CN114725531A - 一种阀控式铅酸蓄电池极群及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阀控式铅酸蓄电池极群及其制作方法，一种阀控式铅酸蓄电池极群，包括若干个正极板组和若干个负极板，每个正极板组包括正极板，正极板设置在U型隔板内，正极板上设置有正极耳，负极板上设置有负极耳，相邻的正极耳通过正汇流排连接，相邻的负极耳通过负汇流排连接。还包括一种阀控式铅酸蓄电池极群的制作方法，解决了传统的铅酸蓄电池电解液分层严重及铅膏利用率低的问题，本发明通过创新极群和电池的结构，从而达到提升电池性能的目的；降低了电流流至极板各处的电流损耗，充电能耗降低。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其是一种阀控式铅酸蓄电池极群及其制作方法。
背景技术
随着锂离子电池的加速发展，对铅酸蓄电池的冲击力越来越大，尽管铅酸蓄电池也在不断的优化改进；但是，铅膏利用率低，电解液分层严重，电池比能量低等因素，阻碍了铅酸蓄电池行业的提升、突破。现有极群的结构特点是，基于完善的配套设施方便生产，板栅上支撑作用的横筋多，导电作用的竖筋少，正负极汇流排均在上部，外接电源连接正极柱和负极柱，再通过与正极柱、负极柱相连的正汇流排和负汇流排给极群提供电流，电流流至隔板两端相邻正极板和隔板两端相邻的负极板，极板上的活性物质在电流和电解液的作用下反应，从而形成的正负压差，使电池产生电能；由于动力电池的极板的高/宽比例较大，从极耳到距离极耳最远距离的对角处，电阻不断变大，流至各处的电流损耗增加，造成电流相对减小，电池充电能耗提升，板栅腐蚀加快；电池周而复的充放电循环，底部的铅膏利用率降低，加上高密度硫酸在底部不断沉积，电解液上下分层严重；最终导致电池循环寿命变短。
在中国专利文献上公开的“一种阀控式铅酸蓄电池极群及其极板包片方法”，其公开号为CN102082301A，公开了一种阀控式铅酸蓄电池极群及其极板包片方法，所述阀控式铅酸蓄电池极群包括正、负极板，设置于正、负极板之间的隔板，特点是位于极群两侧的极板为负极板，在两负极板之间的正、负极板分别以两片相同极性的极板为一组用隔板间隔，以正极板组、负极板组依次连续排列至设定数并以正极板组结尾，每一组极群的正极板与负极板的总板数相等。该发明在提高阀控式密封铅酸蓄电池极群极板活性物质利用率的同时，对其寿命无影响，总体成本相对降低。但是其结构较为简单，并不具备有很高的使用价值。
发明内容
本发明解决了传统的铅酸蓄电池电解液分层严重及铅膏利用率低的问题，提出一种阀控式铅酸蓄电池极群及其制作方法，通过创新极群和电池的结构，从而达到提升电池性能的目的；降低了电流流至极板各处的电流损耗，充电能耗降低。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种阀控式铅酸蓄电池极群，包括若干个正极板组和若干个负极板，每个正极板组包括正极板，所述正极板设置在U型隔板内，所述正极板上设置有正极耳，所述负极板上设置有负极耳，相邻的正极耳通过正汇流排连接，相邻的负极耳通过负汇流排连接。本发明中，每个正极板组均设置有正极板以及U型隔板，正极板被U型隔板包覆，U型隔板设置的目的是防止正负极板、正负极耳直接接触短路，U型隔板的材料为PP隔板、PE隔板、AGM隔板或其他复合隔板，进行包片时，首先放置一片隔板，随后放置正极板，正极板底部位于隔板的中间，通过将隔板的一端折叠将正极板包覆，同时得到U型隔板。
作为优选，若干个正极板组和若干个负极板的一种排列顺序为正极板组、负极板、…、负极板、正极板组。本发明中，正极板组、负极板、…、负极板、正极板组为一种单个极群的排列方式，由正极板组开始，由正极板组结束。
作为优选，若干个正极板组和若干个负极板的另一种排列顺序为负极板、正极板组、…、正极板组、负极板。本发明中，负极板、正极板组、…、正极板组、负极板为另一种单个极群的排列方式。
作为优选，所述正极耳具体设置在正极板的长边的侧壁上，所述负极耳具体设置在负极板的长边侧壁上，所述正极耳和负极耳分别设置在U型隔板单面的两端。本发明中，正负极耳均设置在正负极板长边的侧壁上，相比于原先的极耳在短边上的设置，板栅高和宽比例明显变小，板栅上的导电竖筋明显变多，降低了电流流至极板各处的电流损耗，充电能耗降低；且正极耳和负极耳分别设在U型隔板单面的两端，互不干扰。
