CN104752673A - 铅蓄电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铅蓄电池（1），其具有电槽（2）、盖体（3）、极板群（4）和端极柱（5）、电极端子（6）和导线连接部（7），上述电极端子（6）为平板状或长条状的铅或铅合金块，上述导线连接部（7）包括带有内螺纹孔（11）的底座（10）和一端部被插入到上述底座（10）的上述内螺纹孔（11）中而与上述底座（10）进行螺纹连接的导线（12），上述电极端子（6）的第一个端部与上述端极柱（5）的顶端焊接为一体，上述电极端子（6）的第二个端部以被上述导线连接部（7）的上述底座（10）贯穿通过的方式与上述底座（10）焊接或铸造为一体，其中，按照上述形态由上述端极柱（5）、上述电极端子（6）和上述导线连接部（7）依次连接而形成的端子组件被配置在由上述盖体（3）的上表面上形成的围挡结构体（8）围成的空间内，在上述空间内填充有对上述端子组件进行密封和固定的树脂层（9）。

Description

铅蓄电池

技术领域

本发明涉及铅蓄电池，具体地说，涉及耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量均优良的铅蓄电池。

背景技术

铅蓄电池通常用作例如车辆等启动的电源和备用电源、以及用作例如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动滑板车、小型电动助力车、高尔夫球车等的动力电源。铅蓄电池还广泛用作太阳能发电设备以及可再生能源等储能蓄电池。这些储能铅蓄电池通常要求具有下述特性：便于安装；即使在埋入地下等潮湿和高水汽的状态下也能够有效地防止端子腐蚀；使用的温度范围比较广，在-30～60℃的温度环境下可以正常运行；容量一致性好，在串联和并联使用时，容量均能够保持一致性；充电接受能力好，在不稳定的充电环境中也有很强的充电接受能力；寿命长，维修和维护成本较低。

鉴于铅蓄电池的盖体、极柱和电极端子的连接部分的结构和性能大大影响着铅蓄电池的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）等，所以对该连接部分一直在进行各种研究。

中国专利申请CN201174398公开了一种防水阀控式铅蓄电池，其包括电池槽、盖体、极板、接线柱端子和端子引出线，接线柱端子的下端连接极板，接线柱端子的上端连接端子引出线，其特征在于端子引出线为外带绝缘层的BVR软线，BVR软线铜线部分伸入到接线柱端子顶部的预留槽内，通过直接烧焊的方式实现连接，再把BVR软线绝缘层推到底部，最后把接线柱端子连同其与BVR软线的连接处一起用密封胶埋没。在该铅蓄电池的盖体上有与接线柱端子对应的嵌套，接线柱端子穿过嵌套。

中国专利申请CN1129361公开了一种小型密封铅蓄电池引线端子密封件及其使用方法，该密封件是以耐酸且软化温度在≤190℃范围的热熔胶为原料，利用热熔胶在较低的温度条件下即可发生软化甚至熔融的特点，以实现对蓄电池端盖及极柱和引线端子焊点进行严格密封的目的。

中国实用新型CN202308145公开了一种聚丙烯外壳材料铅蓄电池的极柱密封结构，其包括铅极柱和外螺套，上述外螺套与外壳的极柱穿出孔部位进行螺纹连接，上述外螺套和上述外壳之间设置有密封圈，上述外螺套处在极柱的外围，上述外螺套和上述极柱之间用胶水密封。本实用新型通过在上述极柱和上述外壳之间增加了外螺套，该外螺套替代上述外壳与铅极柱连接，解决了聚丙烯外壳材料铅蓄电池的极柱密封问题。

这些现有技术基本上是采用下述的方法：在端极柱的正上方连接电极端子，然后电极端子直接与导线进行焊接连接，并且对连接部位用粘接剂填埋来密封固定。但是，该方法存在下述两个问题：第一，由于是在端极柱的正上方连接有电极端子，当极板群受温度变化和腐蚀作用产生伸缩应力时，这些应力直接施加到端极柱和电极端子上，所以有可能在上述端极柱、电极端子和导线各自与粘接剂层之间的界面处产生缝隙，并且粘接剂层中也有可能产生裂纹，电解液会沿着这些缝隙和裂纹向外爬出来，而且电解液的整个扩散路径的阻挡较少，结果容易发生电解液泄漏（漏液）并由此有可能使得导线腐蚀；第二，由于电极端子直接与导线焊接连接，在铅蓄电池的安装和使用的过程中出现振动时，导线容易发生晃动从而容易使连接部位发生松动或脱离，结果导致铅蓄电池的耐振动性降低，并由此有可能使得铅蓄电池的其他性能也降低。

而且，这些现有技术的铅蓄电池在被直接放置在地面上或者埋入地下等情况下，由于雨水或潮气等而容易发生短路等问题。

现有技术中还没有对铅蓄电池的电槽、盖体、端极柱、电极端子和导线连接部等要素的综合的连接和密封结构进行考虑和设计，以便确保铅蓄电池具有良好的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）的同时还具有良好的容量。

发明内容

本发明的目的在于解决在现有技术中存在的上述问题，提供耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量均优良的铅蓄电池。

