CN209312889U - 一种铅炭电池极耳和汇流排结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种铅炭电池极耳和汇流排结构，铅炭电池的电池槽被隔墙分为多个单格，每个单格内设有一个极群，所述极群包括正极板、负极板和隔板，所述正极板通过正极耳与正汇流排焊接，所述负极板通过负极耳与负汇流排焊接，所述负极耳与正极耳的宽度比值为1：1.1‑1.25，所述负汇流排与正汇流排的宽度比值:1：1.0‑1.15。本实用新型结构不仅能降低铅炭电池的原材料消耗，又能延长铅炭电池负极耳和负汇流排的腐蚀寿命，还能解决铸焊过程中正负极耳熔接速度不一致的问题。

Description

一种铅炭电池极耳和汇流排结构

技术领域

本实用新型涉及铅炭电池领域，具体涉及一种极耳和汇流排结构。

背景技术

由于铅炭电池正负极利用率不同、失效模式不同，以及为了提高氧复合效率，保证大电流放电能力等原因，将极群正负极板配比设计为N：N-1，且正极板比负极板厚，正板栅比负板栅厚，正极耳比负极耳厚，部分正负极耳的厚度差甚至超过1mm。

铸焊过程可简单描述为：在模腔内注入铅液，再将极群组的正负极耳分别插入正负汇流排模腔中，被铅液熔接形成汇流排。由于正汇流排比负汇流排短，所以在铅液温度一致情况下，正汇流排模腔中的铅液能量比负汇流排模腔中的铅液能量低，又因为正极耳比负极耳厚，导致正极耳熔接速度比负极耳的熔接速度慢。如果模腔中铅液温度过低，则正极耳包熔，如果模腔中铅液温度过高，则负极耳过熔，无论是正耳包熔还是负耳过熔都对铅炭电池放电和寿命性能产生重大影响。

专利201720251060.X一种提高铅酸蓄电池铸焊质量的正极耳设计结构中，描述了一种将正极耳分为熔接部和非熔接部的正板栅结构，熔接部极耳宽度由下到上逐渐减少，厚度由下到上逐渐减小，呈棱台状结构。虽然这种结构可以解决正负极耳铸焊时熔接速度不一致问题，但这种极耳经过涂板后，熔接部若沾上铅膏将很难被清除，同样会因为极耳上杂质问题影响铸焊质量。

专利201620403605.X一种等比热铸焊汇流排中，描述了一种负极汇流排长度长于正极汇流排，正极汇流排宽度大于负极汇流排宽度的结构，通过根据正负极耳的厚度比设计正负汇流排体积，使得正负板极耳的熔接速度一致。虽然这种结构可以解决正负极耳铸焊时熔接速度不一致问题，但其正极汇流排的设计量是过盈的，原材料铅的浪费严重，产品成本太高。

此外，大部分铅炭电池在寿命终结时，其正极汇流排和正极极耳完好，基本没发生寿命损耗，但负极汇流排和负极极耳都具有一定程度的腐蚀，甚至完全腐蚀断裂，部分铅炭电池就是由于负极汇流排或负极极耳发生腐蚀断裂造成早期寿命失效。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种铅炭电池极耳和汇流排结构，主要目的是：

在现有铅炭电池负极汇流排腐蚀寿命的前提下，减少正极汇流排和极耳的原材料铅消耗，降低铅炭电池制造成本；

在至少不增加铅炭电池原材料铅消耗的前提下，增加负极汇流排和极耳的原材料铅消耗，以降低负极耳或负极汇流排腐蚀断裂造成铅炭电池早期寿命失效的风险；

解决现有铸焊技术中，正负极耳铸焊时熔接速度不一致问题。通过平衡正汇流排模腔中铅具有能量与正极耳熔接所需能量的比值和负汇流排模腔中铅具有能量与负极耳熔接所需能量的比值，使得正负极耳的熔接速度接近或着一致，防止正极耳包熔、负极耳过熔问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种铅炭电池极耳和汇流排结构，铅炭电池的电池槽被隔墙分为多个单格，每个单格内设有一个极群，所述极群包括正极板、负极板和隔板，所述正极板通过正极耳与正汇流排焊接，所述负极板通过负极耳与负汇流排焊接，所述负极耳与正极耳的宽度比值为1：1.1-1.25，所述负汇流排与正汇流排的宽度比值:1：1.0-1.15。