作为优选，若干个极群组成的电池中，位于电池首端的正汇流排连接有正极柱，位于电池尾端的负汇流排连接有负极柱，所述正极柱和负极柱分别与塑壳结构相互匹配。本发明中，外接电源连接正极柱和负极柱，再通过与正极柱、负极柱相连的正汇流排和负汇流排给极群提供电流，电流流至隔板两端相邻正极板和隔板两端相邻的负极板，极板上的活性物质在电流和电解液的作用下反应，从而形成的正负压差，使电池产生电能；电流流经极群的各个部位，电流损耗较小，电池底部电解液沉降减少，改善了电解液分层严重的情况；底部铅膏利用率大大提高，提高了电池的比能量，提升了极群铅膏利用率的一致性，延长了阀控式铅酸蓄电池的循环寿命。
作为优选，所述U型隔板的长度大于正极板和负极板的长度，所述U型隔板的宽度大于正极板和负极板的宽度。U型隔板长度和宽度需要大于正极板和负极板的目的同样为使得正负极板不会接触而导致短路。
作为优选，所述正极柱和负极柱与接线片或者螺纹端子焊接。使电池能与外接电源或负载连通。
一种阀控式铅酸蓄电池极群的制作方法，采用于上述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，包括以下步骤：
S1，对单个极群的极板进行包片；
S2，将单个极群的所有正极耳焊接形成正汇流排，单个极群的所有负极耳焊接形成负汇流排；
S3，相邻极群分布于同侧的正汇流排与负汇流排串联焊接，电池首端极群中的所有正极耳，通过直连焊接与正极柱连接，电池尾端极群中的所有负极耳，通过直连焊接与负极柱连接。本发明中，对一种单个极群的极板进行包片具体操作为先放置一片负极板，在此负极板上面放置一片隔板，隔板的毛面朝上，在隔板上面放置一片正极板，正极板的正极耳与原先放置的负极耳分别在U型隔板单面的两端，正极板底部刚好位于隔板的中间，再将隔板的一段折叠将此正极板盖住，形成对正极板的U型包覆，在此隔板上方放置一片负极板，按照以上包片顺序及对应电池型号需要的正负极板数量进行极板的包片制作，再用符合电池型号的热收缩膜将极群包覆，防止极板和隔板沾污，最后得到负极板比正极板多的极群；同理，正极板比负极板多的极群不再赘述。
本发明的有益效果是：本发明通过创新极群和电池的结构，从而达到提升电池性能的目的；板栅高和宽比例明显变小，板栅上的导电竖筋明显变多，降低了电流流至极板各处的电流损耗，充电能耗降低；流经电池单格底部的电流增大，底部的铅膏利用率变高，提高了上下铅膏利用率的均一性，能够更快的消耗底部的高密度硫酸，减缓电池底部的高密度硫酸沉积的速度，从而改善电池上下部分电解液分层严重的现象；提升了电池单格底部的铅膏利用率，从而提高了电池的比能量，延长了电池的循环寿命，并且在达到现有性能要求时使用的铅膏更少，能够降低生产成本；极耳设在正负极板的长边侧壁上，偏极耳结构能够降低铸焊铅耗，能避免隔板爬胶风险的发生。
附图说明
图1为包含正极板、负极板和隔板纸的传统铅酸蓄电池极群的立体示意图；
图2为传统铅酸蓄电池极板的主视图；
图3为传统铅酸蓄电池多个极群的主视图；
图4为传统铅酸蓄电池多个极群的俯视图；
图5为本发明一种阀控式铅酸蓄电池极群的立体示意图；
图6为本发明一种阀控式铅酸蓄电池极群的局部放大图；
图7为本发明一种阀控式铅酸蓄电池极板的主视图；
图8为本发明一种阀控式铅酸蓄电池极群排布的主视图；
图9为本发明一种阀控式铅酸蓄电池极群排布的俯视图；
图中，201、正极板 202、U型隔板 203、负极板 211、正极耳 213、负极耳 214、正汇流排 224、负汇流排 308、正极柱 309、负极柱。
具体实施方式
实施例：
本实施例一种阀控式铅酸蓄电池极群，参考图5和图8，包括若干个正极板组和若干个负极板203，每个正极板组包括正极板201，正极板201设置在U型隔板202内，正极板201上设置有正极耳211，负极板203上设置有负极耳213，相邻的正极耳211通过正汇流排214连接，相邻的负极耳213通过负汇流排224连接。本实施例中，参考图8，单个极群包括有四个正极板组以及五个负极板。
若干个正极板组和若干个负极板203的一种排列顺序为正极板组、负极板203、…、负极板203、正极板组。若干个正极板组和若干个负极板203的另一种排列顺序为负极板203、正极板组、…、正极板组、负极板203。本实施例中。参考图8，以第二种排列顺序的极群进行详述。
参考图5、图6和图7，正极耳211具体设置在正极板201的长边的侧壁上，负极耳213具体设置在负极板203的长边侧壁上，正极耳211和负极耳213分别设置在U型隔板202单面的两端。本实施例中，正负极耳均设置在长边侧壁。
参考图8和图9，若干个极群组成的电池中，位于电池首端的正汇流排214与正极柱308连接，位于电池尾端的负汇流排224与负极柱308连接，正极柱308和负极柱308分别与塑壳结构相互匹配。
