CN201689944U - 一种电动车用胶体电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电动车用胶体电池，包括蓄电池槽、设在蓄电池槽开口部的蓄电池中盖、密封在蓄电池中盖上的蓄电池上盖片、设置在蓄电池槽内的正极板和负极板，所述正极板外包覆有“U”形结构的玻璃纤维毡隔板，所述负极板外包覆有“U”形结构的复合玻璃纤维隔板，所述复合玻璃纤维隔板由2层玻璃纤维层复合而成，外层为超细玻璃纤维基纸，内层为玻璃纤维毡，蓄电池槽内还设有胶体含量为4～10％的胶体电解液。本实用新型可有效防止蓄电池正、负极短路，玻璃纤维毡具有较好的机械强度和弹性，可保证装配压力的稳定性，并且又具有纤维毡孔径大、灌注胶体容易、分布均匀等优点稳定性好，降低了成本。

Description

一种电动车用胶体电池
【技术领域】
本实用新型涉及胶体电池领域，尤其涉及电动车用胶体电池。
【背景技术】
铅酸蓄电池由电池槽，电池盖，涂膏式正、负极板，稀硫酸电解液，隔板及附件构成。铅酸蓄电池的制造工艺流程包括铅粉制造，正、负板栅铸造，正、负生极板制造，极板化成和电池装配。
铅粉制造是：将1#电解铅用专用设备铅粉机通过氧化筛选制成符合要求的铅粉，铅粉制造有岛津法和巴顿法，其结果均是将1#电解铅加工成符合蓄电池生产工艺要求的铅粉，铅粉的主要成份是氧化铅和金属铅。
正、负板栅铸造：是将正、负板栅合金用重力铸造的方式铸造成符合要求的不同类型各种板栅，正极板栅合金为铅钙锡铝合金或者铅锑合金等，负极合金一般为铅钙合金。正、负板栅是活性物质的载体，也是导电的集流体。
涂膏式正、负生极板制造：是用铅粉和稀硫酸及对应的添加剂混合后形成铅膏涂抹于对应的板栅上，再进行固化、干燥即是生极板。
极板化成：是正、负生极板按照要求置入稀硫酸中，通入直流电通过氧化还原反应生产，使正极板上的铅膏转变成二氧化铅，负极板上的铅膏转变成多孔的铅，再通过清洗、干燥即是可用于电池装配所用正、负极板。
各种蓄电池装配采用隔板有较大的区别，汽车蓄电池一般用PE、PVC或橡胶隔板，阀控密封铅酸蓄电池采用高孔率、低电阻的单一AGM隔板，和稀硫酸作电解液，基本达到了电动车用蓄电池要求，具有体积小、重量轻、容量大、充电时间短、深循环寿命长等特点。但是，由于蓄电池加入稀硫酸电解液体积小(8～10ml/Ah.单格)，电解液浓度高(45％左右)，出现以下不良现象：电解液浓度高容易分层，蓄电池充电难度较大，需要采取较高的充电电压充电，导致失水量大，极板腐蚀软化加速，夏天出现大面积因失水而造成发热变形报废的蓄电池，冬天充电难度大，充不进电，容量衰减很快，出现大量“落后”蓄电池，一致性的问题会影响到蓄电池的整体使用寿命。
部分技术人员对阀控密封铅酸蓄电池进行改进，也直接用AGM隔板制作胶体电池，一定程度上改善了电解液分层现象，提高了蓄电池充电接受能力，降低了充电难度，减缓了极板腐蚀和极板软化速度。但是，由于AGM隔板孔径小，隔板孔曲折多变，因此只能制作胶体含量(以SiO2计)低于4％的蓄电池，这种蓄电池被称为“稀胶体电池”，性能达不到胶体电池的要求，胶体容易堵塞，分布不均匀，内部出现“空隙”。充电时后期正极产生的氧气容易通过“空隙”到达负极发生氧复合反应，引起氧复合效率过高，最终导致蓄电池发热、变形等故障。实践证明胶体含量(以SiO2计)达到4％以上的蓄电池能够避免这种故障的发生，但是，如果用AGM隔板制作胶体含量高的电池(全胶体电池)，胶体电解液无法灌注均匀，无法实现生产。
常规的胶体电池是采用PVC-SiO2隔板(或者其它胶体专用隔板)和胶体含量(以SiO2计)大于4％的胶体电解液制作的，PVC-SiO2隔板(或者其它胶体专用隔板)与AGM隔板相比孔率略低，内阻略大，大电流性能略有降低，因此制作的胶体电池体积大、成本高，因此不能在电动助力车用铅酸蓄电池等能量密度大的蓄电池上推广使用。