所述正极耳比负极耳厚，所述正极耳比负极耳的厚度差为0.2-1mm。

所述正汇流排与负汇流排的厚度相同，厚度为0.5～6mm。

所述正汇流排宽度比正极耳宽度宽1-5mm，所述负汇流排宽度比负极耳宽度宽1-5mm。

所述负汇流排长度比正汇流排长度长0.5-6mm。

本实用新型在其他技术参数不变的情况下，通过改进正极耳与负极耳的宽度比例，同时改进正汇流排与负汇流排的宽度比例，使正汇流排模腔中铅具有能量与正极耳熔接所需能量的比值和负汇流排模腔中铅具有能量与负极耳熔接所需能量的比值接近或着一致，从而实现正负极耳的熔接速度接近或着一致，有效解决正极耳包熔、负极耳过熔问题，提高铸焊质量一致性；同时，在确保铅炭电池使用寿命的前提下降低电池原材料铅消耗成本，或者在至少不增加铅炭电池原材料铅消耗成本的前提下，降低负极耳或负极汇流排腐蚀断裂造成铅炭电池早期寿命失效的风险，延长电池使用寿命。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为电池剖视图；

图2为电池内部结构示意图；

上述图中的标记均为：1：正极板；2：负极板；3：隔板；4：正极耳；5：负极耳；6：正汇流排；7：负汇流排；8：跨桥零件；9：端子；10：极群；11：电池槽。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如附图1、附图2所示，一种铅炭电池包括电池槽11，电池槽11被隔墙分为多个单格，一般有1、2、3、4、6、8个单格，本实用新型提供的附图为6个单格，每个单格中具有一个极群10，极群10由若干片正极板1，若干片负极板2，若干片隔板3配组组成。

极群10中所有正极板1的正极耳4通过正汇流排6进行并联焊接，并与跨桥零件8连接，极群10中所有负极板2的负极耳5通过负汇流排7进行并联焊接，并与跨桥零件8连接。

不同单格的极群10之间，通过正汇流排6的跨桥零件8与负汇流排7的跨桥零件8进行串联连接，形成高电压铅炭电池，铅炭电池极群10通过串联剩余的头尾的正汇流排6和负汇流排7分别于端子9连接，端子9用于与外部电路连接。

本实用新型提供一种铅炭电池极耳和汇流排结构，具有如下特点：

正负极耳5厚度与现有技术相同，正极耳4与负极耳5宽度不同，负极耳5与正极耳4的宽度比值在1.1～1.25之间。

正负汇流排7厚度与现有技术相同，正汇流排6宽度比正极耳4宽度宽1～5mm，负汇流排7宽度比负极耳5宽度宽1～5mm，负汇流排7长度比正汇流排6长度长0.5～6mm，负汇流排7与正汇流排6的宽度比值在1.0～1.15之间。

在极耳厚度、汇流排厚度、汇流排长度与现有技术相同的情况下，通过调整正负极耳5宽度、正负汇流排7宽度，实现降低电池原材料铅消耗成本，或(与)提高负极极耳和负汇流排7的腐蚀寿命；同时，通过平衡极群10正极耳4熔接体积与正汇流排6体积的比值和极群10负极耳5熔接体积与负汇流排7体积的比值，实现正负极耳5熔接速度接近或一致，解决正极耳4包熔、负极耳5过熔问题，具体改进方案体现为：

在现有铅炭电池负极汇流排腐蚀寿命的前提下(即不增加负极耳5的宽度)，减小正极耳4和正汇流排6宽度0.5～4mm，以降低铅炭电池原材料铅消耗成本，以及解决铸焊时正负极耳5熔接速度不一致问题；

在至少不增加铅炭电池原材料铅消耗的前提下，增加负极耳5和负汇流排7宽度0～1mm，减小正极耳4和正汇流排6宽度0.5～3mm，以降低负极耳5或负极汇流排腐蚀断裂造成铅炭电池早期寿命失效的风险，以及解决铸焊时正负极耳5熔接速度不一致问题。

为了更好的说明本实用新型，具体实施案例举例说明：

实施案例一：12V100Ah铅炭电池

现有技术参数：极群10配比5正6负，正极耳4厚度2.0mm，负极耳5厚度1.5mm，极耳熔接深度4mm，正负极耳5宽度均为16mm；正负汇流排7宽度均为19mm，正汇流排6长度为60.5mm，负汇流排7长度为63.9mm，正负汇流排7厚度均为5.5mm。寿命质保结束时，正汇流排6和正极耳4没有发生寿命损耗，负极汇流和负极耳5的腐蚀程度未对电池放电和寿命性能造成影响。

本实用新型改进：正极耳4宽度改进为13.5mm，负极耳5宽度为16mm，负极耳5宽度与正极耳4宽度比值为1.185；正汇流排6宽度改进为18mm，其他参数与现有技术参数一致。寿命质保结束时正汇流排6和正极耳4无寿命损耗，负极汇流和负极耳5的腐蚀程度未对电池放电和寿命性能造成影响。

