阀控式铅酸电池用组合式溢流壶的设计

2022-05-07沈旭培高根芳郑承鸣

电池 2022年1期

沈旭培,高根芳,郑承鸣

(天能电池集团股份有限公司,浙江湖州 313100)

阀控式铅酸(VRLA)电池采用贫液式设计,电解液被吸附在玻璃纤维隔板中[1]。VRLA电池内极群组的装配压强较大,常态下注酸困难,因此要通过数次抽真空来保证注酸彻底。抽真空的过程会使电池内的电解液回流,需要借助溢流壶盛放回流的电解液。不同型号VRLA电池的注酸孔位置不同,导致溢流壶型号众多,不能共用,因此每年的溢流壶采购成本较大高。

本文作者根据电池结构和溢流壶特点,设计出组合式溢流壶,在一定的电池容量区间内,可以调节组合式溢流壶各单体壶的距离,使不同型号电池在注酸时实现溢流壶共用,节约采购成本,减少物料占用空间。

1 组合式溢流壶的结构设计

组合式溢流壶由单体壶组成,单体壶分为母壶、连接壶、子壶和角壶等4种,示意图见图1。

图1 组合式溢流壶的结构示意图Fig.1 Structural diagram of combined acid pot

母壶由壶盖、壶体、导流管、橡胶套、调节管和定位螺钉组成[2]。壶盖顶部向注酸孔呈10°～15°斜角倾斜,以保证残留酸液流进壶内。导流管外侧设有1.0～1.5 mm高的环状凸台,与橡胶套内侧环状凹槽形成过盈配合,环状凹槽深0.8～1.2 mm,防止酸液渗漏。调节管顶部设有定位螺孔,内径9.0～11.0 mm,内侧设有高2.0～2.5 mm的双键[3],与连接壶和子壶的调节棒的双销相配合,防止壶体旋转。

连接壶由壶盖、壶体、导流管、橡胶套、调节管、定位螺钉和调节棒组成,调节管与调节棒在同一直线上。调节棒外径为8.6～10.6 mm,端口处约4.0～6.0 mm 长,设计成 5°～8°的锥度,以方便插入调节管内,顶部设计成平台,以保证定位螺钉定位,外侧设有深2.2～2.7 mm的双销[3]。

子壶由壶盖、壶体、导流管、橡胶套和调节棒组成。

角壶由壶盖、壶体、导流管、橡胶套、调节管、定位螺钉和调节棒组成,调节管与调节棒呈90°角。

2 组合式溢流壶的组装和使用

12 V系列的VRLA电池,有1×6和2×3的两种单体排列方式[4],分别使用单排组合式溢流壶(单排壶)和双排组合式溢流壶(双排壶)。单排壶是将母壶和子壶分别置于两端,用连接壶依次相连。

单排壶组装示意图见图2。

图2 单排壶组装示意图Fig.2 Assembly diagram of single row pot

双排壶是先确定角壶A,将角壶A顺时针旋转90°得角壶B,逆时针旋转90°得角壶C,旋转180°得角壶D,确定连接壶E,将连接壶E旋转180°得连接壶F。

双排壶组装示意图见图3。

图3 双排壶组装示意图Fig.3 Assembly diagram of double row pot

3 效益分析

据湖州某电池厂统计,使用的6-EVF-70型、6-DF-80型和6-EVF-100型电池的溢流壶价格为18元/只,2019年采购24万只,采购成本为432万元。6-EVF-100D型、6-DF-150型和6-EVF-160F型电池的溢流壶价格为25元/只,2019年采购16万只,采购成本为400万元。采购成本共计832万元。

将6-EVF-70型、6-DF-80型和6-EVF-100型电池改为共用单排壶,价格为19.8元/只,2020年采购7.5万只,采购成本为148.5万元,比2019年降低了283.5万元。将6-EVF-100D型、6-DF-150型和6-EVF-160F型电池改为共用双排壶,价格为27.5元/只,2020年采购4.8万只,采购成本为132万元,比2019年降低了268万元。采购成本共计降低551.5万元。