CN100550477C - 阀控铅酸蓄电池 - Google Patents

Abstract

本发明的阀控铅酸蓄电池包括配置有多个电池的电池槽、以及安装在所述电池槽的开口上方的电池盖。所述电池盖包括排气室，该排气室具有提供于其底部并与所述电池连通的排气孔；以及注射室，该注射室具有提供于其底部并与所述电池连通的注射孔。所述排气室包括与所述排气室的底部接触并且覆盖所述排气孔的板状阀体、具有弹性并且布置在所述阀体上的片、以及固定到所述电池盖并覆盖所述片的顶板。所述注射室包括用来堵塞所述注射孔的栓体。

Description

阀控铅酸蓄电池

技术领域

本发明涉及阀控铅酸蓄电池，并且特别是涉及电池盖的结构。

背景技术

近年来，广泛使用阀控铅酸蓄电池(密封式铅酸蓄电池)，其包括由保持电解质的玻璃纤维组成的隔膜和用于吸收充电时产生的氧气的负极板。一般而言，这类铅酸蓄电池包括具有多个电池的电池槽和用于覆盖并且密封所述电池槽的开口的电池盖。上述每个电池都容纳由交替排列的正极板和负极板组成电极板组，所述正极板与负极板之间有隔膜。然后，打开并且关闭电池盖中配置的安全阀来调节电池中的气体压力。

图10是显示了现有技术阀控铅酸蓄电池中电池盖结构的分解透视图。如图10中所示，在现有技术电池盖40中，其上表面配置有排气室41，而排气室41的底部在分别相应于电池槽的电池(未显示)的位置配置有多个排气管42。排气室41和每个电池通过每个排气管42彼此连通。排气管42配置有用作安全阀的帽形橡胶阀43。

为了当将电池中产生的气体通过排气管42排放到电池外部时橡胶阀43不会脱掉，在橡胶阀43上方布置用来覆盖排气室41的开口的顶板45。在图10中，拆开了橡胶阀43和顶板45。但是，在由点划线表示的位置关系下，橡胶阀43安装在排气管42上，同时将顶板45与电池盖40连接。

当电池中的气体压力在预定范围内时，橡胶阀43关闭排气管42。因此，使配置有电池盖40的铅酸蓄电池的电池内部维持密封状态，并因此防止大气中的氧气进入电池。当产生的气体的量增加并且电池内的压力上升时，橡胶阀43从排气管42的上端升起从而打开密封。由此，电池中的气体通过在升起的橡胶阀43与排气管42之间形成的间隙释放到外面。

此处，因为排气管42配置在排气室41内，所以需要按照应该保证排气管42的高度的方式来设计电池盖40。因此，电池盖40高度的降低是受限的，并且铅酸蓄电池尺寸的减小也因此受限。

相反，例如专利文献1公开了使用允许高度降低的电池盖的阀控铅酸蓄电池。图11是显示了这种阀控铅酸蓄电池的电池盖的结构的分解透视图。

在电池盖50中，它的上表面配置有排气室51，而排气室51的底部在分别相应于电池槽的电池(未显示)的位置提供有多个排气孔52。排气室51和每个电池通过每个排气孔52彼此连通。布置由橡胶板组成的阀体53使得阀体53与排气室51的底部接触，由此覆盖排气孔52。

此外，在阀体53上布置在厚度方向可变形的弹性片54，同时将用来覆盖排气室51的开口的顶板55布置在片54上并且将顶板55与电池盖50连接。从而，阀体53用作安全阀。

如此处所述，专利文献1中建议的电池盖50具有这样的结构：提供于排气室51底部的排气孔52由板状的阀体覆盖，并且排气室51没有图10中所示的允许电池盖50高度降低的排气管。

同时，在现有技术阀控铅酸蓄电池的制造过程中，把包括正极板、负极板和隔膜的电极板组容纳在电池槽的每个电池中。将电池盖与电池槽相连，然后通过电池盖的排气管或排气孔注入作为电解质的硫酸。

然而，当如上所述排气管或排气孔还用作注射口时，电解质可能在注射时粘附在排气室的排气管周围或者排气室底部的排气孔周围。那么，当电解质粘附在排气管周围或者排气孔周围时，可能降低铅酸蓄电池中的密封性能。此外，因为安全阀由橡胶组成，所以含有硫酸的电解质的粘附容易使安全阀劣化。结果，安全阀的开阀压力和关闭压力变得不正常，从而安全阀不能正常操作。

如果开阀压力异常上升，铅酸蓄电池的内压将异常上升从而在铅酸蓄电池内引起变形。另一方面，如果闭阀压力异常降低，将损害铅酸蓄电池的密封性能从而引起组成电极板组的负极板的氧化，以及引起电解质散逸出铅酸蓄电池外。

