閥控式鉛酸電池用組合式溢流壺的設計

沈旭培,高根芳,鄭承鳴

(天能電池集團股份有限公司,浙江 湖州 313100)

閥控式鉛酸(VRLA)電池采用貧液式設計,電解液被吸附在玻璃纖維隔板中[1]。VRLA電池內極群組的裝配壓強較大,常態下注酸困難,因此要通過數次抽真空來保證注酸徹底。抽真空的過程會使電池內的電解液回流,需要借助溢流壺盛放回流的電解液。不同型號VRLA電池的注酸孔位置不同,導致溢流壺型號眾多,不能共用,因此每年的溢流壺采購成本較大高。

本文作者根據電池結構和溢流壺特點,設計出組合式溢流壺,在一定的電池容量區間內,可以調節組合式溢流壺各單體壺的距離,使不同型號電池在注酸時實現溢流壺共用,節約采購成本,減少物料占用空間。

1 組合式溢流壺的結構設計

組合式溢流壺由單體壺組成,單體壺分為母壺、連接壺、子壺和角壺等4種,示意圖見圖1。

圖1 組合式溢流壺的結構示意圖Fig.1 Structural diagram of combined acid pot

母壺由壺蓋、壺體、導流管、橡膠套、調節管和定位螺釘組成[2]。壺蓋頂部向注酸孔呈10°～15°斜角傾斜,以保證殘留酸液流進壺內。導流管外側設有1.0～1.5 mm高的環狀凸臺,與橡膠套內側環狀凹槽形成過盈配合,環狀凹槽深0.8～1.2 mm,防止酸液滲漏。調節管頂部設有定位螺孔,內徑9.0～11.0 mm,內側設有高2.0～2.5 mm的雙鍵[3],與連接壺和子壺的調節棒的雙銷相配合,防止壺體旋轉。

連接壺由壺蓋、壺體、導流管、橡膠套、調節管、定位螺釘和調節棒組成,調節管與調節棒在同一直線上。調節棒外徑為8.6～10.6 mm,端口處約4.0～6.0 mm 長,設計成 5°～8°的錐度,以方便插入調節管內,頂部設計成平臺,以保證定位螺釘定位,外側設有深2.2～2.7 mm的雙銷[3]。

子壺由壺蓋、壺體、導流管、橡膠套和調節棒組成。

角壺由壺蓋、壺體、導流管、橡膠套、調節管、定位螺釘和調節棒組成,調節管與調節棒呈90°角。

2 組合式溢流壺的組裝和使用

12 V系列的VRLA電池,有1×6和2×3的兩種單體排列方式[4],分別使用單排組合式溢流壺(單排壺)和雙排組合式溢流壺(雙排壺)。單排壺是將母壺和子壺分別置于兩端,用連接壺依次相連。

單排壺組裝示意圖見圖2。

圖2 單排壺組裝示意圖Fig.2 Assembly diagram of single row pot

雙排壺是先確定角壺A,將角壺A順時針旋轉90°得角壺B,逆時針旋轉90°得角壺C,旋轉180°得角壺D,確定連接壺E,將連接壺E旋轉180°得連接壺F。

雙排壺組裝示意圖見圖3。

圖3 雙排壺組裝示意圖Fig.3 Assembly diagram of double row pot

3 效益分析

據湖州某電池廠統計,使用的6-EVF-70型、6-DF-80型和6-EVF-100型電池的溢流壺價格為18元/只,2019年采購24萬只,采購成本為432萬元。6-EVF-100D型、6-DF-150型和6-EVF-160F型電池的溢流壺價格為25元/只,2019年采購16萬只,采購成本為400萬元。采購成本共計832萬元。

將6-EVF-70型、6-DF-80型和6-EVF-100型電池改為共用單排壺,價格為19.8元/只,2020年采購7.5萬只,采購成本為148.5萬元,比2019年降低了283.5萬元。將6-EVF-100D型、6-DF-150型和6-EVF-160F型電池改為共用雙排壺,價格為27.5元/只,2020年采購4.8萬只,采購成本為132萬元,比2019年降低了268萬元。采購成本共計降低551.5萬元。

4 結論

本文作者設計的組合式溢流壺,采用單體壺單排或雙排連接的方式,通過調節各單體壺之間的距離,可實現一定容量區間內電池的共用,不僅節約了采購成本,也減少了物料占用空間,對電池制造過程的空間周轉也有益處。