本发明通过对端极柱、电极端子和导线连接部依次连接而形成的端子组件进行特定设计，从而解决了上述的技术问题。

即，本发明涉及如下内容。

1、一种铅蓄电池，其特征在于，其具有电槽、盖体、极板群和端极柱、电极端子和导线连接部，所述电极端子为平板状或长条状的铅或铅合金块，所述导线连接部包括带有内螺纹孔的底座和一端部被插入到所述底座的所述内螺纹孔中而与所述底座进行螺纹连接的导线，所述电极端子的第一个端部与所述端极柱的顶端焊接为一体，所述电极端子的第二个端部以被所述导线连接部的所述底座贯穿通过的方式与所述底座焊接或铸造为一体，其中，按照所述形态由所述端极柱、所述电极端子和所述导线连接部依次连接而形成的端子组件被配置在由所述盖体的上表面上形成的围挡结构体围成的空间内，在所述空间内填充有对所述端子组件进行密封和固定的树脂层。

2、根据上述1所述的铅蓄电池，其特征在于，所述电极端子的宽度大于所述端极柱和底座的直径或宽度。

3、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述端极柱和所述底座各自的直径或宽度与所述电极端子的宽度的比值范围为1：1.4～1：2。

4、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述树脂层为环氧树脂层、光固化型树脂层和热熔融粘合树脂层中的至少一种。

5、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部以外的部分的外表面上包覆有绝缘层。

6、根据上述4所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述绝缘层与所述树脂层粘接固定在一起。

7、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述围挡结构体由所述盖体的上表面本身的段差形成。

8、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述围挡结构体由设置在所述盖体的上表面上的肋条形成。

9、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述底座的下端被配置在与其形状相对应的在所述盖体上形成的凹形容纳部中。

10、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部是通过将一根或多根细导线的一个端部压接到具有中空孔的螺栓的所述中空孔中而成的结构体，所述导线的所述一端部以外的部分为所述一根或多根细导线。

11、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部被形成为一个整体的芯体，并且在该芯体的侧表面的至少一部分上形成有螺纹，所述导线的所述一端部以外的部分为一根或多根细导线。

12、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，在所述电极端子的第一个端部的末端到该第一个端部与所述端极柱焊接的焊接部位的中心线之间的长度A和从该焊接部位的中心线到所述电极端子的第二个端部与所述导线连接部铸造或焊接后的所述导线连接部的中心线之间的长度B的比值B/A为4/1～1.5/1。

13、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，从所述电极端子的上表面到所述树脂层的下表面的长度H与从所述电极端子的上表面到所述树脂层的上表面的长度G之间的比值H/G为3/5～1/1。

14、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，从所述底座的底端面到所述电极端子的第二个端部的下表面之间的长度D与从该下表面到所述导线的所述一端部的上端面之间的长度C的比值D/C为5/6～2/1。

15、根据上述1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部以外的部分的直径或宽度F与所述底座的底端面的直径或宽度E的比值F/E为3/25～7/20。

发明效果

根据本发明，通过对端极柱、电极端子和导线连接部依次连接而形成的端子组件进行特定设计，从而使得所得铅蓄电池的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量均优良。

附图说明

图1是本发明的铅蓄电池的示意图。

图2是本发明的铅蓄电池中的封端结构体的放大示意图。

图3是图2中所示的封端结构体中的端子组件的俯视示意图。

图4（a）是导线连接部中的导线的第一种结构的示意图，图4（b）是上述导线连接部中的导线和底座分开显示的示意图。

图5是比较例1的铅蓄电池的示意图，其中端子组件的形状为直线型，导线与底座连接为螺纹连接。

图6是比较例3的铅蓄电池的示意图，其中端子组件的形状为直线型，导线与底座连接为焊接连接。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行说明。在附图中，为了简化说明，对具有实质上相同的功能的构成要件用同一参考符号表示。另外，本发明并不限于以下的实施方式。

图1是本发明的铅蓄电池的示意图。如图1所示，该铅蓄电池1具有电槽2、盖体3、极板群4和端极柱5、电极端子6和导线连接部7，上述电极端子6为平板状或长条状的铅或铅合金块，上述导线连接部7包括带有内螺纹孔11的底座10和一端部被插入到上述底座10的上述内螺纹孔11中而与上述底座10进行螺纹连接的导线12，上述电极端子6的第一个端部与上述端极柱5的顶端焊接为一体，上述电极端子6的第二个端部以被上述导线连接部7的上述底座10贯穿通过的方式与上述底座10焊接或铸造为一体，其中，按照上述形态由上述端极柱5、上述电极端子6和上述导线连接部7依次连接而形成的端子组件被配置在由上述盖体3的上表面上形成的围挡结构体8围成的空间内，在上述空间内填充有对上述端子组件进行密封和固定的树脂层9。

本发明中通过对按照上述形态由端极柱、电极端子和导线连接部依次连接而形成的上述端子组件和上述树脂层进行特定设计来制成特定的封端结构体，使得上述封端结构体包含上述端子组件和上述树脂层，从而使得上述封端结构体的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）优良，并由此使得整个铅蓄电池（下文中有时简称为电池）的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量优良。

关于上述端子组件，优选上述电极端子的第一个端部与上述端极柱的顶端焊接为一体而形成下述的结构：上述端极柱的顶端端面与上述电极端子的上表面对齐成一个平面。具体地说，上述端极柱的顶端与上述电极端子焊接在一起，焊接完毕后上述端极柱的顶端端面与上述电极端子的上表面对齐成一个平面。如果不是对齐成平面的话，则意味着上述端极柱的顶端贯穿通过上述电极端子的上表面，然后从上述电极端子的上表面冒出来，这样不仅浪费铅，而且也并不能进一步提高焊接部位的机械或电气性能例如强度、导电性，并且会减薄上述树脂层的厚度，因此是无益的。

