CN103956525B - 管状极群卷绕式铅酸蓄电池 - Google Patents

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Abstract

管状极群卷绕式铅酸蓄电池，涉及铅酸蓄电池领域。为了解决现有卷绕式铅酸蓄电池电极卷绕圈数多，导致工艺复杂和最外圈部分活性物质的利用率低的问题。管状极群卷绕式铅酸蓄电池，它包括N个缠绕2至4圈的卷绕式子电池，它还包括N个涤纶编织圆管和外壳，卷绕式子电池电极的最外圈中正极板与负极板各占二分之一，每个卷绕式子电池的外表面均套有一个涤纶编织圆管，构成N个管状子电池，N个管状子电池封装在外壳内，并紧密排列，外壳内注有电解液，且保证每个管状子电池最外圈的正极部分最大限度地与其直接毗邻的所有管状子电池的最外圈的负极部分相对应。本发明主要应用在汽车用电池、电动汽车动力电池、汽车启停电池和大功率供电领域。

Description

管状极群卷绕式铅酸蓄电池
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域。
背景技术
现有铅酸蓄电池的基本结构有两种：1，卷绕式极群结构，称卷绕式电池；2，平板式极群结构。两种结构的共同点是正负极最大面积的端面总是紧密相邻但是彼此间一定用隔板分割开来，目的是防止电子短路。
对铅酸蓄电池而言，从电池结构出发若提高电池的比能量或是提高电池的比功率，降低极板的厚度增大电极的表观面积是有效的途径，但是寿命指标一定相对下降。卷绕式电池有效地解决了这一矛盾，但是带来了新的问题。即卷绕式电池的工艺难度大，随之带来的问题是成本高。
发明内容
本发明目的是为了解决现有卷绕式铅酸蓄电池电极卷绕圈数多，导致工艺复杂和电极最外圈部分活性物质的利用率低的问题。本发明提供了一种管状极群卷绕式铅酸蓄电池。
管状极群卷绕式铅酸蓄电池，它包括N个缠绕2至4圈的卷绕式子电池，它还包括N个涤纶编织圆管和外壳，N为正整数；
所述的卷绕式子电池电极的最外圈中正极板与负极板各占二分之一，每个卷绕式子电池的外表面均套有一个涤纶编织圆管，构成N个管状子电池，
所述的N个管状子电池封装在同一个外壳内，并紧密排列，外壳内注有电解液，且保证每个管状子电池最外圈的正极部分最大限度地与其直接毗邻的所有管状子电池的最外圈的负极部分相对应，
N个管状子电池的正极连接在一起作为铅酸蓄电池的正极，
N个管状子电池的负极连接在一起作为铅酸蓄电池的负极。
所述的N为大于或等于3的整数。
所述的外壳的横截面为平行四边形结构。
所述的外壳的横截面为矩形结构。
所述的外壳的横截面为三角形结构。
本发明所述的管状子电池的结构保留了现有卷绕式子电池的优点，但是它还具有的优点是通常卷绕式子电池不具备的：1、管状子电池采用只卷绕2至4圈的卷绕式子电池，因此管状子电池的容量设计均较小，极板长度相对短，则大大地降低了工艺难度有利于提高品质降低成本；2、由于涤纶编织圆管包裹管状子电池，使其有足够的强度抗机械张力，保证子电池工作过程中几何尺寸稳定、不破裂；有利于延长电池寿命，3、涤纶编织圆管有隔膜的特质，合理地设计管状子电池中的电极最外圈排布，未采用本领域的惯用排布方式，而是将正负极均保持有约二分之一圈分布在最外圈,并且所有管状子电池最外圈的正极部分最大限度地与其所有直接毗邻管状子电池的最外圈的负极部分相对应，进而有效的提高了电池的能量密度，4、规格统一的管状子电池，通过改变其并联子电池的数目即可得到各种容量的铅酸蓄电池，铅酸蓄电池的容量是管状子电池容量的n倍，有利于规模化生产。
附图说明
图1为具体实施方式一中所述的管状子电池的结构示意图；其中，附图标记5表示卷轴，附图标记6表示隔膜，附图标记7表示缠绕带；
图2为卷绕式子电池电极的最外圈中正极板与负极板的是各占二分之一排布的结构示意图；
图3为具体实施方式一中管状子电池的正负极极耳引出的一种结构示意图；
图4为具体实施方式一中管状子电池的正负极极耳引出的另一种结构示意图；
图5为横截面为三角形结构的外壳的结构示意图；
图6为横截面为平行四边形结构的外壳的结构示意图；
图7为横截面为矩形结构的外壳的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池，它包括N个缠绕2至4圈的卷绕式子电池，它还包括N个涤纶编织圆管2和外壳3，N为正整数；
所述的卷绕式子电池电极的最外圈中正极板1-1与负极板1-2各占二分之一，每个卷绕式子电池的外表面均套有一个涤纶编织圆管2，构成N个管状子电池，
所述的N个管状子电池封装在外壳3内，并紧密排列，外壳3内注有电解液，且保证每个管状子电池最外圈的正极部分最大限度地与其直接毗邻的所有管状子电池的最外圈的负极部分相对应，
N个管状子电池的正极连接在一起作为铅酸蓄电池的正极，
N个管状子电池的负极连接在一起作为铅酸蓄电池的负极。
本实施方式中，所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池作为单体电池，可将多个单体电池串联构成单元电池组，本发明首先制备“管状子电池”，进一步将其组合成“单体电池”，可通过“单体电池”的串联组成电压较高的“单元电池组”。
管状子电池的正极为卷绕式子电池电极最外圈正极板1-1，管状子电池的负极为卷绕式子电池电极的负极板1-2。
本实施方式中，现有的卷绕式子电池的电极卷绕的圈数多，一般大于3圈，各极板厚度存在公差，在卷绕过程中，工艺复杂，而本发明所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池采用N个缠绕2至3圈的卷绕式子电池电极实现，工艺简单；并将N个管状子电池封装在外壳3内，保证管状子电池最外圈的正极部分最大限度地与其直接毗邻的所有管状子电池的最外圈的负极部分相对应，提高了活性物质的利用率；
本实施方式中，该涤纶编织圆管2复合最外圈缠绕带必须有：a足够的强度抗机械张力，保证子电池工作过程中几何尺寸稳定、不破裂；b还必须有足够的化学稳定性，耐硫酸的腐蚀；c该外壳还必须具有电池隔膜的特点即高离子电导率并且电子电导率趋于零。
为了凸显管状子电池最外圈正极板与负极板的排布是各占二分之一特点，其结构示意图具体参见图2，
如果将管状子电池的圆形外圈分成两段弧线abc和cda，abc弧线段代表负极最外圈的后半部分，cda弧线段代表正极最外圈的后半部分，具体参见图2，
管状子电池的正负极极耳可以从管状子电池一端引出也可以从两端引出，具体参见图3和图4。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池的区别在于，所述的N为大于或等于3的整数。
具体实施方式三：参见图6说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池的区别在于，所述的外壳3的横截面为平行四边形结构。
具体实施方式四：参见图7说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池的区别在于，所述的外壳3的横截面为矩形结构。
具体实施方式五：参见图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池的区别在于，所述的外壳3的横截面为三角形结构。