这种现象使铅酸蓄电池的容量迅速降低。因此，为了能够保持铅酸蓄电池的可靠性，在注射时需要小心，从而使电解质不粘附在排气管或排气孔的周围。

相反，在图10所示橡胶阀43安装在排气管42上的现有技术铅酸蓄电池中，因为排气管42从排气室41的底部突出，所以粘附到排气管42的电解质由于重力从排气管42的侧面部分移动到排气管42的基部或者排气室41的底部。因此，电解质的粘附对安全阀操作的影响相对较小。

然而，在如图11所示由阀体53覆盖存在排气室51底部的排气孔52的现有技术铅酸蓄电池中，粘附在排气孔52周围的电解质趋于保持完整，电解质的粘附对安全阀的操作带来较大的影响，并因此对保持铅酸蓄电池的可靠性带来困难。

专利文献1：日本特开第Sho 62-147652号

发明内容

本发明要解决的问题

因此为了解决现有技术中的上述问题，本发明的目的是提供高度可靠的阀控铅酸蓄电池，其具有允许高度降低的结构，从而实现尺寸减小并且可以抑制电解质粘附在电池盖的排气孔的周围。

解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明提供了一种阀控铅酸蓄电池，其包括：电极板组，该电极板组包括正极板、负极板、分别布置在正极板与负极板之间的隔膜、以及电解质；电池槽，该电池槽包括开口和多个各自容纳电极板组的电池；以及安装在开口上方的电池盖；其中

电池盖包括排气室和注射室，

排气室包括：提供于排气室的底部并与所述电池连通的排气孔；与排气室的底部接触并覆盖排气孔的板状阀体；具有弹性并且布置在阀体上的片；以及固定到电池盖并覆盖所述片的顶板；并且

注射室包括：提供于注射室的底部并与所述电池连通的注射孔；以及用来堵塞所述注射孔的栓体。

根据这种结构，在电池盖中，分别提供了具有注射孔的注射室和具有排气孔的排气室。这样，当将电解质注入注射室的注射孔内时，防止了电解质粘附到排气室的排气孔周围，从而保证了配置在排气室中的安全阀正常发挥作用。此外，因为排气室的底部中的排气孔由板状阀体(用作安全阀)覆盖，所以可以更可靠地降低电池盖的高度，并且可以更可靠地降低铅酸蓄电池的尺寸。

优选地，所述片由具有连续泡沫的海绵体组成。

优选地，向阀体的与排气室的底部接触的表面涂敷油。

此外，注射孔优选具有用来将注射室与电池连通的空心管。

此外，在本发明的铅酸蓄电池中，优选地相应于所述多个电池布置多个注射室，而栓体由用来整体覆盖多个注射室的单一部件组成。

本发明的作用

根据本发明的铅酸蓄电池，在电池盖中分别提供具有注射孔的注射室和具有排气孔的排气室。因此，当将电解质注入注射室的注射孔内时，防止了电解质粘附到排气室中的排气孔及其周围，从而保证了配置于排气室中的安全阀正常发挥作用。此外，因为排气室底部的排气孔由板状阀体(用作安全阀)覆盖，所以可以更可靠地降低电池盖的高度，并且可以更可靠地减小铅酸蓄电池的尺寸。也就是说，根据本发明，更可靠地提供了同时实现尺寸减小和可靠性改善的铅酸蓄电池。

附图说明

图1是本发明阀控铅酸蓄电池的实施方案的透视图。

图2是图1中所示的铅酸蓄电池1的电池槽2的俯视图(即在除去电池盖3的状态下沿箭头X所示的方向观察图1的铅酸蓄电池1)。

图3是图1中所示铅酸蓄电池1的电池盖3的分解透视图。

图4是图3中所示电池盖3的排气室11的主要部分的剖视图(即沿着图3中A-A线获取的剖视图)。

图5是显示图3中所示电池盖3的主要部分的俯视图(即在除去阀体13、片14、顶板15和栓体25的状态下沿箭头X所示方向的图)。

图6是图3中所示电池盖3的注射室21的主要部分的剖视图(即沿着图3中B-B线获取的剖视图)。

图7是优选用于图1中所示的铅酸蓄电池1的注射容器31的剖视图。

图8是显示注射容器31安装在图1所示铅酸蓄电池1的注射室21上的状态(即注射电解质的情形)的剖视图。

图9是显示可以在本发明实施方案的注射孔22中配置的空心管23的变体上端部分的透视图。

图10是现有技术阀控铅酸蓄电池的电池盖的分解透视图。

图11是现有技术阀控铅酸蓄电池的另一种电池盖的分解透视图。

图12对比例3的阀控铅酸蓄电池的电池盖的分解透视图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明阀控铅酸蓄电池的实施方案。在下面的说明书中，对于电池中使用的部件说明具体尺寸。但是，可以根据所需的电池容量或电池形状适当地设置这些尺寸。因此，本发明不局限于此具体实施方案。