U型隔板的长度大于正极板和负极板的长度，U型隔板的宽度大于正极板和负极板的宽度。U型隔板长度和宽度需要大于正极板和负极板的目的同样为使得正负极板不会接触而导致短路。
正极柱308和负极柱309与接线片或者螺纹端子焊接。使电池能与外接电源或负载连通。
本发明中，每个正极板组均设置有正极板以及U型隔板，正极板被U型隔板包覆，U型隔板设置的目的是防止正负极板的底部直接接触短路，以及因为在电池使用过程中掉落在底部的铅膏造成正负极板间接接触短路，U型隔板的材料为PP隔板、PE隔板、AGM隔板或其他复合隔板，进行包片时，首先放置一片隔板，随后放置正极板，正极板底部位于隔板的中间，通过将隔板的一端折叠将正极板包覆，同时得到U型隔板。
本发明中，正负极耳均设置在正负极板长边的侧壁上，相比于原先的极耳在短边上的设置，板栅高和宽比例明显变小（顺着极耳的方向为板栅的高度方向），板栅上的导电竖筋明显变多，降低了电流流至极板各处的电流损耗，充电能耗降低；且正极耳和负极耳分别设在U型隔板单面的两端，互不干扰。
本发明中，外接电源连接正极柱和负极柱，再通过与正极柱、负极柱相连的正汇流排和负汇流排给极群提供电流，电流流至隔板两端相邻正极板和隔板两端相邻的负极板，极板上的活性物质在电流和电解液的作用下反应，从而形成的正负压差，使电池产生电能；电流流经极群的各个部位，电流损耗较小，电池底部电解液沉降减少，改善了电解液分层严重的情况；底部铅膏利用率大大提高，提高了电池的比能量，提升了极群铅膏利用率的一致性，延长了阀控式铅酸蓄电池的循环寿命。
参考图1至图4，传统极群的结构特点是，基于完善的配套设施方便生产，板栅上支撑作用的横筋多，导电作用的竖筋少，正负极汇流排均在上部，当外接电源时，电流经过正极连接件流经入电池内部，产生电化学反应，再流经负极连接件，从而获得电能；图2中，动力电池的极板的高度和宽度比例较大，从极耳到距离极耳最远距离的对角处，电阻不断变大，流至各处的电流损耗增加，造成电流相对减小，电池充电能耗提升，板栅腐蚀加快。
本发明在不改变电池外形尺寸和安装位置的情况下，通过创新极群和电池的结构，从而达到提升电池性能的目的；板栅高和宽比例明显变小，板栅上的导电竖筋明显变多，降低了电流流至极板各处的电流损耗，充电能耗降低；流经电池单格底部的电流增大，底部的铅膏利用率变高，提高了上下铅膏利用率的均一性，能够更快的消耗底部的高密度硫酸，减缓电池底部的高密度硫酸沉积的速度，从而改善电池上下部分电解液分层严重的现象；提升了电池单格底部的铅膏利用率，从而提高了电池的比能量，延长了电池的循环寿命，并且在达到现有性能要求时使用的铅膏更少，能够降低生产成本；极耳设在正负极板的长边侧壁上，偏极耳结构能够降低铸焊铅耗，能避免隔板爬胶风险的发生，在保证电池外形不变的情况下，左右极耳虽然设置在极板的侧方，造成极群有效宽度减小，但是上方极板上面剩余的空间很大，使得极群的有效高度可以变大，最终极群中极板的板面面积能够保持不变，不会因改变结构而导致电池性能下降。
本发明还提出了一种阀控式铅酸蓄电池极群的制作方法，采用上述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，主要包括以下多个步骤，步骤S1，对单个极群的极板进行包片；具体的，首先放置一片负极板，在此负极板上面放置一片隔板，隔板的毛面朝上，在隔板上面放置一片正极板，正极板的正极耳与原先放置的负极耳分别在U型隔板单面的两端，正极板底部刚好位于隔板的中间，再将隔板的一段折叠将此正极板盖住，形成对正极板的U型包覆，在此隔板上方放置一片负极板，按照以上包片顺序及对应电池型号需要的正负极板数量进行极板的包片制作，再用符合电池型号的热收缩膜将极群包覆，防止极板和隔板沾污，最后得到负极板比正极板多的极群；同理，正极板比负极板多的极群不再赘述。U型隔板要适量的突出正负极板，以防正负极板直接接触造成短路，并且U型隔板可用包覆正极板的隔板可用采用单层隔板或双层隔板。极群在电池中的方向可以根据电池型号规格调整。使用的热收缩膜可以采用OPP膜或烟膜。
步骤S2，将单个极群的所有正极耳211焊接形成正汇流排214，单个极群的所有负极耳213焊接形成负汇流排224；具体的，按照电池型号规格要求，选择需要的极群进行焊接，利用直连焊接工艺。
步骤S3，相邻极群分布于同侧的正汇流排214与负汇流排224串联焊接，电池首端极群中的所有正极耳211，通过直连焊接与正极柱308连接，电池尾端极群中的所有负极耳213，通过直连焊接与负极柱309连接。最终完成制作过程，具体参考图8。
