一種雙極性鉛酸蓄電池的製作方法

2023-10-09 00:22:59 2

本發明屬於蓄電池技術領域，涉及一種雙極性鉛酸蓄電池。

背景技術：

鉛酸蓄電池是一種電極主要由鉛及其氧化物製成，電解液是硫酸溶液的蓄電池，鉛酸蓄電池主要由正極板、負極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋等組成，鉛酸蓄電池頂部有塑料密封蓋，上面還有通氣孔。

如中國實用新型專利申請(申請號：200920112517.4)公開了一種雙極性鉛酸蓄電池,包括殼體、從殼體內引出的正極端子片和負極端子片及設有單向閥的密封電池蓋，在殼體內腔兩側壁上分別設置有相互平行的正極端極板和負極端極板，在正極端極板上靠近負極端極板的一側設置有一層正極活性物質層，在負極端極板上靠近正極端極板的一側設置有一層負極活性物質層，正負極端極板之間固定有多個與正負極端極板相平行的雙極板，雙極板由碳素纖維基板，位於基板兩側面的正極活性物質層和負極活性物質層組成，正負極活性物質層依次排列,雙極板將殼體內腔劃分為多個隔室,隔室內設置有隔膜，然而蓄電池在充電過程中需要進行排氣，鑑於隔室的寬度較小，難以一一對應安裝單向閥，因此該蓄電池的多個隔室均與一個氣室連通，通過氣室上的一個單向閥進行排氣，即多個隔室的上部需要連通，難以對各個隔室進行單獨的密封，該結構容易導致隔室之間出現電解液互竄，從而出現微短路、自放電等現象。

針對上述問題，中國發明專利申請(申請號：03133542.X)公開了一種雙極性蓄電池，若干個中間單體電池固定在左側邊單體電池和右側邊單體電池之間，在左側邊單體電池和右側邊單體電池的外側分別固定有壓板，在一側的壓板上開有通孔，在壓板上的通孔內固定有安全閥，氣室之間通過通孔相互連通，由憎水材料製成的孔環固定在雙極性基板上的通孔內，該蓄電池中的隔室與氣室仍然沒有隔斷，直接連通，仍然沒有對隔室進行單獨密封，並採用一個單向閥進行排氣，而若干隔室通過通孔連通後，在通孔中安裝憎水環來防止電解液互竄，但是憎水環屬於外裝部件，存在使用壽命問題，且難以保證絕對阻隔電解液互竄，這也導致該蓄電池的比能量較低，即參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能較低，同時該蓄電池的外殼是預先成型的，然後將單體電池插入外殼內，因此需要預先對疊好的單體電池纏繞膠布或者採用固定框進行定位，從而導致蓄電池的比體積較大，即單位質量的蓄電池所佔有的體積較大。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種雙極性鉛酸蓄電池，該雙極性鉛酸蓄電池在保證活性物質利用率的基礎上能夠避免電池單體之間出現電解液互竄，提高蓄電池性能，同時提高蓄電池的使用壽命。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種雙極性鉛酸蓄電池，包括具有上開口的殼體和連接於殼體上方具有空腔的頂蓋，所述的殼體內設有平行排列的雙極板且通過雙極板將殼體內腔分隔成若干扁平狀的矩形隔室，在隔室內設有扁平的電池單體，其特徵在於，所述殼體的上開口上設有蓋板，所述蓋板的下側面與雙極板密封連接且蓋板的上側面與頂蓋密封連接，所述頂蓋的空腔分隔成數量與上述的隔室數量相同且相互獨立的氣室，若干所述氣室與若干隔室一一對應並通過開設在蓋板上的通孔相連通，所述氣室為寬度大於隔室寬度且長度小於隔室長度的非扁平狀腔室，每個所述的氣室均連接有單向閥。