图1是本发明阀控铅酸蓄电池的实施方案的透视图。图2是图1中所示铅酸蓄电池1的电池槽2的俯视图(即在除去电池盖3的状态下沿箭头X所示的方向观察图1的铅酸蓄电池1)。

图1的铅酸蓄电池例如具有高93mm、宽87mm、长150mm的长方体形状，并且例如具有12V的标称电压和6Ah的10小时率容量。

如图2中所示，在本实施方案的铅酸蓄电池1中，在具有六个电池5的电池槽2的开口上方安装配置有正极接线端4a和负极接线端4b的电池盖3，从而形成密封结构。

如图2所示，通过用五个隔板6分隔电池槽2使电池5形成一行。每个电池5容纳一个包含电解质的电极板组(末显示)。例如由交替排列的4个正极板和5个负极板以及各自由玻璃纤维垫等组成的隔膜来构建电极板组。

所使用的正极板可以是包括传统公知类型的各种类型中的一种。在一个实施例中，每个正极板由正极栅和正极活性材料层构成，所述正极栅由Pb-Ca基合金制造并且具有收集电流的电极片(tab)，所述正极活性材料层包含二氧化铅并且由正极栅保持。

另一方面，所使用的负极板可以是包括传统公知类型的各种类型中的一种。在一个实施例中，每个负极板由负极栅和负极活性材料层构成，所述负极栅由Pb-Ca基合金制造并且具有收集电流的电极片，所述负极活性材料层包含铅并且由负极栅保持。

正极带(strap)(未显示)与上述电极板组中包括的上述正极板的多个电极片连接，而负极带(未显示)与上述电极板组中包括的上述负极板的多个电极片连接。这些正极带和负极带可以是传统公知的。

然后，借助提供于隔板6中的通孔(未显示)，使与一个电极板组的正极带连接的连接体和与另一个电极板组的负极带连接的连接体连接，从而使每两个彼此相邻且其间有隔板6的电极板组电学串联。总的来说，使电池5中容纳的六个电极板组电学串联。

此外，在容纳在两个端电池5中的两个电极板组中，在一个电极板组的负极带中配置了负极柱(未显示)，并且将此负极柱连接到负极接线端4b。此外，在另一个电极板组的正极带中配置了正极柱(未显示)，并且将此正极柱连接到正极接线端4a。

在图2中，六个电池5排列成一行。但是，根据所需的电池电压或电池形状，可以适当地设计电池5的数量和排列，以及正极接线端4a和负极接线端4b的位置。

下面说明本实施方案的铅酸蓄电池1中的排气室11。

图3是图1中所示的铅酸蓄电池1的电池盖3的分解透视图。如图3所示，在电池盖3的上表面提供形成为纵向凹槽形状(例如长：135mm，宽：15mm，深：4mm)的排气室11。在排气室11的底部11a(即凹槽的内底表面)中，在相应于电池槽2的六个电池5的位置成行地配置各自与电池5连通的六个排气孔12(例如具有3mm的直径)。

然后，将板状阀体13布置成在图3中用点划线表示的位置关系下与排气室11的底部11a接触，并因此覆盖排气孔12。覆盖排气孔12的阀体13用作安全阀。

为了与排气室11的底部11a紧密接触并因此在电池5中实现气密性，需要提供具有适当硬度和柔韧性的阀体13。

因此，阀体13由具有适当硬度和柔韧性的许多种材料中的一种制成。例如，可以使用合成橡胶如苯乙烯-丁二烯橡胶或者氯丁橡胶。特别地，优选使用按照国际橡胶硬度(IRHD)具有60-65度硬度的氯丁橡胶。

下面说明阀体13的功能。

当在电池1充电时电池5的内压增加时，具有柔韧性的阀体13向上弹性变形并因此形成间隙，即阀体13与排气室11的底部11a之间的排气路径。由此，通过排气室11(开阀操作)将电池5中的气体排出到外面。将此时电池5的内压称作开阀压力。

然后，当已经排出电池5中的气体，从而已经降低了电池5的内压时，阀体13恢复到最初的板状并因此再次与底部11a紧密接触。结果，关闭排气路径从而恢复了电池5的气密性(闭阀操作)。将此时电池5的内压称作闭阀压力。

