一種雙極鉛酸蓄電池及應用該電池的電動車的製作方法
2023-10-09 00:20:34 4
本發明涉及一種鉛酸蓄電池及應用該電池的電動車，更具體地說，它涉及一種雙極鉛酸蓄電池及應用該電池的電動車。
背景技術：
鉛酸蓄電池自誕生以來，以其高的性價比、高的安全可靠性及可回收特性得到了廣泛的發展，並在二次電源市場中佔有80%以上的份額。但鉛酸蓄電池也存在著比容量低、比能量低的缺點。鉛酸蓄電池一般設有多個極群，每個極群都設有正匯流排和負匯流排，而且每個極群之間的匯流排是n字形支架連接在一起，匯流排用量很大，鉛耗用量及電阻也較大，並且電流是從極板流向匯流排再通過跨橋到另一個極群，電流分布不均勻。在當今市場競爭激烈、生產廠家大幅壓縮生產成本，特別是壓縮鉛用量的情況下，傳統的匯流排式電池生產方式成本壓縮已經到了極限，必須另闢途徑，深入挖掘才可能取得突破。
公開號為CN104201395A的發明於2014年12月10日公開了一種側立式雙極性鉛錫酸動力電池，能將原來鉛酸電池的理論比容量從83.47Ah/kg提高到96.81/kg。通過正極板柵與負極板柵直接相連，板柵採用鉛錫合金薄片，用塑料包邊框架作為支撐，省去了連接用鉛，負極活性物質使用純錫，降低了自重，節約了空間，使側立式雙極性鉛錫酸動力電池的實際比容量達到80Wh/kg以上，能量密度達到240Wh/L以上。但該發明中正負極板在同一片板柵上，塗片、固化實施困難，質量難以保證。
技術實現要素：
現有的鉛酸蓄電池每個極群都設有正匯流排和負匯流排，匯流排用量很大，鉛耗用量及電阻也較大，並且電流是從極板流向匯流排再通過跨橋到另一個極群，電流分布不均勻，為克服這些缺陷，本發明提供了一種可精簡匯流排，降低生產成本，提高比容量和比能量，改善極板偏流狀況，抑制電解液分層現象的雙極鉛酸蓄電池，同時還提供了一種應用該電池的電動車。
本發明的技術方案是：一種雙極鉛酸蓄電池，包括槽體、多組極群和若干隔板，極群安置於槽體中，隔斷設於槽體與極群之間，以及極群相互之間，極群排列成至少兩列，同組極群中正單極板、負單極板按正負屬性交錯疊放，同行的極群中，一個極群中的正單極板與相鄰極群中的負單極板通過雙極板一一對應地電連接，在極群行列一個外側列的極群中，一個極群中的正單極板與同列相鄰極群中的負單極板通過匯流排電連接，在極群行列另一個外側列的極群中，一個極群中的正單極板與一正匯流排電連接，而同列相鄰極群中的負單極板與一負匯流排電連接，每一個正單極板或負單極板上僅與雙極板和匯流排中二者之一直接連接。本發明與傳統鉛酸蓄電池相比，結構進行了改進，僅在電池兩端繼續使用匯流排，而電池的內部極群間採用雙極板進行電連接，減少了匯流排的用量並簡化了極群間的連接結構，相應地，鉛的用量大大減少，極群排列更為緊湊，電池整體體積可以製造得更小，提高比容量和比能量，降低生產成本，改善極板偏流狀況，抑制電解液分層現象。
作為優選，槽體上設有槽體長隔斷，槽體長隔斷沿槽體長度方向設於槽體底部中央，槽體長隔斷靠匯流排的一端設有缺口，缺口尺寸與匯流排適配。槽體長隔斷貫通槽體兩端，將槽體整體沿長度方向平分，由於本發明整體極群的連接結構做了改進，只在電池端部設置匯流排，槽體長隔斷端部的缺口可與匯流排位置、尺寸匹配，因而適應了結構的改進。
作為優選，槽體上還設有單層隔斷和雙層隔斷，單層隔斷位於槽體兩端且沿槽體寬度方向對稱設置，雙層隔斷位於槽體中部沿槽體寬度方向對稱設置，所述隔板包括端部隔板和中部隔板，端部隔板通過單層隔斷固定，中部隔板通過雙層隔斷固定。單層隔斷、雙層隔斷與槽體長隔斷組合後，可用來固定隔板，將槽體分隔成規則的腔室，雙層隔斷除了具有分隔作用外，自身也具有腔體結構，用於灌注密封膠。