上述电极端子的材质为纯铅或铅合金，该铅合金可以是在铅蓄电池的电极端子中通常使用的铅锡合金或铅钙锡合金。

图2是本发明的铅蓄电池中的封端结构体的放大示意图。

图3是图2中所示的封端结构体中的端子组件的俯视示意图。

如图2所示，从图2的左侧到右侧，上述电极端子依次包括第一端部、中间部分和第二端部。上述端子组件可以看作是由多个L型结构组合而成，具体地说，上述端极柱分别与上述电极端子的第一个端部、中间部分以及第二端部形成L型结构。电极端子的中间部分和第二端部分别与上述导线连接部形成多个L型结构。

如图3所示，从确保上述端子组件的稳定性以及上述封端结构体的防漏液性，电极端子的宽度优选大于端极柱和底座的直径或宽度。当端极柱和底座为圆柱形状时，其宽度就是直径。端极柱和底座各自的直径或宽度与电极端子的宽度的比值范围均适宜为1：1.4～1：2之间。上述电极端子的宽度和上述端极柱的直径或宽度随着电池的尺寸大小和上述封端结构体的尺寸大小而有所不同，上述电极端子的宽度通常为20～30mm，上述端极柱的直径或宽度通常为12～20mm。

如图1和图2所示，上述树脂层填充在由上述盖体的上表面与于其上形成的围挡结构体围成的空间内，上述端子组件是被密封和固定在上述树脂层中，只有上述导线的上端部露出。

在本发明中，上述端子组件、上述盖体以及上述围挡结构体通过上述树脂层粘接在一起，因此上述树脂层需要与上述端子组件、上述盖体以及上述围挡结构体牢固地粘接在一起。铅蓄电池中的电解液的泄漏通常有下述的两种途径：第一，电解液沿着上述端极柱以及上述盖体和上述围挡结构体的表面向外泄漏。第二，电解液沿着上述端子组件与上述树脂层之间的界面向外泄漏。但是，由于上述盖体和上述围挡结构体均为塑料材料例如聚丙烯、ABS等，它们与上述树脂层具有良好的粘接性，所以不容易发生电解液泄漏，从而上述第一种途径的泄漏通常已经被克服了。因此，需要重点考虑如何克服第二种途径的泄漏。在本发明中，如上所述，由于上述端子组件是由多个L型结构组合而成的，扩大了电解液发生泄漏的路径长度并增加了泄漏阻力，因此能够有效阻止通过上述第二种途径发生的漏液，从而显著地提高了耐漏液性。

在本发明中，上述导线连接部由带有内螺纹孔的底座和一端部被插入到上述底座的上述内螺纹孔中而与上述底座进行螺纹连接的导线形成，上述底座的下端被配置在与其形状相对应的在上述盖体上形成的凹形容纳部中。

上述导线可以是下述的第一种结构：上述导线的上述一端部是通过将一根或多根细导线的一个端部压接到具有中空孔的螺栓的上述中空孔中而成的结构体。上述压接是通过将上述导线的一端部插入上述螺栓的中空孔中并用压接工具进行压制。上述螺栓的外表面上形成有螺纹。这样的话，上述导线的上述一端部以外的部分为上述一根或多根细导线。

上述导线可以是下述的第二种结构：上述导线的上述一端部被形成为一个整体的芯体，并且在该芯体的侧表面的至少一部分上形成有螺纹，上述导线的上述一端部以外的部分为一根或多根细导线。

优选上述导线连接部的上述导线为铜或铜合金制导线，上述底座为铜或铜合金制底座，上述铜合金例如是黄铜。

图4（a）是上述导线连接部中的上述导线的上述第一种结构的示意图，图4（b）是上述导线连接部中的上述导线和上述底座分开显示的示意图。

如图4（a）和图4（b）所示，优选上述导线12的上述一端部以外的部分的外表面上包覆有绝缘层13。该绝缘层不仅用于对上述导线进行绝缘，而且可以通过对该绝缘层的材质进行选择而使其能够与上述树脂层牢度地粘接在一起，起到防止外部的水汽或腐蚀性物质沿着导线渗入到上述封端结构体之中。为了实现这样的功能，则要求上述导线的上述绝缘层与在上述空间内填充的上述树脂层具有良好的粘接性和防止经时劣化性。

在本发明中，通过上述电极端子与具有上述结构的上述导线连接部焊接或铸造为一体，从而即使在安装和使用时导线发生摇晃，也不容易使连接部位发生松动或脱离，结果上述导线连接部以及上述端子组件的耐振动性大大提高。

上述电极端子的第一个端部的末端和第二个端部的末端各自与上述围挡结构体的间隔要保持适当的宽度，以使得用于形成上述树脂层的树脂能够容易流入到上述间隔中来形成可靠密封，从而确保防漏液性和耐振动性。若上述间隔小，则树脂不容易流入到上述间隔中，不能形成可靠的密封，影响防漏液性和耐振动性。上述间隔随铅蓄电池的型号和尺寸不同而所有变化，通常为1.5～4mm，优选为2mm左右。