图4是图3中所示的电池盖3的排气室11的主要部分的剖视图(即沿着图3中A-A线获取的剖视图)。这里，省略了电池5中容纳的电极板组。

如图3和图4中所示，在阀体13上覆盖并布置具有弹性的片14。此外，在片14上布置顶板15。顶板15覆盖排气室11的开口，并与电池盖3相连。此处，阀体13和片14可以简单地叠置在一起，或者可以彼此粘结并因此一体化。

如图4所示，在排气室11中布置具有弹性的片14，片14处于被顶板15向下挤压并因此在厚度方向被压缩的状态。片14的弹力又使阀体13再被挤压并因此与排气室11的底部11a紧密接触。

当这种挤压力增加时，开阀压力和闭阀压力上升。当这种挤压力降低时，开阀压力和闭阀压力下降。因此，通过调节片14挤压阀体13的挤压力，可以适当设置安全阀的开阀压力和闭阀压力。通过调节例如片14的杨氏模量和厚度以及压缩时厚度减小的量，可以适当地确定挤压力。此外，还可以通过改变阀体13的厚度、硬度和柔韧性等来调节开阀压力和闭阀压力。

对于构建片14的材料，因为在铅酸蓄电池1的使用过程中开阀压力和闭阀压力需要是稳定的，所以优选使用能够维持挤压力的材料，即能够实现具有良好的压缩恢复性的片14的材料。

例如，优选使用具有连续泡沫的海绵体。例如，可以适当地使用具有90％孔隙率的乙烯-丙烯-二烯(EPDM)的亚甲基共聚物或者合成橡胶例如氯丁橡胶。

这种具有连续泡沫的海绵体具有良好的压缩恢复性。因此，在使用由海绵体组成的片14的情况下，在铅酸蓄电池1充电时，当电池5中的气体压力由于电池5中产生的气体而上升时，气体通过排气孔12排放到排气室11，在此之后立即关闭排气孔12。

此外，从排气孔12排放的气体透过海绵体。因此，气体从排气室11迅速释放。

当电池5进入减压状态时，阀体13的与排气孔12相对的部分被吸向电池5。在那时，如果片14没有向下挤压阀体13，可能在阀体13中产生起皱现象。这可能降低阀体13与排气室11的底部11a的紧密接触，或者阻止相邻排气孔12之间的可靠密封。

但是，根据本实施方案，因为片14向下挤压阀体13，所以抑制了起皱现象在阀体13中的发生。

在本实施方案中，优选向阀体13的与排气室11的底部11a接触的接触表面涂敷油如硅油。油在排气室11的底部11a与阀体13之间涂铺并封闭，因此提高了气密性。

此外，油的涂敷抑制了阀体13向底部11a的粘附。这就稳定了开阀压力和闭阀压力，并因此进一步提高了安全阀功能的可靠性。

布置在片14上的顶板15以图3中点划线表示的位置关系覆盖排气室11的开口，并且将顶板15固定到电池盖3上。更具体地说，在构成排气室11的凹槽的周围提供台阶11b，并且使顶板15的周围与所述台阶11b连接，从而使顶板15与电池盖3连接。

此处，因为从电池5排出的气体停留在排气室11中，所以通过超声波焊接等使在顶板15的周围提供的多个突出(末显示)与上述台阶11b连接。借此，将顶板15通过那些突出固定到电池盖3，而在电池盖3与顶板15之间存在未连接的部分16。因此，通过未连接的部分16，将从电池5排放到排气室11的气体从排气室11排放到外面。

在本实施方案中，阀体13和片14具有基本相同的面积，而顶板15具有大于阀体13和片14的面积。因此，当将阀体13、片14和顶板15叠置在一起时，露出顶板15的所有周围。然后，如上所述使顶板15的所述周围与排气室11的台阶11b连接，从而将顶板15连接到电池盖3。

此处，在顶板15与电池盖3连接的情况下，构成排气室11的凹槽的深度(图4中的Y)与阀体13、片14和顶板15的厚度的总和基本相同。在此情况下，在厚度方向压缩片14是优选的。片14的弹力使得阀体13与底部11a紧密接触，并因此提高了排气孔12的气密性。此外，如图4所示，每个排气孔12具有从排气室11的底部11a向电池5延伸的管状部分12a。

接下来，下面说明电池盖3的注射室21。

如图3中所示，在电池盖3的上表面中，对应于六个电池5成行提供六个注射室21。

图5是显示图3中所示的电池盖3的主要部分的俯视图(即在除去阀体13、片14、顶板15和栓体25的状态下，沿箭头X所示的方向的图)。图6是图3中所示的电池盖3的注射室21的主要部分的剖视图(即沿图3中B-B线获取的剖视图)。在图6中，省略了电池5中容纳的电极板组。