本实施案例为解决铸焊时正负极耳5熔接速度不一致问题，在现有负极汇流排腐蚀寿命的前提下(即不增加负极耳5的宽度)，减小正极耳4宽度2.5mm，减少正汇流排6宽度1mm，有效的缩小了正汇流排6体积与正极耳4熔接体积比值和负汇流排7体积与负极耳5熔接体积比值的差异，差异从现有技术的1.71(11.59-9.88)缩小到实用新型方案的0.5(11.59-11.09)，平衡了正汇流排6模腔中铅具有能量与正极耳4熔接所需能量的比值和负汇流排7模腔中铅具有能量与负极耳5熔接所需能量的比值，使得正负极耳5的熔接速度接近，有效解决正极耳4包熔、负极耳5过熔问题。

本实施案例有效的降低铅炭电池原材料铅成本，经过改进后，一只12V100Ah铅炭电池原材料铅消耗至少减少：(19-18)*60.5*5.5*6*11.34/1000＝22.6g。

实施案例二：12V100Ah铅炭电池

现有技术参数：极群10配比5正6负，正极耳4厚度2.0mm，负极耳5厚度1.5mm，极耳熔接深度4mm，正负极耳5宽度均为16mm；正负汇流排7宽度均为19mm，正汇流排6长度为60.5mm，负汇流排7长度为63.9mm，正负汇流排7厚度均为5.5mm。寿命质保结束时正汇流排6和正极耳4没有发生寿命损耗，负极汇流和负极耳5的腐蚀程度对电池放电和寿命性能造成较大影响。

本实用新型改进：正极耳4宽度改进为13.5mm，负极耳5宽度改进为16.5mm，负极耳5宽度与正极耳4宽度比值为1.222；正汇流排6宽度改进为18mm，负汇流排7宽度改进为19.5mm，其他参数与现有技术参数一致。寿命质保结束时正汇流排6和正极耳4无寿命损耗，负极汇流和负极耳5的腐蚀程度未对电池放电和寿命性能造成影响。

本实施案例为降低负极耳5或负极汇流排腐蚀断裂造成铅炭电池早期寿命失效的风险，以及解决铸焊时正负极耳5熔接速度不一致问题，减小正极耳4宽度2.5mm，减少正汇流排6宽度1mm，增大负极极耳宽度0.5mm，增大负极汇流排0.5mm。不仅增强负板极耳和负汇流排7的耐腐蚀能力，延长负板极耳和负汇流排7的腐蚀寿命，还有效的缩小了正汇流排6体积与正极耳4熔接体积比值和负汇流排7体积与负极耳5熔接体积比值的差异，差异从现有技术的1.71(11.59-9.88)缩小到实用新型方案的0.45(11.54-11.09)，平衡了正汇流排6模腔中铅具有能量与正极耳4熔接所需能量的比值和负汇流排7模腔中铅具有能量与负极耳5熔接所需能量的比值，使得正负极耳5的熔接速度接近，有效解决正极耳4包熔、负极耳5过熔问题。

此外，本实施案例还降低铅炭电池原材料铅成本，经过改进后，一只12V100Ah铅炭电池原材料铅消耗至少减少：((19-18)*60.5*5.5*6-(19.5-19)*63.9*5.5*6)*11.34/1000＝10.68g。

本实用新型结构不仅能降低铅炭电池的原材料消耗，又能延长铅炭电池负极耳5和负汇流排7的腐蚀寿命，还能解决铸焊过程中正负极耳5熔接速度不一致的问题。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铅炭电池极耳和汇流排结构，铅炭电池的电池槽被隔墙分为多个单格，每个单格内设有一个极群，所述极群包括正极板、负极板和隔板，所述正极板通过正极耳与正汇流排焊接，所述负极板通过负极耳与负汇流排焊接，其特征在于：所述负极耳与正极耳的宽度比值为1：1.1-1.25，所述负汇流排与正汇流排的宽度比值:1：1.0-1.15。

2.根据权利要求1所述的铅炭电池极耳和汇流排结构，其特征在于：所述正极耳比负极耳厚，所述正极耳比负极耳的厚度差为0.2-1mm。

3.根据权利要求2所述的铅炭电池极耳和汇流排结构，其特征在于：所述正汇流排与负汇流排的厚度相同，厚度为0.5～6mm。

4.根据权利要求1、2或3所述的铅炭电池极耳和汇流排结构，其特征在于：所述正汇流排宽度比正极耳宽度宽1-5mm，所述负汇流排宽度比负极耳宽度宽1-5mm。

5.根据权利要求4所述的铅炭电池极耳和汇流排结构，其特征在于：所述负汇流排长度比正汇流排长度长0.5-6mm。