另外，需要考虑上述间隔的大小来选择适宜用于形成上述树脂层的树脂，以使得上述树脂能够在预定的时间内充分地流入到上述间隔以及由上述围挡结构体围成的空间内进行填充。

在本发明的铅蓄电池中，上述树脂层可以为环氧树脂层、光固化型树脂层和热熔融粘合树脂层中的至少一种。

上述树脂层为光固化型树脂层或热熔融粘合树脂层时，光固化型树脂或热熔融粘合树脂的固化时间短和固化成本低，可以不需要使用干燥炉，在生产线的间隙设置光照射机器或热辐射机器即可在短时间内实现固化或凝固。

在本发明中适用的光固化型树脂没有特别限定，只要能够是通过照射紫外线等光线在短时间内进行固化者即可，例如可以是丙烯酸酯类单体低聚物粘接剂或阳离子固化类主要与环氧树脂组合使用的粘接剂。

光固化型树脂通常为液体，其通过被照射光线而发生光化学反应，从而从液体状固化成固体。因此，为了形成本发明的树脂层，首先将液体状的光固化型树脂涂设在上述盖体的上表面上的由上述围挡结构体围成的空间内，经过光固化型树脂自身的自然流动而均匀地分布在上述空间内，然后使用光照射机器对上述空间内照射光线，上述光固化型树脂发生固化而形成树脂层。

在本发明中适用的热熔融粘合树脂没有特别限定，只要是能够通过照射能量线等热在短时间内进行固化者即可，该热熔融粘合树脂例如可以列举出：聚烯烃类及改性聚烯烃类热熔融粘合树脂；乙烯及其共聚物类热熔融粘合树脂，例如EVA型热熔融粘合树脂；聚酰胺类热熔融粘合树脂；聚酯类热熔融粘合树脂；苯乙烯及其嵌段共聚物类热熔热熔融粘合树脂；聚氨酯类热熔融粘合树脂。

热熔融粘合树脂也俗称为热熔胶，在常温下为固体，通过加热熔融而变成液体，然后通过冷却固化而实现粘接。为了形成本发明的树脂层，首先将预定尺寸和形状的固体状的热熔融粘合树脂放置在上述盖体的上表面上的由上述围挡结构体围成的空间内，然后使用热辐射机器对上述空间内照射热能量线，上述粘接剂受热熔融而变成液体，然后通过冷却凝固而形成树脂层。

在本发明的铅蓄电池中，上述树脂层也可以是由光固化型树脂或热熔融粘合树脂以外的环氧树脂形成。环氧树脂层通常需要采用专用的干燥炉或固化炉在较长的时间内才能完成干燥和固化。

在本发明的铅蓄电池中，上述围挡结构体通常是由盖体的上表面本身的段差形成，该段差通常是呈圆形或方形等形状连续地分布在上述盖体的上表面上。上述围挡结构体也可以为设置在盖体的上表面上的肋条，该肋条通常是呈圆形或方形等形状且连续地分布在上述中盖的上表面上。

上述围挡结构体的作用就是对上述端子组件和上述树脂层的设置位置进行约束，所以上述围挡结构体的高度不能低于上述树脂层的厚度。如上所述，由于上述树脂层的厚度为10～18mm，所以上述围挡结构体的高度适宜为12～20mm。

而且，在本发明中，通过组合采用上述端子组件、上述导线连接部以及上述树脂层，使得上述封端结构体的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）优良，从而使得整个铅蓄电池的耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量优良。

本发明者们经过研究发现，为了进一步对上述耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量进行更好地优化，需要对上述端子组件的各个结构要素进行调控。下面具体地进行说明。

从上述电极端子的第一个端部的末端到该第一个端部与上述端极柱焊接的焊接部位的中心线之间的长度A以及从该焊接部位的中心线到上述电极端子的第二个端部与上述导线连接部铸造或焊接后的上述导线连接部的中心线之间的长度B随着电池的尺寸大小和上述封端结构体的尺寸大小而有所不同，上述长度A通常为6～14mm，长度B通常为14～50mm。上述长度B与长度A之间的比值B/A对上述耐漏液性和上述容量有明显的影响。如果B/A过小，则上述端极柱和上述导线连接部很接近，漏液的路径很短，从而耐漏液性下降。如果B/A过大，上述端极柱和上述导线连接部相距很远，上述端子组件的电阻很大，从而容量下降。从得到更好的耐漏液性和容量的观点考虑，比值B/A优选为4/1～1.5/1，更优选为3.5/1～2.5/1。

从上述电极端子的上表面到上述树脂层的下表面的长度H以及从上述电极端子的上表面到上述树脂层上表面的长度G随着电池的尺寸大小和上述封端结构体的尺寸大小而有所不同，上述长度H通常为5～15mm，上述长度G通常为7～15mm。上述长度H与上述长度G之间的比值H/G对上述耐漏液性和上述容量有明显的影响。如果H/G过小，上述端子组件的电阻很大，从而容量下降。如果H/G过大，电极端子上面的树脂层厚度很小，对端极柱和电极端子的固定力不足，当端极柱受到极板群施加的伸缩应力时容易在树脂层的与上述端极柱的界面上产生微小裂纹，硫酸容易沿着上述裂纹扩散，从而耐漏液性下降。从得到更好的耐漏液性和容量的观点考虑，比值H/G优选为H/G为3/5～1/1，更优选为3/5～4/5。