解决电动车用蓄电池电解液分层，充电难度大，发热变形，一致性等是降低电动车用蓄电池故障率，降低电动车运行成本，推动电动车行业良性发展是密封铅酸蓄电池行业研究的重要课题。
【发明内容】
本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种电动车用胶体电池，能够提高寿命，降低成本。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种电动车用胶体电池，包括蓄电池槽、设在蓄电池槽开口部的蓄电池中盖、密封在蓄电池中盖上的蓄电池上盖片、设置在蓄电池槽内的正极板和负极板，所述正极板外包覆有“U”形结构的玻璃纤维毡隔板，所述负极板外包覆有“U”形结构的复合玻璃纤维隔板，所述复合玻璃纤维隔板由2层玻璃纤维层复合而成，外层为超细玻璃纤维基纸，内层为玻璃纤维毡，蓄电池槽内还设有胶体含量为4～10％的胶体电解液。
作为优选，所述玻璃纤维毡隔板的厚度是玻璃纤维毡厚度的2倍。形成电解液凝胶网络效果最佳。
作为优选，所述正极板为涂膏式正极板，所述负极板为涂膏式负极板。导电效果好，成本低。
作为优选，所述蓄电池槽内还设有蓄电池槽格挡，所述蓄电池槽格挡上方设有跨桥，蓄电池中盖上设有内极柱和接线端子。结构简单。
作为优选，所述蓄电池上盖片的下方设有安全阀，提高了安全性能。
作为优选，所述超细玻璃纤维基纸是用直径为0.8～1.3um的超细玻璃纤维，在超细玻璃纤维中添加重量为超细玻璃纤维的1～10％的合成纤维，并配以乳胶，以湿法抄纸成形，作成小孔径玻璃纤维基纸。
本实用新型的有益效果：本实用新型在负极板外包覆复合玻璃纤维隔板，在正极板外包覆玻璃纤维毡隔板，可有效防止蓄电池正、负极短路，玻璃纤维毡具有较好的机械强度和弹性，可保证装配压力的稳定性，并且又具有纤维毡孔径大、灌注胶体容易、分布均匀等优点，可形成良好的胶体电解液凝胶网络；采用4～10％的胶体电解液，胶体呈凝胶状态，稳定性好，无水化现象，提高了胶体电池的深循环寿命，降低了成本。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本实用新型电动车用胶体电池的下部剖视结构示意图；
图2是本实用新型电动车用胶体电池的上部剖视结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1、2，电动车用胶体电池包括蓄电池槽1、设在蓄电池槽1开口部的蓄电池中盖2、密封在蓄电池中盖2上的蓄电池上盖片3、设置在蓄电池槽1内的正极板4和负极板8，所述正极板4外包覆有“U”形结构的玻璃纤维毡隔板5，所述负极板8外包覆有“U”形结构的复合玻璃纤维隔板，所述复合玻璃纤维隔板由2层玻璃纤维层复合而成，外层为超细玻璃纤维基纸6，内层为玻璃纤维毡7，蓄电池槽1内还设有胶体含量为4～10％的胶体电解液12。所述玻璃纤维毡隔板5的厚度是玻璃纤维毡7厚度的2倍。所述正极板4为涂膏式正极板，所述负极板8为涂膏式负极板。所述蓄电池槽1内还设有蓄电池槽格挡11，所述蓄电池槽格挡11上方设有跨桥14，蓄电池中盖2上设有内极柱15和接线端子10。所述蓄电池上盖片3的下方设有安全阀13，提高了安全性能。最右侧的边负极板9的右边因贴近蓄电池槽1，所有不需要再用隔板。
蓄电池槽1、蓄电池中盖2、蓄电池上盖片3均由ABS工程塑料按照胶体电池要求制作而成。
正极板4、负极板8采用涂膏式，按照电动车用密封铅酸蓄电池工艺制作而成。
超细玻璃纤维基纸6：所述超细玻璃纤维基纸是用直径为0.8～1.3um的超细玻璃纤维，在超细玻璃纤维中添加重量为超细玻璃纤维的1～10％的合成纤维，并配以乳胶，以湿法抄纸成形，作成小孔径玻璃纤维基纸，厚度为0.2～1mm。
玻璃纤维毡7材质与玻璃纤维毡隔板5相同，可用干法和湿法两种方式制成。