如图5和6所示，在每个注射室21的底部，提供了与电池5连通并用来将电解质注入电池5的注射孔22。如图3和4所示，由单一栓体25整体覆盖六个注射室21，从而关闭注射孔22。

对应于六个注射室21可以分别配置六个栓体。但是，从减少组件数量和加工时间的角度，由单一栓体25整体覆盖六个注射室的上述结构是优选的。这里，可能只提供一个注射室，但是这一个注射室可以配置有对应于六个电池成行形成的六个注射孔。

栓体25优选由合成橡胶组成。当把由合成橡胶组成的栓体25挤压进注射室21时，改善了栓体25与注射室21之间的紧密接触。栓体25以一体化的方式包括六个圆柱形部分25a和连接这些圆柱形部分25a的带状部分25b，每个圆柱形部分25a为了装配到每个注射室21中而形成并因此密封注射室21。即，把栓体25作为单一部件来构造。

如上所述，在本实施方案的电池盖3中，分别提供具有排气孔12的排气室11和各自具有注射孔22的注射室21。因此，在注射电解质的时候，防止了电解质粘附到排气室11底部表面的排气孔12及其周围。这就稳定了安全阀的操作，并因此提高了铅酸蓄电池1的可靠性。

此外，在使用板状阀体13覆盖排气孔12的电池盖3的本实施方案的铅酸蓄电池1中，可以降低电池盖的高度尺寸，从而与使用在排气管上安装帽形橡胶阀的电池盖的现有技术铅酸蓄电池相比更容易实现尺寸降低。

下面更详细地说明本实施方案的注射室21。

在每个注射孔22的内部，配置了空心管23，其一端向注射室21开口并且其另一端向电池5开口。以从注射室21的内侧壁向注射孔22侧突出的方式提供支撑部分24。支撑部分24支撑并固定空心管23。即，将空心管23布置成不与注射孔22的内侧壁接触。

结果，在注射孔22中，空心管23的外部和内部保证了两条路径，从而这两条路径在注射室21与电池5之间建立连通。

此处，说明了将电解质注入使用上述电池盖3的本实施方案的铅酸蓄电池1中的过程。

在注射过程中，使用了图7所示的注射容器31。图7是优选用于图1所示的铅酸蓄电池1的注射容器31的剖视图。在注射容器31中，将六个各自在顶端具有开口34a的子容器33成行布置并一体化子容器，使得开口34a在与注射室21相应的相同方向上排列。子容器33例如由具有耐酸性的合成树脂如聚丙烯组成。子容器33容纳将要注入电池5的电解质32。此外，每个子容器33的开口34a通过由具有耐酸性的树脂膜组成的片状元件34b等密封。

此处，图8显示了把注射容器31中的电解质32注入电池5中的情形。图8是显示图1所示铅酸蓄电池1的注射室21上安装了注射容器31的情况(即注射电解质的情形)的剖视图。该图对应于图3所示的电池盖3的注射室21的主要部分的剖视图(即沿图3中B-B线获取的剖视图)。

将注射容器31以开口34a(位于子容器33的顶端并由片状元件34b密封)分别对应注射孔22的方式放置在注射室21上。

此时，通过空心管23的注射室21侧的尖端刺破片状元件34b，使得子容器33的顶端打开。然后，通过空心管23的内部(图8中箭头P所示的路径)将子容器33中的电解质32注入电池5。

此处，为了通过空心管23的尖端能够容易地刺破片状元件34b，如图6中所示倾斜空心管23注射室21侧的尖端。

注射后，将栓体25连到注射室21从而关闭注射孔22。

此外，在本实施方案中，分别在每个空心管23的外表面与每个注射孔22的内表面之间形成的每个空间部分构成使电池5与注射室21连通的路径(参见图6中的箭头)。在注射时，电池5中的空气通过这些路径移动到注射室21，然后释放到外面或可选地移动到子容器33中。

即，由电解质32置换电池5中的空气(图8中路径Q和路径R)，同时由空气置换子容器33中的电解质32(图8中路径Q)。因此，子容器33中的电解质32快速移动到电池5中。

如果空气和电解质32不能在电池5中彼此平稳地置换，使得注射速度可能超过电解质32渗入电池5中的电极板组的速度，那么电解质32可能从注射室21溢到电池1的外面。此外，如果电解质32和空气在子容器33中不能彼此平稳地置换，那么电解质32流出子容器33的速度将极度降低，从而将必需更长的注射时间。