从上述底座的底端面到上述电极端子的第二个端部的下表面之间的长度D以及从该下表面到上述导线的上述一端部的上端面之间的长度C随着电池的尺寸大小和上述封端结构体的尺寸大小而有所不同，上述长度D通常为8～36mm，长度C通常为8～15mm。上述长度D与长度C之间的比值D/C对上述耐振动性和上述容量有明显的影响。如果D/C过小，则上述导线连接部的稳定性下降，从而耐振动性也下降。如果D/C过大，则上述导线连接部过大。对于规定规格的电池来说，因为电池的高度和电槽的高度是固定的，所以上述导线连接部过大时，相应地会使得极板的高度降低，从而容量就会下降。从得到更好的耐漏液性和容量的观点考虑，比值D/C优选为5/6～2/1。

从上述导线的上述一端部以外的部分的直径或宽度F以及上述底座的底端面的直径或宽度E可以根据实际需要的导电性、容量和耐振动性来适宜地进行选择，上述E通常为6～14mm，上述F通常为1～5mm。上述F与上述E之间的比值F/E对上述耐振动性和上述容量有明显的影响。如果F/E过小，则上述导线很细，电阻会变大，从而导致容量下降。如果F/E过大，则因为上述导线的上述一端部的直径与上述底座的上述内螺纹孔的直径近似，从而导致耐振动性下降。从得到更好的耐振动性和容量的观点考虑，比值F/E优选为3/25～7/20。

对于本发明的铅蓄电池来说，通常是将上述电极端子的第二端部与上述导线连接部的底座焊接或铸造在一起，然后再将上述电极端子的第一端部与上述端极柱的顶端焊接在一起，然后在由上述盖体的上表面上形成的围挡结构体围成的空间内填充对上述端子组件进行密封和固定的上述树脂层。或者，也可以是将上述电极端子的第一端部与上述端极柱的顶端焊接在一起，然后将上述电极端子的第二端部与上述导线连接部的底座焊接在一起，然后在由上述盖体的上表面上形成的围挡结构体围成的空间内填充对上述端子组件进行密封和固定的上述树脂层。

本发明的上述铅蓄电池可以用作车辆等启动的电源和备用电源，以及用作例如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动滑板车、小型电动助力车、高尔夫球车等的动力电源，还可以用作太阳能发电设备以及可再生能源等储能蓄电池，这些电池即使在埋入地下等潮湿和高水汽的状态下也能够有效地防止漏液和腐蚀，耐振动性和容量优良，寿命长，维修和维护成本较低。

基于对上述铅蓄电池中的各个构成要素进行选择，对本发明进行实施，得到了以下的实施方式。

（实施方式1）

本实施方式的铅蓄电池如图1所示，该铅蓄电池1具有电槽2、盖体3、极板群4和端极柱5、电极端子6和导线连接部7，上述电极端子6为平板状或长条状的铅或铅合金块，上述导线连接部7包括带有内螺纹孔11的底座10和一端部被插入到上述底座10的上述内螺纹孔11中而与上述底座10进行螺纹连接的导线12，上述电极端子6的第一个端部与上述端极柱5的顶端焊接为一体，上述电极端子6的第二个端部以被上述导线连接部7的上述底座10贯穿通过的方式与上述底座10焊接或铸造为一体，其中，按照上述形态由上述端极柱5、上述电极端子6和上述导线连接部7依次连接而形成的端子组件被配置在由上述盖体3的上表面上形成的围挡结构体8围成的空间内，在上述空间内填充有对上述端子组件进行密封和固定的树脂层9。

关于上述端子组件，优选上述电极端子的第一个端部与上述端极柱的顶端焊接为一体而形成下述的结构：上述端极柱的顶端端面与上述电极端子的上表面对齐成一个平面。具体地说，上述端极柱的顶端与上述电极端子焊接在一起，焊接完毕后上述端极柱的顶端端面与上述电极端子的上表面对齐成一个平面。

上述电极端子的材质为纯铅或铅合金，该铅合金可以是在铅蓄电池的电极端子中通常使用的铅锡合金或铅钙锡合金。

如图2所示，从图2的左侧到右侧，上述电极端子依次包括第一端部、中间部分和第二端部。上述端子组件可以看作是由多个L型结构组合而成，具体地说，上述端极柱分别与上述电极端子的第一个端部、中间部分以及第二端部形成L型结构。电极端子的中间部分和第二端部分别与上述导线连接部形成多个L型结构。

如图3所示，从确保上述端子组件的稳定性以及上述封端结构体的防漏液性，电极端子的宽度优选大于端极柱和底座的直径或宽度。端极柱和底座各自的直径或宽度与电极端子的宽度的比值范围均适宜为1：1.4～1：2之间。上述电极端子的宽度和上述端极柱的直径或宽度随着电池的尺寸大小和上述封端结构体的尺寸大小而有所不同，上述电极端子的宽度通常为20～30mm，上述端极柱的直径或宽度通常为12～20mm。

