CN109546232B

CN109546232B - 一种固态矽胶牵引蓄电池

Info

Publication number: CN109546232B
Application number: CN201811301434.XA
Authority: CN
Inventors: 朱小平; 赵延安; 徐桂佳; 王殿; 刘记; 李雪; 曹胜基
Original assignee: Xiaoyang Power Supply Co ltd
Current assignee: Xiaoyang Power Supply Co ltd
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: CN109546232A

Abstract

一种固态矽胶牵引蓄电池，属于蓄电池技术领域。其特征在于，包括铠装管式正极板（1）、覆膜片式负极板（2）、离子隔膜（3）、固态矽胶（4）、汇流体（5）、伸缩密封圈（6）；其中固态矽胶的原料质量百分比组成为二氧化硅2%~5%、焦磷酸锡含量0.5%~1%、硫酸镁含量0.3%~0.8%、聚乙烯醇0.002%~0.007%、丙三醇1.3%~1.8%、硫酸28%~36%，余量为水。本蓄电池内部的电解质是固态的，处于不流动状态，蓄电池内部的水分消耗基本平衡，相比普通富液牵引蓄电池，在牵引蓄电池使用过程中不需要再补加水，减少了电池的维护成本，蓄电池放电性能良好，循环寿命优良，并保持蓄电池在使用过程中的一致性。

Description

一种固态矽胶牵引蓄电池

技术领域

一种固态矽胶牵引蓄电池，属于蓄电池技术领域。

背景技术

目前，市场上使用的牵引蓄电池大多为富液式牵引蓄电池，这种富液牵引蓄电池由于其设计原理的原因，在每次充放电使用过程中都会损失部分水份，随着充放电次数的增加，水份损失会越来越多，当电池液面达到规定的最低液位时，就应按使用规定，打开注液盖，向电池内部补充需要的纯净水到上液面位置，一般富液式牵引蓄电池需每 5~30 天补水一次，在使用过程中蓄电池的维护和保养做的不到位，补水不及时或补水过量，会引起蓄电池内部极板硬化或漏电，长时间后就会使蓄电池充电接受能力下降，加快蓄电池容量衰减，直接影响到牵引蓄电池的使用性能和使用寿命，使蓄电池的持续使用时间减少。因此，本领域迫切需要一种能够在牵引蓄电池使用过程中不需要补水维护的免加水牵引蓄电池。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在牵引蓄电池使用过程中不需要补加纯净水，并保持蓄电池的放电性能良好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于，包括铠装管式正极板、覆膜片式负极板、离子隔膜、固态矽胶、汇流体；多片所述的铠装管式正极板和覆膜片式负极板交替设置在电池槽内，相邻的铠装管式正极板和覆膜片式负极板之间设离子隔膜，固态矽胶充填在电池槽内；铠装管式正极板和覆膜片式负极板各自通过汇流体相互并联；

其中，所述铠装管式正极板的主体为锑合金压铸制成的板栅骨架，板栅骨架外套装有覆膜套管，覆膜套管与板栅骨架之间填充有活性物质；

所述覆膜片式负极板的主体为超钙多元合金的板栅，板栅上涂覆有活性物质，活性物质外再压覆有超薄多孔无纺布；

所述离子隔膜由橡塑材料延压成型，孔率为70%~79%；

所述固态矽胶由固态矽胶原料经高速搅拌混合而成，其中固态矽胶原料的质量百分比组成为二氧化硅2%~5%、焦磷酸锡含量0.5%~1%、硫酸镁含量 0.3%~0.8%、聚乙烯醇0.002%~0.007%、丙三醇1.3%~1.8%、硫酸28%~36%，余量为水。

固态矽胶由高比表面积二氧化硅、焦磷酸锡、硫酸镁、聚乙烯醇、丙三醇、硫酸、纯水按比例配制混合而成。铠装管式正极板由超低锑多元合金压铸制成板栅骨架，套装高孔率覆膜套管，挤入活性物质，封底后而成；覆膜片式负极板由超钙多元合金延压制成铅板，冲孔成板栅，涂覆活性物质，表面压覆超薄多孔无纺布而成；高孔率离子隔膜由橡塑材料延压成型，孔率高达 70%以上；正极板负极板铸焊后，形成汇流体，组成极群，装入电池槽，热封上电池盖，灌入所述固态矽胶，经化成活化，安装安全阀，从而制成一种固态矽胶牵引蓄电池。蓄电池内部的电解质是固态的，处于不流动状态，蓄电池内部的水分消耗基本平衡，相比普通富液牵引蓄电池，在牵引蓄电池使用过程中不需要再补加水，减少了电池的维护成本，蓄电池放电性能良好，循环寿命优良，并保持蓄电池在使用过程中的一致性。

