CN213959017U - 高电压大功率双极性电池基板的模块化结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，包括电池模架以及安装于电池模架的至少两个串联的单体电池，单体电池包括两双极性电池基板模块以及设于两双极性电池基板模块之间的隔膜，隔膜的厚度两侧对应叠合有正涂膏栅板和负涂膏栅板，双极性电池基板模块包括双极性电池基板以及设于双极性电池基板周缘的塑料边框，塑料边框连接有密封裙边，通过密封裙边将隔膜、正涂膏栅板和负涂膏栅板的周缘密封，电池模架的两端对应设有正端子板和负端子板。本实用新型不仅能在一定的外部压力下将多只包含有基板的单体电池堆叠起来，从而获得有良好密封效果的高电压大功率的双极性电池，而且还便于电池的模块化组装。

Description

高电压大功率双极性电池基板的模块化结构

技术领域

本实用新型涉及化学储能技术领域，具体涉及铅酸蓄电池。

背景技术

本专利申请的发明人致力于铅酸蓄电池的研究，尤其是对采用多晶硅基板的铅酸蓄电池进行了不断的技术革新。具体可以参考公告号为CN210516922U的中国实用新型专利，公开了一种双极性铅酸蓄电池，包括内腔充注有电解液的塑料外壳以及封闭塑料外壳的电池盖板，在塑料外壳内腔中并排间隔设置有若干双极性电池基板，所述双极性电池基板包括硅晶片、结合于硅晶片厚度两侧表面的金属化层、结合于金属化层外表面的电镀层，以及分别设于双极性电池基板厚度两侧的正膏栅板和负膏栅板，在相邻双极性电池基板之间设置有AGM隔膜。但是，该在先专利存在不便于模块化组装的缺陷，不利于大规模的产业化生产。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，方便实现模块化组装。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，包括电池模架以及安装于电池模架的至少两个串联的单体电池，所述单体电池包括两双极性电池基板模块以及设于两双极性电池基板模块之间的隔膜，所述隔膜的厚度两侧对应叠合有正涂膏栅板和负涂膏栅板，所述双极性电池基板模块包括双极性电池基板以及设于双极性电池基板周缘的塑料边框，所述塑料边框连接有密封裙边，通过密封裙边将正涂膏栅板和负涂膏栅板的周缘密封，所述电池模架的两端对应设有正端子板和负端子板，所述正端子板上设有正极柱，所述负端子板上设有负极柱。

优选的，所述塑料边框上设有定位销和定位孔，相邻两个双极性电池基板模块之间通过定位销和定位孔的配合进行定位。

优选的，所述塑料边框上设有安全阀孔，所述安全阀孔连接有安全阀。

优选的，所述塑料边框采用ABS或PP注塑成框。

优选的，所述密封裙边与塑料边框一体注塑成型，或者热压粘贴。

优选的，所述塑料边框的宽度为5mm，所述密封裙边超出塑料边框15mm宽，且厚度为0.5mm。

优选的，所述正、负涂膏栅板在填涂前厚度为2mm，填涂后厚度为3mm。

优选的，所述隔膜为AGM隔膜，且AGM隔膜每边的尺寸比正、负涂膏栅板的每个边多出2mm。

优选的，两张2mm厚的AGM隔膜对齐叠成4mm厚，放在正、负涂膏栅板之间。

优选的，所述电池模架包括设于两端的X形的模架端板以及连接两端模架端板的螺杆，所述螺杆设有四根并对应连接在模架端板的边角位置。

本实用新型采用上述技术方案，对双极性电池的基板进行了模块化设计，每个单体电池均可以作为一个独立模块；其中，每个单体电池中，双极性电池基板的周边采用塑料注塑成框并连接密封裙边，其作用是：首先，可提高基板的抗压强度，保证基板能承受较大的压力；其次，可保证基板尺寸的一致性，便于电池的组装；最后，通过密封裙边将隔膜、正涂膏栅板和负涂膏栅板的周缘密封，可确保电池达到严格的密封效果。

因此，具有如下有益效果：不仅能在一定的外部压力下将多只包含有基板的单体电池堆叠起来，从而获得有良好密封效果的高电压大功率的双极性电池，而且还便于电池的模块化组装。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型中双极性电池基板模块的主视图；

图2为本实用新型中双极性电池基板模块的侧视图；

图3为本实用新型高电压大功率双极性电池的模块组装示意图；

图4为高电压大功率双极性电池的模架安装图(除去外壳)。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

如图1至图4所示，高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，包括电池模架2以及安装于电池模架2的至少两个串联的单体电池1，所述单体电池1包括两双极性电池基板模块以及设于两双极性电池基板模块之间的隔膜12，所述隔膜12的厚度两侧对应叠合有正涂膏栅板13和负涂膏栅板14，所述双极性电池基板模块包括双极性电池基板11以及设于双极性电池基板11周缘的塑料边框111，所述塑料边框111连接有密封裙边112，通过密封裙边112将正涂膏栅板13和负涂膏栅板14的周缘密封，所述电池模架2的两端对应设有正端子板211和负端子板212，所述正端子板211上设有正极柱，所述负端子板212上设有负极柱。

作为一种实施方式，所述双极性电池基板11技术规格为：

1)尺寸：156X156 mm，误差≤±0.50mm的正方形；

2)角差：四角为90°±0.50°；

3)对角：对角线长度误差±0.50mm；

4)厚度：2.0mm，误差≤0.02mm；

5)倒角：±0.5mm；

6)翘曲：≤0.015mm；

7)电阻率：1X10^-3Ω·cm。

在本实施例中，所述塑料边框111采用ABS或PP塑料注塑成框，密封裙边112注塑或热封在塑料边框上的(正极面和负极面)，用来密封单体电池。因此，两片双极性电池基板模块及其中间的正、负涂膏栅板和隔膜再加上热封边框(包含塑料边框和密封裙边)就组成了一只完整的单体电池。热封边框(包含塑料边框和密封裙边)作用是：首先，可提高基板的抗压强度，保证基板能承受60Kpa以上的压力；其次，可保证基板尺寸的一致性，便于电池的组装；最后，可确保电池达到严格的密封效果。