如图1和图2所示，上述树脂层填充在由上述盖体的上表面与于其上形成的围挡结构体围成的空间内，上述端子组件是被密封和固定在上述树脂层中，只有上述导线的上端部露出。

上述端子组件、上述盖体以及上述围挡结构体通过上述树脂层牢度地粘接在一起。

上述导线连接部由带有内螺纹孔的底座和一端部被插入到上述底座的上述内螺纹孔中而与上述底座进行螺纹连接的导线形成，上述底座的下端被配置在与其形状相对应的在上述盖体上形成的凹形容纳部中。

上述导线可以是下述的第一种结构：上述导线的上述一端部是通过将一根或多根细导线的一个端部压接到具有中空孔的螺栓的上述中空孔中而成的结构体。上述压接是通过将上述导线的一端部插入上述螺栓的中空孔中并用压接工具进行压制。上述螺栓的外表面上形成有螺纹。这样的话，上述导线的上述一端部以外的部分为上述一根或多根细导线。

上述导线可以是下述的第二种结构：上述导线的上述一端部被形成为一个整体的芯体，并且在该芯体的侧表面的至少一部分上形成有螺纹，上述导线的上述一端部以外的部分为一根或多根细导线。

优选上述导线连接部的上述导线为铜或铜合金制导线，上述底座为铜或铜合金制底座，上述铜合金例如是黄铜。

如图4（a）和图4（b）所示，优选上述导线12的上述一端部以外的部分的外表面上包覆有绝缘层13。该绝缘层不仅用于对上述导线进行绝缘，而且可以通过对该绝缘层的材质进行选择而使其能够与上述树脂层牢度地粘接在一起，起到防止外部的水汽或腐蚀性物质沿着导线渗入到上述封端结构体之中。为了实现这样的功能，则要求上述导线的上述绝缘层与在上述空间内填充的上述树脂层具有良好的粘接性和防止经时劣化性。

上述电极端子的第一个端部的末端和第二个端部的末端各自与上述围挡结构体的间隔随铅蓄电池的型号和尺寸不同而所有变化，通常为1.5～4mm，优选为2mm左右。

另外，需要考虑上述间隔的大小来选择适宜用于形成上述树脂层的树脂，以使得上述树脂能够在预定的时间内充分地流入到上述间隔以及由上述围挡结构体围成的空间内进行填充。

上述树脂层可以为环氧树脂层、光固化型树脂层和热熔融粘合树脂层中的至少一种，它们的具体种类参见前述。

上述围挡结构体通常是由盖体的上表面本身的段差形成，该段差通常是呈圆形或方形等形状连续地分布在上述盖体的上表面上。上述围挡结构体也可以为设置在盖体的上表面上的肋条，该肋条通常是呈圆形或方形等形状且连续地分布在上述中盖的上表面上。

上述围挡结构体的高度不低于上述树脂层的厚度。上述树脂层的厚度为10～18mm，上述围挡结构体的高度适宜为12～20mm。

上述长度A通常为6～14mm，长度B通常为14～50mm。上述长度B与长度A之间的比值B/A优选为4/1～1.5/1，更优选为3.5/1～2.5/1。

长度H通常为5～15mm。上述长度G通常为7～15mm。上述长度H与长度G之间的比值H/G优选为3/5～1/1，更优选为3/5～4/5。

上述长度D通常为8～36mm，长度C通常为8～15mm。上述长度D与长度C之间的比值D/C优选为5/6～2/1。

上述E通常为6～14mm，上述F通常为1～5mm。上述F与E之间的比值F/E优选为3/25～7/20。

以下，基于实施例对本发明进行具体地说明，但这些实施例只是是本发明的例示，本发明并不限于这些实施例。

（实施例1）

实施例1是实施方式1的一个具体例子。

(1)正极板的制造

以约100：12：14的重量比将原材料铅粉(铅和氧化铅的混合物)、水和稀硫酸进行捏合，从而获得作为正极活性物质的正极铅膏。将该正极铅膏填充在作为正极集电体的拉网格栅中，经过固化、干燥和切断步骤而制成正极板。

(2)负极板的制造

以约100：10：4的重量比将原材料铅粉、水、稀硫酸进行捏合，从而获得作为负极活性物质的负极铅膏。将该负极铅膏在作为负极集电体的拉网格栅中，经过固化、干燥和切断步骤而制成负极板。

(3)铅蓄电池的制造

将5片上述正极板和6片上述负极板分别隔着AGM隔板交替地重叠，从而获得极板群。

将6个上述获得的极板群分别收纳在电槽中的由间隔壁隔开的6个单体电池室中，依次将各个极板群串联连接起来，也就是将各个单体电池串联起来。然后，将盖体安装到电槽的开口上。

将正极端子的第二端部与导线连接部的底座焊接在一起，然后再将上述正极端子的第一端部与正极端极柱的顶端焊接在一起，然后在由上述盖体的上表面上形成的围挡结构体围成的空间内填充形成环氧树脂层。

将负极端子的第二端部与导线连接部的底座焊接在一起，然后再将上述负极端子的第一端部与负极端极柱的顶端焊接在一起，然后在由上述盖体的上表面上形成的围挡结构体围成的空间内填充形成环氧树脂层。

上述环氧树脂层例如为日本Nagase chemtex公司生产的产品：主剂为XNR3114，固化剂为XNH3114。采用专用的干燥炉或固化炉在较长的时间内完成固化。