干法：是用拉丝形成10～15u m玻璃纤维丝，均匀喷涂聚丙烯酸酯溶液，然后在180～200℃的温度条件下烘干形成玻璃纤维毡7，上述步骤所用的聚丙烯酸酯溶液由固含量为50％的聚丙烯酸酯与水按照1∶1.2比例混合而成。
湿法：将直径为5～20um，长度5～20mm玻璃纤维短切丝与白水配成浆料，经上浆成形，脱水得到玻璃纤维湿毡，用有机粘接剂浸渍上胶，然后烘干得到玻璃纤维毡7。白水由纯水、增稠剂、分散剂、消泡剂等组成，增稠剂采用羧甲基纤维素钠，使浆料中的粘度达到8CP～12CP，分散剂采用脂肪酸聚合物，在浆料中的浓度达到80ppm～100ppm，消泡剂采用Agitan295，使浆料中含气量为4～10％，玻璃纤维短切丝在浆料中的含量为0.1～0.3％，浆料pH值为4～8。粘接剂为聚醋酸乙烯酯乳液、丙烯酸酯乳液、热固型丙烯酸酯中任一种与1～30％偶联剂KH560混合。
包覆在负极板8上的复合玻璃纤维隔板采用2层玻璃纤维层复合而成，其中外层为超细玻璃纤维基纸6，内层为玻璃纤维毡7，制作成“U”形结构，用于包覆负极板8，玻璃纤维基纸孔径小，可以有效防止蓄电池正、负极短路。玻璃纤维毡7具有较好的机械强度和弹性，可保证装配压力的稳定性，并且又具有纤维毡孔径大、灌注胶体容易、分布均匀等优点，可形成良好的胶体电解液12凝胶网络。
包覆在正极板4上的玻璃纤维毡隔板5制作成“U”形结构，玻璃纤维毡具有较好的机械强度和弹性，可保证装配压力的稳定性，并且又具有纤维毡孔径大、灌注胶体容易、分布均匀等优点，可形成良好的胶体电解液12凝胶网络。
电解液采用胶体含量(以SiO2计)达到4～10％的胶体电解液12，胶体呈凝胶状态，稳定性好，无水化现象。凝胶状的胶体电解液12量比普通阀控密封式铅酸蓄电池电解液多10～20％，胶体电解液12中的硫酸浓度比常规电解液浓度低4～5％，彻底解决了电解液分层现象和充电难度大的问题；同时由于胶体含量增加，使得电解液中“空隙”减少，并且这种“空隙”在运行周期内不会大幅度增加，限制了充电后期正极产生的氧气大量通过“空隙”到达负极与负极海绵状铅发生氧化反应的速度，防止蓄电池发热、变形等故障，另外，由于凝胶状胶体电解液12覆盖于极板表面，对极板上的活性物质有较强的吸附力，保护极板，缓减极板腐蚀和活性物质软化，大大延长了蓄电池循环寿命。
虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (5)

1.一种电动车用胶体电池，包括蓄电池槽、设在蓄电池槽开口部的蓄电池中盖、密封在蓄电池中盖上的蓄电池上盖片、设置在蓄电池槽内的正极板和负极板，其特征在于：所述正极板外包覆有“U”形结构的玻璃纤维毡隔板，所述负极板外包覆有“U”形结构的复合玻璃纤维隔板，所述复合玻璃纤维隔板由2层玻璃纤维层复合而成，外层为超细玻璃纤维基纸，内层为玻璃纤维毡，蓄电池槽内还设有胶体含量为4～10％的胶体电解液；所述超细玻璃纤维基纸是采用直径为0.8～1.3um的超细玻璃纤维。
2.如权利要求1所述的一种电动车用胶体电池，其特征在于：所述玻璃纤维毡隔板的厚度是玻璃纤维毡厚度的2倍。
3.如权利要求1所述的一种电动车用胶体电池，其特征在于：所述正极板为涂膏式正极板，所述负极板为涂膏式负极板。
4.如权利要求1所述的一种电动车用胶体电池，其特征在于：所述蓄电池槽内还设有蓄电池槽格挡，所述蓄电池槽格挡上方设有跨桥，蓄电池中盖上设有内极柱和接线端子。
5.如权利要求1所述的一种电动车用胶体电池，其特征在于：所述蓄电池上盖片的下方设有安全阀。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106099212A (zh) * 2016-08-24 2016-11-09 天能电池集团（安徽）有限公司 一种新型高比能量电池
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