进一步的，所述塑料边框111的宽度为5mm，所述密封裙边112超出塑料边框15mm宽，且厚度为0.5mm。密封裙边112与塑料边框111可一体注塑成型，也可热压粘贴而成。密封裙边112的密封采用塑料热封的方法，一般一次热封即可，必要时可进行二次热封。

为了方便组装，所述塑料边框111上设有定位销114和定位孔113，具体是在其中三个边角对应设置3个定位销和定位孔，相邻两个双极性电池基板模块之间通过定位销114和定位孔113的配合进行定位。除便于电池组装外，还能大幅度提高电池的抗震性能。

进一步的，所述塑料边框111上设有安全阀孔114，用于电池注液和加装安全阀。

所述正、负涂膏栅板在填涂前厚度为2mm，填涂后厚度为3mm，即过涂量为1mm(过涂量可根据工艺进行调整)。

参考现有技术，所述隔膜为AGM隔膜，用来隔离电池的正、负涂膏栅板，同时它也是吸附硫酸电解液的欠饱和吸附物，且AGM隔膜每边的尺寸比正、负涂膏栅板的每个边多出2mm。在组装双极性电池时，将两张2mm厚的AGM隔膜对齐叠成4mm厚，放在正、负涂膏栅板之间。由于隔膜每边的尺寸均大于正、负涂膏栅板，故应保证正、负涂膏栅板置于方型隔膜的正中间。

在电池模块组装前，应将AGM隔膜和已固化并经过工艺处理的涂膏栅板按要求叠放在一起。组装高电压大功率双极性电池模块时，先将单个双极性电池基板模块清理准备好，然后将叠好的隔膜和涂膏栅板准确无误地平行放入基板的注塑模块中，接着如法炮制，再依次将已叠好的隔膜和涂膏栅板放入第二个基板的注塑模块中，直到装够设计的模块数量以达到所需的电压为止。电池模块全部组装完毕后用特制的夹具将模块组夹紧，并按照设计的隔膜压缩比进行压缩。此外，加压时应均匀加压，待压缩尺寸达到设计要求后，应立即停止压缩并固定尺寸。

压缩好的模块组应装入电池模架2，此时电池才具有了正、负极端子板即正负、极柱。由于电池的尺寸固定了，因而其性能也就确定了。

从图3可以看到，用模块组装成的高电压大功率的双极性电池，理论上其电压不受限制，只需叠放足够多的模块即可。但是，在实际操作中，如组装12伏、24伏、32伏、36伏、48伏、80伏、150伏甚至更高电压的电池时，是用一个单串串联还是用多个单串串联完所需的模块以达到要求的电压，要根据工艺的难易、可靠性的高低、成本、是否便于安装和环境条件等因素来决定。

根据电压的要求，组装好的双极性电池须装入电池模架2，并按照设计的尺寸和压力紧固在电池模架2中。电池模架两端的正、端子板上已嵌入固定的正、负极柱，用于电池连线。

高电压大功率双极性电池的模架安装图如图4所示。所述电池模架2包括设于两端的X形的模架端板21以及连接两端模架端板的螺杆22，所述螺杆设有四根并对应连接在模架端板的边角位置。电池模架可以再设计一个外壳，以保护内部电池，外壳的形状、尺寸、散热和固定方式可依实际需要而定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：包括电池模架以及安装于电池模架的至少两个串联的单体电池，所述单体电池包括两双极性电池基板模块以及设于两双极性电池基板模块之间的隔膜，所述隔膜的厚度两侧对应叠合有正涂膏栅板和负涂膏栅板，所述双极性电池基板模块包括双极性电池基板以及设于双极性电池基板周缘的塑料边框，所述塑料边框连接有密封裙边，通过密封裙边将正涂膏栅板和负涂膏栅板的周缘密封，所述电池模架的两端对应设有正端子板和负端子板，所述正端子板上设有正极柱，所述负端子板上设有负极柱。

2.根据权利要求1所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述塑料边框上设有定位销和定位孔，相邻两个双极性电池基板模块之间通过定位销和定位孔的配合进行定位。

3.根据权利要求2所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述塑料边框上设有安全阀孔，所述安全阀孔连接有安全阀。

4.根据权利要求1所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述塑料边框采用ABS或PP注塑成框。

5.根据权利要求4所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述密封裙边与塑料边框一体注塑成型，或者热压粘贴。

6.根据权利要求1所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述塑料边框的宽度为5mm，所述密封裙边超出塑料边框15mm宽，且厚度为0.5mm。

7.根据权利要求1所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述正、负涂膏栅板在填涂前厚度为2mm，填涂后厚度为3mm。

8.根据权利要求7所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述隔膜为AGM隔膜，且AGM隔膜每边的尺寸比正、负涂膏栅板的每个边多出2mm。

9.根据权利要求8所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：两张2mm厚的AGM隔膜对齐叠成4mm厚，放在正、负涂膏栅板之间。

10.根据权利要求1所述的高电压大功率双极性电池基板的模块化结构，其特征在于：所述电池模架包括设于两端的X形的模架端板以及连接两端模架端板的螺杆，所述螺杆设有四根并对应连接在模架端板的边角位置。

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