优选的，所述的超低锑多元合金的质量百分比组成为锑0.5%~1.2%、锡0.15%~0.20%、砷0.1%~0.2%、铜0.02%~0.05%、硒0.01%~0.03%、镨0.002%~0.005%，余量为铅。优选的超低锑多元合金能够保证蓄电池的寿命更长。

优选的，所述覆膜片式负极板的板栅的厚度为 0.6 mm ~3.5mm。优选的板栅厚度能更好的保证本蓄电池的放电性能。

优选的，所述的固态矽胶原料的质量百分比组成为二氧化硅2.5%~4%、焦磷酸锡含量0.7%~0.9%、硫酸镁含量 0.4%~0.6%、聚乙烯醇0.003%~0.006%、丙三醇1.5%~1.6%、硫酸32%~34%，余量为水。

优选的，所述的橡塑材料中组成包括：橡胶含量 5 wt%~8wt%，PP 粉含量 30 wt %~50 wt %，二氧化硅含量 20~30%。优选的橡塑材料组成能够保证蓄电池的寿命更长。

优选的，所述的离子隔膜的电阻小于 0.001Ω。

优选的，所述的离子隔膜孔率为76%~78%。

优选的离子隔膜能更好的保证本蓄电池的放电性能。

优选的，所述的汇流体由内丝铜芯与热熔的铅锡合金一次铸焊形成。

优选的，还包括设置在蓄电池的电极上的伸缩密封圈，伸缩密封圈的材质为耐酸橡胶材料，伸缩密封圈的底部与蓄电池的电池盖之间预留有 2 mm ~3mm 的伸涨距离。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选的，蓄电池的安全阀开闭阀压力为 6~15kPa。

优选的，蓄电池的电池盖由 PP 材料注塑成型，并在电池盖四角及侧边中部设计有 5 个备用开孔槽。

优选的，蓄电池的电池槽由耐酸材料注塑成型，并在电池槽宽度方向内壁设计有4 道突起的加强筋。

按本发明制作的固态矽胶牵引蓄电池，蓄电池内部的电解质是固态的，处于不流动状态，蓄电池内部的水分消耗基本平衡，相比普通富液牵引蓄电池，在牵引蓄电池使用过程中不需要再补加水，减少了电池的维护成本，蓄电池放电性能良好，循环寿命优良，并保持蓄电池在使用过程中的一致性。

与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：本发明的一种固态矽胶牵引蓄电池，由铠装管式正极板、覆膜片式负极板、高孔率离子隔膜、固态矽胶、汇流体、伸缩密封圈、安全阀、电池盖、电池槽组成；其中，固态矽胶由高比表面积二氧化硅、焦磷酸锡、硫酸镁、聚乙烯醇、丙三醇、硫酸、纯水按比例配制混合而成。铠装管式正极板由超低锑多元合金压铸制成板栅骨架，套装高孔率覆膜套管，挤入活性物质，封底后而成；覆膜片式负极板由超钙多元合金延压制成铅板，冲孔成板栅，涂覆活性物质，表面压覆超薄多孔无纺布而成；高孔率离子隔膜由橡塑材料延压成型，孔率高达 70%以上；正极板、负极板铸焊后，形成汇流体，组成极群，装入电池槽，热封上电池盖，灌入所述固态矽胶，经化成活化，安装安全阀，从而制成一种固态矽胶牵引蓄电池。该种牵引蓄电池在使用过程中，内部因水分解而产生的少量气体，可经过固态矽胶所形成的空隙到达负极板，与负板物质反应而被吸收，从而达到电池内部的的水循环平衡，使牵引蓄电池在后期使用过程中不需补加水维护，并保持良好的使用性能。

附图说明

图 1 为本发明的一种固态矽胶牵引蓄电池的结构示意图。

其中，1、铠装管式正极板 2、覆膜片式负极板 3、离子隔膜 4、固态矽胶 5、汇流体6、伸缩密封圈 7、安全阀 8、电池盖 9、电池槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。

参照附图1，一种固态矽胶牵引蓄电池所述固态矽胶牵引蓄电池，包括：铠装管式正极板 1、覆膜片式负极板 2、离子隔膜 3、固态矽胶4、汇流体5、伸缩密封圈 6、安全阀 7、电池盖 8、电池槽 9；

其中铠装管式正极板 1 由超低锑多元合金压铸制成板栅骨架，根据所需栅筋长度，裁切后套装高孔率覆膜套管，起到保持活性物质成型的作用，用挤膏机逐片挤入所需活性物质量，封底后固化干燥而成铠装管式正极板；