Claims (5)

1.管状极群卷绕式铅酸蓄电池，它包括N个缠绕2至4圈的卷绕式子电池，其特征在于，它还包括N个涤纶编织圆管(2)和外壳(3)，N为大于1的正整数；
所述的卷绕式子电池电极的最外圈中正极板(1-1)与负极板(1-2)各占二分之一，每个卷绕式子电池的外表面均套有一个涤纶编织圆管(2)，构成N个管状子电池，
所述的N个管状子电池封装在外壳(3)内，并紧密排列，外壳(3)内注有电解液，且保证每个管状子电池最外圈的正极部分最大限度地与其直接毗邻的所有管状子电池的最外圈的负极部分相对应，
N个管状子电池的正极连接在一起作为铅酸蓄电池的正极，
N个管状子电池的负极连接在一起作为铅酸蓄电池的负极。
2.根据权利要求1所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池，其特征在于，所述的N为大于或等于3的整数。
3.根据权利要求1或2所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池，其特征在于，所述的外壳(3)的横截面为平行四边形结构。
4.根据权利要求1或2所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池，其特征在于，所述的外壳(3)的横截面为矩形结构。
5.根据权利要求1或2所述的管状极群卷绕式铅酸蓄电池，其特征在于，所述的外壳(3)的横截面为三角形结构。
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