相比而言，根据本实施方案，如上所述在注射孔22中空心管23的内侧和外侧分别形成了将注射室21与电池5连通的路径。因此，注射时电解质32平稳地置换了电池中的空气。这就抑制了电解质32在注射时从注射室21溢出并且减少了注射时间。

此外，如图9中所示，优选地在从注射室21到电池5的每个空心管23的外表面形成沟槽23a或切口(末显示)。图9是显示可以在本发明的本实施方案的注射孔22中配置的空心管23的变体的上端部分的透视图。根据此结构，通过图8中所示的路径Q，空气更平稳地置换子容器33中的电解质32。

下面参照实施例更详细地说明本发明。但是，本发明不局限于这些具体的实施例。

实施例

实施例1

在本实施例中，制造使用具有上述实施方案的图1-6所示结构的电池盖3的本发明的铅酸蓄电池A(12V-6Ah)。

使用氯丁橡胶(具有0.3mm的厚度和60度的国际橡胶硬度)制造用作安全阀的板状阀体13。从具有90％孔隙比的EPDM泡沫体(厚度2.0mm)制造片14。此外，在电池制造中把顶板15固定到电池盖3后，在压缩时设置片14的厚度为1.4mm。因此，在制造电池时阀体13的厚度和片14的厚度的总和为1.7mm。此外，向阀体13的与排气室11的底部11a接触的表面涂敷硅油。

在电极板组的制造中，通过由Pb-Ca基合金制成的正极栅保持含有二氧化铅的正极活性材料层，从而得到每个正极板。此外，通过由Pb-Ca基合金制成的负极栅保持含有铅的负极活性材料层，从而得到每个负极板。然后，使如上所述得到的正极板和负极板以及由玻璃纤维制成的隔膜交替地布置在一起，从而制造出每个电极板组。

此时，结合了四个正极板和五个负极板。

在电池盖3的排气室11上安装阀体13、片14和顶板15。此时，通过超声波焊接使在顶板15的周围间断提供的突出部分与电池盖3的台阶11b连接，从而将顶板15固定在电池盖3上。因为间断地提供突出部分，所以在电池盖3与顶板15之间存在未连接的部分16。这样，从电池5排放到排气室11的气体能够通过未连接的部分16从排气室11排放到外面。

此后，将电池盖3装配到电池槽2中。然后，使用注射容器31并且根据上述方法，通过注射室21的注射孔22将用作电解质的稀硫酸(比重：1.320)注入电池5中。在此情况下，注射所需的时间是20秒。在注射后，将栓体25与注射室21连接。

对比例1

除了所使用的电池盖40具有图10的结构外，与实施例1相似地制造对比例1的铅酸蓄电池B。

与实施例1中使用的电池盖3相比，在电池盖40中，其上表面配置有由8.0mm深的凹槽组成的排气室41，而凹槽的底部配置有六

个与电池相应布置并且还用作注射孔的排气管42(高：5.0mm，外径：6.0mm，内径：3.0mm)。

在将上述电池盖40装配到电池槽2中后，把具有外径2.0mm且内径1.5mm的尖头部分的注射喷嘴插入每个排气管42，从而通过注射喷嘴将与实施例1相同类型的电解质注入到每个电池中。在此情况下，注射所需的时间是40秒。当注射速度进一步增加时，电解质通过注射喷嘴外侧与排气管42之间的间隙溢出。因此，注射时间不能从所述值再降低。

此外，在完成注射后，当从排气管42移走注射喷嘴时，已经残留在注射喷嘴尖端的电解质液滴粘附到排气管42及其周围。此处，电解质的粘附程度是较小的。

此后，把帽形橡胶阀43(高：4.0mm，外径：7.0mm，内径：5.5mm，顶端部分厚度：1.0mm)连接到每个排气管42。橡胶阀43由与实施例1的阀体13相同的材料组成。此外，向橡胶阀43的与排气管42紧密接触的表面涂敷硅油。通过超声波焊接把用来覆盖橡胶阀43的顶板45连接到电池盖40。

此处，因为需要将帽形橡胶阀43与排气管42连接，所以从排气管42的基部到橡胶阀43上表面(不包括顶板45)测量的高度尺寸是排气管42的高度5.0mm和橡胶阀43的顶端部分厚度1.0mm的总和，等于6.0mm。

对比例2

除了所使用的电池盖50具有图11的结构外，与实施例1相似地制造对比例2的铅酸蓄电池C。

与实施例1中使用的电池盖3相比，电池盖50具有不使用注射室21和栓体25的结构。因此，排气室51中的排气孔52还用作注射孔。排气室51的内部结构和实施例1的排气室11相同。