覆膜片式负极板 2 由超钙多元合金延压制成铅板，经冲孔裁切成负板栅，经填涂活性物质后，表面压覆超薄多孔无纺布，经固化干燥而成覆膜片式负极板；

离子隔膜 3 由橡塑材料延压成型；

固态矽胶 4 由高比表面积二氧化硅、焦磷酸锡、硫酸镁、聚乙烯醇、丙三醇、硫酸、纯水按比例经高速搅拌混合而成。覆膜片式负极板 2、离子隔膜 3、铠装管式正极板 1、离子隔膜 3，按要求依次摆放加紧后翻转倒置，正负极板依次浸入放有铜芯的铸焊模腔内，在热熔的铅锡合金中一次铸焊形成，从而把正极板并联在一起，把负极板并联在一起，形成正、负铜芯的汇流体 5，成为正负极引出端子；

伸缩密封圈 6 由耐酸橡胶材料模压成型，与正负极引出端子、电池盖极柱孔紧密配合，组装时，先把伸缩密封圈 6 用专用工具压入电池盖8极柱孔内，并在与电池盖之间预留 2~3mm 距离，热封时，在密封圈内涂抹专用润滑油脂，用热封机把电池槽盖结合处热熔在一起；

安全阀 7 开闭阀压力为 6~15kPa；

电池盖 8 由 PP 材料注塑成型，并在电池盖四角及侧边中部设计有五个备用开孔槽；

电池槽 9 由耐酸材料注塑成型，并在电池槽宽度方向内壁设计有 4 道突起的加强筋。

正极板、负极板铸焊后，形成汇流体5，组成极群，装入电池槽，热封上电池盖8，灌入固态矽胶4，经化成活化，安装安全阀7，制成本固态矽胶牵引蓄电池。蓄电池内部的电解质是固态的，处于不流动状态，蓄电池内部的水分消耗基本平衡，相比普通富液牵引蓄电池，在牵引蓄电池使用过程中不需要再补加水，减少了电池的维护成本，蓄电池放电性能良好，循环寿命优良，并保持蓄电池在使用过程中的一致性。

实施例1~5

各实施例的不同电池元件的材料及物化性能见表1。

表1

。

各实施例的蓄电池性能见表2。

表2

。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于，包括铠装管式正极板（1）、覆膜片式负极板（2）、离子隔膜（3）、固态矽胶（4）、汇流体（5）；多片所述的铠装管式正极板（1）和覆膜片式负极板（2）交替设置在电池槽（9）内，相邻的铠装管式正极板（1）和覆膜片式负极板（2）之间设离子隔膜（3），固态矽胶（4）充填在电池槽（9）内；铠装管式正极板（1）和覆膜片式负极板（2）各自通过汇流体（5）相互并联；

其中，所述铠装管式正极板（1）的主体为锑合金压铸制成的板栅骨架，锑合金的质量百分比组成为锑0.5%~1.2%、锡0.15%~0.20%、砷0.1%~0.2%、铜0.02%~0.05%、硒0.01%~0.03%、镨0.002%~0.005%，余量为铅；板栅骨架外套装有覆膜套管，覆膜套管与板栅骨架之间填充有活性物质；

所述覆膜片式负极板（2）的主体为超钙多元合金的板栅，板栅上涂覆有活性物质，活性物质外再压覆有超薄多孔无纺布；

所述离子隔膜（3）由橡塑材料延压成型，橡塑材料中组成包括：橡胶含量 5 wt%~8wt%，PP 粉含量 30 wt %~50 wt %，二氧化硅含量 20~30%；孔率为70%~79%；

所述固态矽胶（4）由固态矽胶原料经高速搅拌混合而成，其中固态矽胶原料的质量百分比组成为二氧化硅2.5%~4%、焦磷酸锡含量0.7%~0.9%、硫酸镁含量 0.4%~0.6%、聚乙烯醇0.003%~0.006%、丙三醇1.5%~1.6%、硫酸32%~34%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于：所述覆膜片式负极板（2）的板栅的厚度为 0.6 mm ~3.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于：所述的离子隔膜（3）的电阻小于 0.001Ω。

4.根据权利要求1所述的一种固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于：所述的离子隔膜（3）孔率为76%~78%。

5.根据权利要求1所述的一种固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于：所述的汇流体（5）由内丝铜芯与热熔的铅锡合金一次铸焊形成。

6.根据权利要求1所述的一种固态矽胶牵引蓄电池，其特征在于：还包括设置在蓄电池的电极上的伸缩密封圈（6），伸缩密封圈（6）的材质为耐酸橡胶材料，伸缩密封圈（6）的底部与蓄电池的电池盖（8）之间预留有 2 mm ~3mm 的伸涨距离。