作為優選，槽體側壁上設有凸臺，凸臺與單層隔斷和雙層隔斷的位置對應。凸臺突出設置於槽體側壁上，可作為定位結構為單層隔斷和雙層隔斷提供支撐，從而通過簡單易行的方式確保單層隔斷和雙層隔斷的功能實現。
作為優選，單層隔斷和雙層隔斷上均設有極耳缺口，極耳缺口尺寸與雙極板適配，極耳缺口上設有密封邊。單層隔斷、雙層隔斷與雙極板交叉，通過極耳缺口與雙極板形成卡接配合，且密封邊與雙極板或單極板極耳的緊密結合起到相對密封作用，這都有利於加固正單極板、負單極板的安裝排列。
作為優選，雙極板焊接在正單極板、負單極板的側邊極耳上。通過雙極板焊接方式實現正單極板、負單極板的電連接，不僅結構簡單，而且節省空間，有利於提高比容量和比能量。
作為優選，雙極板位於正單極板、負單極板的側邊的中點位置。此種布局結構對正單極板、負單極板外形結構沒有差異化要求，便於正單極板、負單極板按統一規格進行加工製造，簡化生產工藝，便於生產管理，降低生產成本。
作為另選，雙極板偏離正單極板、負單極板的側邊的中點位置。正單極板、負單極板的極耳位置偏離中心線一定距離，在同一極群組中正、負極板的板耳要對角錯位疊放，使得充電、放電時電流能夠分布均勻。
作為優選，正匯流排上設有正極柱，負匯流排設有負極柱。正極柱、負極柱將分別將正、負匯流排上的眾多電流支路進行匯集，並通過尺寸更適合的轉接結構與輸出迴路對接。
一種應用所述雙極鉛酸蓄電池的電動車，包括車體，車體上安裝有所述的雙極鉛酸蓄電池。由於本雙極鉛酸蓄電池相對於傳統鉛酸蓄電池在比容量和比能量，生產成本方面，以及極板偏流、電解液分層等狀況抑制方面更有優勢，因此應用本雙極鉛酸蓄電池的電動車也取得了顯著的技術進步。
本發明的有益效果是：
提高電池比容量和比能量。本發明僅在電池兩端使用匯流排，而電池的內部極群間採用雙極板進行電連接，減少了匯流排的用量，相應地，鉛的用量大大減少，極群排列更為緊湊，電池整體體積可以製造得更小，提高比容量和比能量，降低生產成本。
改善極板偏流狀況，抑制電解液分層現象。本發明採用雙極板進行電連接，簡化了極群間的連接結構，可改善極板偏流狀況，抑制電解液分層現象。
附圖說明
圖1為本發明的一種結構示意圖；
圖2為本發明的一種俯視圖；
圖3為圖2中張A-A處的一種階梯剖視圖；
圖4為圖2中張B-B處的一種階梯剖視圖；
圖5為本發明中極群的一種分布結構示意圖；
圖6為本發明中偏置型雙極板的結構示意圖；
圖7為本發明中單層隔斷的一種結構示意圖；
圖8為本發明中雙層隔斷的一種結構示意圖；
圖9為圖8中C-C處的剖視圖；
圖10為本發明中雙層隔斷的俯視圖；
圖11為本發明中槽體長隔斷的一種結構示意圖；
圖12為本發明中槽體長隔斷的俯視圖；
圖13為本發明中居中型雙極板的結構示意圖。
圖中，1-端部隔板，2-中部隔板，21-副隔板，22-副隔板缺口，23-副隔板加強筋，3-凸臺，4-極耳缺口，5-密封邊，6-缺口，7-槽體長隔斷，8-槽體，81-單層隔斷，82-雙層隔斷，9-極群，91-雙極板，92-正匯流排，93-負匯流排，94-匯流排，95-正極柱，96-負極柱，97-負單極板，98-正單極板，10-加強筋，11-連接體，12-端部隔板缺口，13-端部隔板加強筋。
具體實施方式
下面結合附圖具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1：
