一種鉛酸水平電池的製作方法
2023-12-03 01:05:26 1
本實用新型屬於蓄電池
技術領域：
，涉及一種鉛酸水平電池。
背景技術：
：當前，用作電動車動力蓄電池的化學電源有：鎳氫電池、鋅空氣電池、鋰離子/鋰聚合物電池、燃料電池和鉛酸電池，但是迄今為止沒有一種動力電池技術成熟到可以忽略其它電池的存在。鉛酸蓄電池，具有價格低、技術成熟、安全可靠、資源豐富、可回收利用等優點，但傳統的鉛酸蓄電池作為動力電池，在比能量這一關鍵指標上與其它類型的蓄電池相比有較大差距，因此，鉛酸蓄電池必須在技術上有所創新，才有可能滿足電動車的要求，而水平鉛布電池由於結構上的革命性變化和新型複合材料的應用，大大提高了電池的比能量、比功率和循環壽命，從而大大提高鉛酸電池作為電動車電池的競爭力。一、水平電池四大技術特點：1.1輕質的複合材料技術：鉛網板柵是由純鉛(或鉛合金)經固態擠壓包覆在高強度玻璃纖維上形成的鉛絲編織而成的鉛網。該結構降低了電池的重量，提高了重量比能量。1.2水平雙極性結構；正負極板和隔板呈水平交錯層疊，除兩端有單極板外，其餘為雙極性極板。該結構也決定了常規電池中必須用到的匯流排，減少了鉛的用量，從另一方面提高了電池的重量比能量。1.3獨特的電池盒設計和壓力框架結構；電池組裝時每一單體都有獨立的壓力框架，電池盒內部為一通體，電池盒各面都有定位槽，組裝時，壓力框架的筋條插入電池盒的定位槽中，防止電池在衝擊震動環境中內部發生竄動，提高了電池的抗衝擊性能，延長了電池使用壽命。1.4生產過程的全自動化：自動化塗板線、機械手自動裝配線、自動化焊接和檢測線、溫度補償電池測試設備等，這些設備都獨具特色。二、現況：到目前為止，國內外都沒有批量可靠的水平電池產品，原因如下：2.1塗膏：由於鉛布較薄，與普通板柵塗板相比，容易拉伸變形，塗板困難。另外，正、負極鉛膏同時塗在雙極板柵上，如圖1所示，它是將正、負極鉛膏分別塗填在一片鉛布的兩端，並在中間預留10mm左右隔離帶不塗鉛膏。由於鉛酸電池對正負鉛膏混雜非常敏感，只有10mm的隔離帶使得在極板的塗板、固化、乾燥、清理等工序中，不足以保證正負鉛膏完全分開。2.2端子焊接：鉛絲壁太薄，鉛與玻璃纖維本身不浸潤，若焊接不當容易熔化內芯而導致虛焊，造成電池合格率不高。2.3自放電：由於單電池之間沒有隔壁，自放電較大，達到10％/月。還有部分原因可能是雖然採用了貧液式設計，但部分液膜與板柵之間會產生自放電。2.4循環壽命：美國電源公司宣稱水平電池循環壽命為800-900周，但同內實際測試壽命只有200-300周。技術實現要素：本實用新型的目的是針對現有的水平電池所存在的上述問題，而提出了一種能減低自放電，並能與目前普通蓄電池的生產工藝、設備對接的鉛酸水平電池。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：一種鉛酸水平電池，包括電池殼體、隔板、電解液和正、負極板，電池殼體的內部被隔壁分隔成多個單體間，每個單體間內對應設置一個極群，其特徵在於，每個極群均由多片水平放置的正、負極板上下交替層疊而成，同一極群中上下相鄰的正、負極板之間設置隔板，隔壁上沿正、負極板疊放方向開設有連通兩側單體間的缺口，正極板和負極板的側邊分別設有正極耳和負極耳，相鄰兩個極群之間極耳一一相向對應設置的正極板和負極板通過將它們的極耳連接在一起形成水平式極板，極耳連接處卡在上述缺口處，所述的缺口處還設有密封機構進行密封。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的密封機構包括多個密封件以及填充在密封件、隔壁和正、負極耳之間的填充劑，所述的密封件一一對應夾設在上下相鄰的兩片水平式極板之間。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的密封件設置在上述缺口處，其沿水平式極板疊放方向開設有貫穿的填充孔，上述多個密封件的填充孔上下依次連通形成填充通道，密封件與隔壁之間設有限定密封件位置的定位機構。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的定位機構包括分設在密封件兩端的兩條限位滑槽，缺口兩邊的隔壁部分一一對應卡在密封件相對端的限位滑槽內，隔壁卡在限位滑槽內時，所述密封件能沿缺口上下來回運動。在上述的一種鉛酸水平電池中，上下兩個疊放的密封件之間形成供兩側對應的正、負極耳伸入至填充孔內的進行連接的卡口。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述卡口的寬度與對應側極耳的寬度相匹配。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的填充劑為環氧樹脂或石蠟。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的正、負極板是在各自對應板柵上分別塗正、負鉛膏所形成的。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的板柵採用鉛基合金製作而成。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的板柵採用鉛鈣或鉛銻合金製作而成。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的板柵為採用電沉積法製作的泡沫板柵或複合板柵。由於板柵結構是與正常的板柵一樣，所以端子焊接與目前工藝一致，不存在任何問題。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述的單體間和對應的極群均呈U形、S形或一字形排放。