上述导线连接部的导线是截面积为10平方毫米的铜芯软导线，该导线的外表面上的绝缘层为代号为BVR的PVC绝缘层或代号为BXF的氯丁橡胶外皮绝缘层。

随后，从盖体上所设置的液体入口向每个单体电池中倒入浓度为1.242g/ml的硫酸作为电解液，并且在电槽中进行化成。在化成后，将用来使电池内部产生的气体和压力排出的阀固定在液体入口中。由此获得铅蓄电池，该电池的容量为65Ah，额定电压为12V。

（4）对上述获得的铅蓄电池的性能进行评价

下面对铅蓄电池的耐漏液性、耐振动性、防水和耐漏电性、容量的测定方法和测定条件进行说明。

（1）耐漏液性的测定方法

电池的漏液经常发生在端子部位。在电池内部有以硫酸为主要成分的电解液。铅蓄电池的盖体、端极柱和电极端子的连接部分的结构和性能大大影响着硫酸对端极柱、电极端子的腐蚀发展程度。如果腐蚀程度过大，则该腐蚀穿过端子部位的密封阻挡层而延伸到电池外部，从而电池内部的硫酸就会在端子周围发生泄漏。评价耐漏液性的方法主要依据高温加速寿命试验（60℃涓流试验）。

试验方法如下：

将电池放置在60℃环境中，以13.7V电压（相对于12V电池）连续充电3周。将电池从60℃环境中取出而放置在25℃环境中12小时，观察电池外观有无变化（电池漏液、膨胀），并以0.25C的恒定电流放电，测定放电容量。然后再次将电池放置在60℃环境中，以13.7V电压（相对于12V电池）连续充电3周，重复上述过程，观察电池在多少个高温充电循环后发生漏液。

（2）耐振动性的测定方法

测定条件：电池：补充满电电池；电池放置：正立放置

振动方向：水平&垂直 振幅：4mm

振动频率：16.7HZ 时间：1小时

测定方法：将电池放在专门的振动试验设备上，按上述条件开始进行振动试验，结束后确认：①电池内阻和电压（静特性）；以及②外观，观察端子连线是否发生脱落。

通过将此时测定的电池内阻与上述(1)中测定的电池内阻相比升高的幅度来判定耐振动性，内阻升高得越多，表明耐振动性越差。

（3）电池容量的测定方法

电池的额定容量为65Ah，额定电压为12V。将制造完成后30天内的新品电池进行电压、内阻以及重量的测定，在环境为25℃±2℃条件下以16.25A的电流放电到10.5V，记录放电时间（单位为小时，简记为h），由此计算出电池的容量。

（4）防水性（耐漏电性）的评价方法

对整个电池浇淋1000毫升自来水，在相对湿度为90％、温度为40℃的环境下放置6个月。在经过该6个月后，观察导线是否发生腐蚀而变色。将发生变色的情况记载为×，将没有将发生变色的情况记载为◎。导线发生腐蚀的电池当然就会在使用环境下发生漏电。

（实施例2～5）

实施例2～5与实施例1的不同之处仅在于使上述H值发生变化从而使得上述H/G比值发生变化，其它具体结构的配置与实施例1相同。

由实施例1～5所得到的结果可知，如果H/G过小，则有容量下降的倾向，其原因据认为是上述端子组件的电阻很大。如果H/G过大，则有耐漏液性下降的倾向，其原因据认为是电极端子上面的树脂层厚度很小，对端极柱和电极端子的固定力不足，当端极柱受到极板群施加的伸缩应力时容易在上述树脂层的与上述端极柱的界面上产生微小裂纹，硫酸容易沿着上述裂纹扩散。

（实施例6～9）

实施例6～10与实施例3的不同之处仅在于使上述B值发生变化从而使得上述B/A比值发生变化，其它具体结构的配置与实施例3相同。

由实施例3和6～9所得到的结果可知，如果B/A过小，则有耐漏液性下降的倾向，其原因据认为是上述端极柱和上述导线连接部很接近，漏液的路径很短。如果B/A过大，则有容量下降的倾向，其原因据认为是上述端极柱和上述导线连接部相距很远，上述端子组件的电阻很大。

（实施例10～13）

实施例10～13与实施例3的不同之处仅在于使上述D值发生变化从而使得上述D/C比值发生变化，其它具体结构的配置与实施例3相同。

由实施例3和10～13所得到的结果可知，如果D/C过小，则有耐振动性下降的倾向，其原因据认为是上述导线连接部的稳定性下降。如果D/C过大，则上述导线连接部过大。对于规定规格的电池来说，因为电池的高度和电槽的高度是固定的，所以上述导线连接部过大时，相应地会使得极板的高度降低，从而容量就会下降。

（实施例14～17）

实施例14～17与实施例3的不同之处仅在于使上述F值发生变化从而使得上述F/E比值发生变化，其它具体结构的配置与实施例3相同。

由实施例3和14～17所得到的结果可知，如果F/E过小，则有容量下降的倾向，其原因据认为是上述导线很细，电阻会变大。如果F/E过大，则有耐振动性下降的倾向，其原因据认为是上述导线的上述一端部的直径与上述底座的上述内螺纹孔的直径近似。

（比较例1）

按照图5所示的方式配置端子组件和树脂层，上述端子组件是在端极柱的正上方焊接连接电极端子，然后电极端子直接与导线连接部进行焊接连接，然后将上述端子组件用树脂层填埋来密封固定。上述导线连接部与上述各个实施例相同，导线与底座连接为螺纹连接。