上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，包括若干个正极板组和若干个负极板（203），每个正极板组包括正极板（201），所述正极板（201）设置在U型隔板（202）内，所述正极板（201）上设置有正极耳（211），所述负极板（203）上设置有负极耳（213），相邻的正极耳（211）通过正汇流排（214）连接，相邻的负极耳（213）通过负汇流排（224）连接。
2.根据权利要求1所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，若干个正极板组和若干个负极板（203）的一种排列顺序为正极板组、负极板（203）、…、负极板（203）、正极板组。
3.根据权利要求1所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，若干个正极板组和若干个负极板（203）的另一种排列顺序为负极板（203）、正极板组、…、正极板组、负极板（203）。
4.根据权利要求1所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述正极耳（211）具体设置在正极板（201）的长边的侧壁上，所述负极耳（213）具体设置在负极板（203）的长边侧壁上，所述正极耳（211）和负极耳（213）分别设置在U型隔板（202）单面的两端。
5.根据权利要求1或4所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，若干个极群组成的电池中，位于电池首端的正汇流排（214）连接有正极柱（308），位于电池尾端的负汇流排（224）连接有负极柱（308），所述正极柱（308）和负极柱（308）分别与塑壳结构相互匹配。
6.根据权利要求1或4所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述U型隔板（202）的长度大于正极板（201）和负极板（203）的长度，所述U型隔板（202）的宽度大于正极板（201）和负极板（203）的宽度。
7.根据权利要求5所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述正极柱（308）和负极柱（309）与接线片或者螺纹端子焊接。
8.一种阀控式铅酸蓄电池极群的制作方法，采用于权利要求1-7所述的一种阀控式铅酸蓄电池极群，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对单个极群的极板进行包片；
S2，将单个极群的所有正极耳（211）焊接形成正汇流排（214），单个极群的所有负极耳（213）焊接形成负汇流排（224）；
S3，相邻极群分布于同侧的正汇流排（214）与负汇流排（224）串联焊接，电池首端极群中的所有正极耳（211），通过直连焊接与正极柱（308）连接，电池尾端极群中的所有负极耳（213），通过直连焊接与负极柱（309）连接。
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| CN202210369099.7A Pending CN114725531A (zh) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | 一种阀控式铅酸蓄电池极群及其制作方法 |
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| CN (1) | CN114725531A (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114927835A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-19 | 超威电源集团有限公司 | 一种铅酸蓄电池极群组、阀控式铅酸蓄电池及其制备方法 |
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2022
- 2022-04-08 CN CN202210369099.7A patent/CN114725531A/zh active Pending
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