隔室設計成扁平狀，使得隔室內的電池單體可以設計的較薄，而做薄後的電池單體同容量比面積大，從而提高活性物質的利用率，進而提高蓄電池的比能量，雙極板使得若干隔室相互獨立，然後通過蓋板進行密封，從而保證各隔室的密封性，氣室也相互獨立，並通過通孔與隔室連通，從而使得一個隔室通過通孔與一個氣室形成一個密封的整體，同時氣室呈非扁平狀，具有一定的寬度和長度，因此每個氣室均能夠安裝一個單向閥，蓄電池充電時產生的氣體能夠通過通孔進入相對應的氣室並由相對應的單向閥排出，即每個隔室均具有一條獨立的排氣通路，避免出現電解液互竄而導致微短路、自放電等現象，提高蓄電池性能，同時由於各個隔室中的氣體通過各自的單向閥排出，因此無需安裝憎水環等額外部件，從而提高了蓄電池的使用壽命。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述頂蓋包括位於蓋板上側面上的氣室腔體，所述氣室腔體內通過若干垂直交叉設置的隔斷部分隔形成若干上述的氣室，所述蓋板、氣室腔體及隔斷部為一體式結構。氣室通過扁平的隔斷部分隔形成，使得若干氣室呈矩陣式緊湊有序排列，從而充分利用殼體上方的空間，以增加氣室的空間，而一體式結構能夠保證氣室的密封性，避免外部氣體進入氣室及隔室內。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述頂蓋包括若干位於蓋板上側面上且相互獨立的氣室腔體，上述氣室為氣室腔體的內腔，若干所述氣室腔體與蓋板為一體式結構。該結構的氣室腔體有若干個且相互獨立，每個氣室腔體均形成一個氣室，從而保證氣室的密封性，當然在實際加工過程中頂蓋也可以設計成若干長條狀的氣室腔體，該氣室腔體的內腔沿長度方向分隔成若干個氣室，即每一氣室腔體內形成一排氣室，同樣能夠保證氣室的密封性。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述氣室有若干排，且同一排氣室沿扁平狀隔室的長度方向排列，同一排氣室在寬度方向上所對應的隔室數量與同一排氣室的數量相同。該結構設計使得氣室能夠充分利用多個隔室疊加後的寬度之和，從而使得氣室能夠設計成非扁平狀，具有較大的寬度和長度，以獨立安裝單向閥，以保證氣室之間的獨立性。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，同一排所述的氣室由隔室長度方向的一端依次排列至另一端。同一排的氣室緊湊有序的排列，以充分利用隔室長度方向上的空間，從而增加氣室的空間，以便安裝獨立的單向閥，從而形成隔室與氣室一一對應連通的排氣結構，避免電解液互竄，提高蓄電池性能。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述通孔垂直貫穿蓋板，所述通孔呈扁平狀，且通孔的寬度小於或者等於隔室的寬度，每一氣室均通過若干個通孔與隔室相連通，且若干個通孔沿隔室的長度方向排列。通孔垂直貫穿隔板並與相應的隔室連通，減少氣體通過通孔的行程，而通孔呈扁平狀，既能夠保證通孔位於隔室的寬度範圍內，保證密封性，同時使得通孔的通過面積較小，而通過本蓄電池中隔室與氣室的結構設計，獨立氣室的空間變大，因此當蓄電池充電產生氣體時隔室與氣室之間的壓差變大，隔室內的氣體通過氣泡的形式通過通孔進入氣室，在壓差作用下氣泡能夠破裂，破裂後的氣泡壁形成水分並通過通孔流回隔室，氣體則通過單向閥排出，從而避免蓄電池水分流失，保證蓄電池的性能。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述蓋板的下側面上具有若干長條狀的密封凸沿一，該若干密封凸沿一相平行設置，相鄰兩密封凸沿一之間形成插槽一，所述雙極板的上邊沿插接在插槽一內並通過密封膠密封固連，上述通孔的下端貫穿至密封凸沿一的下邊沿。密封膠澆灌在密封凸沿一的側面與雙極板上邊沿的側面之間凝固密封，且該結構設計使得雙極板與頂蓋之間具有較大的密封面積，提高密封性，而密封凸沿一支撐在相鄰的雙極板之間，使得各個隔室具有統一的寬度。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述殼體呈矩形，且殼體通過兩側板、兩端板和底板相拼接固連形成，所述底板和兩端板的內側面上均具有若干呈長條狀且相互平行的密封凸沿二，相鄰兩密封凸沿二之間形成插槽二，所述雙極板的兩端邊沿分別插接在兩端板的插槽二內並通過密封膠密封固連，所述雙極板的下邊沿插接在底板的插槽二內並通過密封膠密封固連。同理，通過密封凸沿二形成的插槽二，使得雙極板與端板及底板之間具有較大的接觸面積，因此雙極板的四周邊沿均得到較好的密封，提高隔室的密封性。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，兩所述端板的相對兩長邊沿均彎折形成扣接翻邊一，兩上述側板的端部邊沿插接固定在端板的兩扣接翻邊一之間，所述蓋板和底板的邊沿均彎折形成扣接翻邊二，兩側板和兩端板對的上邊沿均插接固定在蓋板的扣接翻邊二之間，下邊沿均插接固定在底板的扣接翻邊二之間。即蓋板、底板、側板和端板之間具有相互的扣接固定關係，相比傳統一體式殼體，在蓄電池組裝時需要將疊好的若干電池單體完全插入殼體內，在插入過程中難以持續的對疊好的電池單體進行定位，因此需要預先對疊好的電池單體進行膠帶紙纏繞定位，從而增加了蓄電池的體積，而本蓄電池為分體組裝的殼體，因此在組裝時可以逐塊安裝，即可以將疊好的電池單體一端插在一個端板上，另一端插在另一個端板上，再將連接有端板的電池單體插在底板上，然後扣上頂板即可，該組裝過程能夠避免疊好的電池單體移位，因此無需纏繞膠帶紙，從而縮小了蓄電池的體積，即減小了蓄電池的比體積。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述電池單體均包括隔板、位於隔板一側的負極板和位於隔板另一側的正極板，所述電池單體通過兩雙極板夾緊固定。隔板具有一定的彈性，從而使得正極板和負極板張緊固定在相鄰兩雙極板之間。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，與同一排氣室中相鄰兩氣室的通孔連通的隔室也相鄰設置。由於隔室沿寬度方向排列，而氣室沿隔室的長度方向排列，因此同一排氣室的通孔能夠排列成階梯狀，有序排列更容易找到與隔室相對應的通孔，便於定期的檢查和維護。

