鈉反應生成高密度的二 氧化碳氣體，將蓄電池內部的空氣排出。
[0011] 上述少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，少維護鉛酸蓄電池使用過程中內部保持阻燃 氣體的方法如下:在少維護鉛酸蓄電池添加補充液時，以濃度為2%碳酸氫鈉水溶液作為補 充液添加到蓄電池中。
[0012] 本發明根據少維護鉛酸蓄電池爆裂的原因，針對性的提出解決方案：即在少維護 鉛酸蓄電池使用前及使用過程中，使其內部充滿二氧化碳氣體，由于二氧化碳氣體的密度 較大，而蓄電池內部的空氣、氧氣、氫氣密度小，電池內部空氣、氧氣、氫氣將被擠出蓄電池， 蓄電池內部氣室被二氧化碳氣體占據。蓄電池使用過程中產生的氫氣和氧氣被二氧化碳氣 體強制排出。一旦出現蓄電池由于操作不當、靜電或電池內部缺陷產生明火，或從外部引入 明火時，由于內部氫氣濃度很低，不會發生蓄電池爆裂情況，有效提高了少維護鉛酸蓄電池 使用的安全性。
【具體實施方式】
[0013] 本發明的創新之處在于:在鉛酸蓄電池使用前及使用過程中，使其內部充滿高密 度的二氧化碳氣體。試驗驗證采用本發明方法，蓄電池中產生的氫氣、氧氣和空氣都被強制 排出。由于內部氫氣濃度很低，不會發生蓄電池爆裂情況，因而有效提高了電池的安全性。
[0014] 本發明方法包括少維護鉛酸蓄電池使用前使其內部充滿二氧化碳氣體、以及少維 護鉛酸蓄電池使用過程中內部保持二氧化碳氣體。二氧化碳氣體的密度是1.977kg/m 3,氫 氣的密度是0. 〇899kg/m3，空氣的密度是1.293kg/m3，氧氣的密度是1.429kg/m 3。二氧化碳氣 體的密度大于氫氣、氧氣、空氣，在蓄電池內部可以將氫氣、氧氣、空氣擠出蓄電池，使蓄電 池氣室被二氧化碳氣體占據。
[0015] 少維護蓄電池為開口帶排氣栓結構，干荷電池不帶液出廠。為了使蓄電池使用前 內部空間（氣室)充滿二氧化碳，本發明采用的方法是在蓄電池極群組裝槽之前，在每個蓄 電池單格槽底部投放一定量的碳酸鹽，碳酸鹽存在蓄電池槽底部鞍角內，然后進行極群裝 槽及電池的裝配。常見的碳酸鹽主要是碳酸鈉（Na 2CO3)和碳酸氫鈉（NaHCO3 )，碳酸鈉 (Na2CO3)可以用更少的加入量產生更多的硫酸鈉(Na2SO 4),在提高蓄電池的安全性的同時， 起到抑制隔板滲透的功效，所以本發明選擇無水碳酸鈉粉末。用戶使用蓄電池前注入硫酸 電解液，無水碳酸鈉和硫酸產生反應如下式:Na 2C03+H2S〇4= = =Na2S〇4+H20+C02丨，生成的二 氧化碳將蓄電池內部的空氣排出。
[0016] 本發明經過計算和反復試驗驗證得出：蓄電池各單格槽內無水碳酸鈉的添加量多 蓄電池氣室體積X 1.28。式中蓄電池氣室體積的單位為L，無水碳酸鈉重量的單位為g。按照 上式添加無水碳酸鈉，產生的二氧化碳氣體的體積大于氣室體積的1.2倍，可以保證將氣室 內的氫氣、氧氣、空氣完全排出。
[0017] 蓄電池在使用過程中，雖然二氧化碳遠高于空氣密度，但仍會有一部分流失排出 蓄電池，同時蓄電池耗水也會導致內部氣室加大，針對此問題，本發明所述少維護鉛酸蓄電 池使用過程中內部保持阻燃氣體的方法如下：蓄電池在使用過程中耗水液面下降到最低液 面線時，以濃度為2% (質量百分比)碳酸氫鈉水溶液作為補充液添加到蓄電池中，將液面調 至最高液面線。目前蓄電池補充液是凈化水或者極低密度的稀硫酸溶液，基本呈中性或弱 酸性。本發明以濃度2 %碳酸氫鈉水溶液作為補充液原因在于，補充液中的碳酸氫鈉 (NaHCO3)與電解液發生反應如下式：2NaHC0 3+H2S〇4= = =Na2S〇4+2H20+2C02T，產生二氧化碳 (CO2)和硫酸鈉(Na2S〇4)，在補充氣室中二氧化碳氣體的同時，生成的硫酸鈉對蓄電池有益 無害。
[0018]以下提供幾個本發明的具體實施例：
【主權項】
1. 一種少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，其特征在于:包括少維護鉛酸蓄電池使用前使 其內部充滿二氧化碳氣體、以及少維護鉛酸蓄電池使用過程中內部保持二氧化碳氣體，其 中，少維護鉛酸蓄電池使用前其內部反應產生的二氧化碳的體積大于等于蓄電池氣室體積 的1.2倍。2. 根據權利要求1所述的少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，其特征在于：少維護鉛酸蓄電 池使用前內部充滿二氧化碳氣體方法，是在蓄電池極群組裝槽之前，在蓄電池槽的每個單 格內投放無水碳酸鈉粉末，各單格內投放無水碳酸鈉粉末重量按照下式控制： 碳酸鈉粉末重量多蓄電池氣室體積X 1.28， 式中蓄電池氣室體積的單位為L，無水碳酸鈉重量的單位為g; 蓄電池使用前，注入硫酸電解液，硫酸電解液與無水碳酸鈉反應生成高密度的二氧化 碳氣體，將蓄電池內部的空氣排出。3. 根據權利要求2所述的少維護鉛酸蓄電池防爆裂方法，其特征在于：少維護鉛酸蓄電 池使用過程中內部保持阻燃氣體的方法如下：在少維護鉛酸蓄電池添加補充液時，以濃度 為2 %碳酸氫鈉水溶液作為補充液添加到蓄電池中。
【文檔編號】H01M2/12GK106067526SQ201610676450
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年8月17日
【發明人】王再紅, 王廷華, 宋艷龍, 魏立平, 王懷宇, 曲寶光, 趙海濤, 李剛
【申請人】風帆有限責任公司