在将上述电池盖50装配到电池槽2中后，把具有外径2.0mm且内径1.5mm的尖头部分的注射喷嘴插入每个排气管52，从而通过注射喷嘴将与实施例1相同类型的电解质注入每个电池中。在此情况下，注射所需的时间是40秒。当注射速度进一步增加时，电解质通过注射喷嘴外侧与排气管52之间的间隙溢出。因此，注射时间不能从所述值再降低。

此外，在完成注射后，当从排气管52移走注射喷嘴时，已经残留在注射喷嘴尖端的电解质液滴粘附到排气管52及其周围。排气管52周围的电解质的粘附程度大于排气管42具有一定高度的对比例1的情况。

此后，将用来覆盖排气管52的阀体53布置成与排气室51的底部接触。然后，将片54布置在阀体53上。然后，在片54上布置顶板55，然后将顶板55通过超声波焊接连接到电池盖50上，从而获得铅酸蓄电池C。

对比例3

除了所使用的电池盖60具有图12的结构外，与实施例1相似地制造对比例3的铅酸蓄电池D。

与实施例1中使用的电池盖3相比，电池盖60具有图10中所示对比例1的电池盖40中排气室41的内部的结构。

首先，将帽形橡胶阀63连接到配置于排气室61的底表面中的排气管62。此时，向橡胶阀63的与排气管62紧密接触的表面涂敷硅油。通过超声波焊接将用来覆盖橡胶阀63的顶板65连接到电池盖60上。

从排气管62的基部到橡胶阀63的上表面(不包括顶板65)测量的高度尺寸是排气管62的高度5.0mm和橡胶阀63的顶端部分厚度1.0mm的总和，等于6.0mm。

此外，根据与实施例1相同的方法，通过具有注射孔(未显示)和空心管73的注射室71将与实施例1中相同的电解质注入电池中。在此情况下，注射所需的时间是20秒。在注射后，将栓体75连接到注射室71。

评价试验

对于实施例1和对比例1-3中所述的类型A-D的每一种，各制造3个铅酸蓄电池。每个铅酸蓄电池在1.2A的恒电流下充电1小时。

然后，通过下面的方法对每个铅酸蓄电池测量安全阀的开阀压力和闭阀压力。在与配置有正极接线端的电池相邻的电池(即，从正极接线端侧数第二个电池)相应的电池槽的侧面部分提供渗透孔。空气压缩机借助管道与渗透孔连接。由配置在空气压缩机与渗透孔之间的压力计测量内压。

通过空气压缩机增加电池的内压。此时，电池的内压表现出峰值。当电池的内压达到该峰值时，通过安全阀的开阀操作将电池中的气体排放到外面。因此，电池的内压不会增加至超过峰值。将电池内压的峰值定为开阀压力。

此外，在内压达到峰值后，停止空气压缩机。因为进行安全阀的开阀操作，所有通过气体的排放降低电池的内压。然后，当电池的内压降低至达到某个值时，通过安全阀的闭阀操作停止降低电池的内压，并且电池的内压变得稳定。将稳定状态中的电池的内压定为闭阀压力。

结果表示在表1中。

此后，重复在2.5A恒电流下放电1小时，然后在14.4V的恒压下在不超过2.5A的电流下将电池充电的过程来进行循环试验。将寿命定义为放电电压达到10.5V的时间点。

在铅酸蓄电池A-D中，电池C具有最短的循环寿命。即，放电电压在第425个循环时落在10.5V，从而达到寿命。因此，对于铅酸蓄电池A-D的每一个，进行充电和放电循环试验至第425个循环。在循环试验后，与上述情形相似地再次测量安全阀的开阀压力和闭阀压力。结果显示在表1中。

表1还显示了相对于充电和放电循环前的开阀压力和闭阀压力，在充电和放电循环后开阀压力和闭阀压力的变化量(即，{充电和放电循环后的开阀压力-充电和放电循环前的开阀压力}和{充电和放电循环后的闭阀压力-充电和放电循环前的闭阀压力})。

表1

所有的铅酸蓄电池A-D都表现出开阀压力与重复充电和放电循环相关地上升的趋势。实施例1的铅酸蓄电池A在循环试验前后的开阀压力的增加小于对比例1-3的铅酸蓄电池B-D。此外，铅酸蓄电池A在相同规格的电池中开阀压力增加的变化小于铅酸蓄电池B-D。一般由于阀体粘附到排气室底部引起开阀压力的增加。但是，在铅酸蓄电池A中观察到的开阀压力的增加程度不会影响电池性能。