在上述的雙極性鉛酸蓄電池中，所述頂蓋上還固定蓋設有氣室蓋，所述氣室蓋上開設有若干排氣孔，該若干排氣孔與若干氣室一一對應並連通，所述單向閥固定安裝在氣室蓋上並與排氣孔相連接。氣室蓋密封蓋設在氣室腔體上，而單向閥呈矩陣式有序排列，使得整體結構規整、對稱。

與現有技術相比，本雙極性鉛酸蓄電池具有以下優點：

1、由於隔室設計成扁平狀，使得隔室內的電池單體可以設計的較薄，而做薄後的電池單體同容量比面積大，從而提高活性物質的利用率，進而提高蓄電池的比能量。

2、由於隔室通過蓋板進行密封，氣室也相互獨立，並通過通孔與隔室連通，同時氣室呈非扁平狀，因此每個氣室均能夠安裝一個單向閥，蓄電池充電時產生的氣體能夠通過通孔進入相對應的氣室並由相對應的單向閥排出，即每個隔室均具有一條獨立的排氣通路，避免出現電解液互竄而導致微短路、自放電等現象，提高蓄電池性能。

3、由於各個隔室中的氣體通過各自的單向閥排出，因此無需安裝憎水環等額外部件，從而提高了蓄電池的使用壽命。

4、由於通孔的通過面積較小，而氣室的空間變大，因此當蓄電池充電產生氣體時隔室與氣室之間的壓差變大，隔室內的氣體通過氣泡的形式通過通孔進入氣室，在壓差作用下氣泡能夠破裂，破裂後的氣泡壁形成水分並通過通孔流回隔室，氣體則通過單向閥排出，從而避免蓄電池水分流失，保證蓄電池的性能。

5、由於本蓄電池為分體組裝的殼體，因此在組裝時可以逐塊安裝，即可以將疊好的電池單體一端插在一個端板上，另一端插在另一個端板上，再將連接有端板的電池單體插在底板上，然後扣上頂板即可，該組裝過程能夠避免疊好的電池單體移位，因此無需纏繞膠帶紙，從而縮小了蓄電池的體積，減小蓄電池的比體積。

附圖說明

圖1是雙極性鉛酸蓄電池的立體結構示意圖。

圖2是雙極性鉛酸蓄電池的結構剖視圖。

圖3是圖2中C處的結構放大圖。

圖4是圖2中A-A處的結構剖視圖。

圖5是雙極性鉛酸蓄電池未安裝氣室蓋時的結構俯視圖。

圖6是圖2中B-B處的結構剖視圖。

圖7是圖2中D處的結構放大圖。

圖8是圖6中E處的結構放大圖。

圖中，1、殼體；11、隔室；12、側板；13、端板；131、扣接翻邊一；14、底板；141、扣接翻邊二；15、密封凸沿二；16、插槽二；17、加強筋；2、頂蓋；21、蓋板；22、氣室腔體；23、隔斷部；24、氣室；25、通孔；26、密封凸沿一；27、插槽一；3、電池單體；31、隔板；32、負極板；33、正極板；4、單向閥；5、密封膠；6、雙極板；7、氣室蓋；71、排氣孔；72、密封凸沿三；73、插槽三；8、正極端極板；81、正極端子片；9、負極端極板；91、負極端子片。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。