除了比较例1中的上述端子组件为直线型以外，导线连接部、导线绝缘层以及树脂层均与上述各实施例相同。

如表1中所示，从比较例1所得的评价结果可知，耐漏液性显著变差。

（比较例2）

比较例2与实施例3的不同之处仅在于导线与电极端子的连接方式是焊接连接，而不是采用螺纹连接，除此以外其它的结构配置与实施例3相同。

如表1中所示，从比较例2所得的评价结果可知，耐振动性显著变差。

（比较例3）

按照图6所示的方式配置端子组件和树脂层，上述端子组件是在端极柱的正上方焊接连接电极端子，然后上述电极端子直接与导线焊接连接，然后将上述端子组件用上述树脂层填埋来密封固定。除此以外，比较例3的其它的结构配置与比较例1相同。

如表1中所示，从比较例3所得的评价结果可知，耐漏液性和耐振动性显著变差。

评价结果中有关耐漏液性的代表符号说明：

×：高温加速试验（60℃涓流试验）1～2个循环后发生漏液，相当于25℃环境下使用0.65～1.3年

△：高温加速试验（60℃涓流试验）2～4个循环后发生漏液，相当于25℃环境下使用1.3～2.6年

〇：高温加速试验（60℃涓流试验）4～6个循环后发生漏液，相当于25℃环境下使用2.6～4年

◎：高温加速试验（60℃涓流试验）15～20个循环后发生漏液，相当于25℃环境下使用10～13年

评价结果中有关耐振动性的代表符号说明：

×：振动实验后内阻上升30%以上或目视可见导线连接脱落

△：振动实验后内阻上升10～30%以上或目视可见导线连接处发生部分的开裂

〇：振动实验后内阻上升5%～10%，目视可见导线连接处发生轻微的开裂

◎：振动实验后内阻上升5%以下，目视可见导线连接处无变化

评价结果中有关容量的代表符号说明：

×：容量为额定容量的90%以下

△：容量为额定容量的90～97%

〇：容量为额定容量的97～99%

◎：容量为额定容量的99%～102%

工业实用性

本发明提供了及耐漏液性、耐振动性、防水性（耐漏电性）和容量均优良的铅蓄电池，其可以用作车辆等启动的电源和备用电源，以及用作例如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动滑板车、小型电动助力车、高尔夫球车等的动力电源，还可以用作太阳能发电设备以及可再生能源等储能蓄电池，这些电池即使在埋入地下等潮湿和高水汽的状态下也能够有效地防止漏液和腐蚀，耐振动性和容量优良，寿命长，维修和维护成本较低。

Claims (15)

1.一种铅蓄电池，其特征在于，其具有电槽、盖体、极板群和端极柱、电极端子和导线连接部，所述电极端子为平板状或长条状的铅或铅合金块，所述导线连接部包括带有内螺纹孔的底座和一端部被插入到所述底座的所述内螺纹孔中而与所述底座进行螺纹连接的导线，所述电极端子的第一个端部与所述端极柱的顶端焊接为一体，所述电极端子的第二个端部以被所述导线连接部的所述底座贯穿通过的方式与所述底座焊接或铸造为一体，其中，按照所述形态由所述端极柱、所述电极端子和所述导线连接部依次连接而形成的端子组件被配置在由所述盖体的上表面上形成的围挡结构体围成的空间内，在所述空间内填充有对所述端子组件进行密封和固定的树脂层。

2.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于，所述电极端子的宽度大于所述端极柱和底座的直径或宽度。

3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述端极柱和所述底座各自的直径或宽度与所述电极端子的宽度的比值范围为1：1.4～1：2。

4.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述树脂层为环氧树脂层、光固化型树脂层和热熔融粘合树脂层中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部以外的部分的外表面上包覆有绝缘层。

6.根据权利要求4所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述绝缘层与所述树脂层粘接固定在一起。

7.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述围挡结构体由所述盖体的上表面本身的段差形成。

8.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述围挡结构体由设置在所述盖体的上表面上的肋条形成。

9.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述底座的下端被配置在与其形状相对应的在所述盖体上形成的凹形容纳部中。

10.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部是通过将一根或多根细导线的一个端部压接到具有中空孔的螺栓的所述中空孔中而成的结构体，所述导线的所述一端部以外的部分为所述一根或多根细导线。

11.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部被形成为一个整体的芯体，并且在该芯体的侧表面的至少一部分上形成有螺纹，所述导线的所述一端部以外的部分为一根或多根细导线。

12.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，在所述电极端子的第一个端部的末端到该第一个端部与所述端极柱焊接的焊接部位的中心线之间的长度A和从该焊接部位的中心线到所述电极端子的第二个端部与所述导线连接部铸造或焊接后的所述导线连接部的中心线之间的长度B的比值B/A为4/1～1.5/1。

13.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，从所述电极端子的上表面到所述树脂层的下表面的长度H与从所述电极端子的上表面到所述树脂层的上表面的长度G之间的比值H/G为3/5～1/1。

14.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，从所述底座的底端面到所述电极端子的第二个端部的下表面之间的长度D与从该下表面到所述导线的所述一端部的上端面之间的长度C的比值D/C为5/6～2/1。

15.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述导线的所述一端部以外的部分的直径或宽度F与所述底座的底端面的直径或宽度E的比值F/E为3/25～7/20。