如圖1至圖12所示，一種雙極鉛酸蓄電池，包括槽體8、六組極群9和八塊隔板，極群9安置於槽體8中，隔斷設於槽體8與極群9之間，以及極群9相互之間，極群9排列成兩行三列，同組極群9中正單極板98、負單極板97都用隔膜包裹後按正負屬性交錯疊放，通過硫酸電解液實現同極群組中正、負極板間的電連接。第一行的極群9中，左側的極群9中的正單極板98與中間的極群9中的負單極板97通過雙極板91一一對應地電連接，中間的極群9中的正單極板98又與右側的極群9中的負單極板97通過雙極板91一一對應地電連接，在極群行列右側列的極群9中，第一行的極群9中的正單極板98與同列第二行的極群9中的負單極板97通過匯流排94電連接，在極群行列左側列的極群9中，第二行的極群9中的正單極板98與一正匯流排92電連接，而同列第一行的極群9中的負單極板97與一負匯流排93電連接。整個電池中，每一個正單極板98或負單極板97僅與雙極板91和匯流排94中二者之一直接連接，而不存在一個正單極板98或負單極板97既與雙極板91直接連接，又與匯流排94直接連接的情形。槽體8上一體成型地設有槽體長隔斷7，槽體長隔斷7沿槽體8長度方向設於槽體8底部中央，槽體長隔斷7與槽體8上沿平齊，槽體長隔斷7靠匯流排94的一端設有缺口6，缺口6尺寸與匯流排94適配。槽體8上還一體成型地設有單層隔斷81和雙層隔斷82，單層隔斷81位於槽體8兩端且沿槽體8寬度方向對稱設置，雙層隔斷82位於槽體8中部沿槽體8寬度方向對稱設置，單層隔斷81和雙層隔斷82與槽體長隔斷7垂直。單層隔斷81設於槽體8兩端，每端的單層隔斷81均為兩個且沿槽體8寬度方向關於槽體長隔斷7對稱，每個單層隔斷81外側面各設兩條平行於槽體8底面的加強筋10。雙層隔斷82有兩組，兩組雙層隔斷82設於槽體8中部並對稱位於槽體8長度中分面兩側，每組雙層隔斷82各有兩個關於槽體長隔斷7對稱的雙層隔斷82。槽體8側壁上設有凸臺3，凸臺3與單層隔斷81和雙層隔斷82的位置對應，所述隔板包括端部隔板1和中部隔板2，端部隔板1通過單層隔斷81與對應凸臺3的夾持限位進行固定，中部隔板2通過雙層隔斷82與對應凸臺3的夾持限位進行固定。單層隔斷81和雙層隔斷82上均設有極耳缺口4，單層隔斷81上的極耳缺口4位於下位的加強筋10之下，極耳缺口4尺寸與雙極板91適配。極耳缺口4上設有密封邊5，其形狀為一薄片，其尺寸為稍小於極耳尺寸，在極耳用力插入極耳缺口4後，靠密封邊5與極耳的緊密結合起到相對密封作用，這種相對密封的方式能夠使得特種密封膠不外漏，極耳缺口4的數量根據電池容量而定。雙極板91焊接在正單極板98、負單極板97的側邊極耳上，雙極板91位於正單極板98、負單極板97的側邊的中點位置，由於雙極板91處於正單極板98、負單極板97的側邊的中點位置，不同組內的單層隔斷81高度均相同，不同組內的雙層隔斷82高度也相同。正匯流排92上設有正極柱95，負匯流排93設有負極柱96。雙層隔斷82上還設有一體成型的副隔板21、副隔板缺口22和副隔板加強筋23。槽體長隔斷7的右端與右端的端部隔板1通過連接體11卡接，右端的端部隔板1上設有端部隔板缺口12和端部隔板加強筋13，連接體11在極群9入到槽體8內以後，正好卡入到缺口6上，並利用密封膠完成單格間的密封。
一種應用所述的雙極鉛酸蓄電池的電動車，包括車體，車體上安裝有所述的雙極鉛酸蓄電池。
實施例2：
極群9排列成一行六列，雙極板91偏離正單極板98、負單極板97的側邊的中點位置，六列極群9中極板的極耳呈對角錯位疊放，如圖13所示，第二列極群9中與第一列極群9間的雙極板91高於正單極板98、負單極板97中腰線一段距離，而第二列極群9與第三列極群9間的雙極板91則低於正單極板98、負單極板97中腰線同樣的距離，依此類推，第三、四列極群9間，以及第五、六列極群9間的雙極板91又高於正單極板98、負單極板97中腰線，第四、五列極群9間的雙極板91又低於正單極板98、負單極板97中腰線，這樣既能有效地防止硫酸電解液分層，又能使放電、充電的電流呈均勻態分布。由於雙極板91不處於正單極板98、負單極板97的側邊的中點位置，不同組內的單層隔斷81高度不相同，不同組內的雙層隔斷82高度也不相同。其餘同實施例1。