極群的串接線路分別呈對應的U形、S形或一字形，其中的U形和S形排布可以大大縮短電池的長度，增強該類電池的實用性。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述水平式極板中的正極板和負極板水平間隔設置，正極板的正極耳和負極板的負極耳位於上述間隔處並一一對應連接。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述水平式極板中的正極板和負極板處於同一平面上。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述水平式極板中的正極耳和負極耳疊放後焊接在一起。在上述的一種鉛酸水平電池中，所述水平式極板中的正極耳和負極耳對接後焊接在一起。正極板和負極板是經過塗板、固化、乾燥後的常規極板，極板水平間隔設置，極耳相對，極耳相疊放或對接在一起，之後通過熱焊或冷焊將對應的正極耳和負極耳連接在一起。按本實用新型生產的水平式極板，避免「正、負極鉛膏同時塗在雙極板柵上，使正負鉛膏混雜」的問題，採用「正負鉛膏分塗，固化乾燥後對接」的方式，即正負極板柵、塗板、固化和乾燥工藝按目前正常電池的生產工藝進行，這樣可以保證現有設備的利用，保證產品質量，並且是批量化生產。固化完成後，增加一道工序，即將正負極板的極耳用冷焊或熱焊法熔為一體。與現有技術相比，本實用新型以目前在用的板柵結構代替傳統水平電池中的輕質複合材料(即鉛布)製作雙極板，並適當地改變了電池殼體的結構，以方便進行密封，繼承了水平電池的所有電性能，提高產品的穩定性，與目前生產工藝，設備等形成對接，降低了推廣的阻力，有廣闊發展前景。附圖說明圖1是現有技術中水平電池的準雙極板結構示意圖。圖2是本鉛酸水平電池的結構示意圖。圖3是圖2去除電池蓋後的結構示意圖。圖4是本鉛酸水平電池的解剖示意圖。圖5是圖4在A處的局部放大圖。圖6是密封件的結構示意圖。圖7是密封件的安裝示意圖。圖8是極群呈U形排列的示意圖。圖9是水平式極板的結構示意圖。圖中，1、電池殼體；2、隔板；3、單體間；4、極群；5、端子；6、正極板；7、負極板；8、隔壁；9、正極耳；10、負極耳；11、正極耳組；12、負極耳組；13、密封件；14、填充孔；15、限位滑槽；16、卡口；17、缺口；18、匯流排；19、填充劑；20、單極板。具體實施方式以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。如圖2和圖3所示，本鉛酸水平電池包括電池殼體、隔板、電解液和正、負極板，電池殼體的內部被隔壁分隔成多個單體間，每個單體間內對應設置一個極群，極群依次串接後兩頭與電池殼體上的兩個端子一一對應連接，隔壁上沿正、負極板疊放方向開設有連通兩側單體間的缺口。本實施例中，單體間和對應的極群均呈一字形排列。如圖4和圖5所示，每個極群均由多片水平放置的正、負極板上下交替層疊而成，同一極群中上下相鄰的正、負極板之間設置隔板，正極板和負極板的側邊分別設有正極耳和負極耳，同一極群中各正極板對應的正極耳位於同一側形成正極耳組，各負極板對應的負極耳位於另外一側形成負極耳組，相鄰兩個極群之間通過相對的正極耳組和負極而組串接在一起，正極耳組中的正極耳與對應負極耳組中的負極耳在缺口處一一對應連接以形成水平式極板將兩個對應極群串接起來，所述的缺口處還設有密封機構進行密封。密封機構包括多個密封件以及填充在密封件、隔壁和正、負極耳之間的填充劑。如圖6和圖7所示，密封件一一對應夾設在上下相鄰的兩片水平式極板之間，密封件沿水平式極板疊放方向開設有貫穿的填充孔，上述多個密封件的填充孔上下依次連通形成填充通道，密封件與隔壁之間設有限定密封件位置的定位機構。定位機構包括分設在密封件兩端的兩條限位滑槽，缺口兩邊的隔壁部分一一對應卡在密封件相對端的限位滑槽內，隔壁卡在限位滑槽內時，所述密封件能沿缺口上下來回運動。上下兩個疊放的密封件之間形成供兩側對應的正、負極耳伸入至填充孔內的進行連接的卡口，卡口的寬度與對應側極耳的寬度相匹配。極群的串接線路還可以如圖8所示的U形。本實用新型的製作方法包括如下步驟：①、配件的生產和採購；②、採用鉛鈣或鉛銻合金材料製成板柵；③、將制好的正、負鉛膏均勻塗填到板柵上，並分別固化後製成正、負極板；④、將一部分正極板和負極板的極耳焊接在一起形成連片的水平式極板，另一部分作為單極板；⑤、將水平式極板的正負極交錯疊片，上下相鄰的水平式極板以隔板隔開，水平式極板中的極耳焊接處卡在上述隔壁的缺口內，每疊放一塊水平式極板，都在缺口的極耳焊接處壓蓋一個密封件，集群串聯後兩頭的單極板與對應的水平式極板交錯疊片，並且它們的正極耳和負極耳分別通過匯流排連接；疊放完畢後，對疊放完畢的極群加力壓縮後，再用預壓板使極群固定，並使隔板保持一定的壓縮比；⑥、在密封件、隔壁和正、負極耳之間的間隙處填充填充劑，填充劑可以是環氧樹脂或石蠟；⑦、兩頭的匯流排分別與電池殼體的端子對應焊接；⑧、蓋上電池蓋後完成裝配。製成後的水平電池在深循環壽命、快速充放電、穩定性和批量化程度等性能上均能達到較好的效果，如下表所示：項目常規電池水平電池本專利水平電池比能量低高中比功率低高中深循環壽命低高高快速充放電差好好穩定性好差好批量化程度容易難容易應該理解，在本實用新型的權利要求書、說明書中，所有「包括……」均應理解為開放式的含義，也就是其含義等同於「至少含有……」，而不應理解為封閉式的含義，即其含義不應該理解為「僅包含……」。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬
技術領域：
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。當前第1頁1 2 3