与对比例的铅酸蓄电池B-D相比，本发明实施例1的铅酸蓄电池A在充电和放电循环中具有更加稳定的开阀压力和闭阀压力，因此实现了更高的可靠性。

另一方面，在充电和放电循环早期已经达到寿命的铅酸蓄电池C中，与铅酸蓄电池A、B和D相比，开阀压力急剧上升。此外，铅酸蓄电池C的开阀压力和闭阀压力具有较大的变化。这可以归因于阀体13以电解质已经粘附在排气孔52周围的状态已经与排气室51的底部紧密接触的事实。

此外，铅酸蓄电池C在充电和放电循环前后闭阀压力的降低大于电池A、B和D。这表明由于闭阀压力的急剧下降在铅酸蓄电池C中引起短的寿命。即，所述急剧下降已经使大气中的氧进入电池中，因而使负极板劣化。

下面说明已经在铅酸蓄电池C中引起闭阀压力急剧下降的机理。

当阀体53粘附到排气室51的底部时，开阀压力临时异常上升。当在此状态下进行开阀操作时，在阀体53与排气室51的底部分开时，降低了阀体53和排气室51底部的分离表面的平滑性。这就损害了阀体53与排气室51的底部的紧密接触。

铅酸蓄电池B和铅酸蓄电池D的开阀压力的增加大于铅酸蓄电池A。此外，铅酸蓄电池C与铅酸蓄电池D之间开阀压力增加的差值小于铅酸蓄电池A与铅酸蓄电池C之间开阀压力增加的差值。从这点可见，当比较由板状阀体覆盖提供于排气室底面中的排气孔的结构与将帽形橡胶阀与排气室中排气管连接的结构时，是否与排气室不同地单独提供具有注射孔的注射室的差异对与重复充电和放电循环相关的开阀压力的上升有大的影响。

在铅酸蓄电池B和铅酸蓄电池D中，当通过被排气管拉伸的帽形橡胶阀的恢复力密封每个排气管时维持气密性。因此，橡胶阀在总是施加拉力的状态中操作。另一方面，在铅酸蓄电池A和铅酸蓄电池C中，通过阀体和布置在阀体上的弹性体的挤压力维持气密性。因此，阀体在总是施加压缩力的状态中操作。预期这种对安全阀施加应力方式的差异能部分地解释铅酸蓄电池A与铅酸蓄电池B和D之间安全阀的开阀压力和闭阀压力的不同行为。

与具有6.00mm尺寸(从排气管的基部到橡胶阀的上表面测量的)的对比例1的铅酸蓄电池B和对比例3的铅酸蓄电池D相比，在总厚度(阀体和片的厚度的总和)为1.70mm的实施例1的铅酸蓄电池A中容易实现电池盖的高度降低和进而容易实现电池尺寸的减小。此外，当电池的高度维持在相同的值时，将实现的电池盖高度的降低量(例如6.00mm-1.70mm＝4.30mm)用于电池槽高度的增加。可以增加板的高度，所以可以增加铅酸蓄电池的容量。此外，因为本发明实施例1的铅酸蓄电池A实现了较短的注射时间，所以提高了铅酸蓄电池的生产率。

工业应用性

本发明的阀控铅酸蓄电池允许尺寸降低和更高的容量，并且具有高的可靠性。该电池适合用作各种设备例如摩托车和备用装置等的电源。

Claims (6)

1.一种阀控铅酸蓄电池，其包括：电极板组，该电极板组包括正极板、负极板、分别布置在所述正极板与所述负极板之间的隔膜、以及电解质；电池槽，该电池槽包括开口和多个各自容纳所述电极板组的电池；以及安装在所述开口上方的电池盖；其中

在所述电池盖中分别提供排气室和注射室，

所述排气室包括：提供于所述排气室的底部并与所述电池连通的排气孔；与所述排气室的底部接触并覆盖所述排气孔的板状阀体；具有弹性并且布置在所述阀体上的片；以及固定到所述电池盖并覆盖所述片的顶板；并且

所述注射室包括：提供于所述注射室的底部并与所述电池连通的注射孔；以及用来堵塞所述注射孔的栓体；

所述注射孔具有用来将所述注射室与所述电池连通的空心管。

2.根据权利要求1的阀控铅酸蓄电池，其中所述片由具有连续泡沫的海绵体组成。

3.根据权利要求1的阀控铅酸蓄电池，其中向所述阀体的与所述排气室的底部接触的表面涂敷油。

4.根据权利要求1的阀控铅酸蓄电池，其中

相应于所述多个电池布置多个所述注射室，并且

所述栓体由用来整体覆盖所述多个注射室的单一部件组成。

5.根据权利要求1的阀控铅酸蓄电池，其中所述阀体由合成橡胶制成。

6.根据权利要求1的阀控铅酸蓄电池，其中所述阀体由苯乙烯-丁二烯橡胶或者氯丁橡胶制成。

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