實施例一：

如圖1所示，一種雙極性鉛酸蓄電池，包括殼體1和頂蓋2，殼體1呈矩形並具有上開口，在殼體1的外壁上均布有加強筋17。如圖2、圖3所示，殼體1內固連有若干雙極板6，該若干雙極板6相平行排列，且若干雙極板6將殼體1內腔分隔成若干獨立密封的隔室11，隔室11呈扁平狀，且若干隔室11沿殼體1的沿寬度方向依次排列，每一隔室11內均固定設置一個電池單體3，電池單體3均包括隔板31、負極板32和正極板33，負極板32位於隔板31的一側，正極板33位於隔板31的另一側，隔板31具有一定的彈性，從而使得負極板32和正極板33張緊在隔室11內，即電池單體3通過兩雙極板6夾緊固定，在殼體1內腔的兩側還分別固定有正極端極板8和負極端極板9，正極端極板8上連接有正極端子片81，在負極端極板9上連接有負極端子片91，正極端子片81和負極端子片91均從殼體1中伸出。結合圖4所示，殼體1的上開口密封固連有蓋板21，蓋板21的下側面與雙極板6密封連接，頂蓋2包括位於蓋板21上側面上的氣室腔體22，氣室腔體22內具有若干相互獨立的氣室24，氣室24呈矩形，其寬度大於隔室的寬度，其長度小於隔室11的長度，氣室24排列成三排，且同一排氣室24沿隔室11的長度方向由一端依次排列至另一端。同一排氣室24在寬度方向上所對應的隔室11數量與同一排氣室24的數量相同，同一排的若干個氣室24與相對的若干隔室11一一對應並通過通孔25相連通，每一氣室24上均設置有單向閥4。

結合圖5所示，氣室腔體22內具有若干垂直交叉設置的隔斷部23，蓋板21、氣室腔體22及隔斷部23為一體式結構，當然在實際加工過程中氣室腔體22與蓋板21可以為分體式，兩者通過插接密封固連。若干隔斷部23將氣室腔體22內腔分隔成若干上述的獨立氣室24，該若干氣室24呈矩陣式緊湊有序排列，通孔25開設在蓋板21上，通孔25垂直貫穿隔板31並與相應的隔室11連通，通孔25呈扁平狀，且通孔25的寬度小於或者等於隔室11的寬度，每一氣室24均通過若干個通孔25與隔室11相連通，且若干個通孔25沿隔室11的長度方向排列，與同一排氣室24中相鄰兩氣室24的通孔25連通的隔室11也相鄰設置，從而使得同一排氣室24的通孔25能夠排列成階梯狀，頂蓋2上還固定蓋設有氣室蓋7，氣室蓋7上開設有若干排氣孔71，該若干排氣孔71與若干氣室24一一對應並連通，單向閥4固定安裝在氣室蓋7上並與排氣孔71相連接，當然在實際加工過程中可以將氣室蓋7與單向閥4主體做成一體式，然後在單向閥4主體內安裝閥芯等部件。

結合圖6所示，殼體1通過兩側板12、兩端板13和底板14相拼接固連形成，具體的，兩端板13的相對兩長邊沿均彎折形成扣接翻邊一131，兩側板12的端部邊沿插接固定在端板13的兩扣接翻邊一131之間。結合圖2、圖4所示，蓋板21和底板14的邊沿均彎折形成扣接翻邊二141，兩側板12和兩端板13對的上邊沿均插接固定在蓋板21的扣接翻邊二141之間，下邊沿均插接固定在底板14的扣接翻邊二141之間。結合圖3所示，蓋板21的下側面上具有若干長條狀的密封凸沿一26，該若干密封凸沿一26相平行設置，相鄰兩密封凸沿一26之間形成插槽一27，雙極板6的上邊沿插接在插槽一27內並通過密封膠5密封固連，而通孔25的下端貫穿至密封凸沿一26的下邊沿。結合圖7、圖8所示，底板14和兩端板13的內側面上均具有若干呈長條狀且相互平行的密封凸沿二15，相鄰兩密封凸沿二15之間形成插槽二16，雙極板6的兩端邊沿分別插接在兩端板13的插槽二16內並通過密封膠5密封固連，雙極板6的下邊沿插接在底板14的插槽二16內並通過密封膠5密封固連，使得雙極板6的四周邊沿均得到較好的密封，提高隔室11的密封性，相應的，氣室蓋7的下側面上也設置密封凸沿三72，密封凸沿三72分別沿氣室蓋7的寬度方向和長度方向交叉設置，從而形成插槽三73，當氣室蓋7蓋設在氣室腔體22上時氣室腔體22及隔斷部23的上邊沿也能夠插接在插槽三73內，從而實現氣室24的密封。

實施例二：

該雙極性鉛酸蓄電池的結構與實施例一基本相同，不同點在於頂蓋2包括若干個氣室腔體22，各氣室腔體22均位於蓋板21上方，且相互獨立，氣室腔體22的內腔為氣室24，若干氣室腔體22與蓋板21為一體式結構，從而保證氣室24的密封性，當然在實際加工過程中頂蓋2也可以設計成若干長條狀的氣室腔體22，該氣室腔體22的內腔沿長度方向分隔成若干個氣室24，即每一氣室腔體22內形成一排氣室24，同樣能夠保證氣室24的密封性。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明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，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。

儘管本文較多地使用了殼體1、隔室11、側板12等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。