CN201887121U - 非均匀电解质铅酸蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非均匀电解质铅酸蓄电池，为解决现有电池易漏酸，电池充电时失水析气等问题而发明。所述非均匀电解质铅酸蓄电池由正极板和负极板组成的极板、隔板、外壳组和电解质组成。其中正极板采用管式结构，隔板采用PVC微孔二氧化硅隔板；电极极群组的极板微孔内，吸附充满硫酸电解液，正负极板间和隔板间间隙及极群组与外壳槽之间，以及极群组汇流排以下部位，充满着胶体电解质；汇流排以上部位充满另一层胶体电解质，其厚度在5-25mm。本实用新型适合作为备用电源、太阳能储能电源、深循环和动力电源。
Description
技术领域
本实用新型涉及铅酸蓄电池，尤其涉及一种非均匀电解质铅酸蓄电池。
背景技术
铅酸蓄电池，正负极分别采用二氧化铅和铅为活性物质，硫酸为电解液。其中，深循环放电性能最好的要数管式电池，其正板栅一般采用铅锑合金，正极板采用管式结构。但因为其富液开口设计，电池易漏酸，电池充电时失水析气，带出的酸雾，也严重腐蚀周边设备，污染环境。
后来发展出两类贫液电池，分别为AGM电池和胶体电池，实现了铅酸电池的密封化，电池可以任意摆放使用，无需加水维护..两类新型贫液电池，板栅均采用析氢电位高的新型铅钙合金，大大减小了电池充电时析气量，使得电池密封成为可能(这样就可以取消了定期补水的开口结构设计)。与此同时，两种电池均采用贫液设计，分别采用超细玻璃纤维隔板和硅凝胶，用以吸附并固定电解液，使得电池内没有流动的富液酸。另外，这二种电池，在正负活性物质比例设计上做了调整，实现了阴极吸收式的氧循环，避免了电池失水。从而实现了电池的密封化使用。这两类新型电池，各有自己的特点。
AGM电池，稀硫酸为电解液，超细玻璃纤维棉材料为隔板，其孔率高，电池内阻小，因此电池的大电流放电性能好。但其贫液设计结构，导致了电解液易分层和电池失水干涸(而传统富液电池中，充电时析出的氧气，起到了搅拌电解液作用，同时定期补水，不存在这2个问题)，致使电池易硫化失效，易热失控。同时，该电池深循环放电性能不好，易早期容量衰减导致电池失效。
胶体电池，电解液为不流动的硫酸硅溶胶，与相同外形尺寸的AGM电池相比，可以加入更多体积的电解液，酸比重也可以设计的更低些，因此，胶体电 池失水率低，电池不会干涸，使用时热失控风险小，充电接受性好，电池寿命也更长。但是，正是因为电解液中有不导电的硅溶胶存在，致使电池内阻增大，电池大电流放电性能不好。同时胶体电池在寿命初期，充电时会有部分胶体水化，电池密封依旧存有隐患，而在寿命后期，会因为电池失水，胶体会发生干裂，影响电池性能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新的电池结构，同时兼具管式电池(深循环性能好)，AGM电池(大电流放电好)和胶体电池(低电压充电接受性好，深放电后充电恢复能力强，寿命长)的优点。
为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种非均匀电解质铅酸蓄电池，包括正负极板组成的极板、隔板、外壳组和电解质；其特征在于：正极板采用管式结构，极板和隔板内部吸附充满着硫酸电解液；极板周围与外壳组之间以及极板组汇流排以下部位缝隙内充满着第一胶体电解质；板组汇流排以上部分覆盖一层另一种浓度的第二胶体电解质。
其中，所述极群汇流排以上部位所覆盖的胶体电解质，其厚度为5-25mm。
其中，所述隔板是酚醛树脂复合隔板、PVC微孔SiO2复合隔板、PE复合隔板、AGM隔板、或者橡胶隔板+PVC冲孔塑料波纹板。
其中，所述第一胶体电解质和第二胶体电解质是气相二氧化硅或纳米胶体硅溶胶。
本实用新型所述的非均匀电解质铅酸蓄电池有益效果是：稀硫酸电解液，充满电池极板内部的活性物质微孔和隔板微孔，用于满足电池充放电使用，因为稀硫酸电解液导电性能好于胶体电解质更易于被极板中的活性物质和隔板吸收，因此，这样制备得到的极群组内阻小，因而电池内阻小，适合大电流高倍率放电，电池胶体电池失水率低，电池不会干涸，使用时热失控风险小，充 电接受性好，电池寿命也更长，胶体层可以得到水分补充，避免了因为胶层干裂而引起的电池性能恶化。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
如图1所示，本实用新型实施例所述的一种非均匀电解质铅酸蓄电池，包括由正极板4和负极板2共同组成极板、隔板3、外壳组1和电解质；所述正极板4采用管式结构，极板和隔板3内部吸附充满着硫酸电解液7；极板周围与外壳组1之间以及极板的汇流排以下部位缝隙内充满着第一胶体电解质5；极板的汇流排以上部分覆盖一层另一种浓度的第二胶体电解质6。
其中，所述极板的汇流排以上部位所覆盖的第二胶体电解质6，其厚度为5-25mm。
其中，极板和隔板3内部吸附的硫酸电解液7是浓度比一般质铅酸蓄电池使用的硫酸电解液要低的稀硫酸电解液(其浓度为38％-42％)。
其中，隔板3可以是酚醛树脂复合隔板、PVC微孔SiO2复合隔板、PE复合隔板、AGM隔板、或者橡胶隔板+PVC冲孔塑料波纹板。
其中，第一胶体电解质5和第二胶体电解质6是气相二氧化硅或纳米胶体硅溶胶。
本实用新型的加酸加胶体过程如下：
第一步，电池先加稀硫酸电解液，让极板和隔板都充分吸收电解液，然后给电池进行一次充放电循环，激活活性物质。
第二步，深放电后的电池，倒出电池内部多余的游离酸，加入胶体电解质，使其覆盖极板群组顶部(汇流排以下部位)，然后对电池进行一次充放电。使得 胶体凝固。这次加入的胶体电解液硅含量较低。
第三步，抽去极板上方可能存在的游离酸，再次加入胶体电解质，覆盖汇流排，并对电池进行一次充放电。这次加入的胶体电解液二氧化硅含量较高。
这种多步骤加酸加胶工艺，使得电池内部电解质在空间分布上呈现出非均匀分布状态。
本具体实施方式只是本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，具体各项权利保护范围由权利要求书限定。
Claims (4)
1.一种非均匀电解质铅酸蓄电池，包括正负极板组成的极板、隔板、外壳组和电解质；其特征在于：正极板采用管式结构，极板和隔板内部吸附充满着硫酸电解液；极板周围与外壳组之间，以及极板组汇流排以下部位缝隙内充满着第一胶体电解质；板组汇流排以上部分覆盖一层另一种浓度的第二胶体电解质。
2.根据权利要求1所述的非均匀电解质铅酸蓄电池，其特征在于：所述极群汇流排以上部位所覆盖的第二胶体电解质，其厚度为5-25mm。
3.根据权利要求1所述的非均匀电解质铅酸蓄电池，其特征在于：所述隔板是酚醛树脂复合隔板、PVC微孔SiO2复合隔板、PE复合隔板、AGM隔板、或者橡胶隔板+PVC冲孔塑料波纹板。
4.根据权利要求1所述的非均匀电解质铅酸蓄电池，其特征在于：所述第一胶体电解质和第二胶体电解质是气相二氧化硅或纳